CN104993592A - 一种智能变电站智能过渡接口装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站智能过渡接口装置及工作方法，其特征在于：（1）本发明在传统变电站智能化改造工程中，智能过渡接口装置接做为已经完成改造的智能化继电保护设备和尚未完成改造的传统继电保护设备的智能化接口。（2）该装置通过装置的软件设定间隔的数量，该装置根据设定数量自动扩展开关量输入输出硬件模件数量和GOOSE信号数量。（3）该装置可以解读与之配套的智能继电保护设备模型文件。(4)该装置与自身的实信号进行虚实链路的关联和隔离。

Description

一种智能变电站智能过渡接口装置及工作方法

技术领域

本发明涉及智能变电站技术领域，具体涉及智能变电站改造时使用的一种智能过渡接口装置及工作方法。

背景技术

在常规变电站中，二次设备与一次设备之间、二次设备与二次设备之间均通过大量的电缆交换信息，智能变电站通过智能组件实现了一次设备的测量、控制就地数字化，从而以少量的光缆取代了大量的电缆。常规变电站智能化改造采用分间隔改造的“渐进式”改造模式。在改造过程中会遇到部分改造完成的智能保护设备与常规保护设备间互操作问题。这是智能化改造中的重点和难点。

针对以上的问题，提出一种智能过渡接口装置及工作方法，能够实现常规模拟信号与GOOSE信号间的转换。改造完成的智能保护设备和常规保护设备通过过渡接口装置完成回路间的互操作，实现改造过程中新老保护的对接。待智能化改造全部完成后，智能过渡接口装置生命周期结束，退出运行。

智能过渡接口装置应用的意义在于解决了改造过程中新老保护设备间对接的技术难点。应用过渡接口装置可依据变电站智能化改造实际要求灵活制定改造方案，具有很好的工程应用价值。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种智能过渡接口装置及工作方法，解决了变电站智能化改造过程中，保护控制系统无法在改造过渡状态运行，需要完全停电才能进行改造的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种智能变电站智能过渡接口装置，其特征在于，在传统变电站智能化改造工程中，设置在已经完成改造的智能继电保护设备和尚未完成改造的传统继电保护设备之间，包括CPU模件、开关量输入模件、开关量输出模件和光通信扩展模件；

CPU模件与开关量输入模件和开关量输出模件通过低速通信线连接，与光通信扩展模件通过高速通信线连接。

基于所述的智能变电站智能过渡接口装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）在传统变电站智能化改造工程中，采用智能过渡接口装置做为已经完成改造的智能继电保护设备和尚未完成改造的传统继电保护设备的智能化接口；

2）根据待改造的变电站的间隔数量，扩展输入、输出模件数量，配置与输入、输出模件数量对应的GOOSE信号数量；

3）CPU模件解读智能继电保护设备的智能变电站ICD模型文件后，与自身的实信号进行虚实链路的关联和隔离。

步骤2）中，根据智能过渡接口装置可以支持的物理输入、输出模件数量上限，设定最大化配置。

步骤2）中，根据实际需要接入的间隔数量，配置合理的开关量输入、开关量输出模件数量。

步骤2）中，CPU模件中的程序自动识别接入的开关量输入、开关量输出模件数量，配置与开关量输入、开关量输出模件数量对应的GOOSE信号数量。

步骤3）中，包括以下步骤：

（1）智能过渡接口装置根据其配合的智能继电保护设备的模型文件，获取智能继电保护设备GOOSE信号的数量、定义、排布顺序等基本信息。

（2）按照开关量输入、开关量输出模件上的信号端子定义和排布顺序接线；

（3）将GOOSE信号和开关量输入、开关量输出模件信号的定义、排布顺序按照ICD模型文件中的信号描述进行字符串匹配，实现自动关联。

本发明所达到的有益效果：

1、本发明通过在变电站改造中运用过渡接口设备，将已经更换的智能化继电保护设备和未更换的传统继电保护设备连接，达到了变电站不整体停电就可以逐步完整改造的效果。减少变电站改造停电时间。

2、智能过渡接口装置有效的将待改造变电站内的传统继电保护设备和智能继电保护设备之间信号互联，实现互操作。

3、智能过渡接口装置自动进行实信号和虚信号的关联和隔离工作，提高工作效率，更保证信号转换的安全。

4、智能过渡接口装置在其完成某个变电站智能化改造的工作以后，可以收回重复使用，节约了改造工作的投资成本。

附图说明

图1是智能过渡接口装置结构图；

图2是智能过渡接口装置连接示意图；

图3是智能过渡接口装置工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1、图2和图3所示，本发明在传统变电站智能化改造工程中，设置一智能过渡接口装置做为已经完成改造的智能化继电保护设备和尚未完成改造的传统继电保护设备的智能化接口。智能过渡接口装置，包括CPU模件，开关量输入模件（输入模件）、开关量输出模件（输出模件）、光通信扩展模件、智能变电站ICD读取模块。

CPU模件与输入、输出模件采用慢速通信线连接，CPU模件与光通信扩展模件采用快速信号线连接。

基于上述智能过渡接口装置的过渡工作方法，包括以下步骤：

1）在传统变电站智能化改造工程中，智能过渡接口装置做为已经完成改造的智能继电保护设备和尚未完成改造的传统继电保护设备的智能化接口，每个尚未完成改造的传统继电保护设备连接一智能过渡接口装置中的输入、输出模件，每个智能继电保护设备连接一独立的光纤接口；

