本實用新型涉及一種緊湊化多端柔直配網(wǎng)控制保護一體化硬件架構(gòu)，屬于柔性直流配網(wǎng)及設備技術領域。

背景技術：

隨著交流電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大和電壓等級的提高，交流系統(tǒng)運行控制過程越來越復雜。交流系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行面臨更為嚴峻的考驗。近年來的研究成果表明，直流輸電技術是解決現(xiàn)有配電網(wǎng)存在問題的有效手段之一。交直流混合的配用電系統(tǒng)不僅可更好地接納高密度的分布式能源和直流負荷，而且可緩解城市電網(wǎng)站點走廊有限與負荷密度高的矛盾，同時在負荷中心提供動態(tài)無功支持，提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平并降低損耗。由此可見，交直流混合配用電是未來的一個重要發(fā)展趨勢，深入開展交直流混合配用電關鍵技術問題研究已成為提升配用電系統(tǒng)的可靠性、電能質(zhì)量、分布式電源接入能力與運行效率等的有效手段。要實現(xiàn)交直流混合配電網(wǎng)的安全、可靠、高效的運行，緊湊化直流控制保護技術是交直流配電網(wǎng)發(fā)展的需要解決的關鍵問題。

現(xiàn)階段直流輸電工程的控制和保護裝置采用獨立設置原則，如圖1所示直流控制主機A直流保護主機B、閥級控制主機C分別設置在不同的柜體內(nèi)。直流控制主機A、直流保護主機B和閥級控制主機C采用獨立配置，各個主機之間通過通信網(wǎng)絡D完成關鍵數(shù)據(jù)交互。該系統(tǒng)對于交直流混合配電系統(tǒng)應用來說硬件結(jié)構(gòu)過于復雜、系統(tǒng)安裝占地較大，成本相對較高。在交直流混合配電應用中需要研究開放式、緊湊化、“即插即用”的控制保護統(tǒng)一軟硬件平臺，在實現(xiàn)控制保護功能的基礎上極大簡化控制保護硬件結(jié)構(gòu)，提高可靠性，降低成本，滿足直流配電網(wǎng)的應用需求。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術中存在的以上問題，本實用新型公開了一種緊湊化多端柔直配網(wǎng)控制保護一體化硬件架構(gòu)，為直流配電網(wǎng)控制保護裝置研制提供基礎硬件支持。

本實用新型具體采用以下技術方案：

一種緊湊化多端柔直配網(wǎng)控制保護一體化硬件架構(gòu)，所述所述硬件結(jié)構(gòu)包括一端開口的方形機箱10；其特征在于：

在機箱10的開口端從左至右依次設置保護插件1、GOOSE接口插件2、交流插件3、邏輯插件4、管理插件5、光纖接口插件6、開入插件7、開出插件8、電源插件9。

本實用新型進一步優(yōu)選包括以下方案：

所述保護插件1、GOOSE接口插件2、邏輯插件4、管理插件5、光纖接口插件6、開入插件7、開出插件8通過安裝在機箱中的背板數(shù)據(jù)總線連接。

所述GOOSE接口插件2包括通過光纖和外部智能IO終端、智能執(zhí)行機構(gòu)、儀表和電氣系統(tǒng)的保護裝置連接。

所述交流插件3包括兩個并列設置相互獨立相同型號的交流插件，交流插件通過機箱內(nèi)的背板總線和保護插件連接。所述交流插件連接通過硬接線連接至電壓和/或電流傳感裝置。

