CN102983627A - 常规变电站进行智能化改造监控系统改造过程的过渡方法 - Google Patents

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Abstract

一种常规变电站进行智能化改造监控系统改造过程的过渡方法，属变配电领域。其先进行母线61850规约测控装置改造，替代原有母线测控装置，接入61850规约智能站控层网络，实现母线测控的间隔层逻辑闭锁功能，负责母线地刀的遥控操作；原有母线测控装置不拆除，禁止其遥控操作功能，保证原103规约网络边开关间隔层逻辑闭锁功能的完善；暂停61850规约智能站控层网络中与母线测控装置相关的间隔层联闭锁功能，依靠站控层的逻辑闭锁功能保证母线隔离开关闭锁功能的完整性；依据停电计划按串逐次改造原103规约的测控装置，待全部改造完成后，恢复61850规约智能站控层网络的母线间隔层联闭锁功能，实现全站间隔层联闭锁的完整性，拆除原103规约母线测控装置。可广泛用于常规变电站的智能化改造领域。

Description

常规变电站进行智能化改造监控系统改造过程的过渡方法
技术领域
本发明属于变配电领域，尤其涉及一种用于常规变电站的智能化改造方法。
背景技术
采用传统互感器及二次设备的变电站，通常被称为常规变电站。
相对应的，采用智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站，则被称为智能变电站，亦称为数字变电站。
随着测量、监控技术及设备的不断发展，对变电站监控要求的正在不断提高，为了适应远程监控以及网络化运行的实际需要，越来越多的常规变电站正在被改造为智能的变电站，或者，称之为变电站的智能化改造。
变电站的智能化改造，重点在于对现有变配电一次设备的测量、控制、保护、计量和监测系统中相关设备的智能化改造和网络化，构建一个包括过程层（设备层）、间隔层和站控层的智能变电站。
其中，智能变电站的过程层（设备层）包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端，完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能；智能变电站的间隔层设备一般指继电保护装置、测控装置等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、智能传感器和控制器通信；智能变电站的站控层包含自动化系统、站域控制、通信系统、对时系统等子系统，实现面向全站或一个以上一次设备的测量和控制的功能，完成数据采集和监视控制（SCADA，Supervisory Control And DataAcquisition）、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。
常规变电站设备的既有投资非常大，因此对它的改造不能推倒重来，必须兼顾现有设备条件和使用寿命，分阶段、按步骤循序渐进的推进。
常规变电站的智能化改造与新变电站建设不同，也与常规变电站的传统改造不同。在整个变电站系统的改造工作没有全部完成之前，新、旧自动化监控系统必须协同工作，常规的测控装置与智能化测控装置之间还必须能够进行一定程度上的互操作。
在常规变电站的智能化改造过程中，新、旧两套自动化监控系统并存运行，互为影响的网络故障、运行程序的错误，都有可能会引起自动化控制系统失灵以及保护误动等严重的后果。
同时，在常规变电站改造过程中，变电站未改造设备和已改造完成的设备均处于运行状态，必须根据一次系统停电计划，各测控装置逐个改造后接入智能化站控层网络。
具体地说，未改造的测控装置是接入原有的微机监控系统的IEC 103规约通讯网络的，而改造后的测控装置是接入智能化监控的IEC 61850规约网络的。
