智能變電站站域保護(hù)控制系統(tǒng)的架構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能二次設(shè)備架構(gòu)，特別是一種智能變電站的站域保護(hù)控制系統(tǒng)架構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)智能變電站應(yīng)用逐漸增多，但保護(hù)的配置還是繼承了傳統(tǒng)繼電保護(hù)的特點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中的智能變電站的保護(hù)配置并沒(méi)有利用智能變電站的技術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)后備保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化，仍然存在傳統(tǒng)的后備保護(hù)所固有的缺陷。
[0003]IlOkv及以下電壓等級(jí)變電站保護(hù)、控制配置還存在以下不足:
[0004](I)站內(nèi)保護(hù)設(shè)備多采用單套配置，若該保護(hù)設(shè)備發(fā)生故障，系統(tǒng)將出現(xiàn)保護(hù)盲區(qū)，影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性；
[0005](2)智能變電站各個(gè)間隔、元件的模擬量、開(kāi)關(guān)量雖已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，但并未充分利用這些數(shù)字量對(duì)相關(guān)保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化，也就是說(shuō)，現(xiàn)行智能變電站的主流運(yùn)行方式為直采直跳(即合并單元，智能終端不經(jīng)交換機(jī)直接與保護(hù)裝置連接)，而常規(guī)保護(hù)裝置受限于可接入的光口數(shù)目難以接入全站的交流量和開(kāi)關(guān)量去實(shí)現(xiàn)全站保護(hù)的冗余優(yōu)化；
[0006](3)站內(nèi)安全自動(dòng)控制設(shè)備多采用單套配置，若該自動(dòng)控制設(shè)備發(fā)生故障，系統(tǒng)安穩(wěn)功能將出現(xiàn)缺失，影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)獲取全站所有間隔的電氣量和開(kāi)關(guān)量信息，并采用網(wǎng)采網(wǎng)跳的方式(即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)采集SV交流量或GOOSE開(kāi)關(guān)量，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送GOOSE跳閘命令)實(shí)現(xiàn)站內(nèi)保護(hù)的冗余、優(yōu)化、補(bǔ)充及安全自動(dòng)控制功能的智能變電站站域保護(hù)控制系統(tǒng)的架構(gòu)。
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0009]本發(fā)明的智能變電站站域保護(hù)控制系統(tǒng)的架構(gòu)，包括站內(nèi)各間隔的合并單元、智能終端和后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，該變電站的站域保護(hù)控制系統(tǒng)通過(guò)光纖接口與至少一組網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)聯(lián)結(jié)，該網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將其獲取的由網(wǎng)內(nèi)的合并單元上送的SV模擬量和智能終端上送的GOOSE開(kāi)關(guān)量送至該控制系統(tǒng)，經(jīng)該控制系統(tǒng)解析處理、保護(hù)控制邏輯計(jì)算后，再將需要跳閘的GOOSE開(kāi)關(guān)量發(fā)送到對(duì)應(yīng)的智能終端；所述后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)與該控制系統(tǒng)之間的MMS通訊協(xié)議通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)聯(lián)結(jié)。
[0010]所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為二組，分別為第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，其中，第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將所述控制系統(tǒng)與所述合并單元、智能終端聯(lián)結(jié)，第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將所述控制系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)、其它保護(hù)X聯(lián)結(jié)。
[0011]所述控制系統(tǒng)包括前面板、管理板、主匯總板、從匯總板、若干塊采集板、轉(zhuǎn)發(fā)板、電源板，管理總線、數(shù)據(jù)總線、電源總線和光纖跳線，其間連接方式如下:
[0012]轉(zhuǎn)發(fā)板作為該控制系統(tǒng)對(duì)外的通訊載體通過(guò)光纖接口與所述的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)聯(lián)結(jié)；
[0013]主匯總板、從匯總板和所述采集板通過(guò)光纖跳線與轉(zhuǎn)發(fā)板的通用光網(wǎng)口連接，其中，采集板對(duì)SV交流量及GOOSE開(kāi)關(guān)量進(jìn)行采集并將該數(shù)據(jù)以內(nèi)部報(bào)文的形式傳到主匯總板或從匯總板，GOOSE跳閘信號(hào)經(jīng)主匯總板或從匯總板傳給轉(zhuǎn)發(fā)板；
[0014]管理板接收用戶按鍵輸入命令或轉(zhuǎn)發(fā)板轉(zhuǎn)發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)命令并通過(guò)光纖跳線與轉(zhuǎn)發(fā)板的通用光網(wǎng)口連接或者直接與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)聯(lián)結(jié)；
[0015]各板數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳輸，各板命令傳輸通過(guò)管理總線傳輸；
[0016]在前面板上設(shè)有顯示裝置和數(shù)據(jù)輸入裝置；
[0017]電源板通過(guò)電源總線為各板提供工作電源。
[0018]所述管理板還運(yùn)行與保護(hù)控制無(wú)關(guān)的錄波、調(diào)試工具和/或報(bào)文監(jiān)控任務(wù)。
[0019]所述轉(zhuǎn)發(fā)板將從網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)獲取的SV、GOOSE報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的采集板，將其獲取的MMS報(bào)文原樣轉(zhuǎn)發(fā)至管理板。
[0020]所述主匯總板將由數(shù)據(jù)總線接收到的相關(guān)采集板上送的內(nèi)部報(bào)文，經(jīng)解析獲取全站間隔的交流量和開(kāi)關(guān)量信息并將該信息經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)板、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上傳至所述控制系統(tǒng)。
