CN104242447A - 智能变电站的一体化测控装置和系统 - Google Patents

智能变电站的一体化测控装置和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104242447A
CN104242447A CN201410364501.8A CN201410364501A CN104242447A CN 104242447 A CN104242447 A CN 104242447A CN 201410364501 A CN201410364501 A CN 201410364501A CN 104242447 A CN104242447 A CN 104242447A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
module
intelligent
data
observing
Prior art date
Application number
CN201410364501.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104242447B (zh
Inventor
胡荣
陶文伟
张喜铭
周华锋
李金�
顾慧杰
樊腾飞
何锡祺
熊慕文
陈桂友
陈玉林
王建东
陈宇恩
谢晓冬
黎强
江浩
周俊峰
Original Assignee
中国南方电网有限责任公司
南京南瑞继保电气有限公司
北京四方继保自动化股份有限公司
长园深瑞继保自动化有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to CN2013107263605 priority Critical
Priority to CN201310726360.5A priority patent/CN103744417A/zh
Priority to CN201310726360.5 priority
Application filed by 中国南方电网有限责任公司, 南京南瑞继保电气有限公司, 北京四方继保自动化股份有限公司, 长园深瑞继保自动化有限公司 filed Critical 中国南方电网有限责任公司
Priority to CN201410364501.8A priority patent/CN104242447B/zh
Publication of CN104242447A publication Critical patent/CN104242447A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104242447B publication Critical patent/CN104242447B/zh

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/7838
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/16Electric power substations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/124Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wired telecommunication networks or data transmission busses

Abstract

本发明公开了一种智能变电站的一体化测控装置和系统,设有可提供各模块数据交换的智能管理器,实现测控功能,动态、暂态数据监测以及网络报文分析功能,过程层功能,液晶面板管理功能,各个电路在智能管理器的控制下协同工作完成各项功能,减少了二次设备的占地面积,提高了变电站二次设备的集成度,简化了维护管理的工作量,提高维护管理效率,同时可为电力自动化系统提供统一的稳态、动态、暂态、过程层报文,集成稳态、动态、暂态数据监测、集成网络报文分析功能。

Description

智能变电站的一体化测控装置和系统
技术领域
[0001] 本发明涉及智能电网技术领域,特别是涉及一种智能变电站的一体化测控装置和 系统。
背景技术
[0002] 智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基 础,将现代先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网 高度集成而形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力 供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、适应电力市场化发展等为目的,实现对用 户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。
[0003] 智能变电站是智能电网的重要组成部分,采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能 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的变电站。
