CN104065169A - 一种智能变电站分布式通用虚拟插件系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站分布式通用虚拟插件系统，包括：具备变电站内保护、测量、控制、在线五防闭锁逻辑等功能组态编辑的变电站保护测控逻辑功能组态模块，虚拟插件分布式功能配置模块，和具有标准化网络端口，可按定制需求实现配置虚拟插件功能映射实现的智能变电站通用智能插件模块。本发明可用于智能变电站内，方便的实现单间隔保护测控功能和整个变电站所有保护/测控功能的集中管理，和基于统一智能插件的功能分布配置及其实现，实现装置功能插件接口的统一化和标准化，可有效提升变电站二次设备的智能化水平，减少了设备调试及后期检修、维护成本，提高了变电站运行的安全性和稳定性。

Description

一种智能变电站分布式通用虚拟插件系统

技术领域

本发明涉及一种智能变电站分布式通用虚拟插件系统，属于电力系统智能变电站技术领域。

背景技术

智能变电站是智能电网的重要组成部分，它的建设水平直接关系到发输变配用等多个环节的安全和可靠性。根据IEC 61850变电站通信网络和系统的通信架构，智能变电站内根据设备功能按“过程层”、“间隔层”、“站控层”分为三个层次结构，各层间由网络连接，全站以信息数字化、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。

智能变电站新技术的发展及应用对二次设备的安全性、可靠性、灵活性以及性能指标等提出了更高的要求。网络技术的发展，采样值IEC61850-9-1/9-2规约、变电站事件GOOSE规约、站控层MMS规约的应用，对传统的保护测控、五防联闭锁逻辑等的编辑、生成、端口定义、配置下装等提出了更复杂的功能要求。传统的二次设备按接口功能板件进行功能定义划分，如主DSP板（保护采样接收计算和逻辑功能实现）/GOOSE板（基于GOOSE规约的开关量和保护控制命令下发执行）/COM通讯板（与站内后台或者通讯管理机通讯，实现三遥信号上传功能)等板件功能划分的方式，在变电站网络功能融合如过程层总线网络、SV采样值/GOOSE/站控层MMS三网合一技术应用方式下，上述板件功能和接口固定、难以满足一次设备对二次系统的功能集成和分布配置需要。这种情况下，需将主DSP板/GOOSE板/COM通讯板板件的功能和硬件端口进行合并设计，实现通用的智能插件来满足灵活配置的功能需要。为向下兼容并满足不同现场应用的需要，多块智能插件应该也可以分布式配合工作，组合实现原来保护测控逻辑和接口功能。

因此，需要设计一种智能变电站分布式通用虚拟插件系统，能够基于通用的智能插件,实现保护测控装置功能，及整个变电站所有保护/测控功能的功能分布配置及其实现，提升变电站二次设备的智能化水平，更好地满足智能变电站技术发展的需求。

发明内容

本发明提供了一种智能变电站分布式通用虚拟插件系统，实现装置功能插件接口的统一化和标准化，方便变电站内二次设备逻辑和接口功能的集成或分布配置，提高变电站二次系统功能分布、设备配置的灵活组态，更好地满足一次设备的运行控制需要。

为实现上述发明目的，本发明采取以下的技术方案实现:

一种智能变电站分布式通用虚拟插件系统，包括：

变电站保护测控逻辑功能组态模块：可按整变电站或者单个间隔，进行图形化组态编辑搭建生成智能变电站内一次设备的保护、测量、控制和在线五防的逻辑；

虚拟插件分布式功能配置模块：通过逻辑功能组态配置工具，按设计方案或者现场需求将生成的逻辑按保护、测量、控制、在线五防进行逻辑功能分解，分布式组合配置到一块或者多块虚拟功能插件上，并按虚拟功能插件映射生成相应的逻辑和配置文件；同时，虚拟插件分布式功能配置模块对各虚拟功能插件的采样及数据报文规约进行配置，对虚拟功能插件端口地址、功能和信号收发进行定义；

若干个智能变电站通用智能插件模块：通过功能配置模块下装不同的逻辑和配置文件到相应的通用智能插件模块上，并对各通用智能插件模块的采样及数据报文规约、端口地址、端口功能和信号收发进行定义，使虚拟功能插件和通用智能插件模块一一相对应，然后根据下装的逻辑和配置文件执行相应的保护、测量、控制、在线五防或者各种组合功能。

前述的变电站保护测控逻辑功能组态模块，具备多种标准逻辑和自定义扩展功能模块，可进行积木式图形化组态编辑搭建，模块运算顺序自动排定，编译生成现场需要的单间隔或者跨间隔保护、测量、控制及在线五防闭锁逻辑程序。

