CN104993587A - 智能变电站综合监控系统及其实现方法 - Google Patents

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宋斌
乔瑾
李娟�
吴崇昊
侯宇
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Abstract

本发明公开了一种智能变电站综合监控系统及其实现方法，所述智能变电站综合监控系统包括变电站监控系统和综合控制系统，综合控制系统又包括频率控制子系统、电压控制子系统、负荷控制子系统、小电流接地选线子系统和无功控制子系统，其特征在于：所述综合控制系统与变电站监控系统通过通讯网络相连接，所述综合控制系统内各子系统通过计算机缓存进行连接，所述变电站监控系统和综合控制系统装设于变电站值班室内。本发明可替代现有的已使用的各种低频低压减载装置、故障解列装置、主变过负荷联切装置、接地选线装置和无功投切装置及其相应系统，既避免了研发人员的重复开发，缩短了开发周期，同时又降低了电网建设成本，有效提高了电网运行可靠性，保证电网负荷合理分配。

Description

智能变电站综合监控系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种智能变电站综合监控系统及其实现方法,尤其是涉及一种基于软PLC和IEC61850标准的智能变电站综合监控系统及其实现方法,属电工技术领域。
背景技术
目前，国家电网公司提出建设坚强的智能电网，智能变电站是智能电网的重要一环。针对智能变电站的不断发展，要求智能变电站监控系统的高级应用功能不断丰富和强化。国家电网公司发布的《智能变电站继电保护技术规范》中明确提出，备自投、过载联切功能、站域控制等功能可在站控层实现，对无需快速跳闸的安控装置则没有明确其实现方式，而且无功投切也在站控层中实现。针对上述情况，为在站控层实现全智能变电站的包含多种功能，如频率减载和解列、电压减载和解列、备自投和过负荷联切功能的集中稳定控制系统提供了可能。
目前电力系统中的频率减载、电压减载、故障解列、主变过负荷减载、故障解列、小电流接地选线系统以及无功投切装置或系统均各自设立，单独成系统。实际上，上述各个系统均需采集全变电站信息，均可在变电站监控系统中得到。目前未出现在智能变电站中包含上述功能的集中综合控制系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可实现变电站内频率减载和解列、电压减载和解列、主变过负荷减载、小电流接地选线以及无功投切功能，且可替代变电站内各种形式的低频低压减载、主变过负荷减载、故障解列、小电流接地选线和无功投切装置或系统的智能变电站综合监控系统及其实现方法，解决了现有技术上的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种变电站综合控制系统，包括以下部分:
变电站监控系统：用于实现变电站的实时信息采集，并将采集的实时信息传递给综合控制系统，并接受和执行由变电站负荷稳定系统传递而来的断路器跳合闸命令；
综合控制系统用于接受变电站监控系统采集的实时信息，并根据变电站的实时状态完成频率减载和解列、电压减载和解列、主变过负荷减载、接地选线和无功投切功能；
综合控制系统：包括以下各子系统
频率控制子系统：完成变电站的过频和低频减载和解列功能；
电压控制子系统：完成变电站的过压和低压减载和解列功能；
负荷控制子系统：完成变电站的主变过负荷减载；
小电流接地选线子系统：完成变电站的全站式小电流接地选线功能；
无功控制子系统：完成变电站的全站式无功投切，包括电容器和电抗器的投切功能。
所述综合控制系统与变电站监控系统通过通讯网络相连接，所述综合控制系统内各子系统通过计算机缓存进行连接，所述变电站监控系统和综合控制系统装设于变电站值班室内。
前述的变电站综合监控系统，其特征在于：所述频率控制子系统、电压控制子系统、负荷控制子系统、小电流接地选线子系统和无功控制子系统采用软PLC实现逻辑在线可编程和在线仿真。
前述的变电站综合监控系统，其特征在于：所述变电站包括智能变电站和常规变电站。
前述的变电站综合监控系统的实现方法，其特征在于，包括下列步骤:
1)变电站监控系统采集变电站的实时信息，将采集到的实时信息传输给负荷稳定系统；
2)综合控制系统的各子系统根据变电站的实时状态完成频率减载(包括过频和低频)、电压减载(包括过压和低压)、故障解列、主变过负荷减载、小电流接地选线以及无功投切功能；
