用于自动事件检测和报告产生的方法和设备的制作方法

专利名称：用于自动事件检测和报告产生的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种方法和系统，能操作来自动地检测电力系统中的事 件，产生包括关于事件的数据的才艮告，并将报告转送到一个或多个用户。
背景技术：
对电力系统中可能破坏电力系统的事件发生的检测是非常重要的。这 种事件可以包括故障、扰动和/或其他情况。发电厂和商业依赖于电力传 输和分配系统来供电。系统中的破坏可能引起社会和经济失调，导致惨重 的代价。电力传输和分配网络之间的相互连接可能导致诸如故障之类的事 件，导致距离事件出现地点非常长的距离处的破坏作用。
电力系统设备由数字中继保护措施来控制和保护。数字中继保护设备 连续测量模拟电流和电压数据来评价系统的当前情况，即系统是处于健康 状态还是故障状态。典型地，中继设备被设置来对故障情形作出反应，以 便清除故障或至少减小对系统设备的损坏。
中继保护能够清除一些故障；其他故障要求人工干预。中继保护典型 地能够清除的故障的一个例子是雷击，该雷击导致线路对地故障。要求人 工干预的故障的例子包括电缆中的绝缘故障，以及树木倒在电力线上。
中继4呆护单元可以配备扰动记录器，以使j己录故障前的时间窗中测量 的数据。例如，COMTRADE格式是用于这种被记录的扰动数据的通常 被接受的标准。扰动也可以由专用扰动记录器设备来记录。所记录的数据 被用来分析扰动。有时候，在故障可通过电力设备的人工操作来清除之前， 需要这种分析来找寻顽固故障的原因和解决方案。
电力供应系统中的扰动通常导致对设备、用户以及其他各方来说重大 的代价。任何设备管理的首要任务都是要避免电力系统中的扰动。扰动和 故障仍然发生。减少从故障到清除的时间对于减少对依赖电力的操作的负
面影响^J艮关键的
发明内容
本发明的 一个方面包括一种用于自动分析电力系统中的事件和分发 事件报告的的方法。根据该方法，接收包括至少一个电力系统#的一组 数据。在该组数据中至少一个事件被检测。关于所述至少一个事件的被选 择的数据被分离。基于至少一种预定格式产生至少一个报告。所述至少一
个报告^ui送给包括至少一个用户的至少一个预定组的用户。
本发明的另一个方面提供一种用于自动分析电力系统中的故障和分
发事件才艮告的系统。所述系统包括至少一个计算模块，能操作来接收至 少一个#、检测所迷至少一个参数的变化、确定是否事件已经出现、以 及产生至少一个事件信号。所述系统还包括至少一个报告模块，能操作来 从所述至少 一个计算模块接收所述至少 一个事件信号、产生包含至少 一个 选择的参数的至少 一个报告、并将所述至少 一个才艮告转送给包括至少 一个 用户的至少一个预定组的用户。
本发明的又一个方面提供一种计算机程序产品，其包括计算机可读 介质；以及计算积存呈序指令，其被记录在所述计算机可读介质上并可由处 理器执行。所述计算机程序指令被用于执行以下步骤接收包括至少一个 电力系统参数的一组数据；在该组数据中检测至少一个事件；使关于至少 一个事件的被选择的数据分离；基于至少一种预定格式产生至少一个报 告；以及将所述至少一个报告发送给包括至少一个用户的至少一个预定组 的用户。
其他目的和优点、以及各示例性实施例的结构和功能将通过对在此的 描述、附图和例子的研究而变得明显。


本发明的前述的和其他特点及优点将通过对下面的如附图中所说明 的本发明的示例性实施例的更具体的描述而变得明显，在附图中相同的附 图标记通常指示同样的、功能相似的和/或结构相似的单元。
图1表示用于说明根据本发明的系统的一个实施例的各单元的示意
图2表示用于说明根据本发明的系统的另 一个实施例的各单元的示