[0004] 现有技术的智能变电站测控装置的服务对象是单个间隔,功能单一,测控装置工 程维护工作量大。在保测一体化装置存在争议的情况下,维持测控装置的独立性,顺应智能 电网发展方向,将测控装置向多间隔化和多功能化发展的方式已经成为一种趋势。另外, 随着电子信息技术及网络化的发展,作为独立化存在测控装置集成多种应用功能已成为可 能,如集成三态数据监测、集成录波和网络报文分析等,将大大减轻测控装置工程维护工作 量,提高维护管理效率。
发明内容
[0005] 基于上述情况,本发明提出了一种智能变电站的一体化测控装置和系统,以提高 变电站二次设备的集成度,减少测控装置工程维护工作量。为此,采用的技术方案如下。
[0006] -种智能变电站的一体化测控装置,设有测控功能电路,动态、暂态数据监测以及 网络报文分析的多功能电路,过程层功能电路和用于数据交换的智能管理器;
[0007] 所述智能管理器连接测控功能电路,动态、暂态数据监测以及网络报文分析的多 功能电路和过程层功能电路;
[0008] 所述过程层功能电路处理常规互感器的交流采样和具有电子式互感器的数字采 样,进行常规继电器控制的输入和输出,进行基于面向通用对象的变电站事件GOOSE的数 字化输入和输出;
[0009] 所述智能管理器负责对时,与测控功能电路,动态、暂态数据监测以及网络报文分 析的多功能电路和过程层功能电路之间的通信;
[0010] 所述测控功能电路由智能管理器上取得原始采样数据并进行计算;
[0011] 所述动态、暂态数据监测以及网络报文分析的多功能电路用于完成动态数据、暂 态录波数据、网络报文分析的工作,再传输到用户电脑上,同时通过智能管理器传输到液晶 面板管理电路提供数据显示。
[0012] 一种智能变电站的一体化测控系统,设有设置在测控功能电路中的测控功能模 块,设置在动态、暂态数据监测以及网络报文分析的多功能电路中的同步相量测量模块、暂 态扰动监测模块,设置在液晶面板管理电路中的液晶面板管理模块,设置在过程层管理电 路中的过程层功能模块和智能管理器模块;所述测控功能模块、同步相量测量模块、暂态扰 动监测模块、液晶面板管理模块和过程层功能模块通过智能管理器模块实现相互通信;
[0013] 所述测控功能模块接收到智能管理器模块传输过来的原始采样数据后,进行测量 和控制方面的处理;
[0014] 所述同步相量测量模块接收过程层功能模块上送的原始采样数据,利用GPS卫星 同步时钟实现对电网母线电压和线路电流相量的同步测量,通过通信系统传送到电网的控 制中心或保护、控制器中,用于实现全网运行监测控制或实现区域保护和控制;
[0015] 所述暂态扰动监测模块接收过程层功能电路上送的原始采样数据,进行暂态扰动 监测的计算并将结果通过智能管理器模块传输到液晶面板管理模块进行实时显示;
[0016] 所述液晶面板管理模块接收智能管理器模块发来的数据并通过液晶显示器进行 实时显示;
[0017] 所述过程层功能模块从变电站电压、电流互感器获取电压、电流原始采样值,从变 电站的开关设备获得开入量的采样值,获取的电压、电流及开入量的采样值后将这些原始 采样数据传送给智能管理器模块;
[0018] 所述智能管理器模块收到过程层功能模块发送来的原始采样数据后将这些原始 数据分别传输到测控功能模块、同步相量测量功能模块以及暂态扰动监测功能模块;同时 将测控功能模块、同步相量测量功能模块以及暂态扰动监测功能模块发送来的结果传输到 液晶面板管理模块进行实时显示。
[0019] 与现有技术相比,本发明的智能变电站的一体化测控装置和系统设有可提供各模 块数据交换的智能管理器,实现测控功能,动态、暂态数据监测以及网络报文分析功能,过 程层功能,液晶面板管理功能,各个电路在智能管理器的控制下协同工作完成各项功能,减 少了二次设备的占地面积,提高了变电站二次设备的集成度,简化了维护管理的工作量,提 高维护管理效率,同时可为电力自动化系统提供统一的稳态、动态、暂态、过程层报文,集 成稳态、动态、暂态数据监测、集成网络报文分析功能。
附图说明
[0020] 图1是本发明智能变电站的一体化测控装置中过程层功能电路的结构示意图;
[0021] 图2是本发明智能变电站的一体化测控装置中液晶面板管理电路的结构示意图;
[0022] 图3是本发明智能变电站的一体化测控装置中测控功能电路的结构示意图。
[0023] 图4是本发明智能变电站的一体化测控装置中多功能电路的结构示意图;
[0024] 图5是本发明智能变电站的一体化测控系统的结构示意图。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。本发明的智能变电站的一体 化测控装置(装置),设有测控功能电路,动态、暂态数据监测以及网络报文分析的多功能 电路(多功能电路),过程层功能电路,液晶面板管理电路,用于数据交换的智能管理器。智 能管理器连接测控功能电路、多功能电路、过程层功能电路和液晶面板管理电路。测控功能 电路、多功能电路、过程层功能电路和液晶面板管理电路分别以板卡的结构独立设置,以保 证各电路的功能实现的安全性。
[0026] 如图1所示,过程层功能电路设有第一 CPU (图中的PowerPC),第一 CPU连接有 内存芯片;第一 CPU连接有闪存FLASH (Flash EEPROM Memory) :FLASH的一部分用于存放 操作系统和应用系统,另一部分用于存放记录文件;第一 CPU连接有时钟电路和无盘启动 (B00TR0M)插座;第一 CPU连接有两片模拟信号转换为数字信号的(A/D)芯片,支持A/D采 样,采集变电站电压和电流数据;第一 CPU经以太网PHY网卡连接调试网口;第一 CPU通过 第一现场可编程门阵列FPGA连接8个介质访问控制层(MAC)接口,支持8对光口(8收8 发),第一 FPGA还连接两路光串口校时输入,支持光B码或者光秒脉冲;第一 FPGA连接有 FPGA配置芯片。过程层功能电路经第一 FPGA与板卡的输入输出10总线、数据总线、校时总 线、秒脉冲输出口连接。
