CN107834705B - 一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法，采集并解析站控层MMS信息及过程层GOOSE信息，接收及解析监控后台发送的安全措施票步骤；初始状态校核步骤；实时校核步骤；安全措施票的逆向恢复校核步骤，本发明提高了安全措施操作的可靠性。采用“分允许”信号、“合允许”信号的安全措施执行方式，实现安全措施操作的主动式布防。

Description

一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法

技术领域

本发明属于智能电网中智能变电站二次系统运行维护与检修领域。具体涉及一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法。

背景技术

相对于传统变电站，智能变电站采用光纤代替电缆进行IED(智能电子装置)间的物理连接，采用基于IEC61850数据及通信模型的SV、GOOSE报文代替二次模拟量及硬接点的进行数据传输，智能变电站二次回路除了电压电流互感器二次线圈至合并单元(MU)、智能终端出口接点至断路器操作机构、装置直流供电源尚留有少量的电缆连接外，其余部分基本都实现了光纤化及数字化。二次回路大大简化，二次回路故障率降低，因二次回路问题引起的保护误动作概率也大大减小。

传统变电站设置了较多的保护功能硬压板、保护出口硬压板，智能变电站大幅地减少了硬压板的数量，只保留有运行/检修、远方/就地两个硬压板，其它都采用了看不见、摸不着的软件实现的软压板方式。传统变电站二次设备检修或改扩建时，都有安全作业票或安全作业卡进行安全措施设置，安全措施设置是检修及改扩建设备及人身安全保证的重要过程与技术手段。传统变电站二次安全措施的实施，主要包括保护功能硬压板的投退、电流端子的短接、电压端子的隔断、出口硬压板的投退等，压板投退存在着明显的分断点，可以用人眼直接查看，也可借助于仪器仪表进行接点的通断、电压电流值有无的检查，安全措施操作直观、可控性强。智能变电站保护功能压板、GOOSE出口压板全部为软压板，电流电压的短接与分断操作，变成了SV输入压板的投退。此外，智能变电站增加了合并单元、智能终端两个传统变电站没有的IED，且保护、合并单元、智能终端增加了运行/检修硬压板，两个IED的检修不一致也是安全措施操作一种手段，同时，在部分地区及部分场合，光纤的插拔也有可能被用来作为安全措施隔离的一种方式。目前，电力公司运行检修单位及厂家都在积极实施基于监控后台的变电站安全措施一键操作模式，通过监控后台生成安全措施票，进行安全措施隔离的操作，这样减少人员的作业强度，提高工作效率。

正因为智能变电站安全措施设置可观测性及可测量性变差，操作习惯及思维方式与传统变电站相比发生了大的变化，因此，安措实施过程的正确性保证一直是运行检修工作中比较艰难的问题，部分地区采用大范围停电甚至全站停电的模式进行检修与改扩建工作，严重影响了供电的连续性与可靠性。因此，如何提高安全措施操作的安全性及可靠性，是智能变电站大面积推广应用后面临的新课题。

一次开关、刀闸的分合操作有站控层五防逻辑系统进行操作票的预演及分合允许控制，但目前二次安全措施执行过程中的压板投退尚无有效的管控手段。本发明在智能变电站布署安全措施主动式联合布防装置，该装置作为独立于监控后台、间隔层及过程层运行设备的第三方设备，与监控后台进行信息交互，装置类似于二次安全措施操作五防机，实现对监控后台安全措施票的初始状态校核、执行过程及恢复过程压板的“分”“合”允许操作与异常闭锁。

本发明适用于基于IEC61850通信规约的智能变电站，在变电站站端布署安全措施联合布防装置，该装置类似于二次安全措施操作五防机。装置与变电站监控后台协同工作，初态校核及操作票执行过程及恢复过程的“分允许”“合允许”操作与校核，并实现对监控后台一键式安全措施操作的异常闭锁。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法。

一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法，利用智能变电站站端布署变电站二次安全措施联合布防装置，智能变电站站端布署变电站二次安全措施联合布防装置包括GOOSE及MMS接收及解析单元、安全措施票接收及解析单元、初始状态校核单元、安全措施票执行实时校核单元，包括以下步骤：

步骤1、GOOSE及MMS接收及解析单元实时采集并解析站控层MMS信息及过程层GOOSE信息，安全措施票接收及解析单元接收及解析监控后台发送的安全措施票；

步骤2、初始状态校核单元依据GOOSE及MMS接收及解析单元获得的站控层MMS信息及过程层GOOSE信息，对安全措施票接收及解析单元获得的安全措施票进行初始状态校核，若初始状态校核正确则进入步骤3，若初始状态校核不正确则向监控后台发送“异常闭锁”信号；

