CN106385106A - 一种变电站系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种变电站系统，包括变电层、间隔层和过程层，所述变电层包括：操作站；所述间隔层包括：系统控制器，所述间隔层采集所述过程层的信息并接收所述变电层的操作命令；所述过程层包括：若干馈电器、用于为预定类负载进行负载调度的优化器、用于与多个个体负载和/或优化器进行通信的通信接口以及开关终端，所述预定类负载包括若干个体负载；所述变电层与间隔层之间、所述间隔层与过程层之间通过各自的以太网接口接入由工业以太网交换机构成的通信网络中，通过建立统一的模型配置，完成信息共享，本发明能够根据具体变电站的不同应用需求，实现集中式多功能智能设备和集中式数字化变电，简化变电站的结构，提高变电效率。
Description
技术领域
本发明属于领域，特别涉及一种变电站系统。
背景技术
目前，基于微机保护和计算机监控的传统变电站自动化技术经过十余年的发展已逐步成熟和完善，并在提高电网自动化水平和输配电可靠性方面发挥了十分重要的作用。但是，由于传统变电站自动化技术存在一些缺陷，如站内各种自动化装置和子系统各自独立，通信接口和规约众多，导致变电站系统数据重复、互操作性差，不能满足现代电力系统发展和建设数字化电网的要求，需要实现新一代的数字化变电站系统。
数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，通过对数字化信息进行标准化，实现信息共享和互操作，并以网络数据为基础，实现测量监视、控制保护、信息管理等自动化功能的变电站。其主要特征主要包括：基于I EC61850的全站统一的数据模型及通信服务平台；智能化一次电气设备；网络化二次装置。对于数字化变电站的整体结构和智能设备的结构、功能等方面还没有形成统一的认识，尤其是过程总线方面，多数数字化变电站的实现模式还是基于传统变电站“点对点”方式，不仅结构繁杂，而且不能基于全站信息共享实现变电站系统的功能，使数字化变电站技术的发展受到了极大的制约。根据具体变电站的不同应用需求，新一代的集中式多功能智能设备和集中式数字化变电站将会在电网数字化的进程中起到重要作用。
因此，现在亟需一种变电站系统，能够根据具体变电站的不同应用需求，实现集中式多功能智能设备和集中式数字化变电，简化变电站的结构，提高变电效率。
发明内容
本发明提出一种变电站系统，解决了现有技术中传统变电站“点对点”方式，不仅结构繁杂，而且不能基于全站信息共享的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：变电站系统，包括变电层、间隔层和过程层，所述变电层包括：操作站；所述间隔层包括：系统控制器，所述间隔层采集所述过程层的信息并接收所述变电层的操作命令；所述过程层包括：若干馈电器、用于为预定类负载进行负载调度的优化器、用于与多个个体负载和/或优化器进行通信的通信接口以及开关终端，所述预定类负载包括若干个体负载；所述变电层与间隔层之间、所述间隔层与过程层之间通过各自的以太网接口接入由工业以太网交换机构成的通信网络中，通过建立统一的模型配置，完成信息共享。
作为一种优选的实施方式，所述变电层还包括自动化采集站和状态分析估计模块，所述自动化采集站设置有在线测控装置以及保护装置，利用自动化采集站生成变电站实时数据库；所述状态分析估计模块将所述变电站实时数据库的实时数据信息进行标准化，并对数据进行筛选，去除错误信息，进行全网状态估计。
作为一种优选的实施方式，所述自动化采集站采集数据包括模拟量和馈电器的开关状态量。
作为一种优选的实施方式，所述操作站至少配置2个以太网接口，分别接入变电站系统的通信网络和调度网络，变电层接收来自间隔层的信息，并利用站控系统实现变电层的运行、维护和通信功能。
作为一种优选的实施方式，所述系统控制器包括至少12个CPU插件，每个插件通过以太网接口接入通信网络，收集变电到变电站系统的全部电气量以及电气状态，完成对变电站系统的集中保护、监控和测量。
作为一种优选的实施方式，所述过程层通过以太网接口接入通信网络，利用所述优化器控制所述馈电器以及所述开关终端为预定类负载生成最佳负载调度。
作为一种优选的实施方式，所述间隔层向多个个体负载中的至少一个个体负载发送最佳调度信息，费率信息、批准信息、操作的指令信息中的至少一个或多个。
作为一种优选的实施方式，所述分析估计模块还用于对状态估计估算后，对状态估计值错误的信号，通过智能告警系统进行告警，推送简报窗并保存至历史数据库，根据历史数据库，生成变电站调度拓扑分析。
作为一种优选的实施方式，所述操作站集成客户端、所述系统控制器集成服务器端，以客户/服务器方式实现通信，系统控制器与开关终端之间通过采样值服务传送采样数据，通过通用面向变电站事件服务传送设备状态和控制命令信息，各设备均提供以变电站配置语言描述的配置文件。
作为一种优选的实施方式，所述变电层、隔离层以及过程层设置有I EC61850标准的模型和接口，协议和服务映射到标准规定的特定协议栈，采用变电站配置语言SCL对各层设备进行描述和配置管理。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：本发明变电站系统基于高速工业以太网交换技术，实现全站信息的共享，在此基础上完成间隔层保护和测控等自动化功能的整合，仅用一套间隔层智能装置实现保护、测控、录波等功能，大大简化了现场设备，显著降低了一次性设备成本和运行维护成本，同时消除了复杂的电缆接线，大大提高了整个系统的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本变电站系统，包括变电层、间隔层和过程层，所述变电层包括：操作站；所述间隔层包括：系统控制器，所述间隔层采集所述过程层的信息并接收所述变电层的操作命令；所述过程层包括：若干馈电器、用于为预定类负载进行负载调度的优化器、用于与多个个体负载和/或优化器进行通信的通信接口以及开关终端，所述预定类负载包括若干个体负载；所述变电层与间隔层之间、所述间隔层与过程层之间通过各自的以太网接口接入由工业以太网交换机构成的通信网络中，通过建立统一的模型配置，完成信息共享。
