適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法和裝置，該方法和裝置可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和常規(guī)模擬電壓量、開(kāi)關(guān)量信號(hào)的采集，并將采集的數(shù)據(jù)處理計(jì)算后，將電壓壓差、頻率差和相角差反映到同步表盤上。在手動(dòng)模式下，滿足壓差、頻差、相角差在預(yù)先整定的范圍內(nèi)，同時(shí)檢測(cè)到合閘開(kāi)關(guān)量信號(hào)時(shí)，通過(guò)數(shù)字化量和繼電器輸出合閘指令；自動(dòng)模式下，當(dāng)滿足合閘條件時(shí)，根據(jù)設(shè)定的導(dǎo)前時(shí)間，通過(guò)數(shù)字化量和繼電器輸出合閘指令。本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有儀表盤和準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置單一功能進(jìn)行改進(jìn)，保留了操作人員對(duì)手動(dòng)和自動(dòng)準(zhǔn)同期的需求，且能適應(yīng)常規(guī)站、數(shù)字化站、常規(guī)和數(shù)字化混合站的功能要求，減少運(yùn)行維護(hù)人員的工作量。
【專利說(shuō)明】
適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種電力系統(tǒng)同期并網(wǎng)的準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法， 尤其設(shè)及一種同時(shí)適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)中經(jīng)常遇到同期并網(wǎng)操作，如發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)的同期并網(wǎng)、變電站母線 和線路并列運(yùn)行等。同期并網(wǎng)操作不當(dāng)會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)造成嚴(yán)重?fù)p害，甚至影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn) 行。為保證同期并網(wǎng)操作的順利進(jìn)行，目前較常見(jiàn)的方法有：
[0003] (1)由操作人員結(jié)合相關(guān)規(guī)程和經(jīng)驗(yàn)借助各種儀表手動(dòng)完成同期過(guò)程；
[0004] (2)借助具備采集電壓模擬量和開(kāi)關(guān)位置輔助接點(diǎn)，并有繼電器出口的常規(guī)自動(dòng) 準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置完成同期過(guò)程；
[0005] (3)借助具備數(shù)字量采集和數(shù)字量出口傳送的數(shù)字化自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置完成同 期過(guò)程。
[0006] (4)專利CN201256299Y公開(kāi)了一種手自一體同期裝置，該裝置采用開(kāi)關(guān)量輸入和 繼電器輸出，對(duì)象主要是常規(guī)站。
[0007] 上述方法存在一定的局限性。
[000引方法(1)增加了操作人員工作量，對(duì)操作人員技術(shù)水平要求較高，且存在誤操作等 安全隱患。
[0009] 方法（2) -般需要裝置具備電壓互感器，調(diào)速、調(diào)壓和合閩繼電器等，通過(guò)電纜傳 輸各類電氣量信號(hào)。一方面長(zhǎng)距離的電纜鋪設(shè)成本較高，維護(hù)困難;另一方面由于弱電信號(hào) 難W長(zhǎng)距離傳輸，可靠性較低。
[0010] 方法(3)在國(guó)家電網(wǎng)公司開(kāi)啟堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)研究實(shí)踐工作后發(fā)展較快，但由于各 地區(qū)數(shù)字化建設(shè)進(jìn)度不一，相當(dāng)數(shù)量的地區(qū)還處于常規(guī)站或常規(guī)和數(shù)字化混合站(簡(jiǎn)稱半 數(shù)字化站)狀態(tài)，短期內(nèi)數(shù)字化裝置難W替代常規(guī)裝置。
[0011] 方法(4)采用開(kāi)關(guān)量輸入回路、繼電器輸出回路和串口通訊回路，在數(shù)字化或半數(shù) 字化站應(yīng)用范圍有限。
