适用于智能变电站的新型数字化录波器(2)

2.. 数字化录波器的功能

( 1) 报文记录

数字化录波器报文记录的功能, 由于采样信号的实时性, 只有完整的记录所有的报文信息, 才能为后续的分析提供可靠的数据, 所以要求采样报文能够有更精确的时间记录, 尽量能够做到1ns甚至200 ns。处理采样的实时性使采样数据报文也是海量的, 以9..2报文为例, 1个合并单元, 采用4 000H z的采样频率, 1 s的数据可以达到0. 5M以上, 要记录7 d以上的数据, 就需要几Tb甚至几十Tb的硬盘。

( 2) 报文的分析

数字化变电站有IEC61850..MMS、IEC61850..9..1、IEC61850..9..2、60044..8、GOOSE、TCP / IP 等多种网络通信协议, 要从海量的报文中得到有用的数据就需要对报文进行针对性的分析。结合变电站的SCD文件把报文信息对应到具体的设备的具体信息, 使报文更加具体分析更加简单; 另外,可以根据数字化变电站的规范, 制定具体的报文异常报警信息, 提取出报文中的异常信息, 实现真正的智能自动的分析报文信息。

( 3) 采样值和动作信号的分析

为了更加方便地分析故障波形, 数字化录波器需要提取出采样和动作信号, 转化为com trade波形文件。根据数字化采样值信号的特点, 波形存储和显示时需要根据具体采样点序号对应显示或按时间顺序显示。除了传统的录波器定值启动外, 数字化录波器还增加了报文异常启动, 可以为故障的分析和处理提供更多的数据信息。

3.. 数字化录波器的软硬件设计特点

( 1) 硬件特点

1) 为了保证采样信息处理的速度和实时性要求, 采用FPGA 结合嵌入式实时操作系统Vx..w orks, FPGA 芯片并行的处理能力, 可以把报文时标的进度精确到1 ..s以内, 甚至到200 ns以内。嵌入式的操作系统可以保证数据的高速读写, 满足海量报文的实时分析和保存。

2) 内网采用kM 设计, 可快速接收前置FP..GA 的报文采集, 采用kM PHY 直接处理IEC1588, 误差可< 80 ns。

3) 每个采集单元配有.. 160 G 的硬盘存储数据, 集中管理单元配有320 G 硬盘, 支持网络存储器以及本公司设计的磁盘箱, 可根据接入量以及用户对数据要求的保存期限选配。分布式的存储设计, 使数据更加安全。

( 2) 软件特点

软件设计方面除了兼容传统录波器的要求外, 还增加了报文分析的实时监测软件, 见图1。

报文分析的实时监测软件增加了报文事件的实时告警、报文信号实时监测信息状态, 并可分析和查询历史报文信息。

分析和处理报文信息采用了插件式的设计原理, 便于报文信息的扩展和分析。不同的报文类型采用不同的插件处理, 每个插件可以采用不同的分析手段, 根据报文的不同特点进行针对性的设计, 便于软件的扩展, 更能够适应智能变电站不断发展的需要。

4.. 结论

传统录波器已经不能适应智能化变电站的应用环境。新型的数字化录波装置, 采用更加先进的硬件平台, 结合传统的分析处理软件并根据数字化变电站的需求, 综合分析网络上各种报文信息, 基本能够适用智能化数字变电站现在发展建设的需求。

参考文献:

[ 1] 凌.. 平, 沈.. 冰, 周.. 健. 全数字化变电站系统的检测手段研究[ J] . 华东电力, 2009, 37( 6 ): 952..955.