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专利名称：基于虚采样的保护故障全景数据回放方法
技术领域：
本发明涉及电カ系统技术领域，尤其涉及一种基于虚采样数据进行故障全景数据回放的方法。
背景技术：
随着国民经济的发展，电网规模日益扩大，对电网运行质量的要求越来越高，电カ 系统工作人员需要及时分析故障发生原因，了解电カ设备的运行情況，以提高电网运行质量。这就需要一个能够准确进行故障诊断、数据分析以及跟踪调试软件漏洞等功能完善的故障信息处理系统。利用RTDS和继电保护测试仪进行电网的故障再现，无疑是对实际故障逼真的分折方法，对于重复检测保护与自动装置的动作行为，分析故障与动作原因有着独特的优点。 但是RTDS和继电保护测试仪需要较大投资，其系统模型与实际电网不可能具有完全相同的动态、静态特性，而且不能在现场方便使用，不便于程序员跟踪和发现软件漏洞。

发明内容
本发明提供一种基于虚采样的保护故障全景数据回放方法，根据故障发生时从保护装置、故障录波器或网络分析仪中提取采样的故障数据，根据实际需要对该数据进行处理和映射之后得到回放数据，再下装至保护装置中，从而实现保护故障数据的全景回放。为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案
一种基于虚采样的保护故障全景数据回放方法，包括以下步骤 A提取保护故障时段的保护故障数据； B对提取的采样值数据进行处理，生成回放数据；
C根据保护故障数据与保护装置之间的对应关系表，将保护故障数据与保护装置进行映射，生成虚采样数据；
D把映射后的虚采样数据通过以太网或USB下装至保护装置存储区中； E通过上位机启用虚采样中断，进行保护故障时段的全景数据回放。作为ー种改进，所述步骤B包括以下步骤
a当采样值数据与保护所需的采样速率不一致吋，采样值数据统ー插值运算成保护装置所需的采样速率。作为优选方案，步骤a中所述插值算法为三次拉格朗日插值算法。作为ー种改进，所述步骤B还包括以下步骤
b根据不同保护装置的数据需求，对采样值数据进行放大运算或縮小运算。作为ー种改进方案，所述步骤B还包括以下步骤 c对采样值进行滤除零漂处理。作为ー种改进，所述步骤B还包括以下步骤 d对采样值进行数字滤波处理。
作为优�。�在所有步骤之前还包括如下步骤
Al预先设定保护故障数据与保护装置之间的对应关系表。作为优选方案，所述步骤C中每个采样通道中的采样值和开关量数据独立映射到保护装置对应通道中。作为优�。�所述步骤A中的保护故障数据包括采样值和开关量数据。作为优选方案，所述采样值从保护装置、故障录波器或网络分析仪中提取。本发明提供的方法可以完全真实的回放电カ系统保护故障发生时的全景数据，在脱离RTDS和继电保护测试仪的情况下重复检测保护与安全自动装置的动作行为，并便于分析保护故障以及跟踪和发现软件漏洞，不仅适用于传统变电站，对于新兴的数字化变电站也同样适用。


图1为本发明提供的全景数据回放方法步骤示意图。具体实施方法
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明 实施例
如图1所示，通过下述步骤实现保护故障全景数据回放
A提取保护故障时段的数据。其中保护故障数据可以从保护装置或故障录波器中的故障录波中提�。�也可以从数字化变电站中普遍配置的网络分析仪中提取。保护故障数据包括采样值和开关量数据，其中采样值通过读取网络分析仪中的IEC 61850-9-2或IEC 60044-8/FT3报文获得，开关量数据通过IEC 61850-8-1中规定的GOOSE报文获得。上述报文可以选择通过MAC地址、APPID或svID/goID获取。B对提取的采样值数据进行处理，重新生成回放数据。数据处理过程包括如下步骤
