CN104319886A - 一种电网广域保护与控制系统 - Google Patents

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李力
黄奕俊
任祖怡
华煌圣
刘东超
常东旭
杨贵
高强
吕航
陈杰明
丁杰
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Guangzhou Power Supply Bureau Co Ltd
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    • Y04S10/16—Electric power substations

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Abstract

本发明公开了一种电力系统广域保护与控制系统，其包含一个保护控制主站，若干保护控制子站、就地采集控制设备及通讯网关设备。所述的保护控制主站接收所有保护控制子站上送的信息，并对保护控制子站下发控制命令；所述的保护控制子站通过就地采集控制设备进行模拟量、开关量的采集，并发送保护控制主站所需的本站信息,接收保护控制主站的控制命令；所述的保护控制子站还与广域范围内的其他保护控制子站交换信息，从而实现广域范围内保护与控制系统的信息共享，使安全自动控制系统与保护系统能够自适应协调控制。

Description

一种电网广域保护与控制系统
技术领域
本发明涉及电力系统保护与控制领域，尤其涉及电网广域保护与控制系统。
背景技术
智能变电站技术飞速发展，促使站域保护及其控制系统的性能有了较大提升，但这些成果主要集中在站内信息的共享和优化方面，没有解决整体电网存在的一些问题，如现有的基于本地信息的保护与控制系统保护整定配合困难，选择性难以保证，故障时保护越级动作等。目前电力系统保护、安全稳定控制、紧急控制等系统之间仅通过极其有限的结点进行信息交互，导致在继电保护动作之后形成的电网特殊形态下，控制策略非最优，甚至存在配合问题及安全隐患，无法满足广域电网恢复供电的可靠性和安全性。
因此迫切需要从电网整体安全稳定的角度来实现保护与控制的协调与优化，发展广域保护控制技术，进一步完善和优化现有保护和控制系统的性能，提高广域电网供电可靠性和安全性。
发明内容
本发明的目的是，建立一种基于广域电网数据信息的广域保护与控制系统，解决现有保护与控制系统无法实现电网全过程协同优化控制的问题。
本发明采用的技术方案如下：一种电力系统广域保护与控制系统，其特征在于：所述的广域保护与控制系统包含一个保护控制主站，一个以上保护控制子站、就地采集控制设备及通讯网关设备,其中，在每个变电站布置保护控制子站,在任意一个变电站布置保护控制主站，主站与子站之间，子站与子站之间通过广域过程层通信网相互连通；就地采集控制设备通过光纤直接与保护控制子站连接，或通过通讯网关设备与保护控制子站连接，保护控制子站通过通讯网关设备与保护控制主站及其他保护控制子站连接；所述的保护控制主站接收各所述保护控制子站上送的信息，对所述保护控制子站下发控制命令；所述广域保护控制子站通过所述就地采集控制设备进行模拟量、开关量的采集；所述保护控制子站发送所述保护控制主站所需的站内信息,接收所述主站的控制命令，还与广域范围内的其他保护控制子站交互保护控制信息。
上述方案中：所述保护控制主站与保护控制子站之间通过广域过程层通讯网进行通讯，广域保护控制子站之间也通过广域过程层通讯网进行通讯；广域通讯网由通讯网关设备组成，实现信号的传递。
上述方案中：所述就地采集控制设备是指能将采集到的模拟量、开关量转换为IEC61850-9-2或GOOSE信号的二次设备，包括但不限于智能终端、合并单元。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
采用本发明所述方法，实现了广域范围内保护与控制系统的信息共享，使安全自动控制系统与保护系统能够自适应协调控制，实现快速恢复供电及确保供电可靠性。
附图说明
图1为本发明整体架构图及数据流
图2为本发明控制系统架构及数据流
图3为本发明保护系统架构及数据流
具体实施方式
本发明按照分层分布的原则配置整个广域保护控制系统，整个系统由保护控制主站、多个保护控制子站、就地采集控制设备、通信网关设备等组成，在每个变电站布置保护控制子站,在任意一个变电站布置保护控制主站，主站与子站之间，子站与子站之间通过广域过程层通信网相互连通，协调完成某一广域电网内的所有保护与控制功能。
保护控制主站通过广域过程层通信网与保护控制子站进行信息交换，接收各个子站上送的信息，在广域范围内对电网运行信息进行采集和处理，根据既定的控制策略，对整个广域电网的负荷、潮流进行统一协调控制；通过对子站下发控制命令，完成整个广域电网的控制功能，例如广域备用电源自投功能、广域低频低压优化减负荷等功能。
保护控制子站通过就地采集和控制设备进行模拟量、开关量的采集，对一次设备进行控制，与二次设备交换信息，完成站域范围内的所有保护和控制功能；与保护控制主站进行互动,发送主站所需的本站内信息,接收主站的控制命令；与广域范围内的其他保护控制子站互动，完成广域范围内的保护功能；与站域范围内其他设备如保护、控制系统进行统一协调控制。
就地采集与控制设备负责站域范围内的模拟量、开关量的采集，将采集到的模拟量转化为IEC61850-9-2协议格式输出给广域保护控制子站，将采集到的开关量以GOOSE方式输出给保护控制子站，同时接收保护控制子站以GOOSE形式发出的控制命令，通过开出继电器接点的方式对站域范围的一次、二次设备进行控制。
广域过程层通讯网实现保护控制主站与保护控制子站以及保护控制子站之间的信息交换，由通信网关设备组成。通讯网关设备将在保护控制主站、保护控制子站之间传递的信息进行打包，完成信息接口转换和提取功能。
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：
1)按照分层分布的原则配置广域保护控制系统，如图1所示，广域保护控制系统包含保护控制主站、多个保护控制子站、就地采集设备和通信网关设备等。保护控制子站一般是指一个变电站即站域保护控制系统，通过广域过程层通讯网与保护控制主站连接，上传保护控制主站需要的信息，接收保护控制主站下发的控制命令。
2)通过就地二次设备，如智能终端、合并单元等采集站域范围内的模拟量、开关量，将采集到的常规模拟量转化为IEC61850-9-2协议输出给保护控制子站，将采集到的开入量以GOOSE方式输出给保护控制子站；
3)保护控制子站接收保护控制主站下发的控制命令，经变电站过程层网络输送给就地二次设备，就地设备通过开出继电器接点的方式对站域范围的一次、二次设备进行控制，如图2所示，控制系统的主要结构宜采用星型结构。
4)保护控制子站收集站域范围内的模拟量、开关量信息，完成站域内的所有保护控制功能，如差动保护、失灵保护、备自投等保护控制功能，并通过广域过程层通讯网与其他保护控制子站交换信息。如图3所示，保护系统宜采用总线型结构，发送或接收站间的保护启动、闭锁、远跳等信号，完成子站间的保护控制协作配合，实现快速隔离故障。

