CN108808849B - 一种接口配置方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种接口配置方法，在极控、极保护、直流母线保护或直流线路保护设备，与需操作的直流断路器控制设备之间配置采用标准协议的双向接口通信链路点对点连接。此种方法通过柔性直流系统中各种控制保护设备与需操作的直流断路器配置双向点对点链路，避免单个控制保护设备退出时影响其他运行设备对直流断路器的操作，通过为需要快速出口的线路保护装置增加配置高频快速跳闸链路，保证线路保护设备能够高速、可靠跳闸直流断路器。本发明还公开一种接口配置系统。
Description
技术领域
本发明属于电力系统柔性直流输电技术领域，特别涉及一种接口配置方法及接口配置系统。
背景技术
柔性直流系统都是采用电压源拓扑结构，直流系统阻抗低，一旦直流发生故障时，故障电流上升速度快，峰值比较大。由于故障电流没有过零点，常规开关无法开断，只能依靠系统停运，经常一点故障会引发多站闭锁跳闸，系统可靠性比较低。基于常规机械开关和电力电子器件的混合式高压直流断路器为解决该问题而提出，最具有大规模商业化应用的前景。
柔性直流系统中的各种控制保护设备如何与直流断路器进行接口目前是实际应用中的难点之一。不适合的接口方式，可能引起单个控制保护设备退出时影响其他运行设备对直流断路器的操作，引起直流断路器拒动的严重后果。
另一方面，由于柔性直流系统线路故障时要求保护快速出口，需要线路保护设备具备与直流断路器高速可靠的接口方式，从而保证直流线路发生故障时最短时间内将跳闸信号发送至直流断路器控制系统。
直流断路器不同于常规开关，其一般由智能控制保护设备控制，目前通用的接口方法并不适用于柔性直流控制保护系统与直流断路器的接口。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种接口配置方法及系统，通过柔性直流系统中各种控制保护设备与需操作的直流断路器配置双向点对点链路，避免单个控制保护设备退出时影响其他运行设备对直流断路器的操作。
本发明的次要目的，在于提供一种接口配置方法及系统，通过为需要快速出口的线路保护装置增加配置高频快速跳闸链路，保证线路保护设备能够高速、可靠跳闸直流断路器。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种接口配置方法，实现柔性直流控制保护系统与直流断路器控制系统的接口，所述柔性直流控制保护系统包含极控、极保护、直流母线保护和直流线路保护设备；在所述的极控、极保护、直流母线保护或直流线路保护设备，与需操作的直流断路器控制设备之间配置采用标准协议的双向接口通信链路点对点连接。
上述柔性直流控制保护系统的某一控制保护设备与需操作的直流断路器控制设备还配置单向高频通信链路，当需操作的直流断路器控制设备需要快速出口跳闸时，由所述某一控制保护设备向直流断路器控制设备发送跳闸命令，所述某一控制保护设备为极控、极保护、直流母线保护或直流线路保护设备；其中，单向高频通信链路的调制频率为1MHz±50Hz。
上述单向高频通信链路包含两种基准调制频率，分别为调制频率F1和调制频率F2，F1＝1MHz±50Hz，F2＝100kHz±50Hz；当单向高频通信链路传输的信号频率为调制频率F1时，表示跳闸命令；当单向高频通信链路传输的信号频率为调制频率F2时，表示非跳闸命令。
上述单向高频通信链路还传输非调制频率F1、F2的信号，该信号表示通道故障。
上述双向接口通信链路中，直流断路器发送至极控、极保护、直流母线保护或直流线路保护设备的通信链路为上行通信链路，传输直流断路器的状态信号；极控、极保护、直流母线保护或直流线路保护设备发送至直流断路器的通信链路为下行通信链路，传输分闸、合闸、跳闸以及重合闸命令信号。
一种接口配置系统，实现柔性直流控制保护系统与直流断路器控制系统的接口，所述柔性直流控制保护系统包含极控、极保护、直流母线保护和直流线路保护设备；所述的极控、极保护、直流母线保护或直流线路保护设备，与需操作的直流断路器控制设备之间通过采用标准协议的双向接口通信链路点对点连接。
上述直流线路保护设备还与需操作的直流断路器控制设备之间配置单向高频通信链路，在柔性直流控制保护系统的控制保护设备需要快速出口跳闸时，所述直流线路保护设备向直流断路器控制设备发送跳闸命令；其中，单向高频通信链路的调制频率为1MHz±50Hz。
上述单向高频通信链路包含两种基准调制频率，分别为调制频率F1和调制频率F2，F1＝1MHz±50Hz，F2＝100kHz±50Hz；当单向高频通信链路传输的信号频率为调制频率F1时，表示跳闸命令；当单向高频通信链路传输的信号频率为调制频率F2时，表示非跳闸命令。
上述通信链路的介质采用光纤。