意图3表示根据本发明的一个实施例的、显示监视的数据的时间图的一 个实施例；图4表示图3中所示的时间图的特定部分的放大图的一个实施例；
图5表示根据本发明的一个实施例的、显示可以^LJ^视的各二进制指 示的图的一个实施例；
图6a-l表示根据本发明的事件报告的一个实施例的各部分，其中所 述事件包括扰动；以及
图7和图8说明了根据本发明的、显示模板编辑器的各实施例的屏幕 快照。
具体实施例方式
下面详细讨论本发明的实施例。在描述各实施例时，为清j^见，使 用了特定术语。然而，本发明不意味着被限制于所选择的特定术语。尽管 讨论了特定的示例性实施例，然而，应当理解这样做仅仅是为了说明的目 的。本领域技术人员将^ 人识到，其他组件和配置也可以被使用，而不偏 离本发明的精神和范围。
分析电力系统中扰动的目的M现系统中的故障和弱点。这样，扰动 分析或功能分析提供了用于计划和设计电力系统及其保护和控制系统的 扩展和改进的有价值的基础。从每一个扰动独立于其复杂性而获糾目关信 息是很重要的，以便获取用于分析的充分的基础。
大部分扰动不需要较深入的分析。例如，当电力线被雷击时，主要故 障将在i^J司和充分的恢复时间(redahn time)之后消失，并且将会出现 自动重闭。然而，当使用现有的评估工具时，花在评估这种扰动上的时间 与更复杂的扰动相比，将需要与其不成比例的时间量。
已知可能从电力系统的失调引起经济和社会问题，所以，希望在出现 电力系统扰动时给相关人员提供快速通知。本发明的实施例可以提供这种 快速通知，从而允许采取行动来矫正这种情况。本发明通过监视电力系统、 分析监视的结果、识别扰动、产生扰动报告、以及将才艮告传递给各用户可 以实现这一目的。本发明可以在检测到故障之后被启动，并且被启动来产 生和分发报告。通过这些过程的自动操作，本发明提供比其他可能的方式 快得多的矫正扰动的可能性，从而最小化、甚至可能避免与中断相关联的 潜在失调。本发明可以加速处理，并消除与人工分析扰动记录以及在庞大 的数据集中识别相关数据相关联的风险。检测扰动或事件可以开始于对电力系统的一个或多个M的监视。在 可能禎i视的各M中有电流和电压。本发明不必要求任何附加设备。与
现有中继产品相关联的现有监视设备就足够了 。 ^L1^视的各参数的值可以 被记录下来。
各^t中的扰动可以被检测。扰动的检测可以通过将各参数的值与基
线值或目标值、或者^i的范围进行比较来检测。所检测的值与基线值或 值的范围之间的差的趋势也可以被监视。在一些实施例中，基线值范围内 的^j^视的参数的值在识别扰动时可能非常重要。在一些情况中，皿视 的参数值和基线值之间的差可以指示扰动。在其他情形中，相对于M值
范围的偏差可以指示扰动。可以是这样的情形即，被监视的值随着时间 相对于基线值或值的范围的趋势可以被用来指示问题。
可以^LJ^视的参数的例子包括电压，电流，关于诸如电路断路器、 切断开关、接地开关和其他设备的电力系统组件的二进制信息，和/或可 以指示电力系统的任何方面中事件的出现的其他<*。
图3表示显示了包括32个模拟通道的记录的时间图的一个实施例。 该记录时间表示900ms的采样周期。如从-50ms到200ms的矩形所指示 的那样，计算才莫块已经检测到一个事件，并且将产生来自这个时间范围的 数据的放大图。
图4表示图3中所示的时间图中说明的各通道的放大图的一个实施 例，其中，所述通道由计算^t块选择为是对记录中的第一事件有影响。 L證一UL1和LINE—UL2表示在记录IED中测量的相电压。如在该图中 所看到的那样，在这两相的电压中出现下降。CTl—IL2, CT2—IL1和 CT2—IL2表示相电流。可以从图4中看出，在这两相中出现电流增加。 CTSUML1和CTSUML2表示线路中电流的计算值。DIFLJL1和 DIFL一IL2表示由线路差分功能块计算的差分电流，该差分电流^IED中 的扰^记录器记录下来。该放大图说明在线路的不同端中流动的电流之间 存在差异。这意味着线路上存在故障。