Claims (3)

1.一种电网广域保护与控制系统，其特征在于：所述的广域保护与控制系统包含一个保护控制主站，一个以上保护控制子站、就地采集控制设备及通讯网关设备,其中，在每个变电站布置保护控制子站,在任意一个变电站布置保护控制主站，主站与子站之间，子站与子站之间通过广域过程层通信网相互连通；就地采集控制设备通过光纤直接与保护控制子站连接，或通过通讯网关设备与保护控制子站连接，保护控制子站通过通讯网关设备与保护控制主站及其他保护控制子站连接；所述的保护控制主站接收各所述保护控制子站上送的信息，对所述保护控制子站下发控制命令；所述广域保护控制子站通过所述就地采集控制设备进行模拟量、开关量的采集；所述保护控制子站发送所述保护控制主站所需的站内信息,接收所述主站的控制命令，还与广域范围内的其他保护控制子站交互保护控制信息。
2.根据权利要求1所述的电网广域保护与控制系统，其特征在于：所述保护控制主站与保护控制子站之间通过广域过程层通讯网进行通讯，广域保护控制子站之间也通过广域过程层通讯网进行通讯；广域通讯网由通讯网关设备组成，实现信号的传递。
3.根据权利要求1或2所述的电网广域保护与控制系统，其特征在于：所述就地采集控制设备是指能将采集到的模拟量、开关量转换为IEC61850-9-2或GOOSE信号的二次设备，包括但不限于智能终端、合并单元。
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