[0012] 由于用戶的使用習(xí)慣和實(shí)際場(chǎng)合不同，不同同期裝置和方法的混用無(wú)疑增大了運(yùn) 行維護(hù)人員的工作量，且對(duì)于長(zhǎng)距離的常規(guī)或半數(shù)字化站往往要借助輔助設(shè)施實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同期 功能，因此，研究一種能適應(yīng)常規(guī)和數(shù)字化的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置和方法是值得探討 的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的為，提出一種適應(yīng)常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法和裝 置，對(duì)現(xiàn)有儀表盤和準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置單一功能進(jìn)行改進(jìn)，保留了操作人員對(duì)手動(dòng)和自動(dòng)準(zhǔn) 同期的需求，解決數(shù)字化和模擬量同時(shí)采集和數(shù)據(jù)同步處理問(wèn)題，W便能適應(yīng)常規(guī)站、數(shù)字 化站、常規(guī)和數(shù)字化混合站的功能要求，減少運(yùn)行維護(hù)人員的工作量。
[0014] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0015] -種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法，該方法包含數(shù)字化電壓 采集模塊、電壓互感器和A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)同步處理、GOOSE和硬接點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入通道、 GOOSE和空接點(diǎn)信號(hào)輸出、同步表盤等。
[0016] 本發(fā)明的解決方案和步驟是：
[0017] (1)數(shù)字化和常規(guī)模擬電壓量信號(hào)的采集。
[0018] 模擬量側(cè)采用電壓互感器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后完成采樣，數(shù)字化側(cè)采用支持?jǐn)?shù)字化電壓 采集協(xié)議的模塊采集，經(jīng)數(shù)據(jù)同步處理后完成電壓采樣。
[0019] (2)通過(guò)數(shù)字量輸入或硬接點(diǎn)輸入完成開(kāi)關(guān)量信號(hào)的采集，其中開(kāi)關(guān)量信號(hào)包含 手動(dòng)模式，自動(dòng)模式，開(kāi)關(guān)位置接點(diǎn)，確認(rèn)，升壓，降壓，加速，減速，合閩等開(kāi)關(guān)量。數(shù)字量輸 入和硬接點(diǎn)輸入二者是或的關(guān)系。
[0020] (3)對(duì)電壓采樣信號(hào)和開(kāi)關(guān)量信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)間的電 壓壓差、頻率差和相角差，通過(guò)同步表盤實(shí)時(shí)展現(xiàn)出來(lái)。
[0021] (4)通過(guò)數(shù)字量輸出和空接點(diǎn)信號(hào)輸出進(jìn)行調(diào)頻、調(diào)壓及合閩操作。數(shù)字量輸出和 空接點(diǎn)信號(hào)輸出是與的關(guān)系，二者同時(shí)輸出。
[0022] 進(jìn)一步地，上述步驟（1)中數(shù)字化電壓采集協(xié)議模塊，可為IEC61850-9-2或 IEC60044-7標(biāo)準(zhǔn)模塊。
[0023] 進(jìn)一步地，上述步驟(2)和步驟(4)中，數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出分別為GOOSE輸入 和GOOSE輸出。
[0024] 進(jìn)一步地，上述步驟(1)中，對(duì)于數(shù)字電壓量采集，為保證采樣的準(zhǔn)確性，尤其是待 并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)一側(cè)為模擬量輸入，另一側(cè)為數(shù)字化輸入時(shí)，需要對(duì)數(shù)字化電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)同 步處理，數(shù)據(jù)同步處理詳細(xì)內(nèi)容為同步信號(hào)控制和算法插值，其中同步信號(hào)控制使準(zhǔn)同期 并網(wǎng)裝置和其他合并單元在時(shí)鐘信號(hào)作用下同步，然后針對(duì)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，W及模擬量和數(shù)字 量每周期采樣數(shù)可能不同的問(wèn)題，使用算法插值，完成數(shù)字化電壓處理。
[0025] 同步信號(hào)控制可使用GPS對(duì)時(shí)、網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)等對(duì)時(shí)方法，算法插值可使用改進(jìn)的 L曰邑r曰η邑
[0026] 設(shè)fs為合并單元的采樣頻率，UMU為處理前的數(shù)字電壓，同期裝置的抽取采樣頻率 為fs'，uPRBW為采樣電壓的抽取序列(λ=1，2,3,…），令采樣序號(hào)為小于m的最 大整數(shù)，可使用如下改進(jìn)的Lagrange插值算法：
[0027] ι?ρκΒ(λ) =0.5(m_l) (m-1-l )UMu( l+2)-(m_l) (m-1-2)UMu( 1+1 )+0. UMu(l)
[0028] 進(jìn)一步地，上述步驟(3)中同步表盤采用多個(gè)燈組成一圓圈表示角差燈，在多個(gè)角 差燈組成的圓圈內(nèi)置Ξ個(gè)燈，分別為頻差，壓差和同步燈，頻差燈與實(shí)時(shí)頻差相關(guān)聯(lián)，壓差 燈與實(shí)時(shí)壓差相關(guān)聯(lián)，為了減少燈的數(shù)量，同時(shí)便于直觀區(qū)分，頻差和壓差可W采用多色 L邸燈，W便用不同顏色表示壓差、頻差狀態(tài)，其中：