所述变电层还包括自动化采集站和状态分析估计模块，所述自动化采集站设置有在线测控装置以及保护装置，利用自动化采集站生成变电站实时数据库；所述状态分析估计模块将所述变电站实时数据库的实时数据信息进行标准化，并对数据进行筛选，去除错误信息，进行全网状态估计。
所述自动化采集站采集数据包括模拟量和馈电器的开关状态量。
所述操作站至少配置2个以太网接口，分别接入变电站系统的通信网络和调度网络，变电层接收来自间隔层的信息，并利用站控系统实现变电层的运行、维护和通信功能。
所述系统控制器包括至少12个CPU插件，每个插件通过以太网接口接入通信网络，收集变电到变电站系统的全部电气量以及电气状态，完成对变电站系统的集中保护、监控和测量。
所述过程层通过以太网接口接入通信网络，利用所述优化器控制所述馈电器以及所述开关终端为预定类负载生成最佳负载调度。
所述间隔层向多个个体负载中的至少一个个体负载发送最佳调度信息，费率信息、批准信息、操作的指令信息中的至少一个或多个。
所述分析估计模块还用于对状态估计估算后，对状态估计值错误的信号，通过智能告警系统进行告警，推送简报窗并保存至历史数据库，根据历史数据库，生成变电站调度拓扑分析。
所述操作站集成客户端、所述系统控制器集成服务器端，以客户/服务器方式实现通信，系统控制器与开关终端之间通过采样值服务传送采样数据，通过通用面向变电站事件服务传送设备状态和控制命令信息，各设备均提供以变电站配置语言描述的配置文件。
所述变电层、隔离层以及过程层设置有I EC61850标准的模型和接口，协议和服务映射到标准规定的特定协议栈，采用变电站配置语言SCL对各层设备进行描述和配置管理。
该变电站系统的工作原理是：本发明变电站系统基于高速工业以太网交换技术，实现全站信息的共享，在此基础上完成间隔层保护和测控等自动化功能的整合，仅用一套间隔层智能装置实现保护、测控、录波等功能，大大简化了现场设备，显著降低了一次性设备成本和运行维护成本，同时消除了复杂的电缆接线，大大提高了整个系统的可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种变电站系统，其特征在于，包括变电层、间隔层和过程层，所述变电层包括：操作站；所述间隔层包括：系统控制器，所述间隔层采集所述过程层的信息并接收所述变电层的操作命令；所述过程层包括：若干馈电器、用于为预定类负载进行负载调度的优化器、用于与多个个体负载和/或优化器进行通信的通信接口以及开关终端，所述预定类负载包括若干个体负载；所述变电层与间隔层之间、所述间隔层与过程层之间通过各自的以太网接口接入由工业以太网交换机构成的通信网络中，通过建立统一的模型配置，完成信息共享。
2.根据权利要求1所述的变电站系统，其特征在于，所述变电层还包括自动化采集站和状态分析估计模块，所述自动化采集站设置有在线测控装置以及保护装置，利用自动化采集站生成变电站实时数据库；所述状态分析估计模块将所述变电站实时数据库的实时数据信息进行标准化，并对数据进行筛选，去除错误信息，进行全网状态估计。
3.根据权利要求2所述的变电站系统，其特征在于，所述自动化采集站采集数据包括模拟量和馈电器的开关状态量。
4.根据权利要求3所述的变电站系统，其特征在于，所述操作站至少配置2个以太网接口，分别接入变电站系统的通信网络和调度网络，变电层接收来自间隔层的信息，并利用站控系统实现变电层的运行、维护和通信功能。
5.根据权利要求4所述的变电站系统，其特征在于，所述系统控制器包括至少12个CPU插件，每个插件通过以太网接口接入通信网络，收集变电到变电站系统的全部电气量以及电气状态，完成对变电站系统的集中保护、监控和测量。
6.根据权利要求5所述的变电站系统，其特征在于，所述过程层通过以太网接口接入通信网络，利用所述优化器控制所述馈电器以及所述开关终端为预定类负载生成最佳负载调度。
7.根据权利要求6所述的变电站系统，其特征在于，所述间隔层向多个个体负载中的至少一个个体负载发送最佳调度信息，费率信息、批准信息、操作的指令信息中的至少一个或多个。
8.根据权利要求7所述的变电站系统，其特征在于，所述分析估计模块还用于对状态估计估算后，对状态估计值错误的信号，通过智能告警系统进行告警，推送简报窗并保存至历史数据库，根据历史数据库，生成变电站调度拓扑分析。
9.根据权利要求8所述的变电站系统，其特征在于，所述操作站集成客户端、所述系统控制器集成服务器端，以客户/服务器方式实现通信，系统控制器与开关终端之间通过采样值服务传送采样数据，通过通用面向变电站事件服务传送设备状态和控制命令信息，各设备均提供以变电站配置语言描述的配置文件。
10.根据权利要求9所述的变电站系统，其特征在于，所述变电层、隔离层以及过程层设置有IEC61850标准的模型和接口，协议和服务映射到标准规定的特定协议栈，采用变电站配置语言SCL对各层设备进行描述和配置管理。
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