因为103规约通讯（采用面向点技术）的网络设备和61850规约通讯（采用面向对象技术）的网络设备由于通讯规约不一致，相互间无法直接通讯，导致部分有联闭锁关联的测控装置间无法相互交换数据，因此，在变电站智能化改造过程中，间隔层测控装置无法实现完善的逻辑闭锁，这在很大程度上影响了变电站的连续安全运行和现有常规变电站智能化改造的顺利实施。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种常规变电站进行智能化改造监控系统改造过程的过渡方法，其保证了在改造过程中，未改造的监控系统部分和已完成改造的监控系统均具备完整的间隔层联闭锁逻辑，在现有常规变电站的智能化改造过程中，保证了监控系统部分的完整性和变电站的连续安全运行。
本发明的技术方案是：提供一种常规变电站进行智能化改造监控系统改造过程的过渡方法，包括103规约网络与61850规约网络的装置切换和功能替代，其特征是所述的过渡方法至少包括下列步骤：
A、先进行两段母线的61850规约测控装置的改造，替代原有母线测控装置，接入61850规约智能站控层网络，实现母线测控的间隔层逻辑闭锁功能，负责母线地刀的遥控操作；
B、原有母线测控装置不拆除，禁止其遥控操作功能，仍采集母线的接地开关位置信号，通过103规约网络与相邻边开关测控装置通讯，保证原103规约网络边开关间隔层逻辑闭锁功能的完善；
C、在改造过程中，暂停61850规约智能站控层网络中与母线测控装置相关的间隔层联闭锁功能，依靠站控层的逻辑闭锁功能保证母线隔离开关闭锁功能的完整性；
D、对于各个“线线串”或“线变串”的开关测控装置，依据停电计划按串逐次改造原103规约的测控装置，分别按串逐次用61850规约测控装置替代原103规约的测控装置，改造后的61850规约测控装置接入61850规约网络；
E、“边开关”测控装置与已改造的母线测控装置通过61850规约网络进行通讯，从母线测控获取母线地刀的信息，以保证相关联闭锁逻辑的完整性；
F、“中开关”测控装置与“边开关”装置通过61850规约网络进行通讯，获得相关联的刀闸信号，以保证间隔层联闭锁逻辑的完整性；
G、“线变串”改造，应结合主变各侧同时进行；
H、待全部改造完成后，恢复61850规约智能站控层网络的母线间隔层联闭锁功能，实现全站间隔层联闭锁的完整性；
I、待实现全站间隔层联闭锁的完整性后，拆除原103规约母线测控装置。
其中，所述的“线线串”是指3/2接线模式中，一个完整间隔由两条线路和三个开关组成的间隔。
所述的“线变串”是指3/2接线模式中，一个完整间隔由一条线路、一个主变和三个开关组成的间隔。
所述的间隔层联闭锁功能是指间隔层测控装置操作阶段的安全电气闭锁功能。
所述的站控层逻辑闭锁功能是指监控系统的安全逻辑闭锁功能。
所述的“边开关”是指3/2接线模式中，与母线相连的断路器。
所述的“中开关”是指3/2接线模式中，不与母线相连的断路器。
与现有技术比较，本发明的优点是：
1.采用“先改造母线设备测控装置，再改造线线串或线变串的开关测控装置”的实施步骤，实施“在改造过程中，暂停母线间隔层联闭锁功能，依靠站控层逻辑闭锁功能实现母线隔离开关的逻辑闭锁功能”的防护措施，保证了在改造过程中，未改造的103规约网络监控系统部分和已完成改造的61850规约网络监控系统均具备完整的间隔层联闭锁逻辑；
2.在现有常规变电站的智能化改造过程中，保证了监控系统部分的完整性，确保了变电站的连续安全运行；
3.间隔层测控装置可实现完善的逻辑闭锁，有助于现有常规变电站智能化改造的顺利进行。
附图说明
图1是本发明改造过程过渡方法方框示意图；
图2是本发明站控层改造网路结构示意图；
图3是500kV 3/2接线变电站的一次系统示意图；
图4是本发明母线测控装置改造实施例示意图；
图5是本发明开关测控装置改造实施例示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1中，本技术方案所述的过渡方法，包括103规约网络与61850规约网络的装置切换和功能替代，其特征是所述的过渡方法至少包括下列步骤：
