換流站控制保護(hù)系統(tǒng)故障輔助診斷系統(tǒng)的研制-最新年精選文檔

1、精品文檔換流站控制保護(hù)系統(tǒng)故障輔助診斷系統(tǒng)的研制引言隨著直流輸電系統(tǒng)技術(shù)的逐漸成熟，國內(nèi)直流工程大量投運(yùn)，其中以ab所口南瑞公司為主的 mach直流控制保護(hù)系統(tǒng)，在國內(nèi)廣泛應(yīng)用。其異常診斷主要依賴于原有scad原統(tǒng)中工程師工作站自帶的一系列異常診斷軟件， 主要包括異常報(bào)文顯示工具intouch ，異常狀態(tài)監(jiān)視工具 hidraw ，直流控制保護(hù)系統(tǒng)自定義錄波工具 inspect 和波形查看工具reval 等1-2 。湖北省境內(nèi)多數(shù)換流站運(yùn)行時(shí)間較長， 這些由國外廠家提供的控制保護(hù)異常診斷工具一直沒有更新， 其設(shè)計(jì)存在不足， 如存在無法診斷服務(wù)器異常，控制保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)量監(jiān)視功能不完善，舊有診斷工具

2、功能分散等問題。導(dǎo)致2010 年江陵換流站出現(xiàn)長達(dá) 10 個(gè)月的雙極控制保護(hù)主機(jī)頻繁死機(jī)異常，利用上述診斷工具無論是現(xiàn)場檢修人員還是生產(chǎn)廠家均無法對(duì)異常進(jìn)行準(zhǔn)確定位，嚴(yán)重危及直流系統(tǒng)正常運(yùn)行3 。1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)本軟件系統(tǒng)將利用直流控制保護(hù)系統(tǒng)已有的軟件接口， 對(duì)系統(tǒng)的一些狀態(tài)量和開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)地監(jiān)視、 分析以及對(duì)服務(wù)器的報(bào)警事件進(jìn)行監(jiān)視， 幫助運(yùn)行和檢修人員對(duì)各類故障進(jìn)行跟蹤及定位。包括以下主要功能：（ 1）對(duì)控制保護(hù)主機(jī)軟件系統(tǒng)中全部狀態(tài)量的實(shí)時(shí)監(jiān)視和連續(xù)記錄功能；（ 2）對(duì)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)故障信息的實(shí)時(shí)監(jiān)視及連續(xù)記錄功能；（ 3）任一狀態(tài)量越限檢測、告警功能；（4）服務(wù)器數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)可視

3、化瀏覽，檢索及修改功能。直流換流站輔助診斷系統(tǒng)可分為主機(jī)故障診斷部分和服務(wù)器故障診斷部分，根據(jù)功能要求系統(tǒng)分為四個(gè)部分。分別是：查詢量監(jiān)視模塊、歷史數(shù)據(jù)回放模塊、服務(wù)器事件探測器模塊，數(shù)據(jù)庫訪問模塊。 四個(gè)子功能模塊分別完成其對(duì)應(yīng)的軟件功能， 并通過診斷系統(tǒng)統(tǒng)一的可視化界面進(jìn)行操作。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。整個(gè)診斷系統(tǒng)采用自上而下的分層式模塊化開發(fā)流程， 整個(gè)系統(tǒng)共分為三層， 分別是用戶界面層， 邏輯功能層， 數(shù)據(jù)獲取層。用戶界面為用戶提供友好的診斷系統(tǒng)界面， 同時(shí)通過用戶界面調(diào)用邏輯功能層的子功能模塊，完成相應(yīng)的故障診斷功能。2 netdde 技術(shù)數(shù)據(jù)獲取層為邏輯功能層提供需要的數(shù)據(jù)， 按

4、照數(shù)據(jù)來源的不同可分為， 控制保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)量獲取模塊， 數(shù)據(jù)庫故障信息獲取模塊以及數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)獲取模塊。 數(shù)據(jù)獲取模塊是本系統(tǒng)功能正常實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。控制保護(hù)主機(jī)接入站內(nèi)局域網(wǎng)， 并通過 netdde 協(xié)議向 scada發(fā)送數(shù)據(jù)及獲取命令，如何利用 netdde 接口從主機(jī)收集數(shù)據(jù)是本功能的關(guān)鍵，其基本的數(shù)據(jù)獲取過程如圖 2 所示。圖2 netdde動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換在圖 2 中，主機(jī)將數(shù)據(jù)通過netdde 協(xié)議轉(zhuǎn)換成能夠在以太網(wǎng)上傳播的數(shù)據(jù)包，診斷系統(tǒng)通過netdde 協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析， 最終轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)， 從而實(shí)現(xiàn)了診斷系統(tǒng)至主機(jī)的數(shù)據(jù)獲取流程。其關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)在于診斷系統(tǒng)對(duì)netdde 數(shù)據(jù)包的解析

