模拟量越限及其实现.docx
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模拟量越限及其实现
文档按照以下的结构组织
●第一章描述越限需求
●第二章描述越限模型定义
●第三章描述越限实现
●第四章描述越限模型的测试方案
●第五章分时段限值
更多信息
1越限需求
1.1遥测定义
遥测又称远距离模拟量，是在非量测对象的场所进行测量。
电力系统调度部门，通过远动装置，测量发电厂、变电站的有功、无功、电流、电压、功率、频率、测量发电厂的汽压、汽温、水电厂的水位、流量等。
1.2越限需求分析
A．监测一次设备上送模拟量数值是否合理，不在合理范围之内应予以报警；
B．当量测值由某越限状态进入其他状态区域时，应有该越限恢复的报警产生；
B．模拟量瞬态干扰冲击可能会产生误报警，此类越限判断要求在越限持续一段时间之后才确认产生报警。
越限值持续时间可由用户人工指定长度；
C．为避免模拟量越限后量值在越限值附近波动引起的频繁越限报警/越限恢复，应由用户为每一模拟量设定一个越限恢复死区值；
D．当某一设备处于检修状态时，与该设备相关的测量量不再进行越限处理；
E．对于同一量测量，不同的时间端内可能会需要制定不同的限值。
比如线路、变压器，可能需要按温度设置定值；发电机则可能随季节而定；
F．越限报警：
要求存储越限起始时间、越限恢复时间以及越限过程中出现的最大最小值和出现该值的是时间；
注：
设置合理的延时和死区可以避免频繁的告警产生。
当监视值超过限值并持续一段时间（延时）后，认为已越限，当监视值从越限恢复至死区以内时认为越限恢复。
这也可以用来监视某些过载可持续一段时间才开始告警的情况，如线路过载监视、变压器过载监视、延时告警等。
2越限模型定义
2.1越限区域图
下图为“越限区域图”，其中定义模拟量可能存在的几种状态，以及处于该区域的判断条件；
图1.越限区域图
A．限值区域：
1）上上限区域；
2）上限区域；
3）正常区域；
4）下限区域；
5）下下限区域；
B．越限概念：
1）越限报警：
当量测值处于限值范围之内且满足延时条件，则生成模拟量越限报警；
2）越限恢复：
仅当量测值由异常状态恢复到正常状态时，才认为越限恢复。
例如由遥测越上上限状态恢复到遥测不越限状态时；
3）延迟时间：
量测值变为越限状态，且保持一段时间，则认为该测量量越限。
越限恢复不进行延时判断；
4）报警死区值：
B．越限判断算法：
1）简单算法：
测量量数值直接与限值比较，越限后立即报警；
2）延时算法：
越限保持指定时间后报警。
可减少量测值再限值上下变化而频繁产生的告警；
2.2遥测数据上送：
遥测数据由保护装置或测控装置上送，分为两种方式：
A．定时上送；
B．过门槛值上送；
这种情况下，SCADA系统需要定时检查已经出现异常的数据点，才能在延时处理中正确判断越限状态；
2.3异常情况说明：
主要针对测量量数值是否可能出现跨区变化的情况。
A．可能出现跨区变化。
一般越限主要针对电压，当电容器投切时，可能会导致电压值发生较大的变化，比如由B区跨至D区；但对于频繁的跨区变化，则可能性不大。
出现这种情况，则说明测试数据不合适，或者说限值设置不合理。
B．对于测量量数值发生较大的变化时，则应在预处理时通过增加遥测跳变（梯度报警）的判断，此类数据应在预处理时予以滤除，并以报警的方式通知用户；
C．可增加合理上下限：
合理范围之外的数据，不进行统计判断。
建议值：
[上上限×120%，下下限×80%]；
3越限实现
3.1遥测处理模型
图2.越限模型图
注：
1）异常状态：
处于非正常（C）区域时；
2）预状态：
由上次报警状态＋当前值生成；
3）恢复状态：
往正常值方向变化（如由A→B或由B→C）；
4）死区及延时判断规则：
A．朝越限状态变，不判死区，记延时；
B．朝恢复状态变，判死区，不记延时；
5）异常状态持续时间：
持续在非C区的累计时间；
6）跨区跳变：
需加延时判断。
如瞬态冲击导致由C→A，然后又恢复至C；
3.2遥测越限报警延时处理流程（Analog:
:
AlarmProcess处理流程）
图3.越限实现流程图
4越限功能测试方案
目前的限值模型中，分为四个限值区。
随着SCADA系统的发展，限值区可能会存在扩展。
限值的多区与数据的多变性，会导致测试方案的复杂。
在本次越限功能的升级过程中，使用的“测试区间”的方法：
1）测试区间：
；
2）每个区间的点数可设置；
3）区间内的点的数值在区间内平均分配；
4）举例（以循环数据测试序列为例）：
A．越限模型参数：
序号
名称
数值
说明
一，越限模型参数
1
DeadZone
2
越限报警死区值
2
AlarmDelay
3（秒）
越限延迟时间
二，限值
1
A1
220
2
A
200
上上限限值
3
B1
198
上上限恢复死区
4
B
100
上限限值
5
C1
98
上限恢复死区
6
C
75
7
C2
52
下限恢复死区
8
D
50
下限限值
9
D1
12
下下限恢复死区
10
E
10
下下限限值
11
E+
3
表1－限值说明
