CN108539864A - 一种配网换流站保护控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种配网换流站保护控制系统，所述系统包括两套保护控制装置、远动设备、调控中心，所述保护控制装置集成有通信模块，通过所述通信模块接入站控层网络，通过所述站控层网络与所述远动设备通信；还集成有保护模块、测控模块、阀控模块，接入所述装置的第一内部总线，通过所述第一内部总线与所述通信模块通信，所述通信模块接入所述第一内部总线；还集成有数据采集模块和站内控制模块，接入所述装置的第二内部总线，通过所述第二内部总线与所述保护模块、所述测控模块、所述阀控模块通信。利用本申请中各个实施例，可以实现换流站保护控制系统的集成化、紧凑化、模块化，有效降低占地面积，简化系统架构，提高所述系统的适用范围。

Description

一种配网换流站保护控制系统

技术领域

本申请涉及配电网技术领域，特别涉及一种配网换流站保护控制系统。

背景技术

现有的换流站保护控制设备，通常是采用分布式结构，需要配置较多的功能模块。这就导致现有的换流站保护控制系统的占地面积较大，系统架构较为复杂，需要较多的电缆连接。而柔性直流配电网需要接入各种类型的交直流负荷，拓扑结构经常发生变化，因此柔性直流配电网需要具备结构紧凑、占地面积小、适应面广等特点。现有的换流站保护控制系统就无法广泛适用于各种柔性直流配电网中。

现有技术中至少存在如下问题：现有的换流站保护控制设备，通常是采用分布式结构，需要配置较多的功能模块。这就导致现有的换流站保护控制系统的占地面积较大，系统架构较为复杂，需要较多的电缆连接。进而导致现有的换流站保护控制系统无法广泛适用于各种配电网，适用范围较小。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种配网换流站保护控制系统，以实现换流站保护控制系统的集成化、结构紧凑化、模块化，有效降低所述保护控制系统的占地面积，简化所述系统的系统架构，减少电缆连接，提高所述系统的适用范围。

本申请实施例提供一种配网换流站保护控制系统是这样实现的：

一种配网换流站保护控制系统，所述系统包括两套保护控制装置、远动设备、调控中心，所述保护控制装置集成有通信模块，所述保护控制装置通过所述通信模块接入站控层网络，通过所述站控层网络与所述远动设备通信；

所述保护控制装置还集成有保护模块、测控模块、阀控模块，所述保护模块、所述测控模块、所述阀控模块接入所述装置的第一内部总线，通过所述第一内部总线与所述通信模块通信，所述通信模块接入所述第一内部总线；

所述保护控制装置还集成有数据采集模块和站内控制模块，所述数据采集模块和所述站内控制模块接入所述装置的第二内部总线，通过所述第二内部总线与所述保护模块、所述测控模块、所述阀控模块通信，所述保护模块、所述测控模块、所述阀控模块接入所述第二内部总线。

优选实施例中，所述通信模块采用双网口模式接入所述站控层网络。

优选实施例中，所述数据采集模块用于获取所述换流站的运行数据，并将所述电气信号数据传输至所述第二内部总线，对应的，所述保护模块、所述测控模块、所述阀控模块通过所述第二内部总线获取所述运行数据。

优选实施例中，所述站内控制模块至少与断路器、隔离刀闸、换流阀连接，所述站内控制模块用于根据所述保护模块、所述测控模块、所述阀控模块的控制指令，控制所述断路器、所述隔离刀闸、所述换流阀的打开、关闭或导通、关断。

优选实施例中，所述站内控制模块包括：

断路器分合控制模块，与所述保护模块和所述测控模块通信，用于控制所述断路器的断开或闭合；

刀闸分合控制模块，与所述测控模块通信，用于控制所述刀闸的断开或闭合；

换流阀锁闭控制模块，与所述保护模块和所述阀控模块通信，用于控制所述换流阀的导通或关断；

换流阀阀控参数控制模块，与所述阀控模块通信，用于调整所述换流阀的阀控参数。

优选实施例中，所述断路器分合控制模块根据所述保护模块和所述测控模块发送的控制指令，控制所述断路器的断开或闭合；

所述刀闸分合控制模块根据所述测控模块发送的控制指令，控制所述刀闸的断开或闭合；

所述换流阀锁闭控制模块根据所述保护模块和所述阀控模块发送的控制指令，控制所述换流阀的导通或关断；

所述换流阀阀控参数控制模块根据所述阀控模块发送的控制指令，调整所述换流阀的阀控参数。

优选实施例中，所述数据采集模块至少包括互感器，所述互感器用于获取所述换流站的电气信号。

优选实施例中，所述调控中心通过所述远动设备与所述站控层网络连接，与所述保护控制装置中的各模块进行数据交互。

优选实施例中，所述调控中心通过所述保护控制装置获取所述换流站的运行数据，根据所述运行数据，生成对应的对所述换流站的控制指令，通过所述保护控制装置执行所述控制指令，实现对所述换流站的遥控。