[0027] 过程层功能电路通过模拟信号转换为数字信号的电路(A/D芯片)采集到的变电 站电气量、运行设备的状态参数、操作控制执行与驱动的数据后,送入第一 CPU,第一 CPU将 采集到的变电站电气量、运行设备的状态参数、操作控制执行与驱动的数据通过智能管理 器,上送至测控功能电路与多功能电路,测控功能电路与多功能电路将计算出的电力系统 四遥数据、动态数据、暂态录波数据、网络报文分析结果据通过网络传输给变电站的站控层 系统。
[0028] 过程层功能电路处理常规互感器的交流采样和具有电子式互感器的数字采 样,可以进行常规继电器控制的输入和输出,可以进行基于面向通用对象的变电站事件 GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event)的数字化输入和输出。
[0029] 如图2所示,液晶面板管理电路设有第二CPU,第二CPU连接有同步动态随机存储 器SDRAM,还连接有闪存FLASH和时钟电路;第二CPU连接有一个薄膜场效应晶体管TFT、按 键和网络控制器,网络控制器连接交换芯片,交换芯片连接调试网口、网口 1、网口 2和网口 3。液晶面板管理电路经网口 1、网口 2和网口 3与板卡的总线板连接。
[0030] 液晶面板管理电路负责完成人机交互,将用户命令通过智能管理器下发到各个电 路。使用者通过安装在操作面板上按键下达控制指令,通过智能管理器下发给测控功能电 路、多功能电路、过程层功能电路。
[0031] 智能管理器采用高速现场可编程门阵列FPGA,FPGA负责智能管理器对时和测控 功能电路、多功能电路、过程层功能电路和液晶面板管理电路之间的通信功能。智能管理器 内设有智能管理系统,采用电路化架构,按实现的功能作为电路形式出现,相互独立,接口 明确,高内聚、低耦合,智能管理系统实现的功能作为电路包括:管理总线电路、数据总线电 路、对时总线电路。
[0032] 如图3所示,测控功能电路设有第三CPU,第三CPU连接有内存芯片;第三CPU连接 有闪存FLASH、时钟电路和B00TR0M插座,FLASH用于存放操作系统、应用系统和FPGA配置 系统;第三CPU经以太网PHY网卡连接光/电接口(光/电口)和调试接口或电接口(调 试口或电口),第三CPU连接串口、校时接口和外存储卡;第三CPU经第三FPGA与板卡的10 总线、校时总线连接,实现测控功能电路与输入/输出控制总线和对时总线连接。第三CPU 经板卡的三个介质访问控制层MAC、以太网PHY网卡分别连接对外光/电接口或对外数据总 线和2个对外光/电接口。
[0033] 测控功能电路由智能管理器控制的数据总线、10总线上取得原始采样数据,通 过FPGA芯片将数据传送给第三CPU(对应图4中的增强型精简指令集的性能优化芯片 (PowerPC)),由第三CPU进行计算,再将计算结果通过MAC及串口传输给液晶面板管理电路 供用户使用。
[0034] 测控功能电路依据变电站实际工况自由配置、投退。用户可以通过输入设备(安 装在操作面板上按键)来操作智能管理器,设置测控功能电路在装置内是否使能,从而改 变装置的运行方式。
[0035] 如图4所示,多功能电路设有第四CPU,第四CPU连接有内存芯片、闪存FLASH、时 钟电路和B00TR0M插座,FLASH用于存放操作系统、应用系统、FPGA配置系统和数据存储设 备Compact Flash(CF)卡;第四CPU经以太网PHY网卡连接光/电接口(光/电口)和调 试接口或电接口(调试口或电口),第四CPU连接串口、两路校时接口。第四CPU可通过校 时接口接收对时信号,也可用第2、3网口进行IEEE1588网络对时。第四CPU经第四FPGA 与板卡的输入输出10总线、数据总线、校时总线、FPGA配置芯片连接。第四CPU经板卡的 三个介质访问控制层MAC、以太网PHY网卡分别连接3个对外光/电接口。
[0036] 多功能电路完成动态数据、暂态录波数据、网络报文分析的相关工作,再通过本电 路上的网卡传输到用户电脑上,同时通过智能管理器传输到液晶面板管理电路提供数据显 /_J、1 〇
[0037] 多功能电路可依据变电站实际工况自由配置、投退。用户可以通过操作智能管理 器,设置多功能电路在装置内是否使能,从而改变装置的运行方式。
[0038] 多功能电路具有的网络报文分析功能录取本间隔的采样值SV (Sampled Value)报 文、GOOSE报文等过程层。采用实时记录、滚动存储的方式保存采集到的报文,用户可以通 过IEC61850协议,调取报文进行高级应用和深入分析。
[0039] 根据变电站自动化的应用需求,本实施例的智能变电站的一体化测控装置,采用 以下配置:
[0040] 半层4U插箱结构,共有5个槽位,从右至左编号依次为1号槽、2号槽、3号槽、4号 槽、5号槽,共插入4块板件,如表1所示:
[0041]
Figure CN104242447AD00081
[0042] 液晶面板管理电路安装在装置前面板上,智能管理器安装在装置背板上,电源电 路支持交流或直流220V输入装置供电。电源电路是独立的插件,其特点是可为装置里其他 板件或负载进行供电,保证这些电子器件的正常工作。