[0029] 角差燈點(diǎn)亮方法是:待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實(shí)時(shí)相角差的值在某一角差燈附近時(shí)，點(diǎn)亮 該角差燈，焰滅其余的角差燈；
[0030] 頻差燈點(diǎn)亮方法是:待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實(shí)時(shí)頻率差的值高于預(yù)先設(shè)定的第一闊值時(shí) 顯示第一種顏色，低于預(yù)先設(shè)定的第二闊值時(shí)顯示第二種顏色，在預(yù)先設(shè)定的第一范圍內(nèi) 時(shí)顯示第Ξ種顏色；
[0031] 壓差燈點(diǎn)亮方法是:待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實(shí)時(shí)壓差的值高于預(yù)先設(shè)定的第一闊值時(shí)顯 示第一種顏色，低于預(yù)先設(shè)定的第二闊值時(shí)顯示第二種顏色，在預(yù)先設(shè)定的第二范圍內(nèi)時(shí) 顯示第Ξ種顏色；
[0032] 同步燈點(diǎn)亮方法是:待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實(shí)時(shí)相角差、壓差、頻差都在預(yù)先設(shè)定第Ξ的 范圍內(nèi)時(shí)點(diǎn)亮，否則焰滅。
[0033] 進(jìn)一步地，為能更精確的顯示0°角附近相角差，同時(shí)起到強(qiáng)調(diào)作用，圓圈上的角差 燈可呈不均勻分布，在0°附近燈更密集，角度分辨率更高。
[0034] 典型的，同步表盤圓圈上設(shè)置32個(gè)角差燈，設(shè)0°處為燈1，按順時(shí)針?lè)较颍来螢闊?2~燈32,待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)間的電壓相角差為Δδ，點(diǎn)亮角差燈m的方法如下：
[0035]
[0036] 其中，m為自然數(shù)，取值范圍為1至32。
[0037] 為了美觀和便于區(qū)分、強(qiáng)調(diào)，不同處的角差燈可用不同的顏色顯示，如附圖2中0° 處的燈用綠色燈，±15°內(nèi)其它燈用黃色燈，大于15°及小于-15°的燈為紅色燈。
[0038] 進(jìn)一步地，上述步驟(4)中，調(diào)頻、調(diào)壓及合閩操作方法是：
[0039] 手動(dòng)模式下，只有在檢測(cè)到升壓(或降壓)開(kāi)關(guān)量信號(hào)時(shí)，GOOSE和繼電器才輸出升 壓(或降壓）指令；只有在檢測(cè)到加速(或減速)開(kāi)關(guān)量信號(hào)時(shí)，GOOSE和繼電器才輸出加速 (或減速)指令;為了防止手動(dòng)模式下誤合閩操作，只有滿足壓差、頻差、相角差在預(yù)先整定 的范圍內(nèi)，同時(shí)檢測(cè)到合閩開(kāi)關(guān)量信號(hào)時(shí)，GOOSE和繼電器才輸出合閩指令。
[0040] 自動(dòng)模式下，當(dāng)壓差、頻差不滿足預(yù)先整定的范圍時(shí)，若待并側(cè)電壓低于預(yù)先整定 范圍，GOOSE輸出升壓指令，同時(shí)升壓繼電器閉合;若待并側(cè)電壓高于預(yù)先整定范圍，GOOSE 輸出降壓指令，同時(shí)降壓繼電器閉合;若待并側(cè)頻率低于預(yù)先整定范圍，GOOSE輸出加速指 令，同時(shí)加速繼電器閉合;若待并側(cè)頻率高于預(yù)先整定范圍，GOOSE輸出減速指令，同時(shí)減速 繼電器閉合；當(dāng)滿足合閩條件時(shí)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的導(dǎo)前時(shí)間，通過(guò)GOOSE和繼電器輸出合閩 指令。
[0041] 為能快速和準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)調(diào)速和調(diào)壓，GOOSE輸出和繼電器輸出時(shí)間為周期性的方 波，輸出脈寬和周期時(shí)間可預(yù)先整定。
[0042] 為增強(qiáng)合閩的可靠性，減少誤操作的可能，當(dāng)壓差、頻差任一不滿足預(yù)先整定的范 圍時(shí)，不開(kāi)放合閩允許信號(hào)(標(biāo)志）。帶導(dǎo)前時(shí)間的準(zhǔn)同期信號(hào)和檢測(cè)當(dāng)前條件的檢同期信 號(hào)采用不同的算法計(jì)算，分別對(duì)應(yīng)同期合閩信號(hào)(或合閩出口）和合閩允許信號(hào)（或合閩允 許出口）。
[0043] 使用常規(guī)繼電器接點(diǎn)輸出時(shí)，合閩允許信號(hào)可為合閩允許繼電器，只有在壓差、頻 差、相角差均在預(yù)先整定的范圍內(nèi)時(shí)，合閩允許繼電器才閉合，合閩允許繼電器和合閩繼電 器串聯(lián)接入輸出回路。
[0044] 本發(fā)明還提供一種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置，其特征在 于包括:采集模塊、輸入模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊、輸出模塊。