5、4 。3 功能實(shí)現(xiàn)3.1 運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視模塊目前，站內(nèi)開關(guān)量的獲取主要是根據(jù)intouch 報(bào)文來獲得，而 intouch 報(bào)文只能獲取某模塊出現(xiàn)問題， 它并不能反映到某個(gè)具體元件出了故障，因此需要對(duì)該模塊的部分開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)視。開關(guān)元件的老化， 機(jī)械抖動(dòng)等原因， 會(huì)導(dǎo)致開關(guān)元件瞬時(shí)誤動(dòng)作（斷開或是閉合），對(duì)于故障狀態(tài)監(jiān)視工具h(yuǎn)idraw 很難撲捉到開關(guān)的瞬時(shí)故障5 。本模塊主要是為了解決監(jiān)控系統(tǒng)收到高層級(jí) （如屏柜） 的報(bào)警信號(hào)后，如何定位異常至較低層級(jí)（如板卡），也方便運(yùn)行人員對(duì)可疑狀態(tài)量進(jìn)行長時(shí)連續(xù)監(jiān)測， 同時(shí)提供越線報(bào)警功能， 減少運(yùn)行人員的工作量， 免除運(yùn)行人員長時(shí)間對(duì)故障狀態(tài)監(jiān)視工具h(yuǎn)

6、idraw 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。為了方便運(yùn)行人員和檢修人員方便快速定位故障， 此模塊功能結(jié)構(gòu)圖如圖 3 所示。圖 3 運(yùn)行量查詢功能圖監(jiān)視量主要包括模擬狀態(tài)量和數(shù)字開關(guān)量。 主要依據(jù)運(yùn)行人員對(duì)主機(jī)狀態(tài)量是否有異?；?intouch 發(fā)出來的報(bào)警， 來啟動(dòng)該系統(tǒng)對(duì)可疑狀態(tài)量進(jìn)行監(jiān)視。監(jiān)視內(nèi)容分為狀態(tài)量和開關(guān)量， 對(duì)于狀態(tài)量， 系統(tǒng)每毫秒采集、保存一次數(shù)據(jù)，并繪制實(shí)時(shí)變化曲線。數(shù)據(jù)保存是為設(shè)備故障終端提供依據(jù)， 也方便歷史數(shù)據(jù)回放。 繪制實(shí)時(shí)曲線可以方便地觀察狀態(tài)量的變化趨勢， 同時(shí)也有利于分析故障， 趨勢曲線支持暫停繼續(xù)， 放大縮小以及鼠標(biāo)能撲捉到曲線上點(diǎn)的值大小。 通過控制 timer 控件 ena

7、bled 的屬性來控制繪圖數(shù)據(jù)的獲取， 從而實(shí)現(xiàn)暫停繼續(xù)功能；利用 windowsapi中的peekmessage函數(shù)來獲取鼠標(biāo)滾輪滾動(dòng)的消息，定義結(jié)構(gòu)體lpmsg 參數(shù)中的 wparam參數(shù)，用來表示鼠標(biāo)滾輪是向上還是向下，wparam0表示向上動(dòng)作消息， 反之則向下動(dòng)作消息， 通過設(shè)置最大和最小消息范圍參數(shù) wmsgfiltermin、wmsgfiltermax 的值為 &h20a,表示要檢索的是鼠標(biāo)滾動(dòng)消息， 然后通過繪圖控件picture 的 scale 參數(shù)改變繪圖坐標(biāo)系統(tǒng)的大小， 從而實(shí)現(xiàn)放大縮小的功能。 最后利用picture控件mouse_move事件來捕捉曲線上的點(diǎn)，然后根據(jù)

8、捕捉點(diǎn)的時(shí)間來獲取對(duì)應(yīng)狀態(tài)量的值。對(duì)于開關(guān)量；只輸出 0 和 1兩種狀態(tài)。同樣每1ms采集保存一次開關(guān)量狀態(tài)，不繪制開關(guān)量變化曲線。 查詢量越線檢測需要設(shè)置狀態(tài)量的閾值，超過閾值給予報(bào)警，同時(shí)保存故障數(shù)據(jù)。越線量采用紅色標(biāo)記，給工作人員提示； 采用 access 文件來保存數(shù)據(jù)， 兩個(gè) access 文件，分別用來保存全部數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)。3.2 服務(wù)器事件探測模塊本模塊主要是用于監(jiān)視控制保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器， 定位主機(jī)數(shù)據(jù)連接、 通信和存儲(chǔ)至服務(wù)器過程中的異常或故障， 避免主機(jī)或服務(wù)器長時(shí)間的不反應(yīng)或卡死。 通過對(duì)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器警告和錯(cuò)誤事件的跟蹤， 還可以跟蹤服務(wù)器的操作用戶和異常操作事件。

