二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110797833 A(43)申请公布日 2020.02.14

(21)申请号 201911065916.4(22)申请日 2019.11.04

(71)申请人 国网江苏省电力有限公司无锡供电

分公司

地址 214061 江苏省无锡市滨湖区梁溪路

12号(72)发明人 刘志仁　鲍有理　李澄　曹伟杰　

张威　祁瑞琳　缪秋　田光辉　(74)专利代理机构 无锡市大为专利商标事务所

(普通合伙) 32104

代理人 殷红梅　屠志力(51)Int.Cl.

H02H 1/00(2006.01)H02H 3/00(2006.01)H02H 3/04(2006.01)

权利要求书2页 说明书5页 附图2页

()发明名称

二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置(57)摘要

本发明提供一种二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置，包括：参数设置模块，用于设置告警类别、告警等级、对应告警联系人、以及本装置与二次设备在线监视系统的连接参数；信息获取接口模块，用于按设定频次自动获取二次设备在线监视系统数据库中厂站的状态域和二次设备的状态域，当状态由“投入”变为“退出”时，获取状态变化信息；并将厂站状态信息和设备状态信息更新到装置缓存中；智能分析模块，用于根据缓存的厂站状态信息和设备状态信息进行智能故障分析，当满足告警条件时，产生相应告警信息，并存入装置缓存；本发明能实现二次设备故障智能诊断功能。

CN 110797833 ACN 110797833 A

权　利　要　求　书

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1.一种二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置，其特征在于，包括：参数设置模块，用于设置告警类别、告警等级、对应告警联系人、以及本装置与二次设备在线监视系统的连接参数；

信息获取接口模块，用于按设定频次自动获取二次设备在线监视系统数据库中厂站的状态域和二次设备的状态域，当状态由“投入”变为“退出”时，获取状态变化信息；并将厂站状态信息和设备状态信息更新到装置缓存中；

智能分析模块，用于根据缓存的厂站状态信息和设备状态信息进行智能故障分析，当满足告警条件时，产生相应告警信息，并存入装置缓存；

告警信息发送模块，用于从装置缓存中获取最新的告警信息，并发送给对应告警联系人；

数据存储模块，用于将装置缓存中的厂站状态信息、设备状态信息和告警信息进行保存。

2.如权利要求1所述的二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置，其特征在于，

厂站状态信息和设备状态信息以二维链式结构存入装置缓存；二维链式结构包括多条记录，各记录以链式相连；

每条记录中包括保护子站信息和相应的保护设备信息；保护子站信息包括：时间字段、厂站id字段、厂站名称字段、厂站状态字段、下一设备字段、下一厂站字段；其中，下一厂站字段与下一个厂站的记录相关联；下一设备字段与本厂站中下一设备相关联；

保护设备信息包括：时间字段、设备id字段、设备名称字段、下一设备字段、设备状态字段；其中，下一设备字段与本厂站中下一设备相关联。

3.如权利要求1所述的二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置，其特征在于，

智能分析模块的故障分析流程包括：步骤S1，初始化，计数器清零；步骤S2，按设定频次查询厂站状态；步骤S3，判断厂站状态是否为“退出”，若是，则该次查询对应的频繁退出状态指标pftc记为1，转步骤S6；若否，则转步骤S4；

步骤S4，按设定频次查询厂站中设备状态；步骤S5，判断设备状态是否为“退出”，若是，则该次查询对应的频繁故障状态指标pfgz记为1，转步骤S6；若否，则直接转步骤S6；

步骤S6，计数器累加1；步骤S7，判断一个小时内计数器计数是否达到与查询频次相对应的查询总次数；若否则返归步骤S2，若是则进入步骤S8；

步骤S8，将各次查询对应的频繁退出状态指标pftc的值求和，判断该和是否等于一小时内与查询频次相对应的查询总次数；若是则进入步骤S9，若否则进入步骤S13；

步骤S9，本小时对应的持续退出指标Cxtc记为1；步骤S10，判断当前时刻前数个小时对应的持续退出指标Cxtc是否均为1，若是则进入

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步骤S11，若否则进入步骤S12；

步骤S11，组织告警信息，告警类别为“厂站持续退出”；返回步骤S2；步骤S12，组织告警信息，告警类别为“厂站退出”；返回步骤S2；步骤S13，判断一小时内的pftc值的和是否大于或等于设定次数，且pftc离散；若是则进入步骤S14，若否则进入步骤S15；

