CN103078399B - 一种智能组件平台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能组件平台,用于对智能变电站在线监测设备进行数据集中,接收站控层的控制命令下发给智能变电站在线监测设备;智能组件平台包括:数据采集模块、信号采集模块、信号控制模块、人机交互模块和实时数据库模块;数据采集模块和信号采集模块与在线监测设备连接,接受在线监测设备上送的数据信息和信号信息;信号控制模块接收站控层的控制命令下发给在线监测设备;人机交互模块配置各项配置参数;实时数据库模块基于共享内存的方式实现,用于汇集共享采集的在线监测设备的数据和信号信息以及站控层的控制命令。提供一种适用于不同类型的智能变电站在线监测设备参量集成的通用平台。

Description

一种智能组件平台
技术领域
本发明涉及电力系统自动化领域,具体涉及一种智能组件平台。
背景技术
在现有的智能变电站中,高压设备智能化大多采用“高压设备+智能组件”的模式,一、二次设备之间的界限定义不再清晰。
智能变电站内在线监测设备的大范围应用,提供了大量不同类型的在线监测参量,这些参量的内容将随着变电站设计结构的不同以及主设备选型的变更而变化。不同电压等级、不同规模的智能变电站对在线监测设备的配置需求有很大差别,而各种在线监测设备在参量的选取、通信协议的选择以及信号响应方式上也各有不同。
现有的智能组件系统往往仅针对一种高压设备,完成对该设备在线监测信息采集及其告警信号的监视;而无法完成在全站范围内灵活选取在线监测参量进行监视的要求。另外,目前智能组件系统中设备的功能较为单一,设备集成度差,造成了大量的硬件资源浪费,不能满足节约高效的智能变电站设计要求。
发明内容
本发明涉及一种智能组件平台,所述智能组件平台用于对智能变电站在线监测设备进行数据集中,接收站控层的控制命令下发给所述智能变电站在线监测设备;
所述智能组件平台包括:数据采集模块、信号采集模块、信号控制模块、人机交互模块和实时数据库模块;
所述数据采集模块和信号采集模块与所述在线监测设备连接,接受所述在线监测设备上送的数据信息和信号信息;
所述信号控制模块接收所述站控层的控制命令下发给所述在线监测设备;
所述人机交互模块与所述数据采集模块、信号采集模块和信号控制模块均分别连接,通过所述人机交互模块分别配置所述数据采集模块、信号采集模块和信号控制模块的数据采集配置参数、信号采集配置参数和控制信号配置参数;
所述实时数据库模块基于共享内存的方式实现,与所述数据采集模块、信号采集模块、信号控制模块和站控层连接,用于汇集共享采集的所述在线监测设备的数据和信号信息以及站控层的控制命令。
本发明提供的第一优选实施例中:所述数据采集模块对AI数据和MU的采样值数据经过数据采集处理后进行接受,所述数据采集模块接受模拟数据或者数字数据,所述数据采集模块接受的所述数据为交流量或者直流量。
本发明提供的第二优选实施例中:所述信号采集模块采集的信号信息包括各种告警信号、开关位置信号和各种监测IED接入的信号;所述监测IED接入的信号包括局放监测IED信号、光纤测温监测IED和油气监测IED;
所述信号采集模块对DI信号以及通过GOOSE机制接收的智能终端和间隔单元的信号信息进行信号采集处理后接收。
本发明提供的第三优选实施例中:人机交互模块包括液晶显示屏,具有友好的人机操作界面,配置所述智能组件平台所需的各个所述配置参数形成配置文件;
所述数据采集配置参数包括数据采集的采样频率、采样来源、通道路数和通道属性;
所述信号采集配置参数包括信号采集的信号路数、信号采集去抖时间和信号来源;
所述控制信号配置参数包括控制信号的控制内容、响应方式和控制展宽时间。
本发明提供的第四优选实施例中:所述配置文件通过工具软件进行修改。
本发明提供的第五优选实施例中:所述智能组件平台还包括61850Server,所述实时数据库中的实时数据通过所述61850Server上传至所述站控层的61850Client,传输过程遵循IEC61850标准;