所述電源插件9通過設置在機箱內(nèi)背板上電源線連接其它插件的電源端。

所述光纖接口插件6通過點對點光纖連接換流器單元控制器、直流變壓器單元控制器、直流斷路器控制器。

所述開入插件7和開出插件8通過硬接線連接外部開入信號或開出信號。

本實用新型具有以下有益的技術效果：

本實用新型相對于現(xiàn)有技術，只進行硬件結(jié)構(gòu)的改進和優(yōu)化，通過將分離的控制主機、保護主機的插件整合到一個機箱中，不需要對現(xiàn)有技術的保護邏輯和控制軟件做任何改動。通過硬件結(jié)構(gòu)的布置改進，本實用新型使得控制主機和保護主機采用一個機箱，整個裝置配置一套采樣系統(tǒng)，可以減化保護控制獨立情況下采樣系統(tǒng)重復問題，同時管理插件和接口插件數(shù)量按照單裝置配置，極大減少了控制保護系統(tǒng)硬件成本；控制主機和保護主機采用一個機箱后，由于保護和控制功能在同一裝置中實現(xiàn)，不需要外部通信通道，在簡化工程設計的基礎上，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)階段應用于柔直配網(wǎng)系統(tǒng)的保護系統(tǒng)和控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖；

圖2為一種緊湊化多端柔直配網(wǎng)控制保護一體化硬件結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明附圖對本實用新型的技術方案作進一步詳細說明。如圖1所示為現(xiàn)階段應用于柔直配網(wǎng)系統(tǒng)的保護系統(tǒng)和控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示A為直流控制主機，B為直流保護主機，C為閥級控制主機?，F(xiàn)階段直流輸電工程的控制和保護裝置采用獨立設置原則，各個主機之間通過D通信網(wǎng)絡連接。在直流配網(wǎng)系統(tǒng)中保護和控制設備面向的控制對象相同，如果保護和控制裝置獨立設置，兩個裝置都要完成現(xiàn)場設備信號的采集，在采樣和通信配置上兩個裝置是重復的，首先會導致裝置硬件成本的增加，其次在工程的屏柜設計和接線等都要考慮控制和保護兩套系統(tǒng)的設計，直接導致工程應用成本增加。本實用新型把保護和控制主機統(tǒng)一設計，把兩個裝置合并成一個控制保護機箱內(nèi)，減少控制和保護裝置采集系統(tǒng)的多重配置，在實現(xiàn)控制保護功能的基礎上極大簡化控制保護硬件結(jié)構(gòu)，降低應用成本，滿足直流配電網(wǎng)的應用需求。

如圖2所示為一種緊湊化多端柔直配網(wǎng)控制保護一體化硬件架構(gòu)的裝置結(jié)構(gòu)圖。所述一種緊湊化多端柔直配網(wǎng)控制保護一體化硬件架構(gòu)采用功能模塊化設計思想，包括保護插件1、GOOSE接口插件2、交流插件3、邏輯插件4、管理插件5、光纖接口插件6、開入插件7、開出插件8、電源插件9、裝置機箱10等構(gòu)成。保護插件1通過機箱背板總線和交流插件3、邏輯插件4、管理插件5以及光纖接口插件6連接。邏輯插件4通過機箱背板總線和保護插件1、GOOSE接口插件2、管理插件5連接、開入插件7以及開出插件8連接。管理插件5通過機箱背板總線和保護插件1、GOOSE接口插件2、邏輯插件4連接。交流插件3提供24路模擬量采集通道，通過機箱背板總線和保護插件1連接，開入插件7提供24路開關量輸入通道，通過機箱背板總線和邏輯插件4、管理插件5連接。開出插件8提供16路開關量輸出通道，通過機箱背板總線和保護插件1、管理插件5連接。GOOSE接口插件2通過光纖以太網(wǎng)接口和智能IO終端、智能執(zhí)行機構(gòu)、儀表和電氣系統(tǒng)的專用保護裝置連接。光纖接口插件卡6通過高速光纖接口和換流器單元控制器、直流變壓器單元控制器、直流斷路器控制器等智能設備連接。電源插件9支持DC24V、DC110V、DC220V和AC220V等多電壓等級供電方式，為裝置提供控制電源。裝置機箱10采用一端開口的方形4U機箱設計、提供19個插槽位置，機箱設計有多種背板總線供插件通信使用。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改，等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。