CN106329729A - 一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端，包括：具备智能配电网快速保护、测量、控制、远程通讯联闭锁和通讯等并能按现场需求组合定制功能的智能配电终端逻辑功能模块，分布式虚拟插件功能配置模块，和与虚拟插件配置一一映射实现的智能配网分布式虚拟功能插件模块。本发明可用于智能配电网中，方便的实现配电终端按功能的分布式虚拟插件化，和按虚拟插件的运行监测和配置管理，实现装置功能配置的虚拟标准化和运行监测/告警的自动化，有效提升配网二次设备的智能化水平，减少了设备调试、运行管理及后期检修、维护成本，提高了配网运行的安全性和稳定性。

Description

一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端

技术领域

本发明涉及一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端，属于电力系统智能配电网技术领域。

背景技术

配电终端即配电自动化终端，是安装于中压配电网现场的各种远方监测、控制单元的总称，主要包括馈线终端、站所终端、配变终端等。其中：馈线终端（FTU）：安装在配电网馈线回路的柱上等处并具有遥信、遥测、遥控等功能的配电终端。站所终端（DTU）：安装在配电网馈线回路的开关站、配电室、环网柜、箱式变电站等处，具有遥信、遥测、遥控等功能的配电终端。配变终端（TTU）：用于配电变压器的各种运行参数的监视、测量的配电终端。

普通的配电终端仅具备简单的“二遥”、“三遥”功能，仅仅能实现对配电网运行数据的监控和开关的简单远程控制，功能较为单一、简单。其终端菜单一般仅按照主插件内容全部管理，内容为终端当前告警信号、实时测量量、实时开关量状态、告警事件记录、保护动作事件记录、遥控操作日志等，其中终端的自检信息、运行状态信息和告警信息数量有限。若终端运行异常或者发生故障时，运行检修维护人员无法从中获得足够的信息进行相关缺陷故障的排查和消除工作，极大影响了配电运行管理的效率。

随着配电自动化技术的发展和人民生活水平的提高，对配网的供电可靠性以及供电质量的要求也越来越高，配电终端的快速保护功能要求和运行稳定性要求也随之提高。相比传统的普通配电终端，其板件接口数量、保护测控功能、通讯数据、支持的标准协议内容有了大幅度的提高，传统的配电终端插件管理方法已完全无法满足现有的二次设备精细化运行维护管理，或者满足基于远程状态信息监测和故障预警的二次设备状态检修的需求。

因此，需要设计一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端，能够基于分布式虚拟智能插件,实现配电终端所有功能的分布配置及其实现，方便设备的精细化运行维护管理，以提高智能配网二次设备的智能化水平，更好地满足智能配网技术发展的需求。

发明内容

目的：为了针对目前配电终端设备运行或维护信息有限，无法方便、全面的对配电终端运行情况以及故障情况进行快速监测和远程评估的问题，本发明提供一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端，包括：

智能配电终端逻辑功能模块：具备组合定制的智能配电网故障检测和快速保护、电量测量、控制功能、开入检测功能、信号开出功能、远程通讯联闭锁功能和与主站通讯数据传输功能；

分布式虚拟插件功能配置模块：通过配置工具，将智能配电终端逻辑功能模块按主保护控制功能插件、DI开入功能插件、DO开出功能插件、模拟量采样功能插件、标准通讯功能插件虚拟配置成五种分布式虚拟功能插件，并按虚拟功能插件映射生成相应的逻辑和配置文件定义；

智能配网分布式虚拟功能插件模块：通过分布式虚拟插件功能配置模块不同的逻辑和配置文件定义，一一对应映射实现虚拟插件功能；然后根据分布式虚拟插件功能配置模块的定制需求，执行相应的保护、测量、控制、开入开出、联闭锁和通讯功能。

作为优选方案，所述智能配电终端逻辑功能模块，具备标准逻辑功能和定制扩展逻辑功能，根据终端硬件接口数量和现场功能定制的不同，进行组合配置，生成按现场需要的可在终端内运行的、集配电网故障检测和快速保护、电量测量、控制功能、开入检测功能、信号开出功能、联闭锁功能和标准通讯功能于一体的智能配电终端逻辑。

作为优选方案，所述分布式虚拟插件功能配置模块，综合该终端的数据接口及逻辑功能信息，通过插件功能配置工具，将终端逻辑功能按主保护控制功能插件、DI开入功能插件、DO开出功能插件、模拟量采样功能插件、标准通讯功能插件虚拟配置成五种分布式虚拟功能插件；同时按虚拟功能插件映射生成相应的逻辑和配置文件，并对各虚拟功能插件的端口地址、功能和信号进行定义。

作为优选方案，所述智能配网分布式虚拟功能插件模块，通过分布式虚拟插件功能配置模块的逻辑和配置文件定义，按照其虚拟插件定义一一映射对应实现分布式虚拟插件功能。

作为优选方案，所述智能配网分布式虚拟功能插件模块，能根据功能定义，分别实现主保护及系统控制、开入检测、开出控制、采样测量和标准通讯功能，并支持五种分布式虚拟插件的功能分布组合配置：