步骤3、若监控后台接收到初始状态校核单元发送的“异常闭锁”信号，终止执行安全措施票，若监控后台没有接收到初始状态校核单元发送的“异常闭锁”信号，则初始状态校核正确监控后台将安全措施票的第一步安全措施作为当前安全措施；

步骤4、安全措施票执行实时校核单元向监控后台发送安全措施票的第一步安全措施的压板操作对应的“分允许”信号或“合允许”信号；监控后台在接收到第一步安全措施的压板操作对应的“分允行”信号或“合允许”信号后，进入步骤5；

步骤5、监控后台执行安全措施中的当前安全措施的压板操作，安全措施票执行实时校核单元将当前安全措施的压板操作执行后压板应当所处的状态与当前安全措施的压板操作执行后的站控层MMS信息及过程层GOOSE信息中的压板所处状态进行比较，若一致则实时校核正确，若不一致则实时校核不正确；

如果实时校核正确，则安全措施票执行实时校核单元向监控后台发送安全措施票下一步安全措施的压板操作对应的“分允许”信号或者“合允许”信号，

如果实时校核不正确，则安全措施票执行实时校核单元向监控后台发送“异常闭锁”信号；

步骤6、监控后台如果接收到安全措施票执行实时校核单元发送的“异常闭锁”信号，则停止执行安全措施票的安全措施，

监控后台如果没有接收到安全措施票执行实时校核单元发送的“异常闭锁”信号，则进行以下判断：

若安全措施票下一步安全措施的压板操作为压板投入操作，当前安全措施的压板操作执行后的压板所处状态为压板分状态，监控后台接收到安全措施票下一步安全措施的压板操作对应“合允许”信号，则将安全措施票下一步安全措施作为当前安全措施返回步骤5；

若安全措施票下一步安全措施的压板操作为压板退出操作，当前安全措施的压板操作执行后的压板所处状态为压板合状态，监控后台接收到安全措施票下一步安全措施的压板操作对应“分允许”信号，则将安全措施票下一步安全措施作为当前安全措施返回步骤5；

否则停止执行安全措施票的安全措施。

一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法，还包括步骤7：

校验、检修、或改扩建作业完成后，监控后台执行安全措施票的逆向安全措施恢复操作，执行安全措施票的逆向安全措施恢复操作时，安全措施票执行实时校核单元根据安全措施票的逆向安全措施恢复操作，向监控后台发送对应的“分允许”信号或“合允许”信号，并依据逆向安全措施恢复操作后压板所处状态对安全措施票的逆向安全措施恢复操作的执行进行校核，直至所有压板状态恢复至初始状态。

一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法，还包括生成初始状态校核和实时校核的校核报告的步骤。

如上所述的初始状态校核包括反态校核，反态校核包括以下步骤：

将执行安全措施票中每一个安全措施的压板操作执行后应当所处状态取反状态后，与压板初始所处状态进行比较，若一致，则反态校核正确；若不一致，初始状态校核单元向监控后台发送“异常闭锁”信号。

如上所述的初始状态校核还包括双重校核，双重校核包括以下步骤：

将过程层GOOSE信息中提取的压板所处状态与站控层MMS信息中提取的压板所处状态对应进行比较，若一致，则双重校核正确，若不一致，初始状态校核单元向监控后台发送“异常闭锁”信号。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

1、采用独立于监控后台及保护设备的第三方安全措施联合布防装置，与监控后台组成联合布防系统，进一步提高了安全措施操作的可靠性。

2、采用“分允许”信号、“合允许”信号的安措执行方式，实现安全措施操作的主动式布防，无“分允许”信号或“合允许”信号的压板，监控后台自动闭锁，无法执行分合操作。

3、除采用“分允许”信号或“合允许”信号操作外，联合布防装置还采集MMS及GOOSE信息，依据安全措施票对操作后压板所处状态进行校核，有效地防止安全措施的“漏做”、“错做”、“顺序错误”，降低检修及改扩建过程中的设备及人身事故发生的概率。

具体实施方式

一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法，利用智能变电站站端布署变电站二次安全措施联合布防装置，智能变电站站端布署变电站二次安全措施联合布防装置包括GOOSE及MMS接收及解析单元、安全措施票接收及解析单元、初始状态校核单元、安全措施票执行实时校核单元，包括以下步骤：

步骤1、GOOSE及MMS接收及解析单元实时采集并解析站控层MMS信息及过程层GOOSE信息，安全措施票接收及解析单元接收及解析监控后台发送的安全措施票；

安全措施票的每一步安全措施包括四个要素：操作顺序号、操作组号、参引地址、以及压板操作方式。压板操作方式包括“压板投入操作”和“压板退出操作”，在同一操作组下的不同压板操作，其操作顺序可忽略。例如，如安全措施票中退出线路保护跳闸压板与退出线路保护启母线失灵压板为一组，其操作顺序可忽略。