[0043] 装置采集电气量信号,测量计算各电气量的有效值、谐波畸变率,并计算功率、功 率因素、频率、相位等。可采集遥信信号,可控制操作多路对象,控制操作可经过防误闭锁, 防误闭锁逻辑可以组态。支持变压器档位遥控。支持同步相量、故障录波、报文分析功能。
[0044] 如图5所示,本发明的智能变电站的一体化测控系统,包括设置在测控功能电路 中的测控功能模块、设置在多功能电路中的同步相量测量模块、暂态扰动监测模块、液晶面 板管理电路中的液晶面板管理模块、过程层管理电路中过程层功能模块以及智能管理器模 块,所述测控功能模块、同步相量测量模块、暂态扰动监测模块、液晶面板管理模块和过程 层功能模块通过智能管理器模块实现相互通信。
[0045] 过程层功能模块位于过程层管理电路中,对于传统交流回路接入时,主要负责将 强电压、电流量转换成相应的弱电电压信号后,由过程层功能电路板的A/D芯片转换后发 送至过程层功能电路板上第一 CPU,形成可供其他功能模块使用的原始采样值;如果采用 数字化方式采样,SV、GOOSE报文经过程层管理电路上的以太网接口直接进入本电路板上 CPU,经过对其报文的解析得到实际的原始采样值,过程层功能模块使用插值算法来达到数 据同步的目的。
[0046] 过程层功能模块从变电站电压、电流互感器获取电压、电流原始采样值,从变电站 的开关设备获得开入量的采样值,将获取的电压、电流及开入量的采样值后将这些原始采 样数据传送给智能管理器模块,智能管理器模块收到数据后将这些原始采样数据分别传输 到测控功能模块、同步相量测量功能模块以及暂态扰动监测功能模块,供这些功能模块实 施告警应用。
[0047] 测控功能模块接收到智能管理器模块传输过来的原始采样数据后,进行测量和控 制方面的处理。其电气量的测量结果采用以下计算公式计算得到:
[0048] 周期的电流、电压信号可表示为:
[0049]
Figure CN104242447AD00091
[0050] 式中,为周期函数的角频率% = 2 π /T ;k为谐波次数,C0为直流分量;由此 可以计算出相关信号第k次谐波幅值、相角、有效值。
Figure CN104242447AD00092
[0051]
[0052] > 〇)
[0053]
[0054] 测控功能模块通过上式将智能管理器模块发送的交流信号进行分解,可以计算电 压、电流信号各次谐波及总的有效值和功率、功率因素。测控功能模块将计算出的测量结果 经由智能管理器模块传输到液晶面板管理电路进行实时显示。
[0055] 变电站测控装置采集的开入量信号,即远动所称的遥信量,反应的是变电站一次 设备的运行状态、控制设备的动作信号以及报警信号等信息,调度员以此为依据确定设备 工况并决定是否进行操作。其信息的正确与否直接影响系统的运行方式、自动化设备的 正确动作和调度人员的决策,对电网的正常运行具有重要意义。一体化测控装置通过过 程层功能电路对遥信量进行采集,采集的遥信量可形成事件顺序记录信息(Sequence of Events,S0E),该事件顺序记录信息一方面可供用户现场查看,另一方面可以通过测控电路 板上的以太网口发送出去。
[0056] 液晶面板管理电路具有"远方/当地"把手,当测控装置进行后台或调度遥控时, 必须使把手处于"远方"位置;当装置进行当地面板操作时,必须使把手处于"当地"位置。
[0057] 过程层功能模块具有"检修投入"功能,当对应一次设备或继电保护设备进行检修 时,可设置一体化测控处于检修投入状态,此时测控功能模块自动屏蔽远方遥控命令,测控 功能模块遥测量和遥信量维持检修前状态。测控功能电路具有的"检修"开入,用来控制测 控装置"运行/检修"状态,当测控功能电路的"开入公共"短接,装置进入检修状态。
[0058] 测控功能模块具有遥控输出,可以分别进行合闸或分闸,遥控操作必须经过遥控 选择、返校、执行这三个步骤,确保遥控操作的正确。
[0059] 测控功能模块实现完善的遥控自动准同期合闸功能。自动准同期功能是指测控功 能模块自动判断断路器两则的电压信号,只有两两侧电压的幅值差、频率差和相位差满足 给定条时,才允许发合闸令。测控功能模块具有完善的防误闭锁功能,用户在实施遥控时, 测控装置会根据预先设定的防误逻辑来决定开放或闭锁控制输出,判断闭锁的条件可来源 于本装置的直接采样量,也可通过通讯方式接收其它装置的采样量。
[0060] 同步相量测量模块接收过程层功能模块上送的原始采样数据,利用高精度的同步 时钟实现对电网母线电压和线路电流相量的同步测量,通过通信系统传送到其它装置或设 备。
[0061] 交流电力系统的电压、电流信号可以使用相量表示,相量由两部分组成,即幅值 χ(有效值)和相角Φ,用直角坐标则表示为实部和虚部。所以相量测量就必须同时测量幅 值和相角。幅值可以用交流电压电流表测量;而相角的大小取决于时间参考点,同一个信 号在不同的时间参考点下,其相角值是不同的。所以,在进行系统相量测量时,必须有一个 统一的时间参考点,高精度的同步时钟就提供了一个这样的参考点。任意两个相量在统一 时间参考点下测得的两个相角的"差"即为两地功角,这就是同步相量测量模块实现基本原 理。
[0062] 同步相量测量模块将计算完的相量数据通过智能管理器模块传输到液晶面板管 理模块,液晶面板管理模块通过液晶显示器进行实时显示,另外,可以通过网口将结果输出 给远端的用户。
[0063] 暂态扰动监测模块接收过程层功能电路上送的原始采样数据,进行暂态扰动监测 相关的计算工作,并将结果通过智能管理器模块传输到液晶面板管理模块模块,液晶面板 管理模块通过液晶显示器进行实时显示。
