專利名稱：一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種電力系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種一體化全景數(shù)據(jù) 記錄分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
國(guó)家電網(wǎng)公司提出了 “建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的戰(zhàn)略目標(biāo)，按照“統(tǒng)籌安排、統(tǒng)一規(guī) 范、自下而上、同步推進(jìn)”的原則逐步實(shí)施。智能變電站是我國(guó)智能電網(wǎng)國(guó)家戰(zhàn)略的重要一 環(huán)，也是智能電網(wǎng)環(huán)境下對(duì)變電站技術(shù)形態(tài)的最新要求。國(guó)網(wǎng)公司近兩年大力推動(dòng)智能變 電站的試點(diǎn)建設(shè)，搭建智能變電站設(shè)計(jì)、技術(shù)普及和激勵(lì)創(chuàng)新平臺(tái)，促進(jìn)技術(shù)研究和儲(chǔ)備， 通過試點(diǎn)工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用，引導(dǎo)推動(dòng)國(guó)內(nèi)主要電氣一、二設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新和集成，提高變電站 智能化水平，智能變電站的各項(xiàng)前沿技術(shù)都逐步得到了實(shí)施、技術(shù)性能也越加完善。但是在 一些具體的技術(shù)領(lǐng)域也還依然存在一些需要解決或優(yōu)化的問題。智能變電站設(shè)備間信息交互和共享主要采用網(wǎng)絡(luò)報(bào)文方式，智能設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò) 的健康狀態(tài)直接影響整個(gè)變電站的可靠運(yùn)行，因此需對(duì)整個(gè)智能變電站的通信報(bào)文進(jìn)行記 錄。在電力系統(tǒng)故障時(shí)，不僅需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)原始報(bào)文進(jìn)行記錄，還需將網(wǎng)絡(luò)報(bào)文解析、還原為 電力系統(tǒng)一次設(shè)備故障波形、二次設(shè)備動(dòng)作行為的記錄，便于事故發(fā)生后進(jìn)行故障原因分 析、查找。在傳統(tǒng)故障錄波裝置中實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)錄波，同時(shí)在同步相量測(cè)量裝置中又實(shí)現(xiàn)了暫 態(tài)記錄，二者功能之間出現(xiàn)了重疊且不協(xié)調(diào)。從提供設(shè)備集成度、功能優(yōu)化整合的角度看將 同步相量測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)記錄功能和故障錄波裝置暫態(tài)錄波功能整合在一起也顯得很 有必要。構(gòu)建變電站綜合信息平臺(tái)、實(shí)現(xiàn)一體化監(jiān)控系統(tǒng)是智能變電站的又一重要特征， 一體化監(jiān)控系統(tǒng)包含快速故障分析、保護(hù)動(dòng)作行為評(píng)價(jià)和記錄數(shù)據(jù)按需調(diào)閱等高級(jí)應(yīng)用。 實(shí)現(xiàn)上述高級(jí)應(yīng)用的技術(shù)前提是數(shù)據(jù)記錄裝置輸出的記錄文件不僅包含數(shù)據(jù)信息還應(yīng)包 含數(shù)據(jù)所依附的統(tǒng)一模型信息。因此設(shè)計(jì)一種基于相同數(shù)據(jù)源、統(tǒng)一時(shí)標(biāo)、統(tǒng)一建模，實(shí)現(xiàn)從動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)到采樣點(diǎn)到 原始報(bào)文全景記錄、逐層、綜合分析和關(guān)聯(lián)檢索，集報(bào)文記錄、故障錄波功能和同步相量測(cè) 量功能于一體的數(shù)據(jù)記錄分析裝置，是國(guó)家電網(wǎng)公司《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》精神的具體體 現(xiàn)，也是當(dāng)前智能變電站建設(shè)的客觀需求。