[0021]所述電源板的輸入可接直流220V或交流220V，輸出為24V直流電。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)站內(nèi)不同電壓等級(jí)的保護(hù)及控制功能，保護(hù)功能可根據(jù)變電站具體需求配置主變主保護(hù)、主變后備保護(hù)、線路后備保護(hù)、饋線保護(hù)、簡(jiǎn)易閉鎖母線保護(hù)、電容器保護(hù)、接地變保護(hù)等；控制功能可根據(jù)變電站具體需求配置低周低壓減載、備自投等，可由一臺(tái)或若干臺(tái)裝置共同完成。在現(xiàn)有變電站的配置基礎(chǔ)上，僅需添加一臺(tái)或若干臺(tái)裝置即可實(shí)現(xiàn)整站大多數(shù)保護(hù)控制功能的冗余、優(yōu)化，可大大提高變電站安全運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性，特別是提高IlOkv等級(jí)及以下變電站安全運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)運(yùn)行架構(gòu)圖之一。
[0024]圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)運(yùn)行架構(gòu)圖之二。
[0025]圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖。
[0026]圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖。
[0027]圖5是本發(fā)明的系統(tǒng)軟件主循環(huán)流程圖。
[0028]圖6是本發(fā)明的系統(tǒng)軟件中斷服務(wù)流程圖。
[0029]圖7是本發(fā)明的軟件系統(tǒng)顯示功能模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0031]如圖1、2所示，本發(fā)明的智能變電站站域保護(hù)控制系統(tǒng)的架構(gòu)，包括站域保護(hù)控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)以及各個(gè)間隔的合并單元和智能終端。
[0032]站域保護(hù)控制系統(tǒng)通過(guò)光口與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接，獲取所述合并單元上送的SV模擬量和智能終端上送的GOOSE開(kāi)關(guān)量，經(jīng)過(guò)解析處理、保護(hù)控制邏輯計(jì)算，再將需要跳閘的GOOSE開(kāi)關(guān)量經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)發(fā)送到智能終端。站域保護(hù)控制系統(tǒng)與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)之間的MMS通訊也經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)完成。本發(fā)明的系統(tǒng)支持多種組網(wǎng)方式，圖1為SV、GOOSE、MMS
三網(wǎng)合一組網(wǎng)方式。
[0033]如圖2所示，所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為二組，分別為第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為MMS獨(dú)立組網(wǎng)，第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為SV、G00SE兩網(wǎng)合一方式。第一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將所述控制系統(tǒng)與所述合并單元、智能終端聯(lián)結(jié)，第二網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將所述控制系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)、母線保護(hù)、主變保護(hù)等其它保護(hù)X聯(lián)結(jié)。
[0034]如圖3所示，系統(tǒng)硬件架構(gòu)由管理板，主、從匯總版，多塊采集板，轉(zhuǎn)發(fā)板、電源板，管理總線、數(shù)據(jù)總線、電源總線以及光纖跳線組成。系統(tǒng)通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)板的專用光網(wǎng)口與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接，其它板件通過(guò)光纖跳線與轉(zhuǎn)發(fā)板的通用光網(wǎng)口連接。轉(zhuǎn)發(fā)板作為系統(tǒng)對(duì)外的通訊載體，可根據(jù)報(bào)文類型將其轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)板件。系統(tǒng)可根據(jù)變電站的具體需求配置多塊采集板，采集板主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能并將采集到的數(shù)據(jù)以內(nèi)部報(bào)文的形式傳到匯總板，也可實(shí)現(xiàn)一定功能的保護(hù)邏輯計(jì)算。匯總板匯總所有采集板數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多間隔的保護(hù)邏輯計(jì)算。管理板可直連交換機(jī)進(jìn)行通訊，也可通過(guò)光纖跳線與轉(zhuǎn)發(fā)板通用光口連接，通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)板與交換機(jī)通訊。管理板可接收用戶按鍵命令，也可接收轉(zhuǎn)發(fā)板轉(zhuǎn)發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)命令，并對(duì)之進(jìn)行響應(yīng)處理。數(shù)據(jù)傳輸走數(shù)據(jù)總線，命令傳輸走管理總線。前面板提供液晶顯示和按鍵輸入功能。電源板支持交直流供電，可將直流220V、交流220V轉(zhuǎn)換24V直流電源，通過(guò)電源總線為各板件供電。
[0035]如圖4所示，整個(gè)系統(tǒng)軟件架構(gòu)由轉(zhuǎn)發(fā)板程序、采集板程序、匯總板程序以及管理板程序構(gòu)成。轉(zhuǎn)發(fā)板程序從網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)報(bào)文，將獲取的SV、GOOSE報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到采集板，將獲取的MMS報(bào)文原樣轉(zhuǎn)發(fā)到管理板；采集板與管理板發(fā)送的報(bào)文也通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)板轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。采集板程序可采集多個(gè)間隔的SV、GOOSE報(bào)文，經(jīng)解析處理，重組成內(nèi)部報(bào)文經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)總線發(fā)送到匯總板，并可完成相應(yīng)間隔的線路后備保護(hù)、主變后備保護(hù)、饋線保護(hù)、電容器保護(hù)等保護(hù)邏輯計(jì)算；如需發(fā)跳閘命令，采集板組織GOOSE跳閘報(bào)文經(jīng)由轉(zhuǎn)發(fā)板發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。匯總板程序從數(shù)據(jù)總線接收各個(gè)采集板程序發(fā)送的內(nèi)部報(bào)文，經(jīng)解析處理，得到全站間隔的交流量和開(kāi)關(guān)量信息，用于完成多間隔相關(guān)的保護(hù)控制功能如:主變差動(dòng)保護(hù)、簡(jiǎn)易閉鎖母線保護(hù)、備自投、低周低壓減載等；如需發(fā)跳閘命令，匯總板的跳閘出口信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)總線傳至采集板，由采集板組織GOOSE跳閘報(bào)文經(jīng)由轉(zhuǎn)發(fā)板發(fā)