优选实施例中，所述站控层网络还接入有站内监控系统，所述站内监控系统通过所述站控层网络与本站和其他换流站通信，与所述各换流站信息交互，实现站内监控和站间协调控制。

利用本申请实施例提供的一种配网换流站保护控制系统，可以实现所述保护控制系统的集成化、模块化、紧凑化，各模块之间采用统一的站内总线进行数据交互，所述系统采用统一的站内数据采集模块，所述装置内的各模块可以共享采集到的换流站运行数据，有效减少了数据采集模块的数量。各保护功能模块采用统一的集成的站内控制模块，通过所述站内控制模块实现多种控制功能，执行各保护功能模块的控制指令，避免了控制单元的重复设置。另外，所述装置内的各模块采用统一的站内通信模块，通过站层网络与调控中心进行数据交互，有效减少了通信模块的重复设置。利用本申请实施例提供的所述系统，可以有效减小换流站保护系统的占地面积，简化所述系统的架构，扩大所述系统的适用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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是本申请一个实施例提供的一种配网换流站保护控制系统的模块结构示意图；

图2是本申请一个实施例提供的一种配网换流站保护控制系统的控制流示意图；

图3是本申请一个实施例提供的一种配网环流站保护控制系统的数据流示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种配网换流站保护控制系统。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

图1是本申请所述一种配网换流站保护控制系统一种实施例的模块结构示意图。虽然本申请提供了如下述实施例或附图所示的装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更少的模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的结构中，这些装置的模块结构不限于本申请实施例或附图所示的模块结构。所述的模块结构在实际中的装置或终端产品应用时，可以按照实施例或者附图所示的模块结构进行顺序执行或者并行执行（例如并行处理器或者多线程处理的环境、甚至包括分布式处理的实施环境）。

具体的，如图1所述，本申请提供的一种配网换流站保护控制系统的一种实施例可以包括两套保护控制装置1、远动设备2、调控中心3，所述保护控制装置集成有通信模块101，所述保护控制装置1通过所述通信模块101接入站控层网络，通过所述站控层网络与所述远动设备2通信；

所述保护控制装置1还集成有保护模块102、测控模块103、阀控模块104，所述保护模块102、所述测控模块103、所述阀控模块104接入所述装置1的第一内部总线，通过所述第一内部总线与所述通信模块101通信，所述通信模块101接入所述第一内部总线；

所述保护控制装置1还集成有数据采集模块105和站内控制模块106，所述数据采集模块105和所述站内控制模块106接入所述装置的第二内部总线，通过所述第二内部总线与所述保护模块102、所述测控模块103、所述阀控模块104通信，所述保护模块102、所述测控模块103、所述阀控模块104接入所述第二内部总线。

如图1所示，所述系统包括两套保护控制装置A和B。所述两套保护装置A和B的模块结构相同，采用两套保护控制装置可以提高所述系统的可靠性。

本例中，所述站控层网络包括站控层网络A和站控层网络B，所述通信模块101采用双网口模式分别接入所述站控层网络A和所述站控层网络B。

图1中，箭头方向表示数据传输方向，可以看出，如图1所示，本例中，各模块与所述第一内部总线或所述第二内部总线之间的数据传输均为双向传输，即所述个模块可以从所述第一内部总线或所述第二内部总线接收数据，也可以向所述第一内部总线或所述第二内部总线发送数据。

本例中，所述装置1中的各模块采用统一的通信模块101，所述通信模块101与所述站控层网络之间的数据传输为双向传输，所述通信模块101可以向所述站控层网络发送数据，也可从所述站控层网络接收数据。所述通信模块101采用实时通信监测，对通信的流量、报文的完整性和报文丢失进行实时检测，异常后及时告警并根据设备的功能配置采取预设的应对措施。

本例中，所述系统采用统一的数据采集模块105，在所述保护控制系统内建立数据和信息的集中采集模式，数据和信息在所述装置1的内部总线上统一传送，各模块之间数据和信息共享，不需要重复设置数据采集单元。可以有效减小占地面积，实现数据共享，可以实现各模块的灵活配置和统一管理。

其中，所述数据采集模块105用于获取所述换流站的运行数据，并将所述电气信号数据传输至所述第二内部总线，对应的，所述保护模块102、所述测控模块103、所述阀控模块104通过所述第二内部总线获取所述运行数据。所述数据采集模块105至少包括互感器，所述互感器用于获取所述换流站的电气信号。