图5说明了来自1ED中的各保护功能的二进制指示。该二进制指示 说明:相选择功能块已经在相A和相B (GFPS-SWFWL1和L2 )中测量 到一个故障，并且距离功能块已经在保护区l( ZM1-TRL1和ZM1-TRL2 ) 内测量到一个故障。
4皮监视的参数值的估计可以用一个或多个智能电子设备(IED )来执行。IED的例子包括线路阻抗保护装置、变压器保护装置、线路差动保 护装置、母线差动保护装置、发电机保护装置、开关拒(bay)控制IED 等等。另外，专用的扰动记录器也可以在市场上获得。也可以使用这些设 备中的一种。
如果被监视的各参数的评估指示在电力系统中扰动已经出现或可能 出现，就可以产生一个或多个扰动报告。扰动报告可以被传递给至少一组 用户，其中，每组包括至少一个用户。"用户"可以是与电力系统有关的 任何人员，包括工程师、技术员、管理员或任何其他人员。报告可以被系 统分发给可分析报告的用户、服务于电力系统的用户或用于信息目的。
报告在内容和格式上可以不同。报告可以包括诸如事件号、事件名称、 信号状态以及事件出现时间之类的一般信息。此外，扰动才艮告可以包括时 间图梗概、放大的时间图、矢量图和/或事件记录。可以包括;f莫拟和/或数 字信息。在一些实施例中，所有数据的全部记录都可以被呈现出来。可以 包括采样的数据和/或均方根(RMS)。
图6a-图61表示根据本发明可能被产生的事件报告的一个实施例的各 页。图6a提供一般数据和故障位置。图6b提供各模拟通道的值，包括通 道号、名称，以及所选择通道的故障前RMS、故障前角度、故障RMS 以及故障角度。图6c和图6d提供各数字通道，包括通il^称、触发使能、 触发电平、在触发时间的通道值、在触发时间的触发状态。图6e提供了 对所选择的模拟通道的时间图。图6f表示用于所选择的各保护功能的二 进制指示。图6g表示针对图6e中所示的时间图的一部分的放大的时间图。 图6h表示针对图6f中所示的图的一部分的放大的二进制指示图。图6i 表示19ms时间段上的电压矢量图。图6j表示19ms时间段上的电压和电 流的矢量图。图6k和图61表示事件的列表，包括名称、序号、状态以及 状态的时间。
所述信息可以包括用于典型地形成COMTRADE记录文件的信息， COMTRADE是通常被接受的用于被记录的扰动数据的标准格式。 COMTRADE文件包括配置文件(.cfg),其可以包括所使用的通道的序 号、通道名称、单位、采样速率和/或记录时间、以及其他要素。这种标 准在IEEE标准中有定义。COMTRADE文件还包括数据文件(.dat )。 数据文件包括每个被记录的通道的采样的数据、被记录的标志和/或时间 戳。COMTRADE文件可选地包括头文件。该头文件可以包括关于IED、 事件记录器(ER)和/或跳闸值记录器(TVR)等的信息。IED中的事件记录器功能块可以存储来自IED中的保护和控制功能的事件信息。它也 可以存储来自IED的内部自管理事件。当扰动记录在IED中，发(启 动)时，跳闸值记录器功能块可以存储被连接到IED的各模拟通道的RMS 值。头文件还典型地包括下述信息
Recorderld-记录器的ID,在一个IED中可以存在多极记录器功能块；
TrigDataTime^己录的日期和时间；
TrigChanneI-触发(启动)记录的通道；
TrigWhilelEDinTestMode-IED在记录期间处于测试才莫式吗；
TypeO汀imeSync-指示什么样的时间同步源(GPS、 SNTP等)被用 来同步IED中的真实时4t;
FaultLocInst-指示在该IED中是否存在故障定位器功能；
