大电网故障信息智能处理系统.pdf

本发明公开了一种大电网故障信息智能处理系统，包括设置在变电站的子站模块和设置在高压或超高压电网调度中心的主站模块，其中子站模块包括子站静态和动态数据库、变电站数据预处理模块、子站故障选线和选相模块、单端量故障测距模块、数据自适应压缩编码模块，主站模块包括数据解压和解释模块、主站静态和动态数据库、小波神经网络故障类型识别模块、基于时态逻辑技术保护开关动作行为评价模块、多端量故障测距模块。本发明提供了一种科学、透明、高效的大电网故障信息智能处理系统。

权利要求书1.  大电网故障信息智能处理系统，其特征在于：包括设置在变电站的子站模块和设置在高压或超高压电网调度中心的主站模块，其中：子站模块包括子站静态和动态数据库、变电站数据预处理模块、子站故障选线和选相模块、单端量故障测距模块、数据自适应压缩编码模块，当发生故障或扰动时，各变电站的录波器均会启动，此时变电站数据预处理模块根据录波数据中的模拟量信息识别发生的是故障还是扰动，并将录波数据存入子站静态和动态数据库，若变电站数据预处理模块识别出系统发生了故障，则利用小波技术精确确定故障发生的时刻，同时启动子站故障选线和选相模块确定故障线路和故障相别，并启动数据自适应压缩编码模块，将故障线路的模拟量数据压缩并快速传输到调度中心的主站模块，同时启动单端量故障测距模块，初步确定故障距离，供值班员参考；主站模块包括数据解压和解释模块、主站静态和动态数据库、小波神经网络故障类型识别模块、基于时态逻辑技术保护开关动作行为评价模块、多端量故障测距模块，各变电站的SOE开关量信息快速传到调度中心的主站模块，调度中心主站模块中数据解压和解释模块实时对各变电站故障录波数据快速解压还原，并启动小波神经网络故障类型识别模块精确地确认故障元件，以及启动多端量故障测距模块准确故障定位，将故障设备、故障距离、故障设备模拟量数据和 SOE 信息，以及电网静态知识传输给基于时态逻辑技术保护开关动作行为评价模块，基于时态逻辑技术保护开关动作行为评价模块根据这些预处理离散信息，诊断故障过程中保护开关动作行为，形成完整故障简报供调度员参考决策。