本例中，所述保护模块102的保护功能包括三个区域：交流保护区、直流保护区、换流变保护区。所述系统通过统一的测控模块103实现测控功能。

本例中，所述站内控制模块106包括对断路器、隔离刀闸以及换流阀的控制，所述站内控制模块106至少与断路器、隔离刀闸、换流阀连接，所述站内控制模块106用于根据所述保护模块102、所述测控模块103、所述阀控模块104的控制指令，控制所述断路器、所述隔离刀闸、所述换流阀的打开、关闭或导通、关断。所述装置1内的各模块通过同一个站内控制模块106实现所有的控制功能，避免了控制模块的重复设置。

本例中，所述阀控模块104按站内监控系统4或远动设备2下发的指令，按预设控制策略，发布对换流阀的控制指令。

本例中，所述调控中心3通过所述远动设备2与所述站控层网络A/B连接，与所述保护控制装置1中的各模块进行数据交互。

图2是本申请一个实施例中提供的一种配网换流站保护控制系统的控制流示意图。具体的，如图2所示，本例中，所述站内控制模块106可以包括：

断路器分合控制模块1061，与所述保护模块102和所述测控模块103通信，用于控制所述断路器的断开或闭合；

刀闸分合控制模块1062，与所述测控模块103通信，用于控制所述刀闸的断开或闭合；

换流阀锁闭控制模块1063，与所述保护模块102和所述阀控模块104通信，用于控制所述换流阀的导通或关断；

换流阀阀控参数控制模块1064，与所述阀控模块104通信，用于调整所述换流阀的阀控参数。

本例中，所述断路器分合控制模块1061根据所述保护模块102和所述测控模块103发送的控制指令，控制所述断路器的断开或闭合；

所述刀闸分合控制模块1062根据所述测控模块103发送的控制指令，控制所述刀闸的断开或闭合；

所述换流阀锁闭控制模块1063根据所述保护模块102和所述阀控模块104发送的控制指令，控制所述换流阀的导通或关断；

所述换流阀阀控参数控制模块1064根据所述阀控模块104发送的控制指令，调整所述换流阀的阀控参数。

对应的，本例中，所述调控中心3通过所述保护控制装置1获取所述换流站的运行数据，根据所述运行数据，生成对应的对所述换流站的控制指令，通过所述保护控制装置1执行所述控制指令，实现对所述换流站的遥控。

本例中，所述站控层网络A/B还接入有站内监控系统4，所述站内监控系统4通过所述站控层网络A/B与本站和其他换流站通信，与所述各换流站信息交互，实现站内监控和站间协调控制。

上述实施例中，换流站控制遵循统一调度、分级管理原则，

调控中心3主要实施对各换流站的管控功能，所述调控中心3经站内的远动设备2实现与站内设备的信息交互；获取换流站运行信息，向换流站设备下发柔直站调度参数和运行控制指令，以及对换流站设备实现遥控操作。

站内监控系统4主要实施对换流站的实时监控功能。通过专用通信网络与柔直系统各换流站连接，可与各换流站信息交互，并实施对换流站的实时监视控制，还可实现站间协调控制。

所述换流站控制系统实现直流系统的平稳启停、各运行状态和控制模式之间的平稳转换；实现安全可靠地操作断路器、隔离开关和接地刀闸。与所述调控中心3和所述站内监控系统4进行信息和数据交互，根据来自站内监控系统4的柔直系统控制参数及控制指令，按预定策略实施运行控制操作；接收来自调控中心3的遥控指令，对站内断路器、隔离开关、接地刀闸和换流器实施遥控操作。

图3是本申请一个实施例提供的一种配网环流站保护控制系统的数据流示意图。如图3所示，为完成各项功能，所述系统采集的来自互感器的数据可通过直采互感器二次信号获取，也可根据需要通过通信获取，数据经过处理后存入 “原始采样生数据缓冲区”，同时装置自采开关量输入，也存入“原始采样生数据缓冲区”。

“原始采样生数据缓冲区”中的原始采样值经插值及同步处理后，放入“加工后采样数据区”。

配置、参数及定值的修改维护由远程管理或就地维护机制完成，存放于“配置、参数及定制区”。

设备根据预设的配置、参数及定值，进行计算及逻辑判断等应用功能，由此而产生的模拟量计算值等置入“模拟量计算值区”，反应设备状态及输入状态的标志等置入“设备状态监测状态标志区”，产生的各种报文置入“事件记录报文缓冲区”，发出的控制指令或数据置入“下发控制数据缓冲区”。