LineLength-电力线的长度(如果IED正在保护一条电力线)；
SystemFreq-系统网络频率(50/60Hz );
TotalRecordingTime-在该记录中包括了多长的时间；
PreTrigRecordingTime-在该记录中触发事件前包括了多长时间；
PreTrigRecordingTime-在该记录中触发事件前包括了多长时间；
PostFaultRecordingTime-在该记录中触发事件后包括了多长时间；
RecordingTimeLimitSetting画在IED中设置包含在记录中的最小或最 大时间；
SamplingFrequency-记录中各模拟通道的采样频率; lEDsourceType画IED的类型； DisRecVerSW-IED的固件版本； StationID-变电站的标识符；
Objectld-IED正在保护的对象(电力线、变压器、发电机、电动机、 母线等)的标识符;
IEDid-IED的标识符;
ActiveSettingGroup-什么样的^lt组(用于IED中的各保护功能块) 在记录期间是有效的；FaultLocCalculationStatus-IED中的故障定位功能块的状态(正常/ )， IED能够计算到故障的距离吗；
FaultLocFaultedLoop-故障定位功能块发现了什么类型的故障(相(A/B/C )到地，还是相到相)；
FaultLocDistanceToFault-故障定位功能块计算的到故障的线路距离有多长。
还可以4吏用不同于COMTRADE的文件格式。
在一些实施例中，记录中的子扰动可以被呈现出来。为了帮助减少无关的信息，无扰动的通道可以被抑制。报告可以呈现扰动之前开始的数据。才艮告可以包括每个扰动的初始部分。在报告中，电压和电流通道可以被分开呈现。 一些扰动报告可以包括相图。相图可以按表格形式来呈现。所述相图例如可以包括模拟输入模块(AIM),其包含在IED中测量的数据；线路差动通信模块(LDCM)，其包含在另一个IED中测量的并经由通信模块和光纤被传输到本IED记录数据的数据；以及S块，其为IED中的一个功能块，用于对连接到该IED的两个或更多个数据通道执行数学运算。
一组用户的每个成员都可以接收具有同样内容和格式的报告。传递给一组用户中的每个用户的报告的格式和/或内容可以不同。类似地，传递给不同组的用户的扰动报告的格式和/或内容可以是类似的或不同的。典型地，包含在报告中的信息是为报告所要传递给的每个用户和/或每组用户来定义的。根据这种方式，某些用户可能分析和/或致力于矫正扰动的某些方面，并且想要接收针对扰动的那些方面定制的孝艮告。用户的例子包括管理者、研究者以及维护人员等。
扰动分析的结果可以记载在扰动报告中，其中，所述扰动才艮告可以包括事实和从这些事实中得出的结论。例如，M艮告可以包括有差别地过滤和处理过的数据，以便根据对信息的特定需要而被传递给不同的用户和/或用户组。典型的扰动净艮告可以既包括所获得的相关信息的综合，又包括计算的数据，诸如故障清除时间、故障定位、中断的功率以及未传递的能量。报告还可以包括亊件和结论的描述，以及用以校正问题区域的推荐行动条项。在一些例子中，报告可以仅包括与故障相关的数据或与故障相关的数据的变化。
在产生扰动报告之后，本发明可以自动地分配报告。报告可以经由电子邮件、文本消息、传真和/或任何其他方式而被分配给用户。报告可以被发送给个人计算机、移动电话、个人数字助理和/或其他设备。根据本发明可以被执行的自动过滤、预分析、以及报告的产生和分配可以帮助减少清除故障所需要的时间。报告可以在屏幕上被观看、被打印出来和/或被回顾。
根据本发明的各方案可以把事件触发的自动报告生成器与用于把基于模板的报告自动发送给一组订户的装置相结合。报告是基于所记录的扰动数据并且基于模板，其中，所述模板可以是唯一的，以便满足每组报告