A、先进行两段母线的61850规约测控装置的改造，替代原有母线测控装置，接入61850规约智能站控层网络，实现母线测控的间隔层逻辑闭锁功能，负责母线地刀的遥控操作；
B、原有母线测控装置不拆除，禁止其遥控操作功能，仍采集母线的接地开关位置信号，通过103规约网络与相邻边开关测控装置通讯，保证原103规约网络边开关间隔层逻辑闭锁功能的完善；
C、在改造过程中，暂停61850规约智能站控层网络中与母线测控装置相关的间隔层联闭锁功能，依靠站控层的逻辑闭锁功能保证母线隔离开关闭锁功能的完整性；
D、对于各个“线线串”或“线变串”的开关测控装置，依据停电计划按串逐次改造原103规约的测控装置，分别按串逐次用61850规约测控装置替代原103规约的测控装置，改造后的61850规约测控装置接入61850规约网络；
E、“边开关”测控装置与已改造的母线测控装置通过61850规约网络进行通讯，从母线测控获取母线地刀的信息，以保证相关联闭锁逻辑的完整性；
F、“中开关”测控装置与“边开关”装置通过61850规约网络进行通讯，获得相关联的刀闸信号，以保证间隔层联闭锁逻辑的完整性；
G、“线变串”改造，应结合主变各侧同时进行；
H、待全部改造完成后，恢复61850规约智能站控层网络的母线间隔层联闭锁功能，实现全站间隔层联闭锁的完整性；
I、待实现全站间隔层联闭锁的完整性后，拆除原103规约母线测控装置。
图2中，常规变电站改造过程中，变电站未改造设备和已改造完成的设备均处于运行状态，必须根据一次系统停电计划，各测控装置逐个改造后接入智能化站控层网络（即61850规约网络）。
图中，未改造的测控装置接入微机监控系统的103规约通讯网络，改造后的测控装置接入智能化监控的IEC 61850规约网络。103规约通讯的网络设备和61850规约通讯的网络设备由于通讯规约不一致，相互间无法直接通讯，导致部分有联闭锁关联的测控装置间无法相互交换数据，因此，改造过程中间隔层测控装置无法实现完善的逻辑闭锁。
图3中，给出了常规500kV变电站的3/2接线方式，由图可知，此种接线方式中两组母线之间接有若干串断路器，每一串有3台断路器，中间一台称作联络断路器，每两台之间接入一条回路，共有两条回路。平均每条回路装设一台半（3/2）断路器，故称一台半断路器接线，又称3/2接线。
一台半断路器接线的主要优点：
（1）可靠性高；
（2）运行灵活性好；
（3）操作检修方便。
换句话说，3/2接线方式的最大优点是：两条母线或任一台断路器检修（或故障），该断路器所对应的对外供电线路均不停电，由此提高了供电可靠性。
在一台半断路器接线中，一般应采用交叉配置的原则，即同名回路应接在不同串内，电源回路宜与出线回路配合成串。
由于此种接线方式在高压、超高压变配电系统中最为常见，故本申请以此类接线方式为例，叙述其具体技术方案。
其中，本技术方案所述的“线线串”是指3/2接线模式中，一个完整间隔由两条线路和三个开关组成的间隔，如说明书附图图3中501串、502串和505串；所述的“线变串”是指3/2接线模式中，一个完整间隔由一条线路、一个主变和三个开关组成的间隔，如说明书附图图3中503串和504串。
其所述的“边开关”是指3/2接线模式中，与母线相连的断路器，如说明书附图图3中5011、5013、5021、5023等；所述的“中开关”是指3/2接线模式中，不与母线相连的断路器，如说明书附图图3中5012、5022、5032等。
图4中，本改造过渡方法在改造开始阶段，先改造母线设备测控装置的通信主板并改接智能站控层网络，其具体步骤如下：
首先，将2套61850测控装置接入母线测控屏，替代原2套母线测控装置，接入61850网络，实现母线测控的间隔层逻辑闭锁功能，负责母线地刀的遥控操作；其次，原2套母线测控装置不拆除，禁止其遥控操作功能，仍采集母线的接地开关位置信号，通过103规约与相邻边开关测控装置通讯，保证原103网路边开关间隔层逻辑闭锁功能的完善。
图中采用实线箭头表示原103规约网络的联锁交换信息，测控设备方框中括号内的数字代表不同的规约。