分布式虚拟插件a：主保护及系统控制插件，具备设备自检、核心元件的工作状态、终端系统运行状态、核心参数统计以及异常告警功能；同时该插件指示终端当前实时模拟量数据、保护动作信息、运行告警信息、控制状态、操作记录以及定值参数等信息，可全面详细的了解终端的当前运行状态，该虚拟插件为系统必配插件；

分布式虚拟插件b：DI开入检测插件，实时监测该终端开关量输入插件自检情况、运行状态以及异常告警信息；同时监测所有开关量输入的位置状态信息，该虚拟插件为系统选配插件；

分布式虚拟插件c：DO开出控制插件，实时监测该终端开关量输出插件自检情况、运行状态以及异常告警信息；同时监测所有开关量输出的输出状态信息，该虚拟插件为系统选配插件；

分布式虚拟插件d：模拟量采样插件，实时监测该终端模拟量采样插件自检情况、运行状态以及异常告警信息；同时监测所有模拟量的实时采样计算数据，该虚拟插件为系统选配插件；

分布式虚拟插件e：标准通讯功能插件，实时监测该终端通讯插件自检情况、运行状态以及异常告警功能；同时监测所有已配置的标准通讯规约101、104、IEC 61850标准的通讯状态及传输数据信息，该虚拟插件为系统必配插件。

有益效果：本发明提供的一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端， 在逻辑功能上实现装置功能插件的虚拟统一化和标准化，方便设备运行信息的实时查看、自检分析以及设备运行状态自评价，更好地满足智能配网二次设备的快速运行、检修、维护的需要。

实现装置功能插件的虚拟统一化和标准化，丰富的内部运行状态、自检指示以及预警信息，有效提升智能配网二设备的智能化水平，提高了配电网运行管理和检修维护的效率，大大提升了配网运行的可靠性。本发明为目前配电终端设备运行、维护信息有限，无法方便、全面的对配电终端运行情况以及故障情况进行快速监测和远程评估的问题提供了一种便捷有效的解决方案。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，本发明的一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端包括：

智能配电终端逻辑功能模块具备电量测量、控制功能、开入检测功能、信号开出功能和与主站通讯数据传输功能等标准逻辑功能，以及智能配电网故障检测和快速保护、远程通讯联闭锁功能等定制扩展逻辑功能，可根据终端硬件接口数量和现场功能定制的不同，进行组合配置，生成按现场需要的可在终端内运行的、集配电网故障检测和快速保护/电量测量/控制功能/开入检测功能/信号开出功能/联闭锁功能和与主站通讯等功能于一体的智能配电终端逻辑。

分布式虚拟插件功能配置模块综合该终端的逻辑数据接口及逻辑功能，通过插件功能配置工具，按主保护控制功能插件、DI开入功能插件、DO开出功能插件、模拟量采样功能插件、标准通讯功能插件将终端虚拟配置成五种分布式虚拟功能插件；同时按虚拟功能插件映射生成相应的逻辑和配置文件，并对各虚拟功能插件的端口地址、功能和信号进行定义。

智能配网分布式虚拟功能插件模块：通过功能配置模块的逻辑和配置文件定义，一一对应映射实现虚拟插件功能。能根据功能定义，分别实现主保护及系统控制、开入检测、开出控制、采样测量和标准通讯功能，并支持五种分布式虚拟插件的功能分布组合配置：

分布式虚拟插件a：主保护及系统控制插件主要实现设备自检、核心元件的工作状态、系统运行状态/核心参数统计以及告警功能；同时可显示或者记录当前实时模拟量数据、保护动作信息、运行告警信息、控制状态、操作记录以及定值参数等信息，可全面详细的了解终端的当前运行状态。必配插件。

分布式虚拟插件b：开入检测插件主要实现开入插件自检、运行状态监测以及告警功能；同时监测所有开入的位置状态信息。选配插件。

分布式虚拟插件c：开出控制插件主要实现开出插件自检、运行状态监测以及告警功能；同时监测所有开出的输出状态信息。选配插件。

分布式虚拟插件d：采样测量插件主要实现模拟量插件自检、运行状态监测以及告警功能；同时监测所有模拟量的采样数据。选配插件。

分布式虚拟插件e：标准通讯功能插件主要实现通讯板插件自检、运行状态监测以及告警功能；同时监测所有标准通讯的通讯状态及传输数据信息。必配插件。

实施例1：

以一个典型配电DTU终端为例进行说明。一个配电DTU终端一般具备至少8路间隔模拟量采集、30路开关量输入采集、8组遥控分合闸开出控制、2路以太网通讯的硬件接口，具备传统的三段式过流保护、零序电流保护、模拟量采集显示、遥控控制、五防连闭锁、与主站端的101/104通讯等功能。

按逻辑功能将终端映射为主保护控制功能插件、DI开入功能插件、DO开出功能插件、模拟量采样功能插件、标准通讯功能插件虚拟配置成五种分布式虚拟功能插件，再映射实现相应的分布式虚拟插件功能。每个插件功能如下：