步骤S14，组织告警信息，告警类别为“厂站频繁退出”；返回步骤S2；步骤S15，将各次查询对应的频繁故障状态指标pfgz的值求和，判断该和是否等于一小时内与查询频次相对应的查询总次数；若是则进入步骤S16，若否则进入步骤S20；

步骤S16，本小时对应的持续故障指标Cxgz记为1；步骤S17，判断当前时刻前数个小时对应的持续故障指标Cxgz是否均为1，若是则进入步骤S18，若否则进入步骤S19；

步骤S18，组织告警信息，告警类别为“厂站中设备持续故障”；返回步骤S2；步骤S19，组织告警信息，告警类别为“厂站中设备故障”；返回步骤S2；步骤S20，判断一小时内的pfgz值的和是否大于或等于设定次数，且pfgz离散；若是则进入步骤S21；

步骤S21，组织告警信息，告警类别为“厂站中设备频繁故障”，返回步骤S2。4.如权利要求1所述的二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置，其特征在于，

本装置与二次设备在线监视系统的连接参数包括：本装置IP地址、信息源端IP地址。5.如权利要求1所述的二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置，其特征在于，

数据存储模块以双cpu方式分别管理两个互为备份mysql数据库，并以HA模式进行数据互备。

6.如权利要求1所述的二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置，其特征在于，

告警信息发送模块采用短信告警模块。

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二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置

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技术领域

[0001]本发明涉及电力系统保护技术领域，尤其是一种二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置。

背景技术

[0002]目前，二次设备在线监视系统具有保护各类装置的运行工况及监视功能，二次设备定值召唤功能及查询功能，故障及动作行为分析功能，满足部分应用需求，实际应用中存在以下不足：

缺乏厂站及二次设备接入系统状态异常信息实时推送功能，仅依靠维护人员实时监视，影响工作效率，不利于二次设备异常故障的快速处理；缺乏接入系统的厂站及二次设备故障智能诊断功能，出现异常或故障时，需人工根据操作规范书逐步分析原因，缺乏智能化分析手段，难以快速确定异常或故障原因，制约了缺陷处理效率的提升。发明内容

[0003]本发明的目的在于解决二次设备在线监视系统缺乏异常信息实时推送功能的问题，提供一种二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置，实现二次设备故障智能诊断功能，增强掌握接入的二次设备运行状况的能力。本发明采用的技术方案是：

一种二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置，包括：参数设置模块，用于设置告警类别、告警等级、对应告警联系人、以及本装置与二次设备在线监视系统的连接参数；

信息获取接口模块，用于按设定频次自动获取二次设备在线监视系统数据库中厂站的状态域和二次设备的状态域，当状态由“投入”变为“退出”时，获取状态变化信息；并将厂站状态信息和设备状态信息更新到装置缓存中；

智能分析模块，用于根据缓存的厂站状态信息和设备状态信息进行智能故障分析，当满足告警条件时，产生相应告警信息，并存入装置缓存；

告警信息发送模块，用于从装置缓存中获取最新的告警信息，并发送给对应告警联系人；

数据存储模块，用于将装置缓存中的厂站状态信息、设备状态信息和告警信息进行保存。

[0004]进一步地，厂站状态信息和设备状态信息以二维链式结构存入装置缓存；

二维链式结构包括多条记录，各记录以链式相连；

每条记录中包括保护子站信息和相应的保护设备信息；保护子站信息包括：时间字段、厂站id字段、厂站名称字段、厂站状态字段、下一设备字段、下一厂站字段；其中，下一厂站字段与下一个厂站的记录相关联；下一设备字段与本厂站中下一设备相关联；

保护设备信息包括：时间字段、设备id字段、设备名称字段、下一设备字段、设备状态字

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段；其中，下一设备字段与本厂站中下一设备相关联。[0005]进一步地，智能分析模块的故障分析流程包括：

步骤S1，初始化，计数器清零；步骤S2，按设定频次查询厂站状态；步骤S3，判断厂站状态是否为“退出”，若是，则该次查询对应的频繁退出状态指标pftc记为1，转步骤S6；若否，则转步骤S4；