所述站控层根据需要从所述实时数据库中读取相应数据,站控层的控制命令是通过所述61850Client向所述61850Server下发的。
本发明提供的第六优选实施例中:所述智能组件平台包括事件记录模块;
所述事件记录模块记录各个所述在线监测设备的操作和运行状况并保留记录文件;
所述记录文件的类型包括SOE事件记录、录波文件和日志文件。
本发明提供的第七优选实施例中:所述智能组件平台包括评价管理模块和进程守护管理模块;
所述评价管理模块用于根据所述实时数据库模块中采集的所述在线监测设备的数据和信号信息对所述在线监测设备的情况进行评价;
所述进程守护管理模块用于对所述智能组件平台中运行的进程进行编排、发送和管理。
本发明提供的第八优选实施例中:所述智能组件平台采集数据和信号信息的过程包括:
步骤S1,分别通过GOOSE接收、SV采样值接收和AI/DI输入板数据采集接收数据和信号的信息;
步骤S2,将所述接收到的数据和信号的信息经过AI/DI计算处理写入所述实时数据库模块中;
步骤S3,到达更新时间时所述61850Server读取所述实时数据库模块,周期上送报告到所述站控层61850Client;
步骤S4,所述61850Client接收发送的报告显示AI/DI。
本发明提供的第九优选实施例中:所述智能组件平台下发控制信号的过程包括:
步骤S1′,所述61850Client下发控制命令,所述61850Server接收所述控制命令转换成本地的控制命令;
步骤S2′,将所述控制命令写入所述实时数据库模块的消息队列中;
步骤S3′,按照所述控制命令在所述消息队列中的站号依次读取所述控制命令;
步骤S4′,GOOSE检查所述控制命令中的控制信息是否正确,是,通过GOOSE下发控制命令,否,执行步骤S3′。
本发明提供的一种智能组件平台的有益效果包括:
1、本发明提供的一种智能组件平台,适用于不同类型的智能变电站在线监测设备参量集成的通用平台。
2、平台采用模块化的方式,对智能变电站中各种在线监测参量进行有目的的分类、采集、集成、共享,从而实现了在线监测设备的数据集中,统一了在线监测设备与站控层的通信协议,适应了智能变电站设计要求,减少智能变电站内在线监测设备的数量,增加设备使用的效率,节约智能变电站的设备投资。
3、用于对智能变电站在线监测设备进行数据集中,接收站控层的控制命令下发给智能变电站在线监测设备,该智能组件平台设置人机交互模块,通过人机交互模块设置配置参数,灵活选取参量的来源、个数、属性以及控制方式,达到活选取在线监测设备参量的效果。
附图说明
如图1所示为本发明提供的一种智能组件平台的结构示意图;
如图2所示为本发明提供的一种智能组件平台的实施例的原理结构示意图;
如图3所示为本发明提供的一种智能组件平台采集数据和信号信息的流程图;
如图4所示为本发明提供的一种智能组件平台下发控制信号的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种智能组件平台,用于对智能变电站在线监测设备进行数据集中,同时接收站控层的控制命令下发给智能变电站在线监测设备,该智能组件平台的结构示意图如图1所示,由图1可知,该智能组件平台包括:数据采集模块、信号采集模块、信号控制模块、人机交互模块和实时数据库模块。
数据采集模块和信号采集模块与智能变电站在线监测设备连接,接受该在线监测设备上送的数据信息和信号信息。
信号控制模块接收站控层的控制命令下发给在线监测设备。
人机交互模块与数据采集模块、信号采集模块和信号控制模块均分别连接,通过该人机交互模块可以分别配置该数据采集模块、信号采集模块和信号控制模块的数据采集配置参数、信号采集配置参数和控制信号配置参数。
实时数据库模块基于共享内存的方式实现,与数据采集模块、信号采集模块、信号控制模块和站控层连接,用于汇集共享采集的在线监测设备的数据和信号信息以及站控层的控制命令。