步骤2、初始状态校核单元依据GOOSE及MMS接收及解析单元获得的站控层MMS信息及过程层GOOSE信息，对安全措施票接收及解析单元获得的安全措施票进行初始状态校核，若初始状态校核正确则进入步骤3，若初始状态校核不正确则向监控后台发送“异常闭锁”信号；

初始状态校核包括反态校核，反态校核包括以下步骤：

将执行安全措施票中每一个安全措施的压板操作执行后应当所处状态取反状态后，与压板初始所处状态进行比较，若一致，则反态校核正确；若不一致，初始状态校核单元向监控后台发送“异常闭锁”信号。

安全措施票中各个安全措施对不同的压板进行压板操作，若安全措施对应的压板操作为“压板退出操作”，执行“压板退出操作”后压板应当所处状态为“压板分状态”，取反状态为“压板合状态”，若压板初始所处状态为“压板合状态”，则反态校核正确。

初始状态校核还包括双重校核，双重校核包括以下步骤：

将过程层GOOSE信息中提取的压板所处状态与站控层MMS信息中提取的压板所处状态对应进行比较，若一致，则双重校核正确，若不一致，初始状态校核单元向监控后台发送“异常闭锁”信号。

步骤3、若监控后台接收到初始状态校核单元发送的“异常闭锁”信号，终止执行安全措施票，若监控后台没有接收到初始状态校核单元发送的“异常闭锁”信号，则初始状态校核正确监控后台将安全措施票的第一步安全措施作为当前安全措施；

步骤4、安全措施票执行实时校核单元向监控后台发送安全措施票的第一步安全措施的压板操作对应的“分允许”信号或“合允许”信号；监控后台在接收到第一步安全措施的压板操作对应的“分允行”信号或“合允许”信号后，进入步骤5；。

步骤5、监控后台执行安全措施中的当前安全措施的压板操作，安全措施票执行实时校核单元将当前安全措施的压板操作执行后压板应当所处的状态与当前安全措施的压板操作执行后的站控层MMS信息及过程层GOOSE信息中的压板所处状态进行比较，若一致则实时校核正确，若不一致则实时校核不正确；

如果实时校核正确，则安全措施票执行实时校核单元向监控后台发送安全措施票下一步安全措施的压板操作对应的“分允许”信号或者“合允许”信号，

如果实时校核不正确，则安全措施票执行实时校核单元向监控后台发送“异常闭锁”信号；

步骤4和5中，安全措施票执行实时校核单元可以直接向监控后台发送安全措施票下一步安全措施的压板操作对应的“分允许”信号或者“合允许”信号，例如，安全措施票下一步安全措施的压板操作为“压板退出操作”，则安全措施票执行实时校核单元发送“分允许”信号到监控后台，安全措施票下一步安全措施的压板操作为“压板投入操作”，则安全措施票执行实时校核单元发送“合允许”信号到监控后台；还可以通过根据专家规则确定安全措施票下一步安全措施的压板操作为“分允许”信号或者“合允许”信号，并发送到监控后台。

专家规则指的是作业安全隔离规则，包括单套、双套装置校验作业隔离原则，消缺作业隔离原则，光纤隔离原则，双重安全隔离原则，检修压板隔离原则，一次设备停役保护装置退出操作顺序原则等。

步骤6、监控后台如果接收到安全措施票执行实时校核单元发送的“异常闭锁”信号，则停止执行安全措施票的安全措施，

监控后台如果没有接收到安全措施票执行实时校核单元发送的“异常闭锁”信号，则进行以下判断：

若安全措施票下一步安全措施的压板操作为压板投入操作，当前安全措施的压板操作执行后的压板所处状态为压板分状态，监控后台接收到安全措施票下一步安全措施的压板操作对应“合允许”信号，则将安全措施票下一步安全措施作为当前安全措施返回步骤5；

若安全措施票下一步安全措施的压板操作为压板退出操作，当前安全措施的压板操作执行后的压板所处状态为压板合状态，监控后台接收到安全措施票下一步安全措施的压板操作对应“分允许”信号，则将安全措施票下一步安全措施作为当前安全措施返回步骤5；

否则停止执行安全措施票的安全措施。

步骤7、校验、检修、或改扩建作业完成后，监控后台执行安全措施票的逆向安全措施恢复操作，执行安全措施票的逆向安全措施恢复操作时，安全措施票执行实时校核单元根据安全措施票的逆向安全措施恢复操作，向监控后台发送对应的“分允许”信号或“合允许”信号，并依据逆向安全措施恢复操作后压板所处状态对安全措施票的逆向安全措施恢复操作的执行进行校核，直至所有压板状态恢复至初始状态