[0064] 暂态扰动包括暂态过电压、电压骤降、瞬态过电压以及电压短时中断问题,暂态扰 动检测模块根据以下规则进行计算。
[0065] 电压骤降是指工频条件下电压均方根值减小到10 %至90%,持续时间为10ms至 lmin的短时间电压波动现象。
[0066] 电压暂升在电力系统某一点的电压突然骤然到1. 1〜1.8P.U,持续时间通常在 10ms 〜lmin〇
[0067] 电压短时中断是指供电电压消失一段时间(电压降到0. lp.u.以下),一般不超过 几分钟。短时中断可以认为是100%幅值的电压暂降。
[0068] 暂态过电压是指在给定安装点上持续时间较长的不衰减或弱衰减的(以工频或 其一定的倍数、分数)振荡的过电压。
[0069] 瞬态过电压是指持续时间数毫秒或更短,通常带有强阻尼的振荡或非振荡的一种 过电压。它可以叠加于暂时过电压上。
[0070] 实施例智能变电站的一体化测控装置,采用过程层功能电路、测控功能电路及测 控功能模块完成变电站间隔测控功能,使得每个间隔依然保留单台测控装置配置,与此同 时在每台装置添加多功能电路及同步相量测量软件模块等实现智能变电站同步相量测量 等相关功能,在很大程度上提高了变电站二次系统的集成度,降低了相关设计、工程、运行 人员的工作量,提高了智能变电站稳定性、可靠性。
[0071] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员 来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保 护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1. 一种智能变电站的一体化测控装置,其特征在于: 设有测控功能电路,动态、暂态数据监测以及网络报文分析的多功能电路,过程层功能 电路和用于数据交换的智能管理器; 所述智能管理器连接测控功能电路,动态、暂态数据监测以及网络报文分析的多功能 电路和过程层功能电路; 所述过程层功能电路处理常规互感器的交流采样和具有电子式互感器的数字采样,进 行常规继电器控制的输入和输出,进行基于面向通用对象的变电站事件GOOSE的数字化输 入和输出; 所述智能管理器负责对时,与测控功能电路,动态、暂态数据监测以及网络报文分析的 多功能电路和过程层功能电路之间的通信; 所述测控功能电路由智能管理器上取得原始采样数据并进行计算; 所述动态、暂态数据监测以及网络报文分析的多功能电路用于完成动态数据、暂态录 波数据、网络报文分析的工作,再传输到用户电脑上,同时通过智能管理器传输到液晶面板 管理电路提供数据显示。
2. 根据权利要求1所述的智能变电站的一体化测控装置,其特征在于: 所述智能管理器连接有液晶面板管理电路; 所述液晶面板管理电路负责完成人机交互,将用户命令通过智能管理器下发到各个电 路;使用者通过按键下达控制指令,通过智能管理器下发给测控功能电路,动态、暂态数据 监测以及网络报文分析的多功能电路,过程层功能电路; 所述测控功能电路由智能管理器上取得原始采样数据并进行计算,再将计算结果传输 给液晶面板管理电路供用户使用; 所述动态、暂态数据监测以及网络报文分析的多功能电路将完成的动态数据、暂态录 波数据、网络报文分析通过智能管理器传输到液晶面板管理电路提供数据显示。
3. 根据权利要求2所述的智能变电站的一体化测控装置,其特征在于: 所述智能管理器采用高速现场可编程门阵列;所述智能管理器内设有智能管理系统, 所述智能管理系统实现的功能电路为:管理总线电路、数据总线电路、对时总线电路。
4. 根据权利要求3所述的智能变电站的一体化测控装置,其特征在于: 所述过程层功能电路设有第一 CPU,第一 CPU分别连接有内存、闪存、时钟电路、无盘启 动插座以及模拟信号转换为数字信号的电路;第一 CPU经以太网网卡连接调试网口;第一 CPU通过第一 FPGA连接介质访问控制层接口,所述第一 FPGA还连接光串口校时输入、FPGA 配置芯片;过程层功能电路经第一 FPGA与板卡的输入输出10总线、数据总线、校时总线、秒 脉冲输出口连接。
5. 根据权利要求4所述的智能变电站的一体化测控装置,其特征在于: 所述液晶面板管理电路设有第二CPU,第二CPU分别连接有同步动态随机存储器、闪 存、时钟电路、薄膜场效应晶体管、按键以及网络控制器,网络控制器连接交换芯片,所述交 换芯片分别连接调试网口、网口 1、网口 2和网口 3,所述液晶面板管理电路经网口 1、网口 2 和网口 3与板卡的总线板连接。
6. 根据权利要求5所述的智能变电站的一体化测控装置,其特征在于: 所述测控功能电路设有第三CPU,第三CPU分别连接有内存、闪存、时钟电路以及无盘 启动插座;第三CPU经以太网网卡连接光/电接口和调试接口或电接口,第三CPU连接还连 接有串口、经串并转换口连接的串口、两路全球定位系统校时;第三CPU经第三FPGA与板卡 的10总线、校时总线连接;第三CPU还经板卡的介质访问控制层、以太网网卡分别连接对外 光/电接口或对内数据总线、对外光/电接口。
7. 根据权利要求6所述的智能变电站的一体化测控装置,其特征在于: 所述动态、暂态数据监测以及网络报文分析的多功能电路设有第四CPU,第四CPU连接 有内存、闪存、时钟电路和无盘启动插座;第四CPU经以太网网卡连接光/电接口和调试接 口或电接口,第四CPU连接串口、经16V554串并转换口连接的串口、两路GPS校时,或用第 2、3网口进行IEEE1588网络对时;第四CPU经第四FPGA与板卡的输入输出10总线、数据 总线、校时总线、FPGA配置芯片连接,第四CPU经板卡的介质访问控制层、以太网网卡分别 连接对外光/电接口。