前述的标准逻辑模块包括与/或/非门电路模块、加减乘除计算模块。

前述的自定义扩展功能模块包括低压重合闸功能模块、低压备自投功能模块。

前述的虚拟插件分布式功能配置模块支持以下3种模式下的任意功能分布组合配置：

模式1：不需分立配置，则将保护、测量、控制、在线五防集成配置到同一块虚拟插件中；

模式2：需分立配置到单装置中，则将保护、测量、控制、在线五防根据需要分别配置到多块虚拟插件中；

模式3：需分立配置到多个装置中，则将保护、测量、控制、在线五防根据不同装置的需要分别配置到多块虚拟插件中。

前述的智能变电站通用智能插件模块，具有统一、标准化的硬件和端口，它与虚拟插件分布式功能配置模块配置的虚拟插件一一映射对应。

本发明的有益效果在于：本发明可用于变电站内保护、测控、在线五防闭锁功能的独立或者集成配置的自由定制实现，提升变电站二设备的智能化水平，实现装置功能插件接口的统一化和标准化，有效提高了变电站运行的可靠性。本发明为目前智能变电站内二次设备板件功能集成化配置，现场需求灵活多变，以及用户定制功能快速实现的问题提供了一种便捷有效的解决方案。

附图说明

图1为本发明的智能变电站分布式通用虚拟插件系统的功能结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术方案、技术特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，本发明的智能变电站分布式通用虚拟插件系统包括：

变电站保护测控逻辑功能组态模块：具备多种标准逻辑，如与/或/非门电路模块、加减乘除计算模块，以及自定义扩展功能模块，如低压重合闸功能模块、低压备自投功能模块，可进行积木式图形化组态编辑搭建，模块运算顺序自动排定，按整变电站或者单个间隔，进行图形化组态编辑搭建生成现场需要的智能变电站内单间隔或者跨间隔一次设备的保护、测量、控制和在线五防的逻辑。

虚拟插件分布式功能配置模块：通过逻辑功能组态配置工具，按设计方案或者现场需求将生成的逻辑按保护、测量、控制、在线五防进行逻辑功能分解，分布式组合配置到一块或者多块虚拟功能插件上，并按虚拟功能插件映射生成相应的逻辑和配置文件；同时，虚拟插件分布式功能配置模块对各虚拟功能插件的采样及数据报文规约进行配置，对虚拟功能插件的端口地址、功能和信号收发进行定义。

虚拟插件分布式功能配置模块支持以下3种模式下的任意功能分布组合配置：

模式1：不需分立配置，则将保护、测量、控制、在线五防集成配置到同一块虚拟插件中；

模式2：需分立配置到单装置中，则将保护、测量、控制、在线五防根据需要分别配置到多块虚拟插件中；

模式3：需分立配置到多个装置中，则将保护、测量、控制、在线五防根据不同装置的需要分别配置到多块虚拟插件中。

若干个智能变电站通用智能插件模块：具有统一、标准化的硬件和端口，与虚拟插件分布式功能配置模块配置的虚拟插件一一映射对应，通过功能配置模块下装不同的逻辑和配置文件到相应的通用智能插件模块上，并对各通用智能插件模块的采样及数据报文规约、端口地址、端口功能和信号收发进行定义，使虚拟功能插件和通用智能插件模块一一相对应；然后根据下装的逻辑和配置文件执行相应的保护、测量、控制、在线五防或者各种组合功能。

以线路间隔为例，本发明的智能变电站分布式通用虚拟插件系统的实现方法包括步骤主要为:

（1） 保护测控及逻辑组态编辑步骤：

通过变电站保护测控逻辑组态模块编辑实现变电站内跨间隔或单间隔的保护测控功能的逻辑。主要包括线路保护、测控及在线五防逻辑。

（2）虚拟插件分布式功能配置步骤：

根据功能需求，如不需分立配置，则将线路的保护、测量、控制、在线五防功能集成配置到同一块虚拟插件中，如图1中的模式1。

如需分立配置到单装置，则将保护、测量、控制、在线五防根据需要分别配置到多块虚拟插件中。如图1中的模式2，将保护功能配置在一块虚拟插件，将测量，控制，在线五防集中配置到另一块虚拟插件，即该模式2下有2块虚拟插件。实际中，可以根据现场需求，进行多种组合配置方式，使用多块虚拟插件。

如需分立配置到多个装置中，则将保护、测量、控制、在线五防根据不同装置的需要分别配置到多块虚拟插件中。如图1中的模式3，将一台装置所需的保护和测量功能配置到一块虚拟插件中，将另一台装置所需要的保护，控制和在线五防功能配置到另一块虚拟插件中，将第三台装置所需要的保护和在线五防功能配置到再另一块虚拟插件中，即该模式3下有3块虚拟插件。该实施例中，是将每台装置所需的功能配置到一块虚拟插件中，实际中，也可以根据装置需求，每台装置按照各自的需求组合配置到多块虚拟插件中。

分布式配置完成后，按虚拟功能插件映射生成相应的逻辑和配置文件，然后虚拟插件分布式功能配置模块对各虚拟功能插件的采样及数据报文规约进行配置，对虚拟插件的端口地址、功能和信号收发进行定义。