3)综合控制系统将断路器跳合闸命令传输给变电站监控系统，由其完成负荷稳定系统各子系统跳合闸命令的执行，从而完成变电站的频率减载(包括过频和低频)、电压减载(包括过压和低压)、主变过负荷减载、故障解列、小电流接地选线电源以及无功投切功能；
前述的变电站综合控制系统的实现方法，其特征在于：综合控制系统的各子系统通过软PLC实现逻辑在线编程和在线仿真功能，完成了变电站或常规变电站内的频率减载(包括过频和低频)、电压减载(包括过压和低压)、主变过负荷减载、故障解列、小电流接地选线电源以及无功投切功能。
前述的变电站综合控制系统的实现方法，其特征在于：所述变电站包括智能变电站和常规变电站。
前述的变电站负荷稳定系统的实现方法，其特征在于：在所述步骤1)中，变电站监控系统通过以太网以IEC61850规约的方式将采集的实时信息传递给综合控制系统。
前述的变电站综合控制系统的实现方法，其特征在于：在所述步骤3)中，所述综合控制系统通过以太网以IEC61850规约的方式传递给变电站监控系统。
本发明所达到的有益效果：本发明的基于软PLC的变电站综合控制系统及其实现方法实现了基于软PLC基础上的综合控制系统内各子系统逻辑在线编程和在线仿真，同时又实现了智能变电站或常规变电站内的频率减载(包括过频和低频)、电压减载(包括过压和低压)、主变过负荷减载、故障解列、小电流接地选线电源以及无功投切功能，可替代现有的已使用的各种低频低压减载装置、主变过负荷联切装置、故障解列装置、小电流接地选线和无功投切装置及其相应系统，既避免了研发人员的重复开发，缩短了开发周期，同时又降低了电网建设成本，有效提高了电网运行可靠性，保证电网负荷合理分配。
附图说明
图1是本发明的变电站综合控制系统原理框图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、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。
参见图1，在本实施例的基于软PLC的的变电站综合控制系统采用的变电站监控系统是NSS100嵌入式变电站监控系统，软PLC采用现有国电南瑞股份有限公司生产的NSPLC图形化软件，用来完成智能变电站综合监控系统各子系统的功能。
本发明实现了基于软PLC基础上的综合控制系统内各子系统逻辑在线编程和在线仿真，同时又实现了智能变电站或常规变电站内的频率减载(包括过频和低频)、电压减载(包括过压和低压)、主变过负荷减载、故障解列、小电流接地选线和无功投切功能。
NSS100嵌入式变电站监控系统采集全变电站的实时信息，并通过以太网以61850规约的方式(站控层GOOSE报文方式)传递给智能变电站综合监控系统，智能变电站综合监控系统的各子系统通过公共数据缓存区实现变电站实时信息共享。
本实施例的变电站综合控制系统与变电站监控系统通过通讯网络相连接，变电站监控系统用于实现变电站的实时信息采集，并将采集的实时信息传递给变电站负荷稳定控制系统，并接受和执行由变电站负荷稳定控制系统传递而来的断路器跳合闸命令。
本实施例的变电站综合控制系统的各子系统包括如下：
频率控制子系统：完成变电站的过频和低频减载和解列功能；
电压控制子系统：完成变电站的过压和低压减载和解列功能；
负荷控制子系统：完成变电站的主变过负荷减载；
小电流接地选线子系统：完成变电站的全站式小电流接地选线功能；
无功控制子系统：完成变电站的全站式无功投切，包括电容器和电抗器的投切功能。
所述综合控制系统与变电站监控系统所述综合控制系统内各子系统通过计算机缓存进行连接，所述变电站监控系统和综合控制系统装设于变电站值班室内。所述频率控制子系统、电压控制子系统、负荷控制子系统、小电流接地选线子系统和无功控制子系统采用软PLC实现逻辑在线可编程和在线仿真。
此外，本实施例的变电站包括智能变电站和常规变电站。
前述的变电站综合控制系统的实现方法，包括下列步骤:
1)变电站监控系统采集变电站的实时信息，将采集到的实时信息传输给负荷稳定系统；
2)综合控制系统的各子系统根据变电站的实时状态完成频率减载(包括过频和低频)、电压减载(包括过压和低压)、故障解列、主变过负荷减载、小电流接地选线以及无功投切功能；
3)综合控制系统将断路器跳合闸命令传输给变电站监控系统，由其完成负荷稳定系统各子系统跳合闸命令的执行，从而完成变电站的频率减载(包括过频和低频)、电压减载(包括过压和低压)、主变过负荷减载、故障解列、小电流接地选线电源以及无功投切功能；