[0045] 所述的采集模塊包括支持?jǐn)?shù)字化電壓采集協(xié)議的模塊、數(shù)據(jù)同步模塊、電壓互感 器和A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字量和硬接點(diǎn)開(kāi)關(guān)量采集模塊；
[0046] 所述的輸入模塊包括裝置定值整定、顯示畫面切換等功能；
[0047] 所述的顯示模塊包括同步表盤、裝置界面顯示等；
[0048] 所述的輸出模塊包括數(shù)字量輸出模塊和繼電器輸出模塊；
[0049] 所述的數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)信號(hào)、數(shù)據(jù)、人機(jī)界面進(jìn)行處理和邏輯計(jì)算。
[0050] 進(jìn)一步地，所述的支持?jǐn)?shù)字化電壓采集協(xié)議的模塊，可為使用IEC61850-9-2或 IEC60044-7標(biāo)準(zhǔn)的模塊。
[0051] 進(jìn)一步地，所述的數(shù)字量輸入模塊和數(shù)字量輸出模塊分別為GOOSE輸入模塊和 G00沈輸出模塊。
[0052] 進(jìn)一步地，所述繼電器輸出模塊包含合閩允許繼電器和合閩繼電器，合閩允許繼 電器和合閩繼電器串聯(lián)接入輸出回路。合閩允許繼電器的開(kāi)合與合閩繼電器的開(kāi)合采用不 同的控制方法。
[0053] 進(jìn)一步地，所述同步表盤采用多個(gè)燈組成一圓圈，圓圈內(nèi)設(shè)置頻差，壓差和同步 燈；圓圈上燈與待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實(shí)時(shí)相角差相關(guān)聯(lián)，呈不均勻分布，在0°附近燈更密集，頻 差燈與實(shí)時(shí)頻差相關(guān)聯(lián)，壓差燈與實(shí)時(shí)壓差相關(guān)聯(lián)，同步燈在同時(shí)滿足壓差、頻差、相角差 時(shí)點(diǎn)亮。
[0054] 進(jìn)一步地，不同處的燈可用不同的顏色顯示，如附圖2中0°處的燈用綠色燈，± 15° 內(nèi)其它燈用黃色燈，大于15°及小于-15°的燈為紅色燈。在多個(gè)燈組成的圓圈內(nèi)置Ξ個(gè)燈， 分別為頻差，壓差和同步燈，其中頻差和壓差采用多色L邸燈，用不同顏色表示壓差、頻差狀 態(tài)。如可用黃色表示低于預(yù)先設(shè)定下限值，紅色表示高于預(yù)先預(yù)定上限值，綠色表示在預(yù)先 設(shè)定值范圍內(nèi)。同步燈采用綠色燈，當(dāng)頻差、壓差和相角差都在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)時(shí)點(diǎn)亮。
[0055] 采用上述方案后，準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置可W實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和常規(guī)量的輸入和輸出，W便 適應(yīng)常規(guī)和數(shù)字化站的功能需求。另外，裝置支持手動(dòng)或自動(dòng)同期，且自帶的同步表盤可W 精確直觀的指示當(dāng)前壓差、頻差和相角差狀態(tài)，方便操作人員進(jìn)行手動(dòng)同期，減少運(yùn)行維護(hù) 人員的工作量。
【附圖說(shuō)明】
[0056] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法工作示意圖。
[0057] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的同期表盤示意圖。
[0058] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例邏輯流程圖。
[0059] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060] W下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0061] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種適應(yīng)常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法，包括如 下步驟：
[0062] (1)完成數(shù)字化和常規(guī)模擬電壓量信號(hào)的采集。
[0063] 當(dāng)待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)均為模擬量輸入時(shí)，采用電壓互感器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后完成電壓采 樣；當(dāng)待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)均為數(shù)字化輸入時(shí)，采用IEC61850-9-2或IEC60044-7標(biāo)準(zhǔn)，完成電壓 采樣；當(dāng)待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)一側(cè)為模擬量輸入，另一側(cè)為數(shù)字化輸入時(shí)，模擬量側(cè)采用電壓互 感器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后完成采樣，數(shù)字化側(cè)采用IEC61850-9-2或IEC60044-7標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)數(shù)據(jù)同步處 理后完成電壓采樣。
