专利名称：变电站站用交直流一体化电源的智能在线监测预警方法
技术领域：
本发明涉及一种变电站站用交直流一体化电源的智能在线监测预警方法。
背景技术：
变电站站用交直流一体化电源的智能监控系统包括交流电源系统、直流电源系 统、UPS电源系统、通信电源系统以及INV电源系统，现有的智能监控系统只是将数据进行 显示与转发，不对实时数据信息进行分析，无法对变电站站用交直流一体化电源的运行健 康状况进行评估，从而不能对即将发生的险情进行预判。发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种变电站站用交直流一体化电源的智能 在线监测预警方法，其可对实时数据信息进行有效分析，对变电站站用交直流一体化电源 的运行健康状况进行评估，从而对即将发生的险情进行预判。
上述技术问题的解决，本发明采用如下的技术方案
一种变电站站用交直流一体化电源的智能在线监测预警方法，其特征是包括以 下步骤
SI站用电源配置正确性分析
获取各电源系统设定的定值，将定值与各电源系统的最佳理论定值进行对比，若 设定在理论定值范围内，则表示正常；反之，若超出理论定值范围，则进行预警；
S2站用电源的健康情况检查
获取各电源系统的实时数据，将实时数据根据行业标准对应划分为健康状态、正 常状态、预警状态以及告警状态，若该实时数据在预警状态持续I分钟，则进行预警，若该 实时数据达到告警状态则立刻进行告警；
S3站用电源的操作规范化监测
监测变电站站用电源的每次操作，与标准操作过程对比，对于不符合操作规程规 范的过程进行预警并进行记录；
S4站用电源的元器件管理
对站用电源设备的关键器件进行管理，并对关键元器件按现有的失效分析方法进 行分析并预警，根据元器件失效模型进行预警；
S5站用电源的系统间数据分析
包括以下子步骤
S5-1比对交流电源系统和直流电源系统交流电压的大小，两者相差超过3V则预 警，提示应检测开关及连接电缆；
S5-2比对交流电源系统和直流电源系统交流电压的大小，两者相差超过3V则预 警，提示应检测开关及连接电缆；
比对直流电源系统和逆变电源系统直流电压的大小，两者相差超过O. 5V则预警，提示应检测开关及连接电缆；
S5-4比对直流电源系统中直流母线电压和蓄电池端电压的大小，两者相差超过 O. 5V则预警，提示应检测开关及连接电缆；
S5-5比对充电装置交流输入侧功率与直流输出侧功率，若效率低于92%则预警， 提示应检测充电装置；
S6站用电源单一系统内数据分析
包括以下子步骤
S6-1对直流电源系统的蓄电池充电过程进行跟踪，记录其充电开始到充电结束的 充电曲线，包含充电电压、充电电流、充电时间和单体电压，根据这些数据与曲线走势进行 分析，判断充电过程是否按照恒流充电、恒压均充、浮充顺序进行，否则预警；
S6-2在恒流充电、恒压均充、浮充的过程中，电池的电压和电流是否符合均充和浮 充的条件，否则预警；
S6-3电池在进行大电流放电后，是否进入均充，否则预警；
S6-4恒流充电时间过长，预警电池有问题或充电机稳压损坏；总均充时间大于15 小时，则预警，并根据电压、电流历史记录数据，提议对电池进行维护；
S7对关键设备的关键参数进行时间曲线分析
对站用电源中一些关键、容易出故障的设备的关键参数进行半年历史数据的跟 踪，分析关键参数的变化趋势，若趋势向告警定值方向发展，则预警。
所述的各系统包括交流电源系统、直流电源系统、UPS电源系统、通信电源系统以 及INV电源系统。
所述的步骤S4中，站用电源设备的关键器件包括主开关、交流切换装置、充电装 置风扇和主断路器。
所述的步骤S7中，关键设备包括充电装置、绝缘检测模块、电池巡检模块、主开 关，关键参数包括充电装置电流，正、负对地电压，正负对地电阻，电池各单体电压，主开关 分合次数。
所述的步骤S7包括以下子步骤
S7-1对充电装置电流进行时间曲线分析每隔10秒对每个充电模块的电流进行 记录一次，在以下情况下预警
两两模块间电流差超过法规规定的范围，并持续5分钟；
在充电或放电时其中一个模块和其它模块的电流相差超过IV时，则预警指出该 模块；
S7-2对交流电源系统中的零序电流进行时间曲线分析每隔10秒对其进行记录 一次，在以下情况进行预警
零序电流突然跳变到小于告警值O. 4A范围时，直接进行预警；