B．测试流程：
由C区出发，按照顺时针的方向，经过所有的限值区域，并回归到C区出发点。
见下图：
图4.越限测试序列图－循环数据
列举上图所有测试区间：
序号
测试区间
测试点数
说明
1
C区→B区
5
无变化
2
B区→A区
5
由正常至越上限
3
A区→A1区
5
由越上限至越上上限
4
A区→B1区
5
上上限恢复死区
5
B1区→B区
5
由越上上限恢复至越上限
6
B区→C1区
5
上限恢复死区
7
C区→D区
5
由越上限恢复至正常
8
D区→D1区
5
由正常至越下限
9
E区→E1区
5
由越下限至越下下限
10
E区→D1区
5
越下下限恢复死区
11
D1区→D区
5
由越下下限至越下限
12
D区→C2区
5
越下限恢复死区
13
C2区→C区
5
由越下限恢复至正常
下面的图形均为可以参考的测试图例：
图5.越限测试序列图－C→B→C，包含B区一个冲击波
图6.越限测试序列图－B→D，跨区越限
图7.越限测试序列图－跨区恢复，B→D→B
5分时段限值
5.1需求分析
1）变电站监控系统根据日负荷峰谷时段变化自动调整电压上下限值，以达到提高电压合格率（统计）水平的目的；
华中网调最近调令要求500kV变电站500kV母线电压上下限值分两个时间段，07：
15~22：
00为一个时间段，22：
01~07：
14为第二个时间段。
以湖北新洲道观河变为例：
500kV母线电压07：
15~22：
00上下限分别为530和538；22：
01~07：
14上下限分别为528和536kV。
2）峰谷时段设置应全站统一考虑，并且峰谷时段个数可以灵活增减；
3）限值设置：
在同一个站内，同一个电压等级的同类模拟量的限值一般都是相同的。
比如220kV两段母线，其I母和II母的A、B、C三相电压的限值。
但考虑到变压器容量的不同，挂接其上的母线的电压限值可能会有所差别（但功率应该是相同的）。
5.2限值表定义
图8.分时段限值模型定义
越限报警语音文件放在Analog表中，张家口的用户对于语音文件有个性的要求，某段母线越上限时，要求报出“XX段母线越上限”。
5.3涉及修改部分（针对ICS8000V1.2版本）
1）实时库、配置库：
A．删除Analog表中字段：
UpperValue上限值
UUpperValue上上限值
LowerValue下限值
LLowerValue下下限值
DeadZone报警死区值
AlertDelay报警延时时间（秒）
B．增加限值类型表、限值定义表、时段定义表，见新增数据表格/字段；
2）业务模块：
1）模拟量报警判断模块；
3）数据表格：
表1.模拟量限值部分表（Analog）
标示（Id）
类型（Type）
字节（Byte）
说明（Comment）
LimitTypeID
Int
4
限值类型ID（0表示无限值判断）
表2.限值类型数据表（limittype）
标示（Id）
类型（Type）
字节（Byte）
说明（Comment）
ID
Int
4
限值类型ID、索引号（PK）
Name
Char
50
限值类型名称
Description
Char
50
限值类型描述
DeadZone
Double
8
报警死区值
Delay
Int
4
报警延时时间（秒）
PrdStatFlag
Int
4
分时段统计标志
UUpperValue
Double
8
上上限值
UpperValue
Double
8
上限值
LowerValue
Double
8
下限值
LLowerValue
Double
8
下下限值
表3.限值定义表（limitdefine）
标示（Id）
类型（Type）
字节（Byte）
说明（Comment）
ID
Int
4
索引号（PK）
Name
Char
50
限值名称
Description
Char
50
限值描述
LimitTypeID
Int
4
限值类型ID（FK）
PeriodID
Int
4
时段ID（FK）
UUpperValue
Double
8
上上限值
UpperValue
Double
8
上限值
LowerValue
Double
8
下限值
LLowerValue
Double
8
下下限值
表4.时段定义表（perioddef－沿用最初的设计，不够合理）
标示（Id）
类型（Type）
字节（Byte）
说明（Comment）
ID
Int
4
索引号（PK）
Name
Char
50
时段名称
PERIOD
Int
4
时段类型（峰、谷、平、腰）
BeginHour
Int
4
时段起始小时
BeginMinute
Int
4
时段起始分钟
EndHour
Int
4
时段结束小时
EndMinute
Int
4
时段结束分钟
5.4备注
根据分时段越限判断的需求，可以考虑，用户会有模拟量分时段统计的需求。
这个需求在ICS8000V1.2版中暂不进行考虑增加，但在下一步的设计中，应予以考虑。
而且，统计部分应考虑单独建模。
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