一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法，还包括生成初始状态校核和实时校核的校核报告的步骤。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法，利用智能变电站站端布署变电站二次安全措施联合布防装置，智能变电站站端布署变电站二次安全措施联合布防装置包括GOOSE及MMS接收及解析单元、安全措施票接收及解析单元、初始状态校核单元、安全措施票执行实时校核单元，该方法包括以下步骤：

步骤1、GOOSE及MMS接收及解析单元实时采集并解析站控层MMS信息及过程层GOOSE信息，安全措施票接收及解析单元接收及解析监控后台发送的安全措施票；

步骤2、初始状态校核单元依据GOOSE及MMS接收及解析单元获得的站控层MMS信息及过程层GOOSE信息，对安全措施票接收及解析单元获得的安全措施票进行初始状态校核，若初始状态校核正确则进入步骤3，若初始状态校核不正确则向监控后台发送“异常闭锁”信号；

步骤3、若监控后台接收到初始状态校核单元发送的“异常闭锁”信号，终止执行安全措施票，若监控后台没有接收到初始状态校核单元发送的“异常闭锁”信号，则初始状态校核正确监控后台将安全措施票的第一步安全措施作为当前安全措施；

步骤4、安全措施票执行实时校核单元向监控后台发送安全措施票的第一步安全措施的压板操作对应的“分允许”信号或“合允许”信号；监控后台在接收到第一步安全措施的压板操作对应的“分允行”信号或“合允许”信号后，进入步骤5；

步骤5、监控后台执行安全措施中的当前安全措施的压板操作，安全措施票执行实时校核单元将当前安全措施的压板操作执行后压板应当所处的状态与当前安全措施的压板操作执行后的站控层MMS信息及过程层GOOSE信息中的压板所处状态进行比较，若一致则实时校核正确，若不一致则实时校核不正确；

如果实时校核正确，则安全措施票执行实时校核单元向监控后台发送安全措施票下一步安全措施的压板操作对应的“分允许”信号或者“合允许”信号，

如果实时校核不正确，则安全措施票执行实时校核单元向监控后台发送“异常闭锁”信号；

步骤6、监控后台如果接收到安全措施票执行实时校核单元发送的“异常闭锁”信号，则停止执行安全措施票的安全措施，

监控后台如果没有接收到安全措施票执行实时校核单元发送的“异常闭锁”信号，则进行以下判断：

若安全措施票下一步安全措施的压板操作为压板投入操作，当前安全措施的压板操作执行后的压板所处状态为压板分状态，监控后台接收到安全措施票下一步安全措施的压板操作对应“合允许”信号，则将安全措施票下一步安全措施作为当前安全措施返回步骤5；

若安全措施票下一步安全措施的压板操作为压板退出操作，当前安全措施的压板操作执行后的压板所处状态为压板合状态，监控后台接收到安全措施票下一步安全措施的压板操作对应“分允许”信号，则将安全措施票下一步安全措施作为当前安全措施返回步骤5；

否则停止执行安全措施票的安全措施。

2.根据权利要求1所述的一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法，其特征在于，还包括步骤7：

校验、检修、或改扩建作业完成后，监控后台执行安全措施票的逆向安全措施恢复操作，执行安全措施票的逆向安全措施恢复操作时，安全措施票执行实时校核单元根据安全措施票的逆向安全措施恢复操作，向监控后台发送对应的“分允许”信号或“合允许”信号，并依据逆向安全措施恢复操作后压板所处状态对安全措施票的逆向安全措施恢复操作的执行进行校核，直至所有压板状态恢复至初始状态。

3.根据权利要求1所述的一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法，其特征在于，还包括生成初始状态校核和实时校核的校核报告的步骤。

4.根据权利要求1所述的一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法，其特征在于，所述的初始状态校核包括反态校核，反态校核包括以下步骤：

将执行安全措施票中每一个安全措施的压板操作执行后应当所处状态取反状态后，与压板初始所处状态进行比较，若一致，则反态校核正确；若不一致，初始状态校核单元向监控后台发送“异常闭锁”信号。

5.根据权利要求4所述的一种智能变电站二次安全措施主动式联合布防方法，其特征在于，所述的初始状态校核还包括双重校核，双重校核包括以下步骤：

将过程层GOOSE信息中提取的压板所处状态与站控层MMS信息中提取的压板所处状态对应进行比较，若一致，则双重校核正确，若不一致，初始状态校核单元向监控后台发送“异常闭锁”信号。