主保护控制功能插件：主要监测核心CPU的运行时间、负载状态等运行信息、显示终端实时告警状态以及常规保护所需的保护电量/开入/开出等数据实时监测状态。

DI开入功能插件：监测终端所含多个DI开入板的工作状态，以及大于30路开关量输入的实时状态，按实际硬件插件数量分别进行监测和显示。

DO开出功能插件：监测终端所含多个DO开出板的工作状态，以及大于8组开关量输出的实时状态，按实际硬件插件数量分别进行监测和显示。

模拟量采样功能插件：监测终端所含多个AD芯片以及8路间隔模拟量采样通道的工作状态，以及所有模拟量的实时数据。

标准通讯功能插件：监测终端所含2个以太网通讯端口，以及104通讯服务、IEC61850通讯服务的工作状态和实时数据通讯信息，监测指定数据的实时内容或者状态。

采用该种方式，可对设备的各个插件或者接口硬件的运行状态进行实时监测，无需其他工具便可直观的对终端的运行状态进行评价，或者在终端运行异常或者故障时快速的对故障点问题进行分析处理，检修维护十分方便。同时，终端详尽的告警和实时运行状态信息，给终端设备的设备运行状态评价和设备的状态检修也提供了充足的数据支撑，为未来设备的状态检修和设备寿命管理提供了技术基础，提升了配电终端设备的智能化水平，提高配电设备检修维护和管理的效率。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端，其特征在于：包括：

智能配电终端逻辑功能模块：具备组合定制的智能配电网故障检测和快速保护、电量测量、控制功能、开入检测功能、信号开出功能、远程通讯联闭锁功能和与主站通讯数据传输功能；

分布式虚拟插件功能配置模块：通过配置工具，将智能配电终端逻辑功能模块按主保护控制功能插件、DI开入功能插件、DO开出功能插件、模拟量采样功能插件、标准通讯功能插件虚拟配置成五种分布式虚拟功能插件，并按虚拟功能插件映射生成相应的逻辑和配置文件定义；

智能配网分布式虚拟功能插件模块：通过分布式虚拟插件功能配置模块不同的逻辑和配置文件定义，一一对应映射实现虚拟插件功能；然后根据分布式虚拟插件功能配置模块的定制需求，执行相应的保护、测量、控制、开入开出、联闭锁和通讯功能。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端，其特征在于：所述智能配电终端逻辑功能模块，具备标准逻辑功能和定制扩展逻辑功能，根据终端硬件接口数量和现场功能定制的不同，进行组合配置，生成按现场需要的可在终端内运行的、集配电网故障检测和快速保护、电量测量、控制功能、开入检测功能、信号开出功能、联闭锁功能和标准通讯功能于一体的智能配电终端逻辑。

3.根据权利要求1所述的一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端，其特征在于：所述分布式虚拟插件功能配置模块，综合该终端的数据接口及逻辑功能信息，通过插件功能配置工具，将终端逻辑功能按主保护控制功能插件、DI开入功能插件、DO开出功能插件、模拟量采样功能插件、标准通讯功能插件虚拟配置成五种分布式虚拟功能插件；同时按虚拟功能插件映射生成相应的逻辑和配置文件，并对各虚拟功能插件的端口地址、功能和信号进行定义。

4.根据权利要求1所述的一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端，其特征在于：所述智能配网分布式虚拟功能插件模块，通过分布式虚拟插件功能配置模块的逻辑和配置文件定义，按照其虚拟插件定义一一映射对应实现分布式虚拟插件功能。

5.根据权利要求1所述的一种基于分布式虚拟插件的智能配电终端，其特征在于：所述智能配网分布式虚拟功能插件模块，能根据功能定义，分别实现主保护及系统控制、开入检测、开出控制、采样测量和标准通讯功能，并支持五种分布式虚拟插件的功能分布组合配置：

分布式虚拟插件a：主保护及系统控制插件，具备设备自检、核心元件的工作状态、终端系统运行状态、核心参数统计以及异常告警功能；同时该插件指示终端当前实时模拟量数据、保护动作信息、运行告警信息、控制状态、操作记录以及定值参数等信息，可全面详细的了解终端的当前运行状态，该虚拟插件为系统必配插件；

分布式虚拟插件b：DI开入检测插件，实时监测该终端开关量输入插件自检情况、运行状态以及异常告警信息；同时监测所有开关量输入的位置状态信息，该虚拟插件为系统选配插件；

分布式虚拟插件c：DO开出控制插件，实时监测该终端开关量输出插件自检情况、运行状态以及异常告警信息；同时监测所有开关量输出的输出状态信息，该虚拟插件为系统选配插件；

分布式虚拟插件d：模拟量采样插件，实时监测该终端模拟量采样插件自检情况、运行状态以及异常告警信息；同时监测所有模拟量的实时采样计算数据，该虚拟插件为系统选配插件；

分布式虚拟插件e：标准通讯功能插件，实时监测该终端通讯插件自检情况、运行状态以及异常告警功能；同时监测所有已配置的标准通讯规约101、104、IEC 61850标准的通讯状态及传输数据信息，该虚拟插件为系统必配插件。