订户的需要。存在现成的(ready-to-use)模板，以及在模板编辑器中编辑的用户定义的模板。图l和图2表示根据本发明的系统的两个实施例的示意性说明。
根据本发明的自动扰动报告系统可包括可以被安装在个人计算机上并在其上运行的应用部分。该计算机可以被安装在电力事业站或控制中心。作为可替换方案，该计算4几可以远离这些场所。所述应用可以与传输数据的中继保护设备通信，其中，所述数据可以包括诸如贯穿一个扰动事件的扰动数据和/或关于新出现的扰动的通知。
根据本发明的系统可以包括一个或多个模块，用来执行这里描述的报告产生的一个或多个方面。例如，根据本发明的系统可以包括计算模块。该计算才莫块可以记录扰动数据。该计算模块可以包括用以识别各相关数据子组的标准。例如，该计算模块可以将监视的值与基线值或目标值进行比较来识别扰动。根据本发明的计算模块可以使用通常使用的电力计算方法来进行计算。计算模块可以处理^4艮告模块中呈现的数据。例如，所述数据可以包括RMS值、谐波(harmonics )、对称分量、阻抗和/或功率等。
根据本发明的计算模块可以包括用以识别相关数据子组的标准。例如，该计算模块可以发现哪些测量的模拟或二进制通道偏离了正常运行值，或发现出现扰动的限制的时间窗。计算模块还可以执行其他数据处理功食&。例如，计算模块可以检测诸如电压或电流之类的被记录参数的RMS值的突然改变，从而确定此时在记录中，报告的接收器所关注的事情可能已经出现了 。这一事件的检测可能导致在所述改变被检测到之前和之后的一段时间作为一个事件而被呈现在所产生的报告中。计算模块可以计算阻抗，并且一个净艮告在R-X平面中绘出所述阻抗。
根据本发明的系统可以包括记录模块，其可以接收电系统参数的值，并将该值传输给计算模块。在计算模块检测到至少一个电力系统参数的改变并确定一个事件已经出现之后，计算才莫块可以产生至少一个扰动信号。根据本发明的系统可以包括至少一个报告模块，能操作来接收扰动信号、产生至少一个才艮告、以及将所述报告转送给至少一组用户，其中，所述一组用户包含至少一个用户。所述报告可以包括上述的信息。
报告模块可以包括一个或多个模板模块。报告模板可以包括用来创建和编辑新的报告模板以及现成的报告模板的支持功能。根据本发明的报告
模块可以包括用于定义报告模板的选项的选项板(palette)。例如，上面讨论的任何M或计算都可以被选择为包括在净艮告中。M艮告模块可以定义包括扰动数据的各特定方面的报告。例如，报告可以包括电流或电压通道的模拟图，或在一个或多个时间点上的三相系统的矢量图。图7说明了显示才莫板编辑器的一个实施例的屏幕快照，示出了用于在所记录的数据的集合中检测事件的计算模块的配置。图8说明了显示模板编辑器的一个实施例的屏幕快照，示出了在所记录的数据集合中在第一检测的(故障l)事件处的电压的矢量图的配置。
本说明书中说明和讨论的各实施例只是意在让本领域技术人员了解发明人所知的制造和使用本发明的最好的途径。本说明书中的任何内容都不应被^人为用来限制本发明的范围。所呈现的所有例子都是代表性的，而不是限制性的。如本领域技术人员在上述教导的启发下可以理解的，本发明的上述各实施例可以被修改或改变而不偏离本发明。所以，可以理解，在权利要求及其等同物的范围之内，本发明也可以按不同于特别描述的方式来实现。
1权利要求
1.一种用于自动分析电力系统中的事件和分发事件报告的方法，所述方法包括接收包括至少一个电力系统参数的一组数据；在该组数据中检测至少一个事件；使所选择的关于所述至少一个事件的数据被分离；基于至少一种预定格式产生至少一个报告；以及将所述至少一个报告发送给包括至少一个用户的至少一个预定组的用户。
2. 如权利要求l所述的方法，其中，所述至少一个#包括从包含 电压、电流、或关于电力系统组件的二进制信息的组中选择的至少一项。