如图2所示为本发明提供的一种智能组件平台的实施例的结构示意图,由图2可知,数据采集模块对模拟量输入(AI,Analogy Input)数据和合并单元(MU,Merging Unit)的采样值(SV,Sampled Value)数据经过数据采集处理后进行接受,该数据采集模块既可以接受模拟数据,也可接入数字数据,接受的数据可以是交流量,也可以是直流量。
信号采集模块接受的信号信息包括各种告警信号、开关位置信号和各种监测智能电子设备(IED,Intelligent Electronic Device)接入的信号,由图4可知,信号采集模块对数字量输入(DI,Digital Input)信号以及通过面向对象变电站通用事件(GOOSE,Generic ObjectOriented Substation Event)机制接收的智能终端和间隔单元的信号信息进行信号采集处理后接受,同时该信号采集模块还接收各种监测IED接入的信号,监测IED接入的信号包括局放监测IED信号、光纤测温监测IED和油气监测IED等。
人机交互模块包括液晶显示屏,具有友好的人机操作界面,可以方便的配置平台所需的各项配置参数,形成配置文件,其中,数据采集配置参数包括数据采集的采样频率、采样来源、通道路数和通道属性;信号采集配置参数包括信号采集的信号路数、信号采集去抖时间和信号来源;控制信号配置参数包括控制信号的控制内容、响应方式和控制展宽时间。
配置文件也可以通过专用工具软件进行修改。
本发明提供的一种智能组件平台还包括61850Server(服务器),实时数据库中的实时数据可以通过该61850Server上传至站控层的61850Client(客户端),传输过程遵循IEC61850标准。站控层也可以根据需要从实时数据库中读取相应数据,站控层的控制命令也是通过61850Client向61850Server下发的。
优选的,本发明提供的一种智能组件平台还可以包括事件记录模块、评价管理模块和进程守护管理模块。
事件记录模块记录各个在线监测设备的操作和运行状况并保留记录文件,该记录文件的类型包括SOE(Sequence Of Event,事件顺序记录系统)事件记录、录波文件和日志文件,保证对平台控制范围内所有发生时间的可追溯性。
评价管理模块用于根据实时数据库模块中采集的在线监测设备的数据和信号信息对该在线监测设备的情况进行评价。
进程守护管理模块用于对智能组件平台中运行的进程进行编排、发送和管理。
如图3所示为本发明提供的智能组件平台采集数据和信号信息的流程图,由图2可知,智能组件平台采集数据和信号信息的过程包括:
步骤S1,分别通过GOOSE接收、SV采样值接收和AI/DI输入板数据采集接收数据和信号的信息。
步骤S2,将接收到的数据和信号的信息经过AI/DI计算处理写入实时数据库模块中。
步骤S3,到达更新时间时61850Server读取实时数据库模块,周期上送报告到站控层61850Client。
步骤S4,61850Client接收发送的报告显示AI/DI。
如图4所示为本发明提供的智能组件平台下发控制信号的流程图,由图2可知,智能组件平台下发控制信号的过程包括:
步骤S1′,61850Client下发控制命令,61850Server接收该控制命令转换成本地的控制命令。
步骤S2′,将该控制命令写入实时数据库模块的消息队列中。
步骤S3′,按照控制命令在消息队列中的站号依次读取控制命令。
步骤S4′,GOOSE检查控制命令中的控制信息是否正确,是,通过GOOSE下发控制命令,否,执行步骤S3′。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种智能组件平台,其特征在于,所述智能组件平台用于对智能变电站在线监测设备进行数据集中,接收站控层的控制命令下发给所述智能变电站在线监测设备;
所述智能组件平台包括:数据采集模块、信号采集模块、信号控制模块、人机交互模块和实时数据库模块;