設(shè)計(jì)一體化的全景數(shù)據(jù)記錄裝置需要解決如下關(guān)鍵技術(shù)1)在智能變電站中全網(wǎng)的通信流量極大，全景數(shù)據(jù)記錄裝置需接入全網(wǎng)重要數(shù) 據(jù)，如何快速、可靠、有效地處理大流量、高速網(wǎng)絡(luò)通信報(bào)文、隔離網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴成為全景數(shù)據(jù)記 錄分析裝置的技術(shù)難點(diǎn)。2)對(duì)設(shè)備及數(shù)據(jù)信息通道進(jìn)行統(tǒng)一建模，是智能變電站高級(jí)應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)記錄裝 置提出的必然要求。如何實(shí)現(xiàn)在兼容傳統(tǒng)C0MTRADE文件的同時(shí)，輸出帶有模型信息的 C0MTRADE文件，全面支持故障自動(dòng)分析、保護(hù)動(dòng)作行為評(píng)價(jià)和按需調(diào)閱等高級(jí)應(yīng)用是全景 數(shù)據(jù)記錄裝置的又一技術(shù)難點(diǎn)。
3)全景數(shù)據(jù)記錄裝置集多種功能于一體，對(duì)裝置架構(gòu)、運(yùn)算速度都提出了較高的 要求。如何設(shè)計(jì)一種適當(dāng)?shù)难b置架構(gòu)、快速的相量測(cè)量算法也是全景數(shù)據(jù)記錄裝置必須解 決的難題。目前國(guó)內(nèi)記載的智能變電站數(shù)據(jù)記錄分析裝置基本都沒有一體化實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文 記錄、故障錄波和同步相量測(cè)量功能，而且在記錄數(shù)據(jù)的統(tǒng)一時(shí)標(biāo)、統(tǒng)一建模，輸出帶有模 型信息的C0MTRADE文件，多層次綜合分析和關(guān)聯(lián)檢索等方面都沒有得到實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)， 集網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄、故障錄波和同步相量功能于一體。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案，本發(fā)明包括采集單元和管理單元，其中所述的采集單元包括通信偵聽模塊及與之相連的錄波處理模塊和一級(jí)存儲(chǔ)模 塊，其中通信偵聽模塊執(zhí)行硬件底層操作，并將異常報(bào)文記錄文件和報(bào)文長(zhǎng)記錄文件輸出 至一級(jí)存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)快速存儲(chǔ)，通信偵聽模塊與錄波處理模塊采用PCI方式連接，通過PCI 總線方式實(shí)現(xiàn)通信且通信偵聽模塊將解析出的原始采樣點(diǎn)、開關(guān)量以及判別出的報(bào)文異常 標(biāo)志發(fā)送給錄波處理模塊進(jìn)一步處理，錄波處理模塊與一級(jí)存儲(chǔ)模塊相連并寫入暫態(tài)錄波 原始C0MTRADE文件、無啟動(dòng)長(zhǎng)錄波C0MTRADE文件和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)記錄文件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一級(jí)存 儲(chǔ)，同時(shí)錄波處理模塊從一級(jí)存儲(chǔ)模塊中讀取數(shù)據(jù)記錄文件供外部訪問。所述的管理單元包括邏輯處理模塊及與之相連的二級(jí)存儲(chǔ)模塊，其中邏輯處 理模塊與二級(jí)存儲(chǔ)模塊相連，向二級(jí)存儲(chǔ)模塊中寫入暫態(tài)錄波C0MTRADE分文件、異常報(bào)文 記錄文件和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)記錄文件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的二級(jí)存儲(chǔ)；并從二級(jí)存儲(chǔ)模塊中讀取數(shù)據(jù)記錄 文件供外部訪問。本發(fā)明完全滿足智能變電站數(shù)據(jù)記錄分析的各項(xiàng)指標(biāo)和功能要求，并符合《智能 變電站技術(shù)導(dǎo)則》的總體要求。