8. 根据权利要求7所述的智能变电站的一体化测控装置,其特征在于: 所述测控功能电路,动态、暂态数据监测以及网络报文分析的多功能电路,过程层功能 电路和液晶面板管理电路分别以板卡的结构独立设置。
9. 根据权利要求8所述的智能变电站的一体化测控装置,其特征在于: 所述智能变电站的一体化测控装置设有机箱,所述机箱采用半层4U插箱结构,过程层 功能电路,动态、暂态数据监测以及网络报文分析的多功能电路,测控功能电路插接在机箱 的插槽上;液晶面板管理电路安装在机箱的前面板上,智能管理器安装在机箱的背板上,在 机箱的插槽上还插接有电源电路,所述电源电路分别为过程层功能电路、多功能电路、测控 功能电路、液晶面板管理电路和智能管理器供电。
10. -种智能变电站的一体化测控系统,其特征在于: 设有设置在测控功能电路中的测控功能模块,设置在动态、暂态数据监测以及网络报 文分析的多功能电路中的同步相量测量模块、暂态扰动监测模块,设置在液晶面板管理电 路中的液晶面板管理模块,设置在过程层管理电路中的过程层功能模块和智能管理器模 块;所述测控功能模块、同步相量测量模块、暂态扰动监测模块、液晶面板管理模块和过程 层功能模块通过智能管理器模块实现相互通信; 所述测控功能模块接收到智能管理器模块传输过来的原始采样数据后,进行测量和控 制方面的处理; 所述同步相量测量模块接收过程层功能模块上送的原始采样数据,利用GPS卫星同步 时钟实现对电网母线电压和线路电流相量的同步测量,通过通信系统传送到电网的控制中 心或保护、控制器中,用于实现全网运行监测控制或实现区域保护和控制; 所述暂态扰动监测模块接收过程层功能电路上送的原始采样数据,进行暂态扰动监测 的计算并将结果通过智能管理器模块传输到液晶面板管理模块进行实时显示; 所述液晶面板管理模块接收智能管理器模块发来的数据并通过液晶显示器进行实时 显示; 所述过程层功能模块从变电站电压、电流互感器获取电压、电流原始采样值,从变电站 的开关设备获得开入量的采样值,获取的电压、电流及开入量的采样值后将这些原始采样 数据传送给智能管理器模块; 所述智能管理器模块收到过程层功能模块发送来的原始采样数据后将这些原始数据 分别传输到测控功能模块、同步相量测量功能模块以及暂态扰动监测功能模块;同时将测 控功能模块、同步相量测量功能模块以及暂态扰动监测功能模块发送来的结果传输到液晶 面板管理模块进行实时显示。
CN201410364501.8A 2013-12-25 2014-07-28 智能变电站的一体化测控装置和系统 CN104242447B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013107263605 2013-12-25
CN201310726360.5A CN103744417A (zh) 2013-12-25 2013-12-25 智能变电站的多功能一体化测控装置和系统
CN201310726360.5 2013-12-25
CN201410364501.8A CN104242447B (zh) 2013-12-25 2014-07-28 智能变电站的一体化测控装置和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410364501.8A CN104242447B (zh) 2013-12-25 2014-07-28 智能变电站的一体化测控装置和系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104242447A true CN104242447A (zh) 2014-12-24
CN104242447B CN104242447B (zh) 2017-03-08

Family

ID=50501445

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310726360.5A CN103744417A (zh) 2013-12-25 2013-12-25 智能变电站的多功能一体化测控装置和系统
CN201410364501.8A CN104242447B (zh) 2013-12-25 2014-07-28 智能变电站的一体化测控装置和系统

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310726360.5A CN103744417A (zh) 2013-12-25 2013-12-25 智能变电站的多功能一体化测控装置和系统

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN103744417A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104994096A (zh) * 2015-07-01 2015-10-21 中国南方电网有限责任公司 一种动态加载于智能变电站通讯管理机的安全加固机制模块的配置方法
CN106648924A (zh) * 2016-11-04 2017-05-10 南京丰道电力科技有限公司 一种装置功能模块自我描述系统
CN107255758A (zh) * 2017-06-02 2017-10-17 中国电力科学研究院 一种宽带多频电气量统一测量分析系统及实现方法