9、由于有些換流站自身的原因，產(chǎn)生了許多警告事件，為了更好的定位故障，可對(duì)警告和錯(cuò)誤事件按時(shí)間或按用戶名進(jìn)行篩選，最后還提供事件導(dǎo)出功能，將篩選事件保存在 microsoftword文件中，方便工作人員作分析報(bào)告。為了方便工作人員方便快速定位服務(wù)器故障，此模塊功能結(jié)構(gòu)圖如圖 4 所示。圖 4 數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)故障檢測功能結(jié)構(gòu)通過sql語句建立事件探測器模塊，采用adoi術(shù)連接所需要監(jiān)視的數(shù)據(jù)庫，然后通過sp_trace_create 語句創(chuàng)建跟蹤定義；接著使用sp_trace_generateevent創(chuàng)建跟蹤警告和錯(cuò)誤事件，主要包括attention （用于收集所有提示事件，如客戶中斷請(qǐng)求或連接中斷等

10、）、 exception （ sql server 產(chǎn)生的異常錯(cuò)誤事件）、excecution warnings （執(zhí)行sql語句或存儲(chǔ)過程時(shí)出的警告）；然后使用 sp_trace_setevent添加跟蹤的事件列，主要有textdata （跟蹤事件的相關(guān)信息）、ntdomainname用戶所屬的windows nt域）、clienthostname （發(fā)起請(qǐng)求的客戶計(jì)算機(jī)名稱）、 applicationname （客戶端連接sqlserver 的應(yīng)用程序名）、 starttime （啟動(dòng)事件的時(shí)間）、 seventy （異常錯(cuò)誤的嚴(yán)重級(jí)別)；接著通過sp_trace_setfilter 語句

11、設(shè)置對(duì)應(yīng)事件數(shù)據(jù)列的條件進(jìn)行篩選；設(shè)置完成后通過sp_trace_setstatus 開啟或暫停跟蹤，最后利用fn_trace_gettable 獲得以表格格式返回跟蹤警告和錯(cuò)誤事件數(shù)據(jù)列的信息， 為了方便分析故障和做分析報(bào)告， 將使用 microsoftword文件保存警告和錯(cuò)誤事件的數(shù)據(jù)列，即記錄警告和錯(cuò)誤事件信息，文件名將以當(dāng)前時(shí)間命名 6 。3.3 數(shù)據(jù)庫訪問模塊數(shù)據(jù)庫訪問主要是用于對(duì)sql server 數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的查詢以及刪除功能。 當(dāng)直流換流站控制保護(hù)系統(tǒng)返回異常或故障信息時(shí)，在分析故障時(shí)需要查詢當(dāng)日事件表event 和所有事件表point ；每個(gè)換流站在配置直流控制保存系統(tǒng)時(shí)

12、，由于自身的原因產(chǎn)生了一些警告事件， 它并不影響直流換流站的正常運(yùn)行， 因此需要提供一個(gè)刪除的功能， 數(shù)據(jù)庫訪問模塊的功能結(jié)構(gòu)圖如圖5 所示。圖 5 數(shù)據(jù)庫訪問功能結(jié)構(gòu)圖數(shù)據(jù)庫存在于局域網(wǎng)內(nèi)，為了方便快捷運(yùn)行人員訪問數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)庫配置成odbc( open database connectivity )數(shù)據(jù)源，odb0微軟公司提出的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫訪問接口，它與 sqlserver 服務(wù)器具有良好的兼容性；采用 ado(activex dataobject )接口對(duì)象法訪問配置好的 odb嗷據(jù)源，ado寸象具有 更多的屬性和方法，其中可以通過設(shè)置 ado勺pagesize (頁大?。ageco

13、unt （頁數(shù)目）以及 absolutepage （絕對(duì)頁）屬性來實(shí)現(xiàn)分頁顯示，同時(shí)它也提供靈活的多條件查詢 7 。4 結(jié)束語利用 netdde 技術(shù)，本系統(tǒng)向接入站內(nèi)局域網(wǎng)的控制保護(hù)主機(jī)的scadat送數(shù)據(jù)及獲取命令，并通過netdde協(xié)議監(jiān)視不同廠家控制保護(hù)系統(tǒng)的可疑狀態(tài)量和開關(guān)量， 從而快速、 精確定位異常層級(jí)及設(shè)備或板卡。 由于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與控制保護(hù)主機(jī)系統(tǒng)的高度耦合，本系統(tǒng)還研制了專用的sql事件跟蹤模塊，以監(jiān)測數(shù)據(jù)連接、 通信以及存儲(chǔ)過程中的異?；虍惓?， 避免主機(jī)或服務(wù)器長時(shí)間沒反應(yīng)或卡死等異常； 同時(shí)監(jiān)測服務(wù)器的操作用戶和異常操作事件， 以盡快地定位異常， 有效地減少了換流站的異常排查時(shí)間。隨著直流輸電系統(tǒng)技術(shù)的逐漸成熟，國內(nèi)直流工程大量投運(yùn)，其中以abb和南瑞公司為主的mach直流控制保護(hù)系統(tǒng)，在國內(nèi)廣泛應(yīng)用。其異常診斷主要依賴于原有 scada（統(tǒng)中工程師工作站自帶的一系列異常診斷軟件，冰雖漢蠟箍 茲軌謅書琴碴胞愿滋隨扼性奢吱撣昭適翌貢闌姆距乒真小圾攣冬舍犢特梢視粗敞邦城棍漠琢痰含曉膊繪酚皚砌丘