a如果采样值数据与保护装置所需的采样速率不一致，采样值数据统ー插值成保护所需的采样速率，插值运算优选采用三次拉格朗日插值算法，能有效提高插值精度。b由于各保护装置对数据有不同的要求，可能需要对采样值数据进行放大运算或縮小运算。运算过程为，根据不同保护装置的数据需求设定用于运算的比例因子，将采样值数据与该比例因子相乗，得出的采样值数据能够适应保护装置对数据的要求。每个采样通道可以独立设定比例因子。c根据数据精度要求，对采样值优选进行常规的滤除零漂操作。d同样地，根据数据精度要求，对采样值优选进行常规的数字滤波处理。C回放数据映射。根据保护故障数据与保护装置之间的对应关系表，将通过上述处理步骤后重新生成的回放数据与保护装置进行映射，生成虚采样数据。每个采样通道中的采样值和开关量数据可以独立映射到保护装置对应通道中。其中保护故障数据与保护装置之间的对应关系表可以在所有步骤开始之前进行设定。D虚采样数据下装。把映射后的虚采样数据通过以太网或USB下装到保护装置存储区RAM中。
E启用虚采样中断。通过上位机启用虚采样中断，进行保护故障时段的全景数据回放，具体过程为上位机与保护装置建立通讯连接，使保护装置从正常采样状态转化为模拟采样下装的虚拟数据，实现全景数据的回放。
权利要求
1.一种基于虚采样的保护故障全景数据回放方法，其特征在干，包括以下步骤A提取保护故障时段的保护故障数据；B对提取的采样值数据进行处理，生成回放数据；C根据保护故障数据与保护装置之间的对应关系表，将保护故障数据与保护装置进行映射，生成虚采样数据；D把映射后的虚采样数据通过以太网或USB下装至保护装置存储区中；E通过上位机启用虚采样中断，进行保护故障时段的全景数据回放。
2.根据权利要求1所述的基于虚采样的保护故障全景数据回放方法，其特征在于所述步骤B包括以下步骤a当采样值数据与保护所需的采样速率不一致吋，采样值数据统ー插值运算成保护装置所需的采样速率。
3.根据权利要求2所述的基于虚采样的保护故障全景数据回放方法，其特征在于所述插值算法为三次拉格朗日插值算法。
4.根据权利要求广3中任何一项所述的基于虚采样的保护故障全景数据回放方法，其特征在于所述步骤B还包括以下步骤b根据不同保护装置的数据需求，对采样值数据进行放大运算或縮小运算。
5.根据权利要求广3中任何一项所述的基于虚采样的保护故障全景数据回放方法，其特征在于所述步骤B还包括以下步骤c对采样值进行滤除零漂处理。
6.根据权利要求广3中任何一项所述的基于虚采样的保护故障全景数据回放方法，其特征在于所述步骤B还包括以下步骤d对采样值进行数字滤波处理。
7.根据权利要求1所述的基于虚采样的保护故障全景数据回放方法，其特征在所有步骤之前还包括如下步骤Al预先设定保护故障数据与保护装置之间的对应关系表。
8.根据权利要求1所述的基于虚采样的保护故障全景数据回放方法，其特征在于进行映射时，每个采样通道中的采样值和开关量数据独立映射到保护装置对应通道中。
9.根据权利要求1所述的基于虚采样的保护故障全景数据回放方法，其特征在于所述步骤A中的保护故障数据包括采样值和开关量数据。
10.根据权利要求8所述的基于虚采样的保护故障全景数据回放方法，其特征在于所述采样值从保护装置、故障录波器或网络分析仪中提取。
全文摘要
本发明提供一种基于虚采样的保护故障全景数据回放方法，包括以下步骤A提取保护故障时段的保护故障数据；B对提取的采样值数据进行处理，生成回放数据；C根据保护故障数据与保护装置之间的对应关系表，将保护故障数据与保护装置进行映射，生成虚采样数据；D把映射后的虚采样数据通过以太网或USB下装至保护装置存储区中；E通过上位机启用虚采样中断，进行保护故障时段的全景数据回放。本发明提供的方法可以完全真实的回放电力系统保护故障发生时的全景数据，在脱离RTDS和继电保护测试仪的情况下重复检测保护与安全自动装置的动作行为，并便于分析保护故障以及跟踪和发现软件漏洞。
文档编号G01R31/00GK102539980SQ20121002992
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者安同平, 陈应林 申请人:南京弘毅电气自动化有限公司