CN103872638A - 一种在变电站内实现站域集中式保护测控装置的方法 - Google Patents
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Abstract
一种在变电站内实现站域集中式保护测控装置的方法，本发明包括以下步骤：(1)获取被保护变电站的一次接线图，将被保护区域中的物理设备分成多个逻辑设备；(2)分别测量单一逻辑设备运行时，逻辑处理单元CPU的负荷率；(3)按照相似设备统一分配的原则,并综合考虑逻辑处理单元CPU的处理能力，将逻辑设备分组；等等。本发明提供了一种在变电站内实现站域集中式保护测控装置的方法，该方法依存于现有的通讯技术、网络技术以及数字化变电站技术，实现了针对单个变电站各电气设备实现保护与控制功能，同时基于该实时数据处理平台，为功能方面的进一步扩展提供了基础。
Description
技术领域
本发明属于电力系统中继电保护领域，特别是站域集中式保护控制方法。
背景技术
目前变电站的保护大多是分散式元件保护，但这种类型的保护利用的信息有限，为了满足电力系统继电保护四性的要求，往往需要多台保护装置相互配合，从而存在着装置多、系统复杂、信息少判据复杂、定值整定配合困难、当主保护拒动时后备保护动作时间过长，从而造成运行维护量大、停电时间长、价格高等一系列问题。基于IEC61850的站域集中式保护测控装置，能通过IEEE-1588网络同步技术，采用IEC61850协议，经1Gbit/s光纤网络，实现全站数据同步采样，统一处理，完成全站集线路、母线、变压器于一体的集中式保护。由于信息全面，因而能非常方便的实现保护之间的相互配合，提高继电保护的可靠性、选择性、快速性和灵敏性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在变电站内实现站域集中式保护测控装置的方法。该方法根据变电站一次系统拓扑结构，将全站的被保护设备分成多个逻辑设备，综合考虑逻辑设备运算量以及CPU的处理能力，按照相似逻辑设备统一分配的原则，将各逻辑设备分配给逻辑处理CPU。逻辑处理CPU根据同步的采样数据，进行相关运算与逻辑判断，并通过逻辑判断的结果控制相关断路器的动作行为。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种在变电站内实现站域集中式保护测控装置的方法。对应的装置主要由4个部分组成：采样与出口CPU、逻辑处理CPU、通讯CPU以及千兆内部交换机。其中，采样与出口CPU主要负责IEC618509-2报文的接收、解码与重采样（将80点的采样数据重采样为24点的采样数据），以及GOOSE报文的收发与编解码工作。逻辑处理CPU主要按照预先分配的任务完成相应的数据处理与逻辑判断，并给出相应短路器的动作命令。通讯CPU主要实现装置与后台管理系统的通讯。千兆内部交换机主要实现采样与出口CPU、逻辑处理CPU以及通讯CPU之间的相互通讯。该方法根据变电站一次系统拓扑结构，将全站的被保护设备分成多个逻辑设备，综合考虑逻辑设备运算量以及CPU的处理能力，按照相似逻辑设备统一分配的原则，将各逻辑设备分配给逻辑处理CPU。逻辑处理CPU根据同步的采样数据，进行相关运算与逻辑判断，并通过逻辑判断的结果控制相关断路器的动作行为。该方法可广泛使用于不同变电站系统。该方法的实现步骤，其特征在于：还包括以下步骤：
(1).获取被保护变电站的一次接线图，将被保护区域中的物理设备分成多个逻辑设备。例 如线路保护、变压器保护等；
(2).分别测量单一逻辑设备运行时，逻辑处理单元CPU的负荷率。例如单一低压线路保护逻辑设备运行时，逻辑处理单元CPU负荷率为5.8%；
(3).按照相似设备统一分配的原则,并综合考虑逻辑处理单元CPU的处理能力，将逻辑设备分组。例如，35kV线路保护与10kV线路保护均对应低压线路保护逻辑设备，如果站内两种线路之和在12条以内（按照单条线路5.8%的CPU负荷率计算，并保留30%的CPU裕度），就可以将对应35kV线路保护与10kV线路保护的逻辑设备全部分配给一个逻辑处理CPU，如果超过12条，则需要将其中12条线路分配给一个逻辑处理CPU，剩下再按相同的原则分配给其它逻辑CPU或与其它类型的逻辑设备共享一个逻辑处理CPU；
(4).参考逻辑设备的分组，将需要接受的IEC618509-2报文以及GOOSE报文分组，分配给采样与出口CPU。例如对应处理低压线路保护的逻辑处理CPU，将该组线路PT、CT所对应的IEC618509-2报文、开关位置所对应的GOOSE报文分配给一个采样与出口CPU，并保证相同报文接收处理只出现在一个采样与出口CPU（避免CPU浪费）。
(5).采样与出口CPU按照分组实现电气量的预处理，包括报文解析、数据重采样等；
(6).逻辑处理CPU从内部交换机获取采样与出口CPU预处理之后的数据，进行数据处理与逻辑判断，并向采样与出口CPU发送控制命令；
(7).采样与出口CPU将控制命令编码成GOOSE报文，并发送到过程层网络上。