图5中，母线测控改造完成后，按停电计划逐次改造线线串或线变串的开关测控装置，改造后的开关测控装置接入61850网络。边开关测控装置与已改造的母线测控装置通过61850规约进行通讯，从母线测控获取母线地刀的信息，保证了相关联闭锁逻辑的完整；中开关测控装置与边开关装置通过61850规约进行通讯，获得相关联的刀闸信号，保证了间隔层联闭锁逻辑的完整性。
图中采用实线箭头表示原103规约网络的联锁交换信息；用虚线箭头表示61850规约网络的联锁交换信息，其余同图2。
在本技术方案的实施过程中，改造阶段，暂停母线间隔层联闭锁功能，依靠站控层逻辑闭锁功能实现母线隔离开关的逻辑闭锁功能，待全部改造完成后，恢复母线间隔层联闭锁功能，实现全站间隔层联闭锁的完整性。
本发明提出了常规变电站进行智能化改造监控系统改造过程的过渡方法，填补在该技术领域上的空白，保证了在常规变电站智能化改造过程中，未改造的监控系统部分和已完成改造的监控系统均具备完整的间隔层联闭锁逻辑，在现有常规变电站的智能化改造过程中，保证了监控系统部分的完整性和变电站的连续安全运行。
本发明可广泛用于常规变电站的智能化改造领域。

Claims (7)

1.一种常规变电站进行智能化改造监控系统改造过程的过渡方法，包括103规约网络与61850规约网络的装置切换和功能替代，其特征是所述的过渡方法至少包括下列步骤：
A、先进行两段母线的61850规约测控装置的改造，替代原有母线测控装置，接入61850规约智能站控层网络，实现母线测控的间隔层逻辑闭锁功能，负责母线地刀的遥控操作；
B、原有母线测控装置不拆除，禁止其遥控操作功能，仍采集母线的接地开关位置信号，通过103规约网络与相邻边开关测控装置通讯，保证原103规约网络边开关间隔层逻辑闭锁功能的完善；
C、在改造过程中，暂停61850规约智能站控层网络中与母线测控装置相关的间隔层联闭锁功能，依靠站控层的逻辑闭锁功能保证母线隔离开关闭锁功能的完整性；
D、对于各个“线线串”或“线变串”的开关测控装置，依据停电计划按串逐次改造原103规约的测控装置，分别按串逐次用61850规约测控装置替代原103规约的测控装置，改造后的61850规约测控装置接入61850规约网络；
E、“边开关”测控装置与已改造的母线测控装置通过61850规约网络进行通讯，从母线测控获取母线地刀的信息，以保证相关联闭锁逻辑的完整性；
F、“中开关”测控装置与“边开关”装置通过61850规约网络进行通讯，获得相关联的刀闸信号，以保证间隔层联闭锁逻辑的完整性；
G、“线变串”改造，应结合主变各侧同时进行；
H、待全部改造完成后，恢复61850规约智能站控层网络的母线间隔层联闭锁功能，实现全站间隔层联闭锁的完整性；
I、待实现全站间隔层联闭锁的完整性后，拆除原103规约母线测控装置。
2.按照权利要求1所述的常规变电站进行智能化改造监控系统改造过程的过渡方法，其特征是所述的“线线串”是指3/2接线模式中，一个完整间隔由两条线路和三个开关组成的间隔。
3.按照权利要求1所述的常规变电站进行智能化改造监控系统改造过程的过渡方法，其特征是所述的“线变串”是指3/2接线模式中，一个完整间隔由一条线路、一个主变和三个开关组成的间隔。
4.按照权利要求1所述的常规变电站进行智能化改造监控系统改造过程的过渡方法，其特征是所述的间隔层联闭锁功能是指间隔层测控装置操作阶段的安全电气闭锁功能。
5.按照权利要求1所述的常规变电站进行智能化改造监控系统改造过程的过渡方法，其特征是所述的站控层逻辑闭锁功能是指监控系统的安全逻辑闭锁功能。
6.按照权利要求1所述的常规变电站进行智能化改造监控系统改造过程的过渡方法，其特征是所述的“边开关”是指3/2接线模式中，与母线相连的断路器。
7.按照权利要求1所述的常规变电站进行智能化改造监控系统改造过程的过渡方法，其特征是所述的“中开关”是指3/2接线模式中，不与母线相连的断路器。
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