3. 如权利要求2所述的方法，其中，所述电力系统组件包括从包含 断路器、切断开关和接地开关的组中选择的至少一个。
4. 如权利要求l所述的方法，其中，用户通过使用市场上可获得的 通用标准软件可以观看所述报告。
5. 如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个报告以多种预定 格式产生。
6. 如权利要求l所述的方法，其中，不同类型的报告#^送给不同 预定组的用户。
7. 如权利要求5所述的方法，其中，每组以不同预定格式接收所述 至少一个才艮告。
8. 如权利要求5所述的方法，其中，所述多种预定格式按所述报告 中包含的信息或所述净艮告的布局中的至少一个方面而不同。
9. 如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个报告以在个人计 算机、移动电话或个人数字助理上可观看的格式而被产生。
10. 如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个报告在报告模块 中被产生,并且所述至少一个报告在计算模块中被检测。
11. 如权利要求10所述的方法，其中，所述计算模块接收至少一个 视的参数的值，并检测所述至少一个参数的变化。
12. 如权利要求11所述的方法，其中，多个计算模块确定所述至少 一个事件的存在。
13. 如权利要求12所述的方法，其中，所述多个计算模块将数据转 送到一个才艮告才莫块。
14. 如权利要求11所述的方法，其中，多个报告模块从一个计算模 块接收数据。
15. 如权利要求l所述的方法，其中，所述至少一个电力系统参数包 括电流采样或电压采样中至少之一。
16. 如权利要求l所述的方法，其中，至少一个用户定义所述至少一 个才艮告的格式。
17. 如权利要求l所述的方法，其中，对所述至少一个事件进行检测 包括从用于监视电力系统的监视设备提取数据。
18. 如权利要求l所述的方法，其中，所述至少一个事件包括故障。
19. 一种用于自动分析电力系统中的事件和分发事件才艮告的系统，所 述系统包括至少一个计算模块，可操作来接收至少一个#、检测所述至少一个参数的变化、确定是否事件已经出现并产生至少一个事件信号；以及至少一个报告模块，可操作来从所述至少一个计算模块接收所述至少 一个事件信号、产生包含至少一个选择的参数的至少一个才艮告以及将所述 至少 一个才艮告转送给包括至少 一个用户的至少 一个预定組的用户。
20. 如权利要求19所述的系统，进一步包括至少一个记录模块，可操作来接收并记录关于至少一个电力系统参数的数据。
21. —种计算枳4呈序产品，包括 计算机可读介质;以及计算机程序指令,其被记录在所述计算机可读介质上，可被处理器执 行用于执行以下步骤接收包括至少一个电力系统参数的一组数据; 在该组数据中检测至少一个事件;使关于所述至少一个事件的所选择的数据被分离；基于至少一种预定格式产生至少一个报告；以及将所述至少 一个^L告发送给包括至少 一个用户的至少一个预定 组的用户。
全文摘要
一种用于自动分析电力系统中的事件和分发事件报告的方法。接收包括至少一个电力系统参数的一组数据。在该组数据中至少一个事件被检测。关于该至少一个事件的被选择的数据被分离。基于至少一种预定格式产生至少一个报告。所述至少一个报告被发送给包括至少一个用户的至少一个预定组的用户。
文档编号G06Q10/00GK101563662SQ200680014998
公开日2009年10月21日 申请日期2006年5月4日 优先权日2005年5月4日
发明者拉尔斯·弗里斯克, 简·海贝里-安德森, 贝蒂尔·伦德奎斯特 申请人:Abb技术有限公司