一种基于录波文件的变电站故障模拟方法及相关装置

技术领域

本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于录波文件的变电站故障模拟方法及相关装置。

背景技术

近几年，随着互联网+大数据的发展，电力系统智能电网快速发展，变电站智能化、数据化发展，导致变电站运行时会上送大量的信号；特别是故障发生时，大量的变电站运行信号发生导致电力监控、调度人员无法快速根据故障信号数据分析，对故障进行准确定位，且对于新建变电站，故障发生时可能会因为一些信号无法正常上送，导致电力监控、调度人员判断错误。因此，需要对电网发生故障时的电网信号情况进行模拟。

目前，与录波文件相关的技术方案都只是根据故障录波文件进行电力故障智能分析，这些方法无法还原电网故障发生时电网信号场景，无法对电网发生故障时的电网信号情况进行模拟。而现有的变电站故障模拟技术方案主要是针对单个装置故障进行模拟，并没有完整的对故障场景发生时的电网信号情况进行还原。

发明内容

本申请提供了一种基于录波文件的变电站故障模拟方法及相关装置，用于解决现有技术无法完整的对故障场景发生时的电网信号情况进行还原的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于录波文件的变电站故障模拟方法，所述方法包括：

分别提取变电站的故障录波文件的故障发生时的遥信遥测信息、SCD文件的CID模型信息、远动转发配置文件的IED信息和遥信遥测远动配置信息、监控信号文件的遥信遥测监控信息；

根据所述CID模型信息和所述IED信息建立变电站的保护与测控实例CID模型文件；

根据遥信遥测点号，将遥信遥测信息、遥信遥测监控信息与遥信遥测远动配置信息进行关联，获得遥信遥测关联关系；

对变电站远动子站的远动IP参数进行配置，得到变电站的网络参数信息；

基于IEC通信规约，根据所述保护与测控实例CID模型文件、所述网络参数信息、所述IED信息构建变电站的保护与测控通信通道；

通过所述保护与测控通信通道，按待模拟参数根据所述遥信遥测关联关系模拟变电站保护装置向远动发送的遥信遥测信息，所述待模拟参数为故障发生时遥信遥测信号的发送参数。

可选地，所述分别提取变电站故障录波文件的故障发生时的遥信遥测信息、SCD文件的CID模型信息、远动转发配置文件的IED信息和遥信遥测远动配置信息、监控信号文件的遥信遥测监控信息，具体包括：

对所述故障录波文件进行解析，提取故障故障发生时的遥信遥测信号序号、描述、发送参数；

对所述SCD文件进行解析，提取CID实例模型信息、保护与测控装置模型名称、网络配置信息；

对所述远动转发配置文件进行解析，提取遥信及遥测点号、子站端信号信息描述、远动转发短地址、遥信遥测对应IED信息、遥信遥测转发参数；

对所述监控信号文件进行解析，提取遥信遥测点号以及主站端信号信息描述。

可选地，所述对变电站远动子站的远动IP参数进行配置，具体包括：对变电站远动子站的端口、保护与测控IP网段以及网关进行配置。

可选地，所述基于IEC通信规约，根据所述保护与测控实例CID模型文件、所述网络参数信息、所述IED信息构建变电站的保护与测控通信通道，具体包括：

连接变电站远动子站的网口后，根据所述保护与测控实例CID模型文件、所述网络参数信息、所述IED信息模拟启动变动站的保护与测控IED装置服务；

基于IEC61850通信规约构建变电站的保护与测控的IEC61850通信通道。

本申请第二方面提供一种基于录波文件的变电站故障模拟系统，所述系统包括：

提取模块，用于分别提取变电站的故障录波文件的故障发生时的遥信遥测信息、SCD文件的CID模型信息、远动转发配置文件的IED信息和遥信遥测远动配置信息、监控信号文件的遥信遥测监控信息；