说明书大电网故障信息智能处理系统
技术领域
本发明涉及电网信息系统领域，具体是一种大电网故障信息智能处理系统。
背景技术
我国电力正处于一个高速发展的时期,电力系统的迅速发展、受端负荷的持续增长、跨区域联网规模的扩大、电力工业市场化改革以及生态环境的约束使电网结构和运行方式日趋复杂,使电网状态趋近其运行极限。特别是以跨区域联网为主要特征的大电网，其系统运行的不稳定因素增多，一旦发生大面积停电,后果不堪设想。
传统的电网故障信息处理系统在解决上述问题时存在很多缺点：首先，在电网某线路发生故障后，传统的电网故障信息处理系统需要利用故障录波器记录下故障录波数据，但故障暂态信号是非平稳信号，它覆盖的频谱较宽，记录这一非平稳信号需要较高的采样率，数据量很大，大量故障录波数据快速上传面临巨大的困难。向调度中心上传的数据量大，占用数据通道时间长，特别是当多个站点同时上传数据时容易造成数据通道堵塞；其次，若故障发生在子站（变电站）本身，传统的电网故障信息处理系统仍需将故障录波数据上传到主站（高压或超高压电网调度中心）进行故障判断，子站不具备单端量故障测距以及利用单端故障录波数据进行故障选线诊断的功能，降低了事故处理的实时性；最后，传统的电网故障信息处理系统的主站往往只采取专家系统等一种智能技术进行分析和判断，并且缺乏对SQE（Sequence of Event）开关量信息的评估，降低了故障判断的准确性。
因此，建立一种快速、准确的以跨区域联网为主要特征的大电网故障信息处理系统已成为电力系统的一个迫切的需求。
发明内容    本发明的目的是提供一种大电网故障信息智能处理系统，以解决现有技术存在的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
大电网故障信息智能处理系统，其特征在于：包括设置在变电站的子站模块和设置在高压或超高压电网调度中心的主站模块，其中：
子站模块包括子站静态和动态数据库、变电站数据预处理模块、子站故障选线和选相模块、单端量故障测距模块、数据自适应压缩编码模块，当发生故障或扰动时，各变电站的录波器均会启动，此时变电站数据预处理模块根据录波数据中的模拟量信息识别发生的是故障还是扰动，并将录波数据存入子站静态和动态数据库，若变电站数据预处理模块识别出系统发生了故障，则利用小波技术精确确定故障发生的时刻，同时启动子站故障选线和选相模块确定故障线路和故障相别，并启动数据自适应压缩编码模块，将故障线路的模拟量数据压缩并快速传输到调度中心的主站模块，同时启动单端量故障测距模块，初步确定故障距离，供值班员参考；
主站模块包括数据解压和解释模块、主站静态和动态数据库、小波神经网络故障类型识别模块、基于时态逻辑技术保护开关动作行为评价模块、多端量故障测距模块，各变电站的SOE开关量信息快速传到调度中心的主站模块，调度中心主站模块中数据解压和解释模块实时对各变电站故障录波数据快速解压还原，并启动小波神经网络故障类型识别模块精确地确认故障元件，以及启动多端量故障测距模块准确故障定位，将故障设备、故障距离、故障设备模拟量数据和 SOE 信息，以及电网静态知识传输给基于时态逻辑技术保护开关动作行为评价模块，基于时态逻辑技术保护开关动作行为评价模块根据这些预处理离散信息，诊断故障过程中保护开关动作行为，形成完整故障简报供调度员参考决策。
本发明提供了一种科学、透明、高效的大电网故障信息智能处理系统。子站内设有数据自适应压缩编码模块，能够建立一种有效的高压缩比、低失真率的故障暂态数据快速压缩传输方案，以解决海量故障录波数据上传困难的问题。其次，通过子站静态和动态数据库，利用单端故障录波数据进行故障选线诊断，以快速识别故障元件和故障距离，提高本地事故处理的实时性。在主站模块中，根据来自各变电站预处理后的故障录波压缩数据和SOE(Sequence of Event）信息，应用小波理论、模式识别、神经网络、时态逻辑及其他人工智能技术进行综合分析和评判，从而得出与事故相关的一系列决策信息。
附图说明
图1为本发明整体框架及数据流向图。
具体实施方式
如图1所示，大电网故障信息智能处理系统，包括设置在变电站的子站模块和设置在高压或超高压电网调度中心的主站模块，其中：
子站模块包括子站静态和动态数据库、变电站数据预处理模块、子站故障选线和选相模块、单端量故障测距模块、数据自适应压缩编码模块，当发生故障或扰动时，各变电站的录波器均会启动，此时变电站数据预处理模块根据录波数据中的模拟量信息识别发生的是故障还是扰动，并将录波数据存入子站静态和动态数据库，若变电站数据预处理模块识别出系统发生了故障，则利用小波技术精确确定故障发生的时刻，同时启动子站故障选线和选相模块确定故障线路和故障相别，并启动数据自适应压缩编码模块，将故障线路的模拟量数据压缩并快速传输到调度中心的主站模块，同时启动单端量故障测距模块，初步确定故障距离，供值班员参考；
主站模块包括数据解压和解释模块、主站静态和动态数据库、小波神经网络故障类型识别模块、基于时态逻辑技术保护开关动作行为评价模块、多端量故障测距模块，各变电站的SOE开关量信息快速传到调度中心的主站模块，调度中心主站模块中数据解压和解释模块实时对各变电站故障录波数据快速解压还原，并启动小波神经网络故障类型识别模块精确地确认故障元件，以及启动多端量故障测距模块准确故障定位，将故障设备、故障距离、故障设备模拟量数据和 SOE 信息，以及电网静态知识传输给基于时态逻辑技术保护开关动作行为评价模块，基于时态逻辑技术保护开关动作行为评价模块根据这些预处理离散信息，诊断故障过程中保护开关动作行为，形成完整故障简报供调度员参考决策。
本发明中，子站模块其功能是快速识别故障元件和故障距离，同时启动数据压缩编码模块，将相关故障录波数据自适应压缩编码后上传调度中心，完成子站数据初步处理和故障初步诊断功能，并将这些预诊断结果通知变电站运行人员，起到报警作用。
本发明中，主站模块是基于来自各变电站预处理数据和全网静态知识的智能处理系统。其主要功能是，通过小波神经元网络准确识别故障元件，并根据输电线双端量信息实现准确故障测距，同时启动时态逻辑故障诊断模块，利用被校核的开关量信息和相关模拟量信息，对保护、开关和重合闸动作行为进行评价，并以故障简报的形式发送给调度人员，供其决策参考。另外，无论子站端还是主站端，都建立有相关数据库或数据仓库。