圖1為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為采集單元示意圖。圖3為管理單元示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。如圖1所述，本實(shí)施例包括包括采集單元和管理單元，其中所述的采集單元包括通信偵聽模塊、錄波處理模塊和一級(jí)存儲(chǔ)模塊，其中通信 偵聽模塊執(zhí)行硬件底層操作，并將異常報(bào)文記錄文件和報(bào)文長(zhǎng)記錄文件輸出至一級(jí)存儲(chǔ)模 塊實(shí)現(xiàn)快速存儲(chǔ)，通信偵聽模塊與錄波處理模塊采用PCI方式連接，通過PCI總線方式實(shí)現(xiàn) 通信且通信偵聽模塊將解析出的原始采樣點(diǎn)、開關(guān)量以及判別出的報(bào)文異常標(biāo)志發(fā)送給錄波處理模塊進(jìn)一步處理，錄波處理模塊與一級(jí)存儲(chǔ)模塊相連并寫入暫態(tài)錄波原始C0MTRADE 文件、無啟動(dòng)長(zhǎng)錄波C0MTRADE文件和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)記錄文件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一級(jí)存儲(chǔ)，同時(shí)錄波 處理模塊從一級(jí)存儲(chǔ)模塊中讀取數(shù)據(jù)記錄文件供外部訪問。所述的通信偵聽模塊由大規(guī)模FPGA子模塊、四路HDLC通信接口和第一 PCI通信 接口構(gòu)成，其中=FPGA子模塊分別與HDLC接口、第一 PCI通信接口直接相連，實(shí)現(xiàn)模塊內(nèi)數(shù) 據(jù)交互，第一至第四HDLC通信接口分別連接過程層、站控層網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文采集并交 由FPGA子模塊處理。所述的硬件底層操作包括報(bào)文在線分析、報(bào)文在線解析和報(bào)文在線記錄，其中 報(bào)文在線分析包括報(bào)文幀格式錯(cuò)誤分析、統(tǒng)計(jì)各類報(bào)文流量、判別網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴；報(bào)文在線解 析包括解析、還原出原始采樣點(diǎn)信息和開關(guān)量信息；報(bào)文在線記錄包括異常報(bào)文記錄和 報(bào)文長(zhǎng)記錄。所述的錄波處理模塊由POWERPC子模塊、第五HDLC通信接口以及第二 PCI通信接 口構(gòu)成，其中POWERPC子模塊分別與HDLC通信接口和PCI通信接口相連，第二 PCI通信接 口與通信偵聽模塊的第一 PCI通信接口相連并通過PCI總線方式實(shí)現(xiàn)通信，POWERPC子模 塊與通信偵聽模塊相連并接收解析出的原始采樣點(diǎn)、開關(guān)量以及判別出的報(bào)文異常標(biāo)志， POWERPC子模塊與一級(jí)存儲(chǔ)模塊相連并向一級(jí)存儲(chǔ)模塊中寫入暫態(tài)錄波C0MTRADE原始文 件、無啟動(dòng)長(zhǎng)錄波C0MTRADE文件和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)記錄文件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一級(jí)存儲(chǔ)；同時(shí)從一級(jí) 存儲(chǔ)模塊中讀取數(shù)據(jù)記錄文件供外部訪問，POWERPC子模塊向管理單元上傳狀態(tài)標(biāo)志、暫態(tài) 錄波啟動(dòng)標(biāo)志和同步相量并接收管理單元的文件讀取指令、上送指定的數(shù)據(jù)記錄文件。