CN107390023A (zh) * 2017-06-02 2017-11-24 中国电力科学研究院 一种电网电气量宽带多频测量装置及其实现方法
CN109374970A (zh) * 2018-10-24 2019-02-22 南方电网科学研究院有限责任公司 实时校验的同步相量测量方法、装置、设备及存储介质
CN110676701A (zh) * 2019-10-12 2020-01-10 南京智能仿真技术研究院有限公司 一种多核智能箱变测控一体化装置

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104600841A (zh) * 2014-06-27 2015-05-06 许继电气股份有限公司 一种基于三态数据的面向间隔的多功能测控方法
CN107069677B (zh) * 2014-09-04 2019-03-08 国电南瑞科技股份有限公司 一种微电网区域保护控制一体化装置的保护优先级动态分配和无缝切换方法
CN104318964B (zh) * 2014-09-29 2018-06-01 北京广利核系统工程有限公司 一种基于核电站soe数据采集方法
CN104363102B (zh) * 2014-10-31 2018-03-13 许继电气股份有限公司 一种利用goose组播与rs‑485广播协同进行群发调节的方法
CN104810920A (zh) * 2014-12-04 2015-07-29 国家电网公司 具有精确计算cpu使用率的智能变电站测控装置及测控方法
CN104734344A (zh) * 2014-12-04 2015-06-24 国家电网公司 一种具有设备运行状态信息处理的智能变电站测控装置
CN104410165B (zh) * 2014-12-12 2016-06-29 新奥科技发展有限公司 一种微网间互联的方法及系统
CN104617540B (zh) * 2015-01-09 2017-09-19 长园深瑞继保自动化有限公司 适于户外安装使用的小型继电保护装置
CN105548873B (zh) * 2015-12-09 2019-04-09 中国西电电气股份有限公司 用于在线监测装置实现开关设备健康诊断的方法
CN105676161B (zh) * 2016-03-30 2019-01-25 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 交直流暂稳态一体化检测装置
CN106226591A (zh) * 2016-10-10 2016-12-14 山东大学 配电网同步相量与电能质量一体化监测系统及方法
CN106849359A (zh) * 2017-02-27 2017-06-13 积成电子股份有限公司 基于lvds总线的继电保护装置监视系统及其数据分析方法
CN109660415A (zh) * 2017-10-11 2019-04-19 国家电网公司 基于网络通信的智能变电站二次设备调试分析系统
CN107942171A (zh) * 2017-11-30 2018-04-20 中科创能实业有限公司 一种电能质量监测方法、装置及电子设备
CN109410358A (zh) * 2018-11-05 2019-03-01 积成电子股份有限公司 一种基于fpga的电力系统开入变位处理方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201639363U (zh) * 2010-03-25 2010-11-17 国电南瑞科技股份有限公司 智能变电站三态数据综合测控装置
CN201639364U (zh) * 2010-04-06 2010-11-17 国电南瑞科技股份有限公司 数模一体化合并单元及智能终端一体化装置
CN201750231U (zh) * 2010-09-03 2011-02-16 河北旭辉电气股份有限公司 数字化变电站多功能保护装置
US20120278421A1 (en) * 2011-04-27 2012-11-01 Centec Networks (Suzhou) Co., Ltd. Providing a data sample in a measurement and control system
CN203233236U (zh) * 2013-03-13 2013-10-09 江苏方天电力技术有限公司 数字式保护测控一体化装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201639363U (zh) * 2010-03-25 2010-11-17 国电南瑞科技股份有限公司 智能变电站三态数据综合测控装置
CN201639364U (zh) * 2010-04-06 2010-11-17 国电南瑞科技股份有限公司 数模一体化合并单元及智能终端一体化装置
CN201750231U (zh) * 2010-09-03 2011-02-16 河北旭辉电气股份有限公司 数字化变电站多功能保护装置
US20120278421A1 (en) * 2011-04-27 2012-11-01 Centec Networks (Suzhou) Co., Ltd. Providing a data sample in a measurement and control system
