CN113725833A - 一种柔性直流配电网五防闭锁系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种柔性直流配电网五防闭锁系统，信息采集模块用于采集柔性直流配电网换流站设备状态、设备带电信息、设备运行电压和检修作业信息；监控模块用于根据换流站设备状态和设备带电信息进行五防闭锁操作监控和设备带电监控；五防主机用于根据预设操作票的操作顺序生成当前五防闭锁逻辑，并生成电容放电特性曲线；校验模块用于通过预置闭锁逻辑对当前五防闭锁和监控模块中的五防闭锁操作结果进行比对校验，实现交互模块中换流站之间实时交互过程中的带电间隔五防闭锁校验；交互模块用于为换流站的交互提供通信条件。本申请能够解决现有技术操作风险较高，存在“五防”安全隐患的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及五防系统领域，尤其涉及一种柔性直流配电网五防闭锁系统。
背景技术
现有城区配电网中，主流仍为交流方式。随着电力电子技术的飞速发展，柔性直流配电网在技术和经济优势逐渐显现，柔性直流配电网可以减少分布式发电系统及直流负荷接入电网的中间环节，进而降低接入成本，提高功率转换效率和电能质量，目前已建成了珠海‘互联网+’智慧能源示范项目”等柔性直流配电网项目。但柔性直流配电网发展时间较短，没有针对柔性直流配电网的特性提出相关的“五防闭锁”技术研究，目前柔性直流配电网“五防闭锁”技术基于传统的“防止误分合断路器”“防止带负荷拉合隔离开关”“防止带电挂接地线”“防止带接地线送电”“防止误入带电间隔”五防闭锁技术。
传统的“五防闭锁”技术来源于交流变电站，并没有考虑到柔性直流配电网的直流变压器、直流断路器、换流阀等新设备配置了大量电容元件充放电特性；而且，也没有考虑电力电子设备在停电检修过程中由于调试作用改变设备带电的情况；另外，五防主机与监控系统之间缺乏相互校验，而交流变电站之间更是没有通讯联系，这些欠缺不仅会带来操作风险，而且无法形成完整可靠的五防系统；或者说，传统的“五防闭锁”技术不能较全面的覆盖柔性直流配电网特性，存在“五防”安全隐患。
发明内容
本申请提供了一种柔性直流配电网五防闭锁系统，用于解决现有技术没有考虑柔性直流配电网中检修设备带电情况、系统间的相互校验操作以及交互通信情况，导致操作风险较高，且存在“五防”安全隐患的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种柔性直流配电网五防闭锁系统，包括：
信息采集模块、监控模块、五防主机、校验模块和交互模块；
所述信息采集模块，用于采集柔性直流配电网换流站设备状态、设备带电信息、设备运行电压和检修作业信息；
所述监控模块，用于根据所述换流站设备状态和所述设备带电信息分别进行五防闭锁操作监控和设备带电监控，得到监控结果；
所述五防主机，用于以所述换流站设备状态为基础，根据预设操作票的操作顺序生成当前五防闭锁逻辑，并生成电容放电特性曲线；
所述校验模块，用于通过预置闭锁逻辑对所述当前五防闭锁和所述监控模块中的五防闭锁操作结果进行比对校验，实现所述交互模块中换流站之间实时交互过程中的带电间隔五防闭锁校验；
所述交互模块，用于为不同的换流站之间的实时交互通信提供通信端口、通信协议和通信架构，所述通信架构包括星型架构和树形架构。
优选地，还包括：显示装置；
所述显示装置，用于显示所述设备放电特性曲线和所述设备带电状态。
优选地，还包括：启动回路；
所述启动回路，用于根据预置启动回路电阻热累计特性设置启动回路带电时间间隔，根据所述带电时间间隔在柔性直流配电网启动时投入所述启动回路。
优选地，还包括：优化合闸模块；
所述优化合闸模块，用于根据柔性直流配电网换流站中的预设运行模式对特定设备进行优先合闸操作，所述预设运行模式包括PQ运行模式、V/F运行模式和VdcQ运行模式。
优选地，所述当前五防闭锁包括电气联闭锁和机械联闭锁。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请中，提供了一种柔性直流配电网五防闭锁系统，包括：信息采集模块、监控模块、五防主机、校验模块和交互模块；信息采集模块，用于采集柔性直流配电网换流站设备状态、设备带电信息、设备运行电压和检修作业信息；监控模块，用于根据换流站设备状态和设备带电信息分别进行五防闭锁操作监控和设备带电监控，得到监控结果；五防主机，用于以换流站设备状态为基础，根据预设操作票的操作顺序生成当前五防闭锁逻辑，并生成电容放电特性曲线；校验模块，用于通过预置闭锁逻辑对当前五防闭锁和监控模块中的五防闭锁操作结果进行比对校验，实现交互模块中换流站之间实时交互过程中的带电间隔五防闭锁校验；交互模块，用于为不同的换流站之间的实时交互通信提供通信端口、通信协议和通信架构，通信架构包括星型架构和树形架构。
本申请提供的柔性直流配电网五防闭锁系统，通过监控模块对设备的带电状态进行监控，以免造成操作危险，而且通过校验模块可以实现五防主机预设的五防闭锁与监控模块生成的闭锁操作结果之间的校验操作，即两个不同操作体系之间的校验；而且交互模块能够打通不同换流站之间通信，加强相关换流站之间联系；不论是针对系统之间的校验操作还是换流站之间的交互操作都能够帮助完善五防闭锁系统。因此，本申请能够解决现有技术没有考虑柔性直流配电网中检修设备带电情况、系统间的相互校验操作以及交互通信情况，导致操作风险较高，且存在“五防”安全隐患的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种柔性直流配电网五防闭锁系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的柔性直流配电网五防闭锁逻辑层级系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种柔性直流配电网五防闭锁系统的实施例，包括：信息采集模块101、监控模块102、五防主机103、校验模块104和交互模块105。