建立模块，用于根据所述CID模型信息和所述IED信息建立变电站的保护与测控实例CID模型文件；

关联模块，用于根据遥信遥测点号，将遥信遥测信息、遥信遥测监控信息与遥信遥测远动配置信息进行关联，获得遥信遥测关联关系；

配置模块，用于对变电站远动子站的远动IP参数进行配置，得到变电站的网络参数信息；

构建模块，用于基于IEC通信规约，根据所述保护与测控实例CID模型文件、所述网络参数信息、所述IED信息构建变电站的保护与测控通信通道；

模拟模块，用于通过所述保护与测控通信通道，按待模拟参数根据所述遥信遥测关联关系模拟变电站保护装置向远动发送的遥信遥测信息，所述待模拟参数为故障发生时遥信遥测信号的发送参数。

可选地，所述提取模块，具体包括：

第一提取子模块，用于对所述故障录波文件进行解析，提取故障故障发生时的遥信遥测信号序号、描述、发送参数；

第二提取子模块，用于对所述SCD文件进行解析，提取CID实例模型信息、保护与测控装置模型名称、网络配置信息；

第三提取子模块，用于对所述远动转发配置文件进行解析，提取遥信及遥测点号、子站端信号信息描述、远动转发短地址、遥信遥测对应IED信息、遥信遥测转发参数；

第四提取子模块，用于对所述监控信号文件进行解析，提取遥信遥测点号以及主站端信号信息描述。

可选地，所述配置模块，具体用于：

对变电站远动子站的端口、保护与测控IP网段以及网关进行配置，得到变电站的网络参数信息。

可选地，所述构建模块，具体用于：

连接变电站远动子站的网口后，根据所述保护与测控实例CID模型文件、所述网络参数信息、所述IED信息模拟启动变动站的保护与测控IED装置服务；

基于IEC61850通信规约构建变电站的保护与测控的EC61850通信通道。

本申请第三方面提供一种基于录波文件的变电站故障模拟设备，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的基于录波文件的变电站故障模拟方法的步骤。

本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的基于录波文件的变电站故障模拟方法。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请提供了一种基于录波文件的变电站故障模拟方法，包括：分别提取变电站的故障录波文件的故障发生时的遥信遥测信息、SCD文件的CID模型信息、远动转发配置文件的IED信息和遥信遥测远动配置信息、监控信号文件的遥信遥测监控信息；根据CID模型信息和IED信息建立变电站的保护与测控实例CID模型文件；对变电站远动子站的远动IP参数进行配置，得到变电站的网络参数信息；根据遥信遥测点号，将遥信遥测信息、遥信遥测监控信息与遥信遥测远动配置信息进行关联，获得遥信遥测关联关系；基于IEC通信规约，根据保护与测控实例CID模型文件、网络参数信息、IED信息构建变电站的保护与测控通信通道；通过保护与测控通信通道，按待模拟参数根据遥信遥测关联关系模拟变电站保护装置向远动发送的遥信遥测信息，待模拟参数为故障发生时遥信遥测信号的发送参数。

本申请基于录波文件的变电站故障模拟方法，通过解析变电站SCD文件件、远动转发配置文件、变电站监控信号文件，结合故障录波文件解析的故障场景遥信、遥测信号信息，将故障场景发生时信号与变电站端保护测控装置进行关联；并通过基于录波文件数据中包含的故障发生时的遥信遥测信号数据，关联变电站保护测控装置、远动转发配置信息，根据IEC61850协议进行故障信号模拟；结合录波文件数据中包含的故障发生时的遥信遥测信号数据，运用变电站站端保护测控装置信号上送机制，自动关联故障信号，完整还原故障场景发生时遥信遥测信号情况，从而解决现有技术无法完整的对故障场景发生时的电网信号情况进行还原的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例中提供的一种基于录波文件的变电站故障模拟方法的实施例一的流程示意图；

图2为本申请实施例中提供的一种基于录波文件的变电站故障模拟方法实施例二的流程示意图；

图3为本申请实施例中提供的一种基于录波文件的变电站故障模拟系统的结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下是对本申请中的术语的解释：

故障录波文件：故障录波是采用COMTRADE，其是英文Common format fortransient data exchange(COMTRADE)for power systems的简写，中文一般称为电力系统瞬态数据交换的通用格式，记录故障发生时变电站端信号信息。