2）根据待改造的传统变电站的间隔数量，扩展输入、输出模件数量，配置与输入、输出模件数量对应的GOOSE信号数量。

3）解读智能继电保护设备的智能变电站ICD模型文件后，与自身的实信号进行虚实链路的关联和隔离。

步骤2）中，智能过渡接口装置自动扩展输入、输出模件数量和GOOSE信号数量的步骤为：

（1）根据装置可以支持的物理输入、输出模件数量上限，设定装置的最大化配置。

（2）根据实际需要接入的间隔数量，配置合理的输入、输出模件数量，CPU模件中的程序自动识别接入的输入、输出模件数量，配置与输入、输出模件数量对应的GOOSE信号数量。

步骤3）中，智能过渡接口装置解读与之配合的智能继电保护设备模型后，与自身的实信号进行虚实链路的关联和隔离，包括以下步骤：

（1）智能过渡接口装置根据其配合的智能继电保护设备的模型文件，获取智能继电保护设备GOOSE信号的数量、定义、排布顺序等基本信息。

（2）智能过渡接口装置的输入、输出模件上的信号端子定义和排布顺序完全固定，装置实际接驳电缆导线时，严格按照定义和排布顺序接线。

（3）智能过渡接口装置将GOOSE信号和输入、输出模件信号的定义、排布顺序按照ICD模型文件中的信号描述进行字符串匹配，实现自动关联。

（4）智能过渡接口装置连接的智能继电保护设备和传统继电保护设备较多，每个传统继电保护设备连接独立的智能过渡接口装置中的输入、输出模件，每个智能继电保护设备都可以连接智能过渡接口装置上设置的独立光纤接口，智能过渡接口装置主动隔离信号和链路，使得变电站内部不同间隔的信号链路完全隔离，保证信号转换的安全。

在变电站智能化改造过程中，智能过渡接口装置输入、输出模件所需数目取决于待改造变电站的间隔数目。如对于500kV电压等级的变电站，保护间隔数目通常较少，而对于220kV电压等级的变电站，保护间隔数目通常较多，因此智能过渡接口装置的硬件资源需求存在较大差异。

为了满足不同规模变电站智能化改造对智能过渡接口装置输入、输出资源的不同需求，可以采取按实际工程所需配置输入、输出资源或最大化配置输入、输出资源的不同方式。

智能过渡接口装置采用即插即用的方式，通过智能过渡接口装置的CPU模件解析GOOSE配置信息，识别所需输入、输出模件数量，当输入、输出数量不足时，发告警信号，提示工程技术人员补足所需硬件资源。同时智能过渡接口装置支持硬件动态加载，实现硬件资源的快速识别与自检。

本发明的智能过渡接口装置工作时，基于变电站系统配置文件（SCD）的多间隔数据集虚拟与虚端子映射技术。根据IEC61850标准SCHEMA格式，通过XML文本解析待改造的变电站远景SCD配置文件，提取与保护装置联闭锁信号相关的数据集，并生成相应的GOOSE发布与订阅数据块。通过虚端子描述信息识别联闭锁信号虚端子，并自动完成与输入输出实体接点的映射关联，实现虚端子选择性实体化映射。该方法通过解析SCD配置文件自动获取改造间隔远景的虚端子关联关系，智能过渡接口装置通过CPU模件和光通信扩展模件发送和接收对应远景设备的GOOSE信号。这种虚拟仿真功能的实现意义在于常规保护与过渡接口设备改造完成并退出运行后，智能设备间可实现无缝对接，无需二次配置，具有很好的应用价值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1. 一种智能变电站智能过渡接口装置，其特征在于，在传统变电站智能化改造工程中，设置在已经完成改造的智能继电保护设备和尚未完成改造的传统继电保护设备之间，包括CPU模件、开关量输入模件、开关量输出模件和光通信扩展模件；

CPU模件与开关量输入模件和开关量输出模件通过低速通信线连接，与光通信扩展模件通过高速通信线连接。

2.基于权利要求1所述的智能变电站智能过渡接口装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）在传统变电站智能化改造工程中，采用智能过渡接口装置做为已经完成改造的智能继电保护设备和尚未完成改造的传统继电保护设备的智能化接口；

2）根据待改造的变电站的间隔数量，扩展输入、输出模件数量，配置与输入、输出模件数量对应的GOOSE信号数量；

3）CPU模件解读智能继电保护设备的智能变电站ICD模型文件后，与自身的实信号进行虚实链路的关联和隔离。

3.根据权利要求2所述的智能变电站智能过渡接口装置的工作方法，其特征在于，步骤2）中，根据智能过渡接口装置可以支持的物理输入、输出模件数量上限，设定最大化配置。

4.根据权利要求2所述的智能变电站智能过渡接口装置的工作方法，其特征在于，步骤2）中，根据实际需要接入的间隔数量，配置合理的开关量输入、开关量输出模件数量。

5.根据权利要求2、3或4所述的智能变电站智能过渡接口装置的工作方法，其特征在于，步骤2）中，CPU模件中的程序自动识别接入的开关量输入、开关量输出模件数量，配置与开关量输入、开关量输出模件数量对应的GOOSE信号数量。

6.根据权利要求2所述的智能变电站智能过渡接口装置的工作方法，其特征在于，步骤3）中，包括以下步骤：

（1）智能过渡接口装置根据其配合的智能继电保护设备的模型文件，获取智能继电保护设备GOOSE信号的数量、定义、排布顺序等基本信息；

（2）按照开关量输入、开关量输出模件上的信号端子定义和排布顺序接线；

（3）将GOOSE信号和开关量输入、开关量输出模件信号的定义、排布顺序按照ICD模型文件中的信号描述进行字符串匹配，实现自动关联。