所述的POWERPC子模塊進(jìn)行暫態(tài)錄波處理、無啟動(dòng)長(zhǎng)錄波處理以及同步相量測(cè) 量，其中暫態(tài)錄波處理是指系統(tǒng)故障和異常報(bào)文交叉啟動(dòng)判別、生成緩存中的暫態(tài)錄波 C0MTRADE文件、存儲(chǔ)暫態(tài)錄波C0MTRADE原始文件；無啟動(dòng)長(zhǎng)錄波處理是指抽稀采樣點(diǎn)按 時(shí)間段形成長(zhǎng)錄波C0MTRADE文件、存儲(chǔ)長(zhǎng)錄波C0MTRADE文件；同步相量測(cè)量是指同步相 量計(jì)算、同步相量存儲(chǔ)。所述的一級(jí)存儲(chǔ)模塊采用IG容量的靜態(tài)存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)報(bào)文長(zhǎng)記錄、報(bào)文異常記 錄、無啟動(dòng)長(zhǎng)錄波、暫態(tài)錄波和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)文件的一級(jí)存儲(chǔ)。所述的同步相量測(cè)量采用基于定間隔采樣的特定補(bǔ)償算法對(duì)循環(huán)DFT的計(jì)算結(jié) 果進(jìn)行修正，在非工頻和動(dòng)態(tài)過程的情況下都能獲得很高的測(cè)量精度。所述的管理單元包括邏輯處理模塊和二級(jí)存儲(chǔ)模塊，其中邏輯處理模塊與二 級(jí)存儲(chǔ)模塊相連，向二級(jí)存儲(chǔ)模塊中寫入暫態(tài)錄波C0MTRADE分文件、異常報(bào)文記錄文件和 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)記錄文件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的二級(jí)存儲(chǔ)；并從二級(jí)存儲(chǔ)模塊中讀取數(shù)據(jù)記錄文件供外部 訪問ο邏輯處理模塊由32位具有LINUX操作系統(tǒng)的ARM子模塊、四個(gè)100M速率的前端 通信HDLC接口、兩個(gè)100M速率的站控層通信HDLC接口和兩個(gè)100M速率的PMU通信HDLC 接口構(gòu)成，其中第一至第四前端通信HDLC接口分別與采集單元直接連接并接收采集單元 上傳的狀態(tài)標(biāo)志、暫態(tài)錄波啟動(dòng)標(biāo)志和同步相量；并輸出文件讀取指令到采集單元，獲取采 集單元中存儲(chǔ)的指定數(shù)據(jù)記錄文件，第一和第二站控層通信HDLC接口分別與站控層相連 接并實(shí)現(xiàn)邏輯處理模塊與站控層之間基于MMS報(bào)文的通信交互，第一和第二 PMU通信HDLC 接口分別與PMU主站相連接并實(shí)現(xiàn)邏輯處理模塊與PMU主站的通信交互，ARM子模塊與二級(jí)存儲(chǔ)模塊連接，向二級(jí)存儲(chǔ)模塊中寫入暫態(tài)錄波C0MTRADE分文件以及關(guān)聯(lián)的異常報(bào)文 記錄，實(shí)現(xiàn)暫態(tài)錄波分文件、異常報(bào)文記錄和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)記錄文件的二級(jí)存儲(chǔ)，并從二級(jí)存儲(chǔ) 模塊中讀出數(shù)據(jù)記錄文件。所述的ARM子模塊劃分多任務(wù)分別實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理處理、歷史數(shù)據(jù)檢索處理、離線 分析處理、異常記錄二級(jí)存儲(chǔ)處理和同步相量處理，其中設(shè)備管理處理是指參數(shù)維護(hù)、 裝置配置等；歷史數(shù)據(jù)檢索處理是指按單一條件檢索歷史記錄、按組合條件檢索歷史記 錄、檢索錄波文件、檢索報(bào)文記錄文件、關(guān)聯(lián)文件檢索等；離線分析處理是指sv報(bào)文波形 分析、匪S報(bào)文過程分析、故障分析以及結(jié)合電氣量和原始報(bào)文的綜合分析等；異常記錄二 級(jí)存儲(chǔ)是指針對(duì)一次暫態(tài)錄波的原始C0MTRADE文件，結(jié)合模型信息進(jìn)行自動(dòng)故障分析， 生成按故障元件劃分的C0MTRADE分文件并進(jìn)行二級(jí)存儲(chǔ)；同步相量處理是指同步相量合 并、同步相量存儲(chǔ)、同步相量等間隔發(fā)送。