远动：远动装置是综合了计算机，测量，通信和自动化的专业技术，通过对输变电线路及设备的交流电压、电流的数据采集，自行计算出功率、电量、功率因数、频率等参数。同时也具备常规远动装置的遥信、遥测、遥控、遥调功能和数据传输等功能。作为变电站的通讯网关，是连接继电保护、测控装置和变电站后台，以及运动系统向调度转发数据；同时用于变电站内直流电源系统监控终端的规约转发，环境采集终端的数据转发。

SCD、CID、IED：IED就是智能电子设备，如变电站站端的保护、测控装置。SCD文件是智能变电站的全站配置文件，包含了智能变电站的全部信息。它采用XML语言描述格式，描述了智能变电站一次系统结构、所有IED的实例配置信息、通信访问点的位置及地址和所有IED间虚端子互连信息等。CID就是经过配置后的IED的描述文件。

请参阅图1，图1为本申请实施例中提供的一种基于录波文件的变电站故障模拟方法的实施例一的流程示意图。

本申请实施例一提供的一种基于录波文件的变电站故障模拟方法，包括：

步骤101、分别提取变电站的故障录波文件的故障发生时的遥信遥测信息、SCD文件的CID模型信息、远动转发配置文件的IED信息和遥信遥测远动配置信息、监控信号文件的遥信遥测监控信息。

需要说明的是，由于电网故障发生时，上送的故障信号就是变电站端的各类保护测控装置的遥信、遥测信号，因此本申请通过解析变电站SCD文件件的CID模型信息、远动转发配置文件的IED信息和遥信遥测远动配置信息、变电站监控信号文件的遥信遥测监控信息，以及故障录波文件解析的故障场景遥信、遥测信号信息；使得步骤103对上述信息进行自动关联。

步骤102、根据CID模型信息和IED信息建立变电站的保护与测控实例CID模型文件。

需要说明的是，根据CID模型信息并结合IED信息创建变电站的保护与测控实例CID模型文件，用于在步骤105结合该文件构建通信通道。

步骤103、根据遥信遥测点号，将遥信遥测信息、遥信遥测监控信息与遥信遥测远动配置信息进行关联，获得遥信遥测关联关系。

需要说明的是，在步骤103关联后以及步骤105建立通信通道后，则通过步骤106模拟变电站保护装置向远动发送的遥信遥测信息。具体请参见图1的步骤流转顺序。

步骤104、对变电站远动子站的远动IP参数进行配置，得到变电站的网络参数信息。

需要说明的是，对变电站远动子站的远动IP参数进行配置具体包括：对变电站远动子站的端口、保护与测控IP网段以及网关进行配置，从而得到变电站的网络参数信息。

步骤105、基于IEC通信规约，根据保护与测控实例CID模型文件、网络参数信息、IED信息构建变电站的保护与测控通信通道。

需要说明的是，首先需要连接远动子站端网口，然后基于IEC61850通信规约，根据保护与测控实例CID模型文件，按照网络参数信息，结合IED的网络配置信息模拟启动变电站端保护、测控IED装置服务，最后根据IEC61850规约协议构建变电站端保护、测控IEC61850通信通道。

步骤106、通过保护与测控通信通道，按待模拟参数根据遥信遥测关联关系模拟变电站保护装置向远动发送的遥信遥测信息，待模拟参数为故障发生时遥信遥测信号的发送参数。

可以理解的是，根据遥信遥测关联关系，按照故障发生时遥信遥测信号的发送参数，根据IEC61850通信通道的61850规约协议及远动转发短地址，模拟变电站保护及测控装置向远动发送对应的遥信、遥测信号，重现故障场景发生时变电站端遥信遥测综合信号信息。

本申请实施例一一种基于录波文件的变电站故障模拟方法，通过解析变电站SCD文件件、远动转发配置文件、变电站监控信号文件，结合故障录波文件解析的故障场景遥信、遥测信号信息，将故障场景发生时信号与变电站端保护测控装置进行关联；并通过基于录波文件数据中包含的故障发生时的遥信遥测信号数据，关联变电站保护测控装置、远动转发配置信息，根据IEC61850协议进行故障信号模拟；结合录波文件数据中包含的故障发生时的遥信遥测信号数据，运用变电站站端保护测控装置信号上送机制，自动关联故障信号，完整还原故障场景发生时遥信遥测信号情况，从而解决现有技术无法完整的对故障场景发生时的电网信号情况进行还原的技术问题。