零充电流最近半年记录总体有增大趋势时，最近10次数值达到告警值范围的一 半，进行预警。
S7-3对于直流电源系统绝缘数据正对地电压，负对地电压，以及正对地电阻和 负对地电阻进行时间曲线分析，在以下情况下预警
正对地电压与负对地电压不平衡，相差超过20V以上，预警。
正对地电阻与负对地电阻最近一个月记录总体有增大趋势时，最近10次数值达 到告警值范围的一半，进行预警。
S7-4对于蓄电池每节单体电压时间曲线进行分析每隔I小时保存一次数据记 录，计算每节单体电压的变化率，当在充电或放电时，找出最大变化率的该节电池单体，若 超过整组平均变化率50%，则预警该单体存在问题。
本方法应用于变电站中，通过获取的交流电源系统信息、直流电源系统信息、UPS 电源系统信息、通信电源系统信息以及INV电源系统信息，将信息统一管理，进行信息汇集 与分析，通过内置的专家系统智能分析，分析出站用交直流电源的潜在缺陷，诊断整个电源 系统的健康状况，并通过IEC61850协议上传自后台终端(如图1)。
有益效果通过对系统配置正确性检查、操作规范监测、关键元器件寿命监测、各 单元系统数据对比管理、关键设备的实时数据进行时间曲线分析，把实时数据与分析模型 之间的差别关系进行归类统计，并实时跟踪差别较大的数据与初值进行关联比较，差值变 化不规律，或者变化范围较大，系统将提高采集次数，并不断调整计算方法，得出最精确的 变化曲线，精准的预判系统的运行健康状况。随着时间的增加，预判结果准确。


图1为本发明的方法所用到的装置的组成和连接关系示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的变电站站用交直流一体化电源的智能在线监测方法所用到 的装置，包括交流电源监控装置，直流电源监控装置，UPS电源监控装置以及总一体化电源 监控装置。
本发明的变电站站用交直流一体化电源的智能在线监测方法，包括以下步骤
SI站用电源配置正确性分析
获取各电源系统设定的定值，将定值与各电源系统最佳理论定值进行对比，若设 定在理论定值范围内，则表示正常；反之，若超出理论定值范围，则进行预警；
如充电装置均充电压值的最佳理论值根据DL/T 5120 5.1. 3. 2条计算，应为蓄 电池单体节数N的2. 30 2. 35倍，也即(2. 30 2. 35) XN，假设单体节数为104节，那么 此定值最佳范围为239. 2 244. 4，若在线预警装置检测到充电装置均充电压值不在此范 围内时，发出预警信号，告知用户此设置可能为整个电源系统运行带来风险。
S2站用电源的健康情况检查
获取各电源系统的实时数据，将实时数据根据行业标准对应划分为健康状态、正 常状态、预警状态以及告警状态，若该实时数据在预警状态持续I分钟，则进行预警；若该 实时数据达到告警条件，则系统立即发出告警。
如充电装置的交流输入电压值，根据DL/T 1074 5. 2条规定，健康220±8% (单 相)；正常:220±15% (单相)。
在线预警装置自动将此数据划分各种状态区间
权利要求
1.一种变电站站用交直流一体化电源的智能在线监测预警方法，其特征是包括以下步骤 Si站用电源配置正确性分析 获取各电源系统设定的定值，将定值与各电源系统的最佳理论定值进行对比，若设定在理论定值范围内，则表示正常；反之，若超出理论定值范围，则进行预警； S2站用电源的健康情况检查 获取各电源系统的实时数据，将实时数据根据行业标准对应划分为健康状态、正常状态、预警状态以及告警状态，若该实时数据在预警状态持续I分钟，则进行预警，若该实时数据达到告警状态则立刻进行告警； S3站用电源的操作规范化监测 监测变电站站用电源的每次操作，与标准操作过程对比，对于不符合操作规程规范的过程进行预警并进行记录； S4站用电源的元器件管理 对站用电源设备的关键器件进行管理，并对关键元器件按现有的失效分析方法进行分析并预警，根据元器件失效模型进行预警； S5站用电源的系统间数据分析 包括以下子步骤 S5-1比对交流电源系统和直流电源系统交流电压的大小，两者相差超过3V则预警，提示应检测开关及连接电缆； S5-2比对交流电源系统和逆变电源系统交流电压的大小，两者相差超过3V则预警，提示应检测开关及连接电缆； S5-3比对直流电源系统和逆变电源系统直流电压的大小，两者相差超过O. 