CN203233236U (zh) * 2013-03-13 2013-10-09 江苏方天电力技术有限公司 数字式保护测控一体化装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
苟骁毅等: "智能变电站三态数据综合采集方案的研究与应用", 《电力系统保护与控制》 *
黄国方等: "新型变电站综合测控装置优化设计", 《电力系统自动化》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104994096A (zh) * 2015-07-01 2015-10-21 中国南方电网有限责任公司 一种动态加载于智能变电站通讯管理机的安全加固机制模块的配置方法
CN104994096B (zh) * 2015-07-01 2018-03-13 中国南方电网有限责任公司 一种动态加载于智能变电站通讯管理机的安全加固机制模块的配置方法
CN106648924A (zh) * 2016-11-04 2017-05-10 南京丰道电力科技有限公司 一种装置功能模块自我描述系统
CN106648924B (zh) * 2016-11-04 2020-09-11 南京丰道电力科技有限公司 一种装置功能模块自我描述系统
CN107255758A (zh) * 2017-06-02 2017-10-17 中国电力科学研究院 一种宽带多频电气量统一测量分析系统及实现方法
CN107390023A (zh) * 2017-06-02 2017-11-24 中国电力科学研究院 一种电网电气量宽带多频测量装置及其实现方法
CN109374970A (zh) * 2018-10-24 2019-02-22 南方电网科学研究院有限责任公司 实时校验的同步相量测量方法、装置、设备及存储介质
CN110676701A (zh) * 2019-10-12 2020-01-10 南京智能仿真技术研究院有限公司 一种多核智能箱变测控一体化装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104242447B (zh) 2017-03-08
CN103744417A (zh) 2014-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Von Meier et al. Precision micro-synchrophasors for distribution systems: A summary of applications
Singh et al. Applications of phasor measurement units (PMUs) in electric power system networks incorporated with FACTS controllers
Novosel et al. Dawn of the grid synchronization
CN106093652B (zh) 一种具备自学习功能的非侵入式电力负荷监测系统与方法
CN102565585B (zh) 一种智能变电站继电保护协同仿真测试系统建立方法
CN101493485B (zh) 电容性设备介质损耗角在线监测系统
CN104426950B (zh) 一种电力物联网智能通信方法和系统以及智能通信网关
CN100485734C (zh) 电能质量与电力系统故障检测录波装置及方法
CN202886463U (zh) 一种具有漏电远程监测与保护功能的智能电能表
CN201639363U (zh) 智能变电站三态数据综合测控装置
Li et al. Simulation of the smart grid communications: Challenges, techniques, and future trends
RU2577245C2 (ru) Объединяющий блок и способ работы объединяющего блока
CN101900777B (zh) 电力系统监测方法及其装置
CN102882274B (zh) 一种应用于配电网的终端融合系统
CN102937685B (zh) 一种变电站用基于实时仿真技术的一体化测试平台
CN102332753B (zh) 智能化开关柜综合监控系统
CN102694420B (zh) 智能变电站网络化测控系统及其方法
WO2014090018A1 (zh) 一种基于iec61850标准的智能配电终端
CN101710158B (zh) 具有高压电力设备绝缘在线监测功能的变电站自动化系统
CN103488835A (zh) 一种调度自动化系统的仿真平台及其仿真方法
CN102401871B (zh) 基于fpga和arm硬件平台的故障信息综合装置
CN101236225B (zh) 电网变压器监测方法
CN202351347U (zh) 配电变压器监测终端装置
CN102437650B (zh) 智能化电力配电系统
CN103076520A (zh) 智能变电站二次系统动态模拟仿真检测平台和模拟仿真方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170308

Termination date: 20170728

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee