CN102290865A - 智能变电站一体化智能单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能变电站一体化智能单元，装置包括下列八大模块：SMV采样处理模块、GOOSE处理模块、站控层模块、状态监测处理模块、主功能模块、人机接口模块及电源模块、开出模块。本发明通过上述模块，集成解决智能变电站中的保护、故障录波、测控、计量、合并单元、智能操作箱、状态监测功能，有力的保证一次设备的安全运行和电网的安全运行，降低设备的维护费用，这对电网的运行和实现对设备的精益化管理都具有非常重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能变电站一体化智能单元，属于电工技术领域。
背景技术
随着智能电网建设进入实用化阶段，对作为智能电网支撑节点的变电站逐步形成了一种新的智能变电站模式，产生了很多智能变电站相关新技术、新设备，具体内容包括：
一、电子式互感器用于统一简化采集源。传统变电站中是以电磁式互感器和电缆作为主要的信息传递通道，存在诸多缺陷和技术瓶颈，而电子式互感器从本质上解决了这些方面的问题，并通过合并单元以IEC61850-9-2和IEC60044-8的标准形式传送给其他智能单元，进一步提高二次系统的可靠性。
二、智能终端技术促进了一次设备智能化的实现。智能终端的研制和应用，就地实现电气设备的数字化，通过GOOSE通信接口实现电气设备的过程层信息共享。
三、电气设备状态检测技术的发展。国内在变压器、GIS开关等电气设备状态检测技术取得了一定的成果，已进入实用阶段，如主变油色谱、GIS微水和局部放电等，这些技术的应用使设备状态检修更加科学可行，为电气设备检修提出了新的观念。
四、IEC61850标准解决了信息建模和互操作问题，为智能变电站建设提供了基础。
新技术、新设备的使用使得智能变电站和传统的变电站相比，从系统结构上发生了很大的变化，提高了电网运行的安全稳定性，但在运行维护中也迎来了新的问题值得研究：
一、增加合并单元及智能操作箱装置，必将导致二次设备成本的甚高；
二、各个装置间以IEC6150标准实现信息共享，数据交换网络较为复杂，各个装置都要进行信息建模，增加了系统维护量；
三、各个装置间信息交换，必然存在一定的网络延时，一定程度上延长了保护的故障切除时间。
发明内容
本发明所要解决的技术技术问题是实现智能变电站中的各智能设备之间的信息共享，简化二次接线，简化运行检修人员的操作，降低误操作几率，提高了系统可靠性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种智能变电站一体化智能单元，其特征在于，包括以下各功能模块：
SMV采样处理模块：负责接收处理交流采样数据并通过内部总线将数据传送给站控层模块、主功能模块；
所述SMV采样处理模块分别与传统互感器或小信号互感器、电子式互感器相连，采集电压电流信号。
所述SMV采样处理模块与合并单元相连，接收来自合并单元的IEC61850-9-2或IEC60044－8电压电流信号，并以IEC61850-9-2或IEC60044－8形式输出给其他智能设备。
GOOSE处理模块：负责收发GOOSE信息及IEEE1588对时处理，对开入开出信息进行处理，同时可接收远方GOOSE跳闸，与开出模块配合实现智能操作箱功能；
主功能模块：负责通过内部总线汇总SMV采样处理模块、GOOSE处理模块及开出模块的信息，完成采样值计算、逻辑判断、故障录波、遥测计算及电能计量等功能，实现保护功能、故障录波功能、测控功能及计量功能，并与站控层模块、人机接口模块进行信息交互，完成遥控控制、信息互动及调试试验等功能；
状态监测处理模块：负责接收来自一次设备传感器的状态监测信号，并汇总各种数据进行智能分析，给出监测设备的诊断结果，并通过站控层模块与调度系统、后台监控系统交互，实现设备在线监测及状态估计分析高级应用；
站控层模块：建立对应电气设备的IEC61850统一模型，整合系统信息，实现IEC61850标准的MMS站控层通信功能，实现与监控系统及远动的信息交互的综合发布平台，并进行有效的信息互动，实现顺序控制、智能负荷互动、智能设备互动等各种高级应用；
各个模块之间通过内部总线通信实现信息共享。
还包括：
人机接口模块：负责组成人机交互界面，完成参数整定、信息显示、调试试验等人机交互功能；
电源模块：负责当地开关量采集，并供电给其他模块。
本发明所达到的有益效果：
本发明的智能变电站一体化智能单元，不仅能够较好的完成对应间隔的保护测控功能、故障录波功能、电气计量功能，还能实现对电气设备的在线状态监测及基于监测信息的状态估计和智能控制，实现电气设备的状态参量数字化、控制网络化和状态可视化。从而有力的保证了电气设备的安全运行和电网安全运行。同时采用一体化的设备，简化了二次接线，使得运行检修人员的操作更为简单，降低了误操作几率，提高了系统可靠性，且节省了维护工作量和维护成本，这对电网运行和实现设备精细化管理都具有非常重要的意义。
附图说明
图1为本发明智能变电站一体化智能单元的系统实现方案；
图2为本发明智能变电站一体化智能单元的模块结构图。
具体实施方式
为进一步揭示本发明的技术方案，兹结合附图详细说明本发明的实施方式。如图1所示，本发明在智能变电站中主要负责一次电气设备的信息采集，完成相应的保护、测控、故障录波、计量、状态监测功能，并能充当合并单元及智能操作箱功能，将采集的采样值信息以IEC61850-9-2或IEC60044-8的形式送给其他智能装置及以接收GOOSE跳闸、发送GOOSE开关量。同时与调度系统、后台监控系统以IEC61850标准进行信息传送，并进行有效的信息互动，实现顺序控制、智能负荷互动、智能设备互动等各种高级应用。
图2则说明了本发明的组成结构、内部互联关系及工作原理，其中包括SMV采样处理模块、GOOSE处理模块、站控层模块、状态监测处理模块、主功能模块、人机接口模块及电源模块、开出模块。
其中SMV采样处理模块，负责接收处理交流采样数据。根据现场需要既可以直接采集传统互感器或小信号互感器的电压电流信号，又可以以光串口形式采集电子式互感器的电压电流信号，且可以接收来自合并单元的IEC61850-9-2或IEC60044－8电压电流信号，并能实现合并单元功能，同步不同来源的采样信号后，以IEC61850-9-2或IEC60044－8形式输出给其他智能设备。其他智能设备包括其他多间隔保护测控装置如母差、主变保护等、智能安稳装置、智能电表、网络分析仪、录波器等。采样处理模块完成数据采样后，则通过内部总线将数据传送给站控层模块、主功能模块使用。
GOOSE处理模块，负责收发GOOSE信息及IEEE1588对时处理，对开入开出信息进行处理，同时可接收远方GOOSE跳闸，与开出模块配合实现智能操作箱功能。同样处理后开入开出信息通过内部总线将数据传送给站控层模块、主功能模块、人机接口模块使用。
主功能模块，负责通过内部总线汇总SMV采样处理模块、GOOSE处理模块及开出模块的信息，完成采样值计算、逻辑判断、故障录波、遥测计算及电能计量等功能，实现保护功能、故障录波功能、测控功能及计量功能，并与站控层模块、人机接口模块进行信息交互，完成遥控控制、信息互动及调试试验等功能。
状态监测处理模块，负责接收来自一次设备传感器的状态监测信号，并汇总各种数据进行智能分析，给出监测设备的诊断结果，并通过站控层模块与调度系统、后台监控系统交互，实现设备在线监测及状态估计分析高级应用。
站控层模块，建立对应电气设备的IEC61850统一模型，整合系统信息，实现IEC61850标准的MMS站控层通信功能，实现与监控系统及远动的信息交互的综合发布平台，并进行有效的信息互动，实现顺序控制、智能负荷互动、智能设备互动等各种高级应用。
人机接口模块，负责组成人机交互界面，完成参数整定、信息显示、调试试验等人机交互功能；
电源模块，负责当地开关量采集，并供电给其他模块。
各个模块之间通过内部总线通信实现信息共享。
以上阐述了本发明的基本结构和基本原理，但本发明绝不限于上述所列实施方式，凡是基于本发明技术方案所作的等同变化、改进及故意变劣等行为，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种智能变电站一体化智能单元，其特征在于，包括以下各功能模块：
SMV采样处理模块：负责接收处理交流采样数据并通过内部总线将数据传送给站控层模块、主功能模块；
GOOSE处理模块：负责收发GOOSE信息及IEEE1588对时处理，对开入开出信息进行处理，同时接收远方GOOSE跳闸，与开出模块配合实现智能操作箱功能；
主功能模块：负责通过内部总线汇总SMV采样处理模块、GOOSE处理模块及开出模块的信息，完成采样值计算、逻辑判断、故障录波、遥测计算及电能计量功能，实现保护功能、故障录波功能、测控功能及计量功能，并与站控层模块、人机接口模块进行信息交互，完成遥控控制、信息互动及调试试验功能；
状态监测处理模块：负责接收来自一次设备传感器的状态监测信号，并汇总各种数据进行智能分析，给出监测设备的诊断结果，并通过站控层模块与调度系统、后台监控系统交互，实现设备在线监测及状态估计分析高级应用；
站控层模块：建立对应电气设备的IEC61850统一模型，整合系统信息，实现IEC61850标准的MMS站控层通信功能，实现与监控系统及远动的信息交互的综合发布平台，并进行有效的信息互动，实现顺序控制、智能负荷互动、智能设备互动高级应用；
各个模块之间通过内部总线通信实现信息共享。
2.根据权利要求1所述的智能变电站一体化智能单元，其特征在于：SMV采样处理模块分别与传统互感器或小信号互感器、电子式互感器相连，采集电压电流信号。
3.根据权利要求1所述的智能变电站一体化智能单元，其特征在于：所述SMV采样处理模块与合并单元相连，接收来自合并单元的IEC61850-9-2或IEC60044－8电压电流信号，并以IEC61850-9-2或IEC60044－8形式输出给其他智能设备。
4.根据权利要求1所述的智能变电站一体化智能单元，其特征在于：还包括：
人机接口模块：负责组成人机交互界面，完成参数整定、信息显示、调试试验；
电源模块：负责当地开关量采集，并供电给其他模块。
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