[0064] 具體地，附圖1中，采集模塊包含數(shù)字化模塊和常規(guī)模擬量采集模塊，對(duì)于數(shù)字化 電壓量，采用IEC61850-9-2或IEC60044-7標(biāo)準(zhǔn)采集;對(duì)于常規(guī)的模擬電壓量，使用電壓互感 器和A/D轉(zhuǎn)換，完成采樣。
[0065] 對(duì)于數(shù)字電壓量采集，為保證采樣的準(zhǔn)確性，對(duì)數(shù)字化電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)同步處理，數(shù) 據(jù)同步處理方法為同步信號(hào)控制和軟件算法插值，其中同步信號(hào)控制使準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置和 其他合并單元在時(shí)鐘信號(hào)作用下同步，同步信號(hào)控制可通過(guò)GPS對(duì)時(shí)或網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)完成。
[0066] 針對(duì)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，W及模擬量和數(shù)字量每周期采樣數(shù)可能不同，使用軟件算法插值 進(jìn)行處理，插值算法采用改進(jìn)的Lagrange插值算法，設(shè)fs為合并單元的采樣頻率，咖U為處理 前的數(shù)字電壓，υΡΚΒ(λ)為采樣電壓的抽取序列(λ=1，2,3,…），同期裝置的抽取采樣頻率為 fS '，令采樣序號(hào)《 = ，1為小于m的最大整數(shù)，插值算法如下：
[0067] ι?ρκΒ(λ) =0.5(m_l) )UMu( l+2)-(m_l) (m-1-2)UMu( 1+1 )+0. UMu(l)
[0068] (2)通過(guò)GOOSE或硬接點(diǎn)輸入完成開(kāi)關(guān)量信號(hào)的采集，其中開(kāi)關(guān)量信號(hào)包含手動(dòng)模 式，自動(dòng)模式，開(kāi)關(guān)位置接點(diǎn)，確認(rèn)，升壓，降壓，加速，減速，合閩等開(kāi)關(guān)量。
[0069] 具體地，附圖1中，開(kāi)關(guān)量信號(hào)可W為GOOSE輸入，也可W為硬接點(diǎn)輸入，在數(shù)據(jù)處 理時(shí)，二者為或的關(guān)系。采集的開(kāi)關(guān)量信號(hào)需包含手動(dòng)模式，自動(dòng)模式，開(kāi)關(guān)位置接點(diǎn)，確 認(rèn)，升壓，降壓，加速，減速，合閩等開(kāi)關(guān)量。
[0070] 在同期開(kāi)始之前，需要進(jìn)行同期確認(rèn)，通過(guò)判斷手動(dòng)模式和自動(dòng)模式開(kāi)關(guān)量判斷 是手動(dòng)方式還是自動(dòng)方式。升壓，降壓，加速，減速，合閩開(kāi)關(guān)量在手動(dòng)模式下參與邏輯判 斷。
[0071] 具體的，附圖3中，同期開(kāi)始時(shí)間根據(jù)確認(rèn)開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)判斷；手動(dòng)模式下的人工升 壓、降壓、加速、減速、合閩命令，分別對(duì)應(yīng)升壓、降壓、加速、減速、合閩開(kāi)關(guān)量信號(hào)。
[0072] (3)經(jīng)數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)間的電壓壓差、頻率差和相角差，實(shí)時(shí)顯 示在同步表盤上。
[0073] 具體地，對(duì)采集的電壓和開(kāi)關(guān)量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其中電壓壓差計(jì)算公式為：
[0075]其中待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)二次電壓采樣值，為根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計(jì)算出的電壓有效值； 待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)ΡΤ-次額定值、ΡΤ二次額定值為可整定的定值，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)ΡΤ變比情況整定； 待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)電壓一次額定值、電壓二次額定值為可整定的定值，為正常運(yùn)行情況下的 電壓值。
[0076] 同步表盤采用多個(gè)燈組成一圓圈，圓圈內(nèi)設(shè)置頻差，壓差和同步燈；圓圈上燈與待 并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實(shí)時(shí)相角差相關(guān)聯(lián)，呈不均勻分布，在0°附近燈更密集，頻差燈與實(shí)時(shí)頻差相 關(guān)聯(lián)，壓差燈與實(shí)時(shí)壓差相關(guān)聯(lián)，同步燈在同時(shí)滿足壓差、頻差、相角差時(shí)點(diǎn)亮。