所述的二級(jí)存儲(chǔ)模塊采用IG容量的磁盤陣列存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)異常報(bào)文記錄、暫態(tài)錄 波、動(dòng)態(tài)相量等數(shù)據(jù)文件的二級(jí)存儲(chǔ)。所述的ARM子模塊采用C0MTRADE文件擴(kuò)展方法進(jìn)行二級(jí)存儲(chǔ)，該方法包括以下步 驟第一步在裝置進(jìn)入運(yùn)行期間，發(fā)生一次系統(tǒng)故障，采集單元啟動(dòng)暫態(tài)錄波、形成 該次暫態(tài)錄波的C0MTRADE原始文件并通知管理單元；第二步管理單元讀取該次暫態(tài)錄波C0MTRADE原始文件，利用全站設(shè)備信息模型 結(jié)合錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)故障分析，形成分析結(jié)果；第三步選中第一個(gè)故障元件執(zhí)行第四步，如果無故障元件直接退出；第四步從全站設(shè)備信息模型中抽取出與故障元件相關(guān)的設(shè)備模型信息并存為 C0MTRADE分文件的HDR文件第五步基于故障元件設(shè)備信息模型，從故障簡(jiǎn)報(bào)信息中提取與故障元件相關(guān)的 故障分析結(jié)果，并存為C0MTRADE分文件的INF文件；第六步基于故障元件設(shè)備信息模型，從CFG文件中提取通道配置信息并存為 C0MTRADE分文件的CFG文件；從DATA文件中提取與故障元件相關(guān)通道的數(shù)據(jù)信息，并存為 C0MTRADE分文件的DATA文件；第七步回到第三步執(zhí)行。至此，完成了一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法的說明。所述的管理單元邏輯處理模塊的第一至第四前端HDLC通信接口與采集單元的錄 波處理模塊的第五HDLC通信接口相連，當(dāng)采集單元的數(shù)目不大于四個(gè)時(shí)，可直接相連；當(dāng) 采集單元的數(shù)目較多時(shí)可通過交換機(jī)實(shí)現(xiàn)連接，實(shí)現(xiàn)采集單元和管理單元之間的數(shù)據(jù)交互。本系統(tǒng)具體工作流程如下1)系統(tǒng)配置階段完成裝置和通道參數(shù)設(shè)置，導(dǎo)入SCD文件抽取變電站設(shè)備模型信 息，獲得一次設(shè)備模擬量、開關(guān)量與錄波通道的關(guān)聯(lián)關(guān)系，獲得保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、聯(lián)閉鎖信號(hào) 與錄波通道的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成全站設(shè)備信息模型。2)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，采集單元經(jīng)由前端通信HDLC接口監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，通信偵聽模塊獲 得原始報(bào)文一方面在線分析，判別報(bào)文異常，另一方面直接對(duì)原始報(bào)文進(jìn)行一級(jí)存儲(chǔ)；如果偵聽到的報(bào)文類型是SV報(bào)文和GOOSE報(bào)文直接解析還原出采樣點(diǎn)波形和開關(guān)量狀態(tài)；通信 偵聽模塊經(jīng)由PCI總線將分析出的報(bào)文異常標(biāo)志、解析出的原始采樣點(diǎn)、開關(guān)量信息實(shí)發(fā) 送到錄波處理模塊；3)錄波處理模塊接收到原始采樣點(diǎn)一方面直接抽稀、存儲(chǔ)為無啟動(dòng)長(zhǎng)錄波數(shù)據(jù)記 錄文件，另一方面進(jìn)行同步相量計(jì)算獲得相量幅值、相位和頻率等電氣量信息，并保存為動(dòng) 態(tài)數(shù)據(jù)記錄文件；錄波處理模塊根據(jù)相量計(jì)算結(jié)果、開關(guān)量狀態(tài)和報(bào)文異常標(biāo)志進(jìn)行暫態(tài) 錄波啟動(dòng)判別、實(shí)現(xiàn)暫態(tài)錄波。