上述标准协议采用IEC60044-8、TDM或以太网协议。
采用上述方案后，本发明的有益效果为：
(1)柔性直流控制保护设备与直流断路器控制设备直接连接，不经过其他设备中转，可以有效避免单个控制保护设备退出时影响其他运行设备对直流断路器的操作；
(2)本发明提供了高频快速跳闸链路，能够保证线路保护等设备能够高速、可靠跳闸直流断路器。
(3)本发明适用于任何采用直流断路器的柔性直流输电系统，直流断路器控制设备相当于交流断路器的操作箱，接口方式清晰，便于链路故障检查。
附图说明
图1是本发明的配置架构示意图；
图2是双向接口通信链路通讯示意图；
图3是单向高频通信链路通讯示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明提供一种接口配置方法，用于实现柔性直流控制保护系统与直流断路器控制系统的接口，所述柔性直流控制保护系统包含极控、极保护、直流母线保护和直流线路保护设备，所述的极控、极保护、直流母线保护或直流线路保护设备，与需操作的直流断路器控制设备配置采用标准协议的双向接口通信链路点对点连接；所述柔性直流控制保护系统的控制保护设备在需要快速出口跳闸时，与需操作的直流断路器控制设备还配置单向高频通信链路，由所述直流线路保护设备向直流断路器控制设备发送跳闸命令。
基于以上方法，本发明还提供一种接口配置系统，示出了柔性直流控制保护设备与直流断路器控制设备的接口配置，其中，柔性直流控制保护设备包括双重化配置的极控设备PCPA和PCPB，三重化配置的极保护设备PPRA、PPRB、PPRC以及相应的双重化三取二出口设备2F3A和2F3B，双重化配置的直流母线保护设备DBPA、DBPB，双重化配置的直流线路保护设备DLPA、DLPB，直流断路器控制设备采用双重化配置包括DBCA和DBCB。极控设备PCPA与直流断路器控制设备DBCA配置双向通讯接口通信链路1AA，极控设备PCPA与直流断路器控制设备DBCB配置双向通讯接口通信链路1AB,极控设备PCPB与直流断路器控制设备DBCA配置双向通讯接口通信链路1BA，极控设备PCPB与直流断路器控制设备DBCB配置双向通讯接口通信链路1BB,极控设备任何一套系统与直流断路器控制设备的任何一套系统点对点交叉互联；三取二出口设备2F3A与直流断路器控制设备DBCA配置双向通讯接口通信链路2AA，三取二出口设备2F3A与直流断路器控制设备DBCB配置双向通讯接口通信链路2AB,三取二出口设备2F3B与直流断路器控制设备DBCA配置双向通讯接口通信链路2BA，三取二出口设备2F3B与直流断路器控制设备DBCB配置双向通讯接口通信链路2BB,三取二出口设备任何一套系统与直流断路器控制设备的任何一套系统点对点交叉互联；直流母线保护设备DBPA与直流断路器控制设备DBCA配置双向通讯接口通信链路4AA，直流母线保护设备DBPA与直流断路器控制设备DBCB配置双向通讯接口通信链路4AB,直流母线保护设备DBPB与直流断路器控制设备DBCA配置双向通讯接口通信链路4BA，直流母线保护设备DBPB与直流断路器控制设备DBCB配置双向通讯接口通信链路4BB，直流母线保护设备任何一套系统与直流断路器控制设备的任何一套系统点对点交叉互联；直流线路保护设备DLPA与直流断路器控制设备DBCA配置双向通讯接口通信链路3AA，直流线路保护设备DLPA与直流断路器控制设备DBCB配置双向通讯接口通信链路3AB,直流线路保护设备DLPB与直流断路器控制设备DBCA配置双向通讯接口通信链路3BA，直流线路保护设备DLPB与直流断路器控制设备DBCB配置双向通讯接口通信链路3BB,直流线路保护设备任何一套系统与直流断路器控制设备的任何一套系统点对点交叉互联；上述所有的通讯接口通信链路的介质较优地为采用光纤，通讯协议采用IEC60044-8、TDM或以太网协议，较优地为采用IEC60044-8协议。
同时，由于直流线路故障发展速度快，需要直流线路保护快速动作出口直流断路器，直流线路保护设备DLPA与直流断路器控制设备DBCA还配置单向高频通信链路3AA-P，由直流线路保护设备DLPA向直流断路器控制设备DBCA发送调制的高频信号；直流线路保护设备DLPA与直流断路器控制设备DBCB还配置单向高频通信链路3AB-P，由直流线路保护设备DLPA向直流断路器控制设备DBCB发送调制的高频信号；直流线路保护设备DLPB与直流断路器控制设备DBCA还配置单向高频通信链路3BA-P，由直流线路保护设备DLPB向直流断路器控制设备DBCA发送调制的高频信号；直流线路保护设备DLPB与直流断路器控制设备DBCB还配置单向高频通信链路3BB-P，由直流线路保护设备DLPB向直流断路器控制设备DBCB发送调制的高频信号；上述的所有单相通讯接口通信链路的介质较优地为采用光纤，通讯协议采用IEC60044-8、TDM或以太网协议，较优地为采用IEC60044-8协议。采用上述的接口配置方法，直流断路器控制设备类似于交流断路器的操作箱，可以有效避免单个控制保护设备退出时影响其他运行设备对直流断路器的操作。