[0077] 具體地，附圖2中，同步表盤采用32個(gè)多色燈組成，其中在±15°范圍之內(nèi)采用11個(gè) 燈，每個(gè)燈分辨率為3°，其余的每個(gè)燈分辨率為15°。為了美觀和便于區(qū)分，0°處的燈用綠色 燈，±15°內(nèi)其它燈用黃色燈，大于15°及小于-15°的燈為紅色燈。
[007引設(shè)0°處為燈1，按順時(shí)針?lè)较?，依次為?~燈32,待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)間的角差為Δδ， 點(diǎn)亮角差燈m的算法如下：
[0079]
[0080] 在32個(gè)燈組成的圓圈內(nèi)置Ξ個(gè)燈，分別為頻差，壓差和同步燈，其中頻差和壓差采 用多色L邸燈，用不同顏色表示壓差、頻差狀態(tài)。實(shí)施例中用黃色表示低于預(yù)先設(shè)定下限值， 紅色表示高于預(yù)先預(yù)定上限值，綠色表示在預(yù)先設(shè)定值范圍內(nèi)。同步燈采用綠色燈，當(dāng)頻 差、壓差和相角差都在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)時(shí)點(diǎn)亮。
[0081] (4)通過(guò)GOOSE和空接點(diǎn)信號(hào)輸出進(jìn)行調(diào)頻、調(diào)壓及合閩操作。
[0082] 具體地，附圖3中，手動(dòng)模式下，只有在檢測(cè)到升壓(或降壓)開(kāi)關(guān)量信號(hào)時(shí)，GOOSE 和繼電器才輸出升壓(或降壓)指令；只有在檢測(cè)到加速(或減速)開(kāi)關(guān)量信號(hào)時(shí)，GOOSE和繼 電器才輸出加速(或減速)指令;為了防止手動(dòng)模式下誤合閩操作，只有滿足壓差、頻差、相 角差在預(yù)先整定的范圍內(nèi)，同時(shí)檢測(cè)到合閩開(kāi)關(guān)量信號(hào)時(shí)，GOOSE和繼電器才輸出合閩指 令。
[0083] 自動(dòng)模式下，當(dāng)壓差、頻差不滿足預(yù)先整定的范圍時(shí)，若待并側(cè)電壓低于預(yù)先整定 范圍，GOOSE輸出升壓指令，同時(shí)升壓繼電器閉合;若待并側(cè)電壓高于預(yù)先整定范圍，GOOSE 輸出降壓指令，同時(shí)降壓繼電器閉合;若待并側(cè)頻率低于預(yù)先整定范圍，GOOSE輸出加速指 令，同時(shí)加速繼電器閉合;若待并側(cè)頻率高于預(yù)先整定范圍，GOOSE輸出減速指令，同時(shí)減速 繼電器閉合；當(dāng)滿足合閩條件時(shí)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的導(dǎo)前時(shí)間，通過(guò)GOOSE和繼電器輸出合閩 指令。
[0084] 附圖3實(shí)施例中自動(dòng)模式下還增加了自動(dòng)調(diào)節(jié)控制字，允許用戶在自動(dòng)模式下也 不自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0085] 為能快速和準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)調(diào)速和調(diào)壓，GOOSE輸出和繼電器輸出時(shí)間為周期性的方 波，輸出脈寬和周期時(shí)間可預(yù)先整定。為方便調(diào)節(jié)，周期可整定為輸出脈寬的整數(shù)倍，如周 期整定為2s，脈寬整定為500ms。
[0086] 為增強(qiáng)合閩的可靠性，減少誤操作的可能，當(dāng)壓差、頻差任一不滿足預(yù)先整定的范 圍時(shí)，不開(kāi)放合閩允許信號(hào)。帶導(dǎo)前時(shí)間的準(zhǔn)同期信號(hào)和檢測(cè)當(dāng)前條件的檢同期信號(hào)采用 不同的算法計(jì)算，分別對(duì)應(yīng)同期合閩信號(hào)（出口）和合閩允許信號(hào)（出口）。如同期合閩信號(hào) 使用軟件判斷，合閩允許信號(hào)使用硬件判斷;或均使用軟件算法，但算法校驗(yàn)機(jī)制不完全相 同。使用常規(guī)繼電器接點(diǎn)輸出時(shí)，合閩允許信號(hào)可為合閩允許繼電器，只有在壓差、頻差、相 角差均在預(yù)先整定的范圍內(nèi)時(shí)，合閩允許繼電器才閉合，合閩允許繼電器和合閩繼電器串 聯(lián)接入輸出回路。
[0087] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種適應(yīng)常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置，該裝 置包括采集模塊、輸入模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊、輸出模塊。
[0088] 如附圖4所示，實(shí)施例中采集模塊包括數(shù)字化電壓采集模塊、數(shù)據(jù)同步模塊、電壓 互感器和A/D轉(zhuǎn)換模塊、GOOSE和硬接點(diǎn)開(kāi)關(guān)量采集模塊;輸入模塊包含裝置定值整定、顯示 畫面切換功能;數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)采集模塊采集的信號(hào)和數(shù)據(jù)、對(duì)輸入模塊的定值操作和人 機(jī)界面指令進(jìn)行處理，在經(jīng)過(guò)邏輯計(jì)算后，將結(jié)果輸出給輸出模塊和顯示模塊;顯示模塊具 備同步表盤和顯示功能;輸出模塊包括GOOSE輸出模塊和繼電器輸出模塊，其中繼電器輸出 模塊包含加速、減速、升壓、減壓、合閩允許、合閩繼電器。