本发明的优点和有益效果为：本发明提供了一种在变电站内实现站域集中式保护测控装置的方法，该方法依存于现有的通讯技术、网络技术以及数字化变电站技术，实现了针对单个变电站各电气设备实现保护与控制功能，同时基于该实时数据处理平台，为功能方面的进一步扩展提供了基础。
附图说明
图1为该方法实现流程图；
图2为云南大理巍山变的一次接线图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
如图1，对应的装置主要由4个部分组成：采样与出口CPU、逻辑处理CPU、通讯CPU以及千兆内部交换机。其中，采样与出口CPU主要负责IEC618509-2报文的接收、解码与重采样（将80点的采样数据重采样为24点的采样数据），以及GOOSE报文的收发与编解码工作。逻辑处理CPU主要按照预先分配的任务完成相应的数据处理与逻辑判断，并给出相应短路器的动作命令。通讯CPU主要实现装置与后台管理系统的通讯。千 兆内部交换机主要实现采样与出口CPU、逻辑处理CPU以及通讯CPU之间的相互通讯。该方法根据变电站一次系统拓扑结构，将全站的被保护设备分成多个逻辑设备，综合考虑逻辑设备运算量以及CPU的处理能力，按照相似逻辑设备统一分配的原则，将各逻辑设备分配给逻辑处理CPU。逻辑处理CPU根据同步的采样数据，进行相关运算与逻辑判断，并通过逻辑判断的结果控制相关断路器的动作行为。该方法可广泛使用于不同变电站系统。本发明根据变电站一次系统拓扑结构，将全站的被保护设备分成多个逻辑设备，综合考虑逻辑设备运算量以及CPU的处理能力，按照相似逻辑设备统一分配的原则，将各逻辑设备分配给逻辑处理CPU。逻辑处理CPU根据同步的采样数据，进行相关运算与逻辑判断，并通过逻辑判断的结果控制相关断路器的动作行为。该方法可广泛使用于不同规模的变电站的站域集中式保护控制系统。
本发明包括以下步骤：
(1).获取被保护变电站的一次接线图，将被保护区域中的物理设备分成多个逻辑设备；
(2).分别测量单一逻辑设备运行时，逻辑处理单元CPU的负荷率；(3).按照相似设备统一分配的原则,并综合考虑逻辑处理单元CPU的处理能力，将逻辑设备分组；
(4).参考逻辑设备的分组，将需要接受的IEC618509-2报文以及GOOSE报文分组，分配给采样与出口CPU；
(5).采样与出口CPU按照分组实现电气量的预处理，包括报文解析、数据重采样等；
(6).逻辑处理CPU从内部交换机获取采样与出口CPU预处理之后的数据，进行数据处理与逻辑判断，并向采样与出口CPU发送控制命令；
(7).采样与出口CPU将控制命令编码成GOOSE报文，并发送到过程层网络上。
图2为云南大理巍山变的一次接线图。根据该一次接线图，可以将被保护区域的物理设备分成2条110kV线路、2台110kV变压器组、4条35kV线路、10条10kV线路，3条母线总共21个逻辑设备。针对每一个逻辑设备，都应配置相对应的保护功能。测量各个逻辑设备单独运行时的CPU负荷，例如单一低压线路保护逻辑设备运行时，逻辑处理单元CPU负荷率为5.8%。按照相似设备统一分配的原则,并综合考虑逻辑处理单元CPU的处理能力，将逻辑设备分组。例如，35kV线路保护与10kV线路保护均对应低压线路保护逻辑设备，如果站内两种线路之和在12条以内（按照单条线路5.8%的CPU负荷率计算，并保留30%的CPU裕度），就可以将对应35kV线路保护与10kV线路保护的逻辑设备全部分配给一个逻辑处理CPU，如果超过12条，则需要将其中12条线路分配给一个逻辑处理CPU，剩下再按相同的原则分配给其它逻辑CPU或与其它类型的逻辑设备共享一个逻辑处理CPU，根据本例实际情况，将2条110kV线路与4条35kV线路由一个 逻辑处理单元进行处理，将10条10kV线路由另一个逻辑处理单元处理，将2台变压器单独由一个逻辑处理单元进行处理。对应3个逻辑处理单元，设置三个采样与出口CPU与之一一对应，分别接收和发送各逻辑处理单元所对应的SV与GOOSE报文。
Claims (1)
1.一种在变电站内实现站域集中式保护测控装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）获取被保护变电站的一次接线图，将被保护区域中的物理设备分成多个逻辑设备；
2）分别测量单一逻辑设备运行时，逻辑处理单元CPU的负荷率；
3）按照相似设备统一分配的原则,并综合考虑逻辑处理单元CPU的处理能力，将逻辑设备分组；
4）参考逻辑设备的分组，将需要接受的IEC618509-2报文以及GOOSE报文分组，分配给采样与出口CPU；
5）采样与出口CPU按照分组实现电气量的预处理，包括报文解析、数据重采样等；
6）逻辑处理CPU从内部交换机获取采样与出口CPU预处理之后的数据，进行数据处理与逻辑判断，并向采样与出口CPU发送控制命令；
7）采样与出口CPU将控制命令编码成GOOSE报文，并发送到过程层网络上。
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