以上为本申请实施例一提供的基于录波文件的变电站故障模拟方法，以上为本申请实施例二提供的基于录波文件的变电站故障模拟方法。

请参阅图2，图2为本申请实施例中提供的一种基于录波文件的变电站故障模拟方法实施例二的流程示意图。

本申请实施例二提供的一种基于录波文件的变电站故障模拟方法，包括：

步骤201、对SCD文件进行解析，提取CID实例模型信息、保护与测控装置模型名称、网络配置信息；对远动转发配置文件进行解析，提取遥信及遥测点号、子站端信号信息描述、远动转发短地址、遥信遥测对应IED信息、遥信遥测转发参数；对监控信号文件进行解析，提取遥信遥测点号以及主站端信号信息描述。

通过图2可以知道，本实施例步骤201与步骤203与实施例一步骤101相同，由于故障录波文件为故障发生时记录的信息，而SCD文件、远动转发配置文件、监控信号文件为变电站的一些运行信息和基础，因此本实施例分为步骤201和步骤203进行描述。

需要说明的是，以下各步骤的流转顺序请参见图2，其描述与实施例一对应的步骤描述相同，可以参见实施例一的步骤描述，在此不再赘述。

步骤202、根据CID模型信息和IED信息建立变电站的保护与测控实例CID模型文件。

步骤203、对故障录波文件进行解析，提取故障故障发生时的遥信遥测信号序号、描述、发送参数。

步骤204、根据遥信遥测点号，将遥信遥测信息、遥信遥测监控信息与遥信遥测远动配置信息进行关联，获得遥信遥测关联关系。

步骤205、对变电站远动子站的端口、保护与测控IP网段以及网关进行配置，得到变电站的网络参数信息。

步骤206、连接变电站远动子站的网口后，根据保护与测控实例CID模型文件、网络参数信息、IED信息模拟启动变动站的保护与测控IED装置服务；基于IEC61850通信规约构建变电站的保护与测控的IEC61850通信通道。

步骤207、通过保护与测控通信通道，按待模拟参数根据遥信遥测关联关系模拟变电站保护装置向远动发送的遥信遥测信息，待模拟参数为故障发生时遥信遥测信号的发送参数。

以上为本申请实施例二提供的一种基于录波文件的变电站故障模拟方法，以下为本申请实施例提供的一种基于录波文件的变电站故障模拟系统。

请参阅图3，图3为本申请实施例中提供的一种基于录波文件的变电站故障模拟的结构图。

本申请实施例提供的一种基于录波文件的变电站故障模拟系统，包括：

提取模块301，用于分别提取变电站的故障录波文件的故障发生时的遥信遥测信息、SCD文件的CID模型信息、远动转发配置文件的IED信息和遥信遥测远动配置信息、监控信号文件的遥信遥测监控信息。

建立模块302，用于根据CID模型信息和IED信息建立变电站的保护与测控实例CID模型文件。

关联模块303，用于根据遥信遥测点号，将遥信遥测信息、遥信遥测监控信息与遥信遥测远动配置信息进行关联，获得遥信遥测关联关系。

配置模块304，用于对变电站远动子站的远动IP参数进行配置，得到变电站的网络参数信息。

构建模块305，用于基于IEC通信规约，根据保护与测控实例CID模型文件、网络参数信息、IED信息构建变电站的保护与测控通信通道。

模拟模块306，用于通过保护与测控通信通道，按待模拟参数根据遥信遥测关联关系模拟变电站保护装置向远动发送的遥信遥测信息，待模拟参数为故障发生时遥信遥测信号的发送参数。

进一步地，本申请还提供了一种基于录波文件的变电站故障模拟设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述方法实施例所述的基于录波文件的变电站故障模拟方法。

进一步地，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述方法实施例所述的基于录波文件的变电站故障模拟方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。