所述数据采集模块和信号采集模块与所述在线监测设备连接,接受所述在线监测设备上送的数据信息和信号信息;
所述信号控制模块接收所述站控层的控制命令下发给所述在线监测设备;
所述人机交互模块与所述数据采集模块、信号采集模块和信号控制模块均分别连接,通过所述人机交互模块分别配置所述数据采集模块、信号采集模块和信号控制模块的数据采集模块配置参数、信号采集模块配置参数和信号控制模块配置参数;
所述实时数据库模块基于共享内存的方式实现,与所述数据采集模块、信号采集模块、信号控制模块和站控层连接,用于汇集共享采集的所述在线监测设备的数据和信号信息以及站控层的控制命令;
所述智能组件平台还包括61850服务器,所述实时数据库模块中的实时数据通过所述61850服务器上传至所述站控层的61850客户端,传输过程遵循IEC61850标准;
所述站控层根据需要从所述实时数据库中读取相应数据,站控层的控制命令是通过所述61850客户端向所述61850服务器下发的;
所述智能组件平台采集数据和信号信息的过程包括:
步骤S1,分别通过GOOSE接收、SV采样值接收和模拟量或开入量输入板数据采集接收数据和信号的信息;
步骤S2,将所述接收到的数据和信号的信息经过模拟量或开入量计算处理写入所述实时数据库模块中;
步骤S3,到达更新时间时所述61850服务器读取所述实时数据库模块,周期上送报告到所述站控层61850客户端;
步骤S4,所述61850客户端接收发送的报告显示模拟量或开入量。
2.如权利要求1所述的智能组件平台,其特征在于,所述数据采集模块对模拟量数据和合并单元的采样值数据经过数据采集处理后进行接受,所述数据采集模块接受模拟数据或者数字数据,所述数据采集模块接受的所述数据为交流量或者直流量。
3.如权利要求1所述的智能组件平台,其特征在于,所述信号采集模块接受的信号信息包括各种告警信号、开关位置信号和各种监测IED接入的信号;所述监测IED接入的信号包括局放监测IED信号、光纤测温监测IED和油气监测IED;
所述信号采集模块对开入量信号以及通过GOOSE机制接收的智能终端和间隔单元的信号信息进行信号采集处理后接受。
4.如权利要求1所述的智能组件平台,其特征在于,人机交互模块包括液晶显示屏,具有友好的人机操作界面,配置所述智能组件平台所需的各个所述配置参数形成配置文件;
所述数据采集模块配置参数包括数据采集的采样频率、采样来源、通道路数和通道属性;
所述信号采集模块配置参数包括信号采集的信号路数、信号采集去抖时间和信号来源;
所述信号控制模块配置参数包括控制信号的控制内容、响应方式和控制展宽时间。
5.如权利要求4所述的智能组件平台,其特征在于,所述配置文件通过工具软件进行修改。
6.如权利要求1所述的智能组件平台,其特征在于,所述智能组件平台包括事件记录模块;
所述事件记录模块记录各个所述在线监测设备的操作和运行状况并保留记录文件;
所述记录文件的类型包括事件顺序记录文件、录波文件和日志文件。
7.如权利要求1所述的智能组件平台,其特征在于,所述智能组件平台包括评价管理模块和进程守护管理模块;
所述评价管理模块用于根据所述实时数据库模块中采集的所述在线监测设备的数据和信号信息对所述在线监测设备的情况进行评价;
所述进程守护管理模块用于对所述智能组件平台中运行的进程进行编排、发送和管理。
8.如权利要求1所述的智能组件平台,其特征在于,所述智能组件平台下发控制信号的过程包括:
步骤S1',所述61850客户端下发控制命令,所述61850服务器接收所述控制命令转换成本地的控制命令;
步骤S2',将所述控制命令写入所述实时数据库模块的消息队列中;
步骤S3',按照所述控制命令在所述消息队列中的站号依次读取所述控制命令;
步骤S4',GOOSE检查所述控制命令中的控制信息是否正确,是,通过GOOSE下发控制命令,否,执行步骤S3'。
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