图2是双向接口通信链路通讯示意图，直流线路保护设备DLPA与直流断路器控制设备DBCA间配置有双向通信链路，介质较优地为采用光纤，通讯协议为采用IEC60044-8协议。其中，链路1为上行通信链路，直流断路器控制设备通过该链路上送分位、合位、允许分、允许合、故障等状态信号；链路2为下行通信链路，直流线路保护设备通过该链路下发分闸、合闸、跳闸和重合闸等命令。
图3是单向高频通信链路通讯示意图，采用了两种基准调制频率，调制频率1MHz表示跳闸命令，调制频率100kHz，表示正常时的非跳闸命令，实际应用中一般取基本调制频率一定范围内的频率信号均为基准频率信号，如取频率范围为50Hz，则1MHz±50Hz内的信号均为跳闸命令，同理100kHz±50Hz内的信号均为非跳闸命令。当不是上述两种信号时，表示通道故障，如通道断路时，接收到的调制信号频率为0。另外还可根据需要设置其他的基准频率表示其他的命令信号，如可设置10kHz调制频率表示重合闸命令。
对于对保护动作时间要求较高的直流线路保护设备增配了高频通信链路，可大大加快跳闸信号的传输速度，如采用1MHz表示跳闸命令时，跳闸信号的传输时间仅1μs左右，采用标准协议如IEC60044-8，传输时间约为50μs，因此可以显著提高跳闸的速度。对于其他设备具有非常快的保护动作时间要求时，也可以配置高频通信链路。同时配置双向接口通信链路和单向高频通信链路时，两个链路还可互为备用，提高跳闸命令传输的可靠性。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (8)
1.一种接口配置方法，实现柔性直流控制保护系统与直流断路器控制系统的接口，所述柔性直流控制保护系统包含极控、极保护、直流母线保护和直流线路保护设备；其特征在于：在所述的极控、极保护、直流母线保护或直流线路保护设备，与需操作的直流断路器控制设备之间配置采用标准协议的双向接口通信链路点对点连接；
所述柔性直流控制保护系统的某一控制保护设备与需操作的直流断路器控制设备还配置单向高频通信链路，当需操作的直流断路器控制设备需要快速出口跳闸时，由所述某一控制保护设备向直流断路器控制设备发送跳闸命令，所述某一控制保护设备为极控、极保护、直流母线保护或直流线路保护设备。
2.如权利要求1所述的一种接口配置方法，其特征在于：所述单向高频通信链路包含两种基准调制频率，分别为调制频率F1和调制频率F2，F1＝1MHz±50Hz，F2＝100kHz±50Hz；当单向高频通信链路传输的信号频率为调制频率F1时，表示跳闸命令；当单向高频通信链路传输的信号频率为调制频率F2时，表示非跳闸命令。
3.如权利要求2所述的一种接口配置方法，其特征在于：所述单向高频通信链路还传输非调制频率F1、F2的信号，该信号表示通道故障。
4.如权利要求1所述的一种接口配置方法，其特征在于：所述双向接口通信链路中，直流断路器发送至极控、极保护、直流母线保护或直流线路保护设备的通信链路为上行通信链路，传输直流断路器的状态信号；极控、极保护、直流母线保护或直流线路保护设备发送至直流断路器的通信链路为下行通信链路，传输分闸、合闸、跳闸以及重合闸命令信号。
5.一种接口配置系统，实现柔性直流控制保护系统与直流断路器控制系统的接口，所述柔性直流控制保护系统包含极控、极保护、直流母线保护和直流线路保护设备；其特征在于：所述的极控、极保护、直流母线保护或直流线路保护设备，与需操作的直流断路器控制设备之间通过采用标准协议的双向接口通信链路点对点连接；
所述直流线路保护设备还与需操作的直流断路器控制设备之间配置单向高频通信链路，在柔性直流控制保护系统的控制保护设备需要快速出口跳闸时，所述直流线路保护设备向直流断路器控制设备发送跳闸命令。
6.如权利要求5所述的一种接口配置系统，其特征在于：所述单向高频通信链路包含两种基准调制频率，分别为调制频率F1和调制频率F2，F1＝1MHz±50Hz，F2＝100kHz±50Hz；当单向高频通信链路传输的信号频率为调制频率F1时，表示跳闸命令；当单向高频通信链路传输的信号频率为调制频率F2时，表示非跳闸命令。
7.如权利要求5所述的一种接口配置系统，其特征在于：所述通信链路的介质采用光纤。
8.如权利要求5所述的一种接口配置系统，其特征在于：所述标准协议采用IEC60044-8、TDM或以太网协议。
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