[0089] 具體地，數(shù)字化電壓采集模塊支持IEC61850-9-2和IEC60044-7標(biāo)準(zhǔn)，可采集支持 IEC61850-9-2和IEC60044-7標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化電壓;數(shù)據(jù)同步模塊支持裝置在時(shí)鐘信號(hào)作用下 同步，支持GI^對(duì)時(shí)或網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)；
[0090] 開(kāi)關(guān)量采集模塊包含采集手動(dòng)模式、自動(dòng)模式、開(kāi)關(guān)位置接點(diǎn)、確認(rèn)、升壓、降壓、 加速、減速、合閩等開(kāi)關(guān)量。
[0091] 如附圖2所示，同步表盤采用多個(gè)燈組成一圓圈，圓圈內(nèi)設(shè)置頻差，壓差和同步燈； 圓圈上燈與待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實(shí)時(shí)相角差相關(guān)聯(lián)，呈不均勻分布，在0°附近燈更密集，頻差燈 與實(shí)時(shí)頻差相關(guān)聯(lián)，壓差燈與實(shí)時(shí)壓差相關(guān)聯(lián)，同步燈在同時(shí)滿足壓差、頻差、相角差時(shí)點(diǎn) 舞。
[0092] 附圖2實(shí)施例中，同步表盤采用32個(gè)燈組成，其中在±15°范圍之內(nèi)采用11個(gè)燈，每 個(gè)燈分辨率為3°，其余的每個(gè)燈分辨率為15°。
[0093] 同步表盤不同處的燈用不同的顏色顯示，0°處的燈用綠色燈，±15°內(nèi)其它燈用黃 色燈，大于15°及小于-15°的燈為紅色燈。
[0094] 在多個(gè)燈組成的圓圈內(nèi)置Ξ個(gè)燈，分別為頻差，壓差和同步燈，其中頻差和壓差采 用多色Lm)燈，用黃綠紅Ξ種顏色表示壓差、頻差的不同狀態(tài)。其中黃色表示低于預(yù)先設(shè)定 下限值，紅色表示高于預(yù)先預(yù)定上限值，綠色表示在預(yù)先設(shè)定值范圍內(nèi)。同步燈采用綠色 燈，當(dāng)頻差、壓差和相角差都在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)時(shí)點(diǎn)亮。
[00M] W上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能W此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍 之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法，其特征在于，包含如下步 驟： 步驟（1)對(duì)模擬量采用電壓互感器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后完成采樣;對(duì)數(shù)字量采用支持?jǐn)?shù)字化電 壓采集協(xié)議的模塊完成采樣；將上述采樣經(jīng)同步信號(hào)控制和算法插值處理后完成電壓采 樣； 步驟(2)通過(guò)數(shù)字量輸入或硬接點(diǎn)輸入完成開(kāi)關(guān)量信號(hào)的采集； 步驟(3)對(duì)所述電壓采樣信號(hào)和開(kāi)關(guān)量信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)同步表盤實(shí)時(shí)展現(xiàn)電 壓壓差、頻率差和相角差狀態(tài)； 步驟(4)通過(guò)數(shù)字量輸出和空接點(diǎn)信號(hào)輸出進(jìn)行調(diào)頻、調(diào)壓及合閘操作。2. 如權(quán)利要求1所述的一種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法，其特 征是:所述的數(shù)字化電壓采集協(xié)議的模塊為采用IEC61850-9-2或IEC60044-7標(biāo)準(zhǔn)的模塊； 所述的數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出分別為GOOSE輸入和GOOSE輸出。3. 如權(quán)利要求1所述的一種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法，其特 征是:所述的算法插值處理使用改進(jìn)的Lagrange算法，具體插值算法為:uprb(>) =0.5(m-l) (m-1-l)UMu(l+2)-(m-l)(m-1-2)UMu(l+l)+0.5(m-1-l)(m-1-2)UMu(l);其中，f s為合并單元 的米樣頻率，umu為處理前的數(shù)字電壓，uprb(X)為米樣電壓的抽取序列(λ=1，2,3,…），f s'為 同期裝置的抽取采樣頻率，采樣序號(hào)~1為小于m的最大整數(shù)。4. 