采集單元向管理單元實(shí)時(shí)、連續(xù)發(fā)送計(jì)算出的同步相量，在 有暫態(tài)錄波時(shí)向管理單元發(fā)送暫態(tài)錄波標(biāo)志。4)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，管理單元連續(xù)接收采集單元送來的同步相量計(jì)算結(jié)果，一方面按 照時(shí)間等間隔將同步相量送出到PMU遠(yuǎn)方主站，另一方面將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)文件保存到二級(jí)存儲(chǔ) 模塊；當(dāng)收到采集單元送來的暫態(tài)錄波標(biāo)志，從采集單元讀取暫態(tài)錄波C0MTRADE文件，基 于全站設(shè)備信息模型執(zhí)行自動(dòng)故障分析、形成故障簡(jiǎn)報(bào)和擴(kuò)展的C0MTRADE分文件并保存 到二級(jí)存儲(chǔ)模塊。5)管理單元接收到調(diào)閱特定數(shù)據(jù)記錄文件指令(人工操作、站控層設(shè)備或PMU主 站)時(shí)，管理單元首先在二級(jí)存儲(chǔ)中搜索文件，如果檢索文件存在直接送出所需數(shù)據(jù)記錄； 如果搜索文件不在二級(jí)存儲(chǔ)模塊中，管理單元再發(fā)送文件讀取指令到相應(yīng)采集單元讀取數(shù) 據(jù)文件。運(yùn)行在某個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)采用了上述C0MTRADE擴(kuò)展文件 方法，并在軟件中實(shí)現(xiàn)了所述的各項(xiàng)功能。試驗(yàn)及運(yùn)行情況表明，本實(shí)施例完全滿足智能變 電站數(shù)據(jù)記錄分析的各項(xiàng)指標(biāo)和功能要求，并符合《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》的總體要求。
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權(quán)利要求
1.一種一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)，包括采集單元和管理單元，其特征在于所述的采集單元包括通信偵聽模塊及與之相連的錄波處理模塊和一級(jí)存儲(chǔ)模塊；所述的管理單元包括邏輯處理模塊及與之相連的二級(jí)存儲(chǔ)模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)，其特征是，所述的通信偵聽 模塊執(zhí)行硬件底層操作，并將異常報(bào)文記錄文件和報(bào)文長(zhǎng)記錄文件輸出至一級(jí)存儲(chǔ)模塊實(shí) 現(xiàn)快速存儲(chǔ)，通信偵聽模塊與錄波處理模塊采用PCI方式連接，通過PCI總線方式實(shí)現(xiàn)通信 且通信偵聽模塊將解析出的原始采樣點(diǎn)、開關(guān)量以及判別出的報(bào)文異常標(biāo)志發(fā)送給錄波處 理模塊進(jìn)一步處理，錄波處理模塊與一級(jí)存儲(chǔ)模塊相連并寫入暫態(tài)錄波原始C0MTRADE文 件、無啟動(dòng)長(zhǎng)錄波C0MTRADE文件和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)記錄文件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一級(jí)存儲(chǔ)，同時(shí)錄波處 理模塊從一級(jí)存儲(chǔ)模塊中讀取數(shù)據(jù)記錄文件供外部訪問。