5V则预警，提示应检测开关及连接电缆； S5-4比对直流电源系统中直流母线电压和蓄电池端电压的大小，两者相差超过O. 5V则预警，提示应检测开关及连接电缆； 55-5比对充电装置交流输入侧功率与直流输出侧功率，若效率低于92%则预警，提示应检测充电装置； S6站用电源单一系统内数据分析 包括以下子步骤 56-1对直流电源系统的蓄电池充电过程进行跟踪，记录其充电开始到充电结束的充电曲线，包含充电电压、充电电流、充电时间和单体电压，根据这些数据与曲线走势进行分析，判断充电过程是否按照恒流充电、恒压均充、浮充顺序进行，否则预警； S6-2在恒流充电、恒压均充、浮充的过程中，电池的电压和电流是否符合均充和浮充的条件，否则预警； S6-3电池在进行大电流放电后，是否进入均充，否则预警； S6-4恒流充电时间过长，预警电池有问题或充电机稳压损坏；总均充电时间大于15小时，则预警，并根据电压、电流历史记录数据，提议对电池进行维护； S7对关键设备的关键参数进行时间曲线分析 对站用电源中一些关键、容易出故障的设备的关键参数进行半年历史数据的跟踪，分析关键参数的变化趋势，若趋势向告警定值方向发展，则预警。
2.根据权利要求1所述的变电站站用交直流一体化电源的智能在线监测预警方法，其特征是所述的各系统包括交流电源系统、直流电源系统、UPS电源系统、通信电源系统以及INV电源系统。
3.根据权利要求1所述的变电站站用交直流一体化电源的智能在线监测预警方法，其特征是所述的步骤S4中，站用电源设备的关键器件包括主开关、交流切换装置、充电装置风扇和主断路器。
4.根据权利要求1所述的变电站站用交直流一体化电源的智能在线监测预警方法，其特征是所述的步骤S7中，关键设备包括充电装置、绝缘检测模块、电池巡检模块、主开关，关键参数包括充电装置电流，正、负对地电压，正负对地电阻，电池各单体电压，主开关分合次数。
5.根据权利要求4所述的变电站站用交直流一体化电源的智能在线监测预警方法，其特征是 所述的步骤S7包括以下子步骤 S7-1对充电装置电流进行时间曲线分析每隔10秒对每个充电模块的电流进行记录一次，在以下情况下预警 两两模块间电流差超过法规规定的范围，并持续5分钟； 在充电或放电时其中一个模块和其它模块的电流相差超过IV时，则预警指出该模块； S7-2对交流电源系统中的零序电流进行时间曲线分析每隔10秒对其进行记录一次，在以下情况进行预警 零序电流突然跳变到小于告警值O. 4A范围时，直接进行预警； 零充电流最近半年记录总体有增大趋势时，最近10次数值达到告警值范围的一半，进行预警； S7-3对于直流电源系统绝缘数据正对地电压，负对地电压，以及正对地电阻和负对地电阻进行时间曲线分析，在以下情况下预警 正对地电压与负对地电压不平衡，相差超过20V以上，预警； 正对地电阻与负对地电阻最近一个月记录总体有增大趋势时，最近10次数值达到告警值范围的一半，进行预警； S7-4对于蓄电池每节单体电压时间曲线进行分析每隔I小时保存一次数据记录，计算每节单体电压的变化率，当在充电或放电时，找出最大变化率的该节电池单体，若超过整组平均变化率50%，则预警该单体存在问题。
全文摘要
一种变电站站用交直流一体化电源的智能在线监测预警方法，包括以下步骤S1站用电源配置正确性分析；S2站用电源的健康情况检查；S3站用电源的操作规范化监测；S4站用电源的元器件管理；S5站用电源的系统间数据分析；S6站用电源单一系统内数据分析；S7对关键设备的关键参数进行时间曲线分析。本发明通过对实时数据进行时间曲线分析，把实时数据与分析模型之间的差别关系进行归类统计，并实时跟踪差别较大的数据与初值进行关联比较，差值变化不规律，或者变化范围较大，系统将提高采集次数，并不断调整计算方法，得出最精确的变化曲线，精准的预判系统的运行健康状况，且可随着时间的增加，准确预判结果。
文档编号G01R31/40GK103018684SQ20121050423
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者梅成林, 叶千里, 刘玮, 杨忠亮, 刘平, 金林 申请人:广东电网公司电力科学研究院