如權(quán)利要求1所述的一種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法，其特 征在于:所述同步表盤采用多個(gè)角差燈組成一個(gè)圓圈表示待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實(shí)時(shí)相角差，在 多個(gè)角差燈組成的圓圈內(nèi)置三個(gè)燈，分別為頻差燈，壓差燈和同步燈，其中： 角差燈點(diǎn)亮方法是待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實(shí)時(shí)相角差的值在某一角差燈附近時(shí)，點(diǎn)亮該角差 燈，熄滅其余的角差燈； 頻差燈點(diǎn)亮方法是待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實(shí)時(shí)頻率差的值大于設(shè)定的第一閾值時(shí)顯示第一 種顏色，低于設(shè)定的第二閾值值時(shí)顯示第二種顏色，在預(yù)先設(shè)定的第一范圍內(nèi)時(shí)顯示第三 種顏色； 壓差燈點(diǎn)亮方法是待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實(shí)時(shí)壓差的值高于預(yù)先設(shè)定的第三閾值時(shí)顯示第 一種顏色，低于預(yù)先設(shè)定的第二閾值時(shí)顯示第二種顏色，在預(yù)先設(shè)定的第二范圍內(nèi)時(shí)顯示 第三種顏色； 同步燈點(diǎn)亮方法是待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)實(shí)時(shí)相角差、壓差、頻差都在預(yù)先設(shè)定的第三范圍 內(nèi)時(shí)點(diǎn)亮，否則熄滅。5. 如權(quán)利要求1或4所述的一種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法，其 特征在于:所述同步表盤設(shè)置32個(gè)角差燈，設(shè)0°處為燈1，按順時(shí)針?lè)较?，依次為?~燈32， 待并側(cè)和系統(tǒng)側(cè)間的電壓相角差為Α δ，點(diǎn)亮燈m的算法如下：其中，m為自然數(shù)，取值范圍為1至32。6. 如權(quán)利要求2所述的一種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法，其特 征在于:所述GOOSE輸出和繼電器輸出時(shí)間為周期性的方波，輸出脈寬和周期時(shí)間預(yù)先整 定。7. 如權(quán)利要求1所述的一種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)方法，其特 征在于:帶導(dǎo)前時(shí)間的準(zhǔn)同期信號(hào)和檢測(cè)當(dāng)前條件的檢同期信號(hào)采用不同的算法計(jì)算，分 別對(duì)應(yīng)同期出口的合閘信號(hào)和合閘允許信號(hào)。8. -種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置，其特征在于:包括采集模 塊、輸入模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊、輸出模塊，其中： 采集模塊包括支持?jǐn)?shù)字化電壓采集協(xié)議的模塊、數(shù)據(jù)同步模塊、電壓互感器和A/D轉(zhuǎn)換 模塊、數(shù)字量輸入模塊和硬接點(diǎn)開(kāi)關(guān)量采集模塊； 輸入模塊包括裝置定值整定模塊、顯示畫面切換模塊； 顯示模塊包括同步表盤、裝置界面顯示模塊;輸出模塊包括數(shù)字量輸出模塊和繼電器 輸出模塊； 同步表盤采用多個(gè)燈組成一圓圈，圓圈上燈呈不均勻分布，在0°附近燈更密集，圓圈內(nèi) 設(shè)置頻差，壓差和同步燈，且頻差燈和壓差燈采用多色LED燈，同步燈在同時(shí)滿足壓差、頻 差、相角差時(shí)點(diǎn)殼。9. 如權(quán)利要求8所述的一種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置，其特 征在于:所述的支持?jǐn)?shù)字化電壓采集協(xié)議的模塊，為使用IEC61850-9-2或IEC60044-7標(biāo)準(zhǔn) 的模塊;所述的數(shù)字量輸入模塊和數(shù)字量輸出模塊分別為GOOSE輸入模塊和GOOSE輸出模 塊。10. 如權(quán)利要求8所述的一種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置，其特 征在于:所說(shuō)繼電器輸出模塊包含合閘允許繼電器和合閘繼電器，合閘允許繼電器和合閘 繼電器串聯(lián)接入輸出回路。11. 如權(quán)利要求8所述的一種適用于常規(guī)和數(shù)字化站的手自一體準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置，其特 征在于:所述同步表盤采用32個(gè)燈組成一圓圈，在-15°~15°間每隔3°設(shè)置一個(gè)燈，在15°~ 180°和-15°~-180°間每隔30°設(shè)置一個(gè)燈。
【文檔編號(hào)】H02J3/42GK105870970SQ201610341812
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月22日
【發(fā)明人】曾先鋒, 侯煒, 陳俊, 石勇, 張靈凌, 王杰, 張琦雪
【申請(qǐng)人】南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司