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)，其特征是，所述的通信偵 聽模塊由大規(guī)模FPGA子模塊、四路HDLC通信接口和第一 PCI通信接口構(gòu)成，其中FPGA子 模塊分別與HDLC接口、第一PCI通信接口直接相連，實(shí)現(xiàn)模塊內(nèi)數(shù)據(jù)交互，第一至第四HDLC 通信接口分別連接過程層、站控層網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文采集并交由FPGA子模塊處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)，其特征是，所述的硬件底層 操作包括報(bào)文在線分析、報(bào)文在線解析和報(bào)文在線記錄，其中報(bào)文在線分析包括報(bào)文 幀格式錯(cuò)誤分析、統(tǒng)計(jì)各類報(bào)文流量、判別網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴；報(bào)文在線解析包括解析、還原出原 始采樣點(diǎn)信息和開關(guān)量信息；報(bào)文在線記錄包括異常報(bào)文記錄和報(bào)文長(zhǎng)記錄。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)，其特征是，所述的錄波處 理模塊由POWERPC子模塊、第五HDLC通信接口以及第二 PCI通信接口構(gòu)成，其中P0WERPC 子模塊分別與HDLC通信接口和PCI通信接口相連，第二 PCI通信接口與通信偵聽模塊的第 一 PCI通信接口相連并通過PCI總線方式實(shí)現(xiàn)通信，POWERPC子模塊與通信偵聽模塊相連并 接收解析出的原始采樣點(diǎn)、開關(guān)量以及判別出的報(bào)文異常標(biāo)志，POWERPC子模塊與一級(jí)存儲(chǔ) 模塊相連并向一級(jí)存儲(chǔ)模塊中寫入暫態(tài)錄波C0MTRADE原始文件、無啟動(dòng)長(zhǎng)錄波C0MTRADE 文件和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)記錄文件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一級(jí)存儲(chǔ)；同時(shí)從一級(jí)存儲(chǔ)模塊中讀取數(shù)據(jù)記錄文 件供外部訪問，POWERPC子模塊向管理單元上傳狀態(tài)標(biāo)志、暫態(tài)錄波啟動(dòng)標(biāo)志和同步相量并 接收管理單元的文件讀取指令、上送指定的數(shù)據(jù)記錄文件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)，其特征是，所述的POWERPC子 模塊進(jìn)行暫態(tài)錄波處理、無啟動(dòng)長(zhǎng)錄波處理以及同步相量測(cè)量，其中暫態(tài)錄波處理是指 系統(tǒng)故障和異常報(bào)文交叉啟動(dòng)判別、生成緩存中的暫態(tài)錄波C0MTRADE文件、存儲(chǔ)暫態(tài)錄波 C0MTRADE原始文件；無啟動(dòng)長(zhǎng)錄波處理是指抽稀采樣點(diǎn)按時(shí)間段形成長(zhǎng)錄波C0MTRADE文 件、存儲(chǔ)長(zhǎng)錄波C0MTRADE文件；同步相量測(cè)量是指同步相量計(jì)算、同步相量存儲(chǔ)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)，其特征是，所述的邏輯處理 模塊與二級(jí)存儲(chǔ)模塊相連，向一級(jí)存儲(chǔ)模塊中寫入暫態(tài)錄波C0MTRADE分文件、異常報(bào)文記 錄文件和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)記錄文件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的二級(jí)存儲(chǔ)；并從一級(jí)存儲(chǔ)模塊中讀取數(shù)據(jù)記錄文 件供外部訪問。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)，其特征是，邏輯處理模 塊由32位具有LINUX操作系統(tǒng)的ARM子模塊、四個(gè)100M速率的前端通信HDLC接口、兩個(gè) 100M速率的站控層通信HDLC接口和兩個(gè)100M速率的PMU通信HDLC接口構(gòu)成，其中第一至第四前端通信HDLC接口分別與采集單元直接連接并接收采集單元上傳的狀態(tài)標(biāo)志、暫 態(tài)錄波啟動(dòng)標(biāo)志和同步相量；并輸出文件讀取指令到采集單元，獲取采集單元中存儲(chǔ)的指 定數(shù)據(jù)記錄文件，第一和第二站控層通信HDLC接口分別與站控層相連接并實(shí)現(xiàn)邏輯處理 