利用上述各实施例提供的一种配网换流站保护控制系统的实施方式，可以实现所述保护控制系统的集成化、模块化、紧凑化，各模块之间采用统一的站内总线进行数据交互，所述系统采用统一的站内数据采集模块，所述装置内的各模块可以共享采集到的换流站运行数据，有效减少了数据采集模块的数量。各保护控制功能模块采用统一的集成的站内保护控制模块，通过所述站内保护控制模块实现多种保护控制功能，执行各保护功能模块的控制指令，避免了控制单元的重复设置。另外，所述装置内的各模块采用统一的站内通信模块，通过站层网络与调控中心进行数据交互，有效减少了通信模块的重复设置。利用本申请实施例提供的所述系统，可以有效减小换流站保护系统的占地面积，简化所述系统的架构，扩大所述系统的适用范围。

上述实施例阐明的装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (10)

1.一种配网换流站保护控制系统，其特征在于，所述系统包括两套保护控制装置、远动设备、调控中心，所述保护控制装置集成有通信模块，所述保护控制装置通过所述通信模块接入站控层网络，通过所述站控层网络与所述远动设备通信；

所述保护控制装置还集成有保护模块、测控模块、阀控模块，所述保护模块、所述测控模块、所述阀控模块接入所述装置的第一内部总线，通过所述第一内部总线与所述通信模块通信，所述通信模块接入所述第一内部总线；

所述保护控制装置还集成有数据采集模块和站内控制模块，所述数据采集模块和所述站内控制模块接入所述装置的第二内部总线，通过所述第二内部总线与所述保护模块、所述测控模块、所述阀控模块通信，所述保护模块、所述测控模块、所述阀控模块接入所述第二内部总线。

2.如权利要求1所述的一种配网换流站保护控制系统，其特征在于，所述通信模块采用双网口模式接入所述站控层网络。

3.如权利要求1所述的一种配网换流站保护控制系统，其特征在于，所述数据采集模块用于获取所述换流站的运行数据，并将所述电气信号数据传输至所述第二内部总线，对应的，所述保护模块、所述测控模块、所述阀控模块通过所述第二内部总线获取所述运行数据。

4.如权利要求1所述的一种配网换流站保护控制系统，其特征在于，所述站内控制模块至少与断路器、隔离刀闸、换流阀连接，所述站内控制模块用于根据所述保护模块、所述测控模块、所述阀控模块的控制指令，控制所述断路器、所述隔离刀闸、所述换流阀的打开、关闭或导通、关断。

5.如权利要求4所述的一种配网换流站保护控制系统，其特征在于，所述站内控制模块包括：

断路器分合控制模块，与所述保护模块和所述测控模块通信，用于控制所述断路器的断开或闭合；

刀闸分合控制模块，与所述测控模块通信，用于控制所述刀闸的断开或闭合；

换流阀锁闭控制模块，与所述保护模块和所述阀控模块通信，用于控制所述换流阀的导通或关断；

换流阀阀控参数控制模块，与所述阀控模块通信，用于调整所述换流阀的阀控参数。

6.如权利要求5所述的一种配网换流站保护控制系统，其特征在于，所述断路器分合控制模块根据所述保护模块和所述测控模块发送的控制指令，控制所述断路器的断开或闭合；

所述刀闸分合控制模块根据所述测控模块发送的控制指令，控制所述刀闸的断开或闭合；

所述换流阀锁闭控制模块根据所述保护模块和所述阀控模块发送的控制指令，控制所述换流阀的导通或关断；

所述换流阀阀控参数控制模块根据所述阀控模块发送的控制指令，调整所述换流阀的阀控参数。

7.如权利要求1所述的一种配网换流站保护控制系统，其特征在于，所述数据采集模块至少包括互感器，所述互感器用于获取所述换流站的电气信号。

8.如权利要求1所述的一种配网换流站保护控制系统，其特征在于，所述调控中心通过所述远动设备与所述站控层网络连接，与所述保护控制装置中的各模块进行数据交互。

9.如权利要求8所述的一种配网换流站保护控制系统，其特征在于，所述调控中心通过所述保护控制装置获取所述换流站的运行数据，根据所述运行数据，生成对应的对所述换流站的控制指令，通过所述保护控制装置执行所述控制指令，实现对所述换流站的遥控。

10.如权利要求1所述的一种配网换流站保护控制系统，其特征在于，所述站控层网络还接入有站内监控系统，所述站内监控系统通过所述站控层网络与本站和其他换流站通信，与所述各换流站信息交互，实现站内监控和站间协调控制。