步骤S4，按设定频次查询厂站中设备状态；步骤S5，判断设备状态是否为“退出”，若是，则该次查询对应的频繁故障状态指标pfgz记为1，转步骤S6；若否，则直接转步骤S6；

步骤S6，计数器累加1；步骤S7，判断一个小时内计数器计数是否达到与查询频次相对应的查询总次数；若否则返归步骤S2，若是则进入步骤S8；

步骤S8，将各次查询对应的频繁退出状态指标pftc的值求和，判断该和是否等于一小时内与查询频次相对应的查询总次数；若是则进入步骤S9，若否则进入步骤S13；

步骤S9，本小时对应的持续退出指标Cxtc记为1；步骤S10，判断当前时刻前数个小时对应的持续退出指标Cxtc是否均为1，若是则进入步骤S11，若否则进入步骤S12；

步骤S11，组织告警信息，告警类别为“厂站持续退出”；返回步骤S2；步骤S12，组织告警信息，告警类别为“厂站退出”；返回步骤S2；步骤S13，判断一小时内的pftc值的和是否大于或等于设定次数，且pftc离散；若是则进入步骤S14，若否则进入步骤S15；

步骤S14，组织告警信息，告警类别为“厂站频繁退出”；返回步骤S2；步骤S15，将各次查询对应的频繁故障状态指标pfgz的值求和，判断该和是否等于一小时内与查询频次相对应的查询总次数；若是则进入步骤S16，若否则进入步骤S20；

步骤S16，本小时对应的持续故障指标Cxgz记为1；步骤S17，判断当前时刻前数个小时对应的持续故障指标Cxgz是否均为1，若是则进入步骤S18，若否则进入步骤S19；

步骤S18，组织告警信息，告警类别为“厂站中设备持续故障”；返回步骤S2；步骤S19，组织告警信息，告警类别为“厂站中设备故障”；返回步骤S2；步骤S20，判断一小时内的pfgz值的和是否大于或等于设定次数，且pfgz离散；若是则进入步骤S21；

步骤S21，组织告警信息，告警类别为“厂站中设备频繁故障”，返回步骤S2。[0006]进一步地，本装置与二次设备在线监视系统的连接参数包括：本装置IP地址、信息源端IP地址。

[0007]进一步地，数据存储模块以双cpu方式分别管理两个互为备份mysql数据库，并以HA模式进行数据互备。[0008]进一步地，告警信息发送模块采用短信告警模块。[0009]本发明的优点在于：

1）主动获取厂站、二次设备的异常状态信息，并实时推送告警信息，减少系统故障处理

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响应时间。[0010]2）设备故障智能诊断，增强二次设备在线监视系统的智能化水平。附图说明

[0011]图1为本发明的结构组成示意图。

[0012]图2为本发明的状态信息二维链式结构示意图。[0013]图3为本发明的智能分析模块的故障分析流程图。

具体实施方式

[0014]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。[0015]如图1所示，本发明提出的一种二次设备在线监视系统的实时监视与故障诊断装置（以下简称装置），包括参数设置模块、信息获取接口模块、智能分析模块、告警信息发送模块、数据存储模块；

该装置与二次设备在线监视系统通过以太网连接；（一）参数设置模块

可通过超级终端连接该装置的调试口进入装置设置界面，根据提示设置告警类别、告警等级、对应告警联系人、本装置IP地址、信息源端IP地址等参数；

（二）信息获取接口模块

信息获取接口模块用于按设定频次自动获取二次设备在线监视系统数据库中厂站的状态域和二次设备的状态域，当状态由“投入”变为“退出”时，获取状态变化信息；并以二维链式结构将厂站状态信息和设备状态信息更新到装置缓存中；

本实施例中，信息获取接口模块每分钟自动获取一次厂站的状态域和二次设备的状态域；信息获取接口模块可通过编程实现，具体为一个程序模块，用于自动读取二次设备在线监视系统数据库中厂站的状态域和二次设备的状态域；

二维链式结构如图2所示，包括多条记录，各记录以链式相连；每条记录中包括保护子站信息和相应的保护设备信息；保护子站信息包括：时间字段、厂站id字段、厂站名称字段、厂站状态字段、下一设备字段、下一厂站字段；其中，下一厂站字段与下一个厂站的记录相关联；下一设备字段与本厂站中下一设备相关联；