模塊與站控層之間基于MMS報(bào)文的通信交互，第一和第二 PMU通信HDLC接口分別與PMU主 站相連接并實(shí)現(xiàn)邏輯處理模塊與PMU主站的通信交互，ARM子模塊與二級(jí)存儲(chǔ)模塊連接，向 一級(jí)存儲(chǔ)模塊中寫入暫態(tài)錄波C0MTRADE分文件以及關(guān)聯(lián)的異常報(bào)文記錄，實(shí)現(xiàn)暫態(tài)錄波 分文件、異常報(bào)文記錄和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)記錄文件的二級(jí)存儲(chǔ)，并從一級(jí)存儲(chǔ)模塊中讀出數(shù)據(jù)記 錄文件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)，其特征是，所述的ARM子模塊 劃分多任務(wù)分別實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理處理、歷史數(shù)據(jù)檢索處理、離線分析處理、異常記錄二級(jí)存儲(chǔ) 處理和同步相量處理，其中設(shè)備管理處理是指參數(shù)維護(hù)、裝置配置等；歷史數(shù)據(jù)檢索處 理是指按單一條件檢索歷史記錄、按組合條件檢索歷史記錄、檢索錄波文件、檢索報(bào)文記 錄文件、關(guān)聯(lián)文件檢索等；離線分析處理是指SV報(bào)文波形分析、MMS報(bào)文過程分析、故障分 析以及結(jié)合電氣量和原始報(bào)文的綜合分析等；異常記錄二級(jí)存儲(chǔ)是指針對(duì)一次暫態(tài)錄波 的原始C0MTRADE文件，結(jié)合模型信息進(jìn)行自動(dòng)故障分析，生成按故障元件劃分的C0MTRADE 分文件并進(jìn)行二級(jí)存儲(chǔ)；同步相量處理處理是指同步相量合并、同步相量存儲(chǔ)、同步相量 等間隔發(fā)送。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)，其特征是，所述的ARM子模 塊采用C0MTRADE文件擴(kuò)展方法進(jìn)行二級(jí)存儲(chǔ)，該方法包括C0MTRADE文件擴(kuò)展格式、設(shè)備 信息模型的獲取方法以及C0MTRADE分文件形成方法，其中C0MTRADE文件擴(kuò)展格式說明 基于傳統(tǒng)的C0MTRADE文件，完全保留其DATA文件、CFG文件，對(duì)其HDR文件和INF文件進(jìn)行 擴(kuò)展；擴(kuò)展后的HDR文件采用XML文件格式存儲(chǔ)設(shè)備信息模型，設(shè)備信息模型面向變電站中 與數(shù)據(jù)記錄有關(guān)的所有設(shè)備，包括一次設(shè)備的模擬量、開關(guān)量與錄波通道的關(guān)聯(lián)關(guān)系，二 次設(shè)備聯(lián)閉鎖信號(hào)、動(dòng)作信號(hào)等開關(guān)量與錄波通道的關(guān)聯(lián)關(guān)系；擴(kuò)展后的INF文件采用XML 文件格式存儲(chǔ)故障簡(jiǎn)報(bào)信，即故障分析結(jié)果信息。
全文摘要
一種電力系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的一體化全景數(shù)據(jù)記錄分析系統(tǒng)，包括采集單元和管理單元，所述的采集單元包括通信偵聽模塊及與之相連的錄波處理模塊和一級(jí)存儲(chǔ)模塊；所述的管理單元包括邏輯處理模塊及與之相連的二級(jí)存儲(chǔ)模塊。本發(fā)明集網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄、故障錄波和同步相量功能于一體。
文檔編號(hào)G01D9/28GK102147268SQ20111000716
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者丁峰, 樂全明, 何云良, 吳炳超, 張勁, 張沛超, 朱松林, 朱炳權(quán), 杜浩良, 汪衛(wèi)國(guó), 王松, 董國(guó)倫, 鄒宇, 陳安偉, 黃建業(yè), 黃曉明 申請(qǐng)人:上海思源弘瑞自動(dòng)化有限公司, 浙江省電力公司, 浙江省電力試驗(yàn)研究院, 金華電業(yè)局