（3）智能变电站通用智能插件映射实现步骤：

根据步骤（2）配置的虚拟插件分布式功能信息，进行虚拟插件功能到实际智能插件模块的映射实现。

I) 对于需集中配置的情况，即对应模式1，则将集中功能的虚拟插件逻辑及配置信息对应下装至单装置、多功能合一的通用智能插件模块，如图1的智能插件模块a中，实现间隔的保护、测量、控制及在线五防功能的单板件集中实现。

II) 对于需分立配置到单装置中的情况，即多虚拟插件的情况，则通用智能插件模块对应的有多个，则将分布配置的虚拟插件逻辑及配置信息对应下装至单装置多插件的通用智能插件模块中，实现间隔的保护测控及在线五防功能的单装置的分布式组合实现。如与图1所示的模式2相对应，通用智能插件模块有2个，将2个虚拟插件逻辑及配置信息对应下装至通用智能插件模块b和通用智能插件模块c中。

III) 对于需分立配置到多个装置中配合实现的情况，也属于多虚拟插件的情况，则通用智能插件模块对应的有多个，则一一对应的，将多块分布配置的虚拟插件逻辑及配置信息对应下装至多个装置的多块通用智能插件模块中，实现间隔的保护测控及在线五防功能的单装置的分布式组合实现。如与图1中的模式3相对应，通用智能插件模块有3个，将3个虚拟插件逻辑及配置信息对应下装至通用智能插件模块d，通用智能插件模块e和通用智能插件模块f中。如果该情况下，每台装置又分布组合配置到多块虚拟插件中，则也要增加相应数量的通用智能插件模块，使每块虚拟插件均与通用智能插件模块一一对应。

下装完成后，对各通用智能插件模块的采样及数据报文规约、端口地址、端口功能和信号收发进行定义，然后根据下装的逻辑和配置文件执行相应的保护、测量、控制、在线五防或者各种组合功能。

本发明可用于智能变电站内，实现单间隔保护测控功能或者整个变电站所有保护/测控功能的集中管理，实现装置功能插件接口的统一化和标准化，有效提升了变电站二设备的智能化水平，减少了设备调试及后期检修、维护成本，提高了变电站运行的安全性和供电可靠性。

上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采取等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能变电站分布式通用虚拟插件系统，其特征在于，包括：

变电站保护测控逻辑功能组态模块：可按整变电站或者单个间隔，进行图形化组态编辑搭建生成智能变电站内一次设备的保护、测量、控制和在线五防的逻辑；

虚拟插件分布式功能配置模块：通过逻辑功能组态配置工具，按设计方案或者现场需求将生成的逻辑按保护、测量、控制、在线五防进行逻辑功能分解，分布式组合配置到一块或者多块虚拟功能插件上，并按虚拟功能插件映射生成相应的逻辑和配置文件；同时，虚拟插件分布式功能配置模块对各虚拟功能插件的采样及数据报文规约进行配置，对虚拟功能插件端口地址、功能和信号收发进行定义；

若干个智能变电站通用智能插件模块：通过功能配置模块下装不同的逻辑和配置文件到相应的通用智能插件模块上，并对各通用智能插件模块的采样及数据报文规约、端口地址、端口功能和信号收发进行定义，使虚拟功能插件和通用智能插件模块一一相对应，然后根据下装的逻辑和配置文件执行相应的保护、测量、控制、在线五防或者各种组合功能。

2.根据权利要求1所述的一种智能变电站分布式通用虚拟插件系统，其特征在于：所述变电站保护测控逻辑功能组态模块，具备多种标准逻辑和自定义扩展功能模块，可进行积木式图形化组态编辑搭建，模块运算顺序自动排定，编译生成现场需要的单间隔或者跨间隔保护、测量、控制及在线五防闭锁逻辑程序。

3.根据权利要求2所述的一种智能变电站分布式通用虚拟插件系统，其特征在于：所述标准逻辑模块包括与/或/非门电路模块、加减乘除计算模块。

4.根据权利要求2所述的一种智能变电站分布式通用虚拟插件系统，其特征在于：所述自定义扩展功能模块包括低压重合闸功能模块、低压备自投功能模块。

5.根据权利要求1所述的一种智能变电站分布式通用虚拟插件系统，其特征在于：所述虚拟插件分布式功能配置模块支持以下3种模式下的任意功能分布组合配置：

模式1：不需分立配置，则将保护、测量、控制、在线五防集成配置到同一块虚拟插件中；

模式2：需分立配置到单装置中，则将保护、测量、控制、在线五防根据需要分别配置到多块虚拟插件中；

模式3：需分立配置到多个装置中，则将保护、测量、控制、在线五防根据不同装置的需要分别配置到多块虚拟插件中。

6.根据权利要求1所述的一种智能变电站分布式通用虚拟插件系统，其特征在于：所述智能变电站通用智能插件模块，具有统一、标准化的硬件和端口，它与虚拟插件分布式功能配置模块配置的虚拟插件一一映射对应。