保护设备信息包括：时间字段、设备id字段、设备名称字段、下一设备字段、设备状态字段；其中，下一设备字段与本厂站中下一设备相关联；

（三）智能分析模块

智能分析模块用于根据缓存的厂站状态信息和设备状态信息进行智能故障分析，当满足告警条件时，产生相应告警信息，并存入装置缓存；进一步组织短信告警内容；

如图3所示，智能分析模块的故障分析流程包括：步骤S1，初始化，计数器清零；步骤S2，按设定频次查询厂站状态；例如每分钟查询一次；步骤S3，判断厂站状态是否为“退出”，若是，则该次查询对应的频繁退出状态指标pftc记为1，转步骤S6；若否，则转步骤S4；

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图3中的%是取余操作，下同；步骤S4，按设定频次查询厂站中设备状态；例如每分钟查询一次；步骤S5，判断设备状态是否为“退出”，若是，则该次查询对应的频繁故障状态指标pfgz记为1，转步骤S6；若否，则直接转步骤S6；

步骤S6，计数器累加1；步骤S7，判断一个小时内计数器计数是否达到与查询频次相对应的查询总次数；若否则返归步骤S2，若是则进入步骤S8；

例如查询频次为一分钟一次，则一个小时查询总次数为60次，计数器计数达到60次则进入步骤S8；

步骤S8，将各次查询对应的频繁退出状态指标pftc的值求和，判断该和是否等于一小时内与查询频次相对应的查询总次数；若是则进入步骤S9，若否则进入步骤S13；

例如查询频次为一分钟一次，则一个小时查询总次数为60次，若各次查询对应的pftc的值的和等于60，则进入步骤S9；

步骤S9，本小时对应的持续退出指标Cxtc记为1；步骤S10，判断当前时刻前数个小时对应的持续退出指标Cxtc是否均为1，若是则进入步骤S11，若否则进入步骤S12；

步骤S11，组织告警信息，告警类别为“厂站持续退出”；返回步骤S2；步骤S12，组织告警信息，告警类别为“厂站退出”；返回步骤S2；步骤S13，判断一小时内的pftc值的和是否大于或等于设定次数，且pftc离散；若是则进入步骤S14，若否则进入步骤S15；

此处的设定次数可以是20次，pftc离散是指频繁故障状态指标pfgz记为1的情况不是每分钟连续出现；

步骤S14，组织告警信息，告警类别为“厂站频繁退出”；返回步骤S2；步骤S15，将各次查询对应的频繁故障状态指标pfgz的值求和，判断该和是否等于一小时内与查询频次相对应的查询总次数；若是则进入步骤S16，若否则进入步骤S20；

例如查询频次为一分钟一次，则一个小时查询总次数为60次，若各次查询对应的pfgz的值的和等于60，则进入步骤S16；

步骤S16，本小时对应的持续故障指标Cxgz记为1；步骤S17，判断当前时刻前数个小时对应的持续故障指标Cxgz是否均为1，若是则进入步骤S18，若否则进入步骤S19；

步骤S18，组织告警信息，告警类别为“厂站中设备持续故障”；返回步骤S2；步骤S19，组织告警信息，告警类别为“厂站中设备故障”；返回步骤S2；步骤S20，判断一小时内的pfgz值的和是否大于或等于设定次数，且pfgz离散；若是则进入步骤S21；

步骤S21，组织告警信息，告警类别为“厂站中设备频繁故障”，返回步骤S2。[0016]（四）告警信息发送模块

告警信息发送模块用于从装置缓存中获取最新的告警信息，并发送给对应告警联系人；

告警信息发送模块可采用短信告警模块；

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（五）数据存储模块

数据存储模块中设有两个互为备份的mysql数据库，以增量方式将装置缓存中的厂站状态信息、设备状态信息和告警信息进行保存；

数据存储模块以双cpu方式分别管理两个互为备份mysql数据库，并以HA模式进行数据互备。

[0017]本装置使用简明直观，通过直连网线将装置与二次设备在线监视系统进行关联，本装置自动获取二次设备状态变更数据并解析成相应的告警数据，通过短信发送告警信息，同时将状态数据和告警信息保存到数据存储模块中，确保信息的完整性。[0018]最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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图1

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图3

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