本发明的基于软PLC的智能变电站综合监控系统各子系统根据变电站当前的运行方式以及变电站的频率、电压、主变电流以及各馈线零序电流情况，实时对变电站进行频率、电压、主变负荷和无功投切的集中控制，以及故障解列和小电流接地选线。当变电站发生故障或异常后，NSS100嵌入式变电站监控系统将采集到的变电站实时信息(母线电压、频率、线路零序电流和电网当前运行方式)传递给智能变电站综合监控系统，若当前变电站情况满足智能变电站综合监控系统中的某个子系统的启动条件，则经过相应延时和逻辑判断，则智能变电站综合监控系统根据预设的逻辑和电网当前负荷情况，发出一系列的断路器跳合闸命令，断路器跳合闸命令传递给NSS100嵌入式变电站监控系统后，完成变电站的一系列断路器的跳合闸操作，实现某子系统相应功能，保证电网负荷的持续供电和负荷均衡。
本发明按照一个典型实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用基于软PLC技术的形式集中实现变电站(包括智能变电站和常规变电站)的频率减载(包括过频和低频)、电压减载(包括过压和低压)、主变负荷减载、故障解列、小电流接地选线和无功投切，均落在本发明专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能变电站综合监控系统，其特征在于：包括以下部分:
变电站监控系统：用于实现变电站的实时信息采集，并将采集的实时信息传递给综合控制系统，并接受和执行由变电站负荷稳定系统传递而来的断路器跳合闸命令；
综合控制系统用于接受变电站监控系统采集的实时信息，并根据变电站的实时状态完成频率减载和解列、电压减载和解列、主变过负荷减载、接地选线和无功投切功能；
所述综合控制系统与变电站监控系统通过通讯网络相连接；
所述综合控制系统包括以下各子系统：
频率控制子系统：完成变电站的过频和低频的减载、解列功能；
电压控制子系统：完成变电站的过压和低压的减载、解列功能；
负荷控制子系统：完成变电站的主变过负荷减载功能；
小电流接地选线子系统：完成变电站的全站式小电流接地选线功能；
无功控制子系统：完成变电站的全站式无功投切，包括电容器和电抗器的投切功能；
所述频率控制子系统、电压控制子系统、负荷控制子系统、小电流接地选线子系统以及无功控制子系统之间分别通过计算机缓存进行连接，所述变电站监控系统和综合控制系统装设于变电站值班室内。
2.根据权利要求1所述的变电站综合监控系统，其特征在于：所述频率控制子系统、电压控制子系统、负荷控制子系统、小电流接地选线子系统和无功控制子系统均采用软PLC实现逻辑在线可编程和在线仿真。
3.根据权利要求1或2所述的变电站综合监控系统，其特征在于：所述变电站包括智能变电站和常规变电站。
4.根据权利要求1或2所述的变电站综合监控系统，其特征在于：变电站监控系统采用的是NSS100嵌入式变电站监控系统。
5.根据权利要求1或2所述的变电站综合监控系统，其特征在于：所述变电站监控系统通过以太网以IEC61850规约的方式与综合控制系统之间互相传递信息。
6.根据权利要求1所述的变电站综合监控系统的实现方法，其特征在于，包括下列步骤:
1)变电站监控系统采集变电站的实时信息，将采集到的实时信息传输给综合控制系统；
2)综合控制系统的各子系统根据变电站的实时状态完成频率减载和解列、电压减载和解列、主变过负荷减载、接地选线和无功投切功能；
3)综合控制系统将断路器跳合闸命令传输给变电站监控系统，由变电站监控系统完成综合控制系统的各子系统跳合闸命令的执行，从而完成变电站的频率减载和解列、电压减载和解列、主变过负荷减载、接地选线和无功投切功能。
7.根据权利要求6所述的变电站综合监控系统的实现方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述综合控制系统的各子系统通过软PLC实现逻辑在线编程和在线仿真操作，完成变电站或常规变电站内的频率减载和解列、电压减载和解列、主变过负荷减载、接地选线和无功投切功能。
8.根据权利要求6或7所述的变电站综合监控系统的实现方法，其特征在于：所述变电站包括智能变电站和常规变电站。
9.根据权利要求6所述的变电站综合监控系统的实现方法，其特征在于：在所述步骤1)中，变电站监控系统通过以太网以IEC61850规约的方式将采集的实时信息传递给综合控制系统。
10.根据权利要求7所述的变电站综合监控系统的实现方法，其特征在于：在所述步骤3)中，所述综合控制系统通过以太网以IEC61850规约的方式传递给变电站监控系统。
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