信息采集模块101，用于采集柔性直流配电网换流站设备状态、设备带电信息、设备运行电压和检修作业信息。
信息采集模块主要是获取系统中主要的电力信息，例如换流站设备状态、设备带电信息等。除此之外，本实施例为了后续能够把控检修过程中对设备带电状态的影响，检修作业信息也需要获取，用于后续的检修过程的设备状态分析，以及五防闭锁的完善。其中，设备运行电压的获取也有助于对系统的五防闭锁进行合理的配置；而根据检修作业信息可以获取到多端口直流断路器、柔性换流阀、直流变压器等设备的带电电压参数。
监控模块102，用于根据换流站设备状态和设备带电信息分别进行五防闭锁操作监控和设备带电监控，得到监控结果。
监控模块在系统中也是一个独立的操作系统，不仅可以对设备状态进行监控，还可以通过联闭锁操作生成操作票，也就是五防闭锁操作结果；设备带电信息的监控主要是针对在检修过程中，可能存在调试作业过程会改变设备带电状态的情况。另外，监控模块还可以根据实际需要完成其他配电网信息的监控任务，在此不作描述。
五防主机103，用于以换流站设备状态为基础，根据预设操作票的操作顺序生成当前五防闭锁逻辑，并生成电容放电特性曲线。
根据预设操作票的操作顺序可以明确系统的设备运行特性，从而生成具有针对性的五防闭锁逻辑，不论是换流站设备状态还是运行方式都能够影响五防闭锁逻辑。
五防主机还可以通过预设的电容充放电算法形成电容放电特性曲线，具体的电容充放电算法可以表达为：
t＝RC×Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]
其中，t为放电时间，RC为时间常数，Ln为：以e为底的对数函数，V0、V1、Vt分别为V0：电容初始电压、V1：电容最终电压、Vt：t时刻电容电压。
而根据采集模块获取的信息和数据，也可以生成其他设备的放电特性曲线，例如，根据换流阀直流电压信息可以生成多端口直流断路器、直流变压器等设备的放电特性曲线。
校验模块104，用于通过预置闭锁逻辑对当前五防闭锁和监控模块中的五防闭锁操作结果进行比对校验，实现交互模块中换流站之间实时交互过程中的带电间隔五防闭锁校验。
本实施例中的校验针对的是系统中的五防闭锁相关校验，校验依据是预置闭逻辑，校验形式是五防闭锁操作结果的比对，校验后的结果是闭锁误操作，或者解锁操作。
五防主机与监控模块之间的五防闭锁校验是两个独立系统之间的校验过程，而换流站之间交互生成的五防闭锁校验打破了常规的交流变电站不通讯的常规，这些跨体系的验证可以帮助系统生成更加合理可靠的五防闭锁逻辑。
交互模块105，用于为不同的换流站之间的实时交互通信提供通信端口、通信协议和通信架构，通信架构包括星型架构和树形架构。
换流站之间一般没有通讯，本实施例中将相关换流站进行通信连接，使得换流站之间能够实时交互运行，共享运行状态、直流电压和直流电流等关键数据，使得带电间隔的五防闭锁逻辑更加严谨可靠。为了便于换流站之间的交互，通信架构采用的是星型架构或者树形网络架构。
进一步地，还包括：显示装置106，用于显示设备放电特性曲线和设备带电状态。显示装置能够显示多种不同设备的放电特性和带电状态，能够防误闭锁，能够指导后续的操作任务。
进一步地，还包括：启动回路107，用于根据预置启动回路电阻热累计特性设置启动回路带电时间间隔，根据带电时间间隔在柔性直流配电网启动时投入启动回路。启动回路在柔性直流配电网启动时投入，投入的时间间隔是设置的启动回路带电时间间隔，在柔性直流换流阀成功启动后退出。启动回路带电时间间隔是根据电阻热累计特性确定，使得启动回路隔刀合闸联闭锁区别于常规变电站的隔刀联闭锁。
进一步地，还包括：优化合闸模块108，用于根据柔性直流配电网换流站中的预设运行模式对特定设备进行优先合闸操作，预设运行模式包括PQ运行模式、V/F运行模式和VdcQ运行模式。
柔性直流配电网换流站存在多种不同的运行模式，不同运行模式与不同设备的断路器、刀闸开合之间存在较强的关联关系，因此，根据不同的运行模式进行优先合闸操作对完善系统五防闭锁具有一定的影响意义。例如，根据柔性直流配电网特性优先合闸VdcQ站多端口直流断路器，同时五防闭锁其它换流站多端口断路器误合闸。
多端口直流断路器、柔性换流阀、直流变压器等设备不仅接地刀闸依靠设备本身的电气联闭锁、机械联闭锁还基于直流带电显示装置带电显示状态判据，进一步降低设备带电接地风险。封闭式设备柜门必须在接地刀闸合闸后才能打开，封闭式设备柜门关闭后接地刀闸才能分闸，进一步降低误入带电间隔风险。
进一步地，当前五防闭锁包括电气联闭锁和机械联闭锁。
可以将本实施例的五防闭锁系统以不同层级的形式进行表达，请参阅图2，包括站控层、间隔层和过程层；其站控层五防闭锁逻辑由监控系统、五防主机实现；其间隔层五防闭锁逻辑由测控装置实现，其过程层五防闭锁逻辑由直流带电显示装置、电气联锁、五防锁具配合实现。站控层、间隔层、过程层防误闭锁系统各层间相互独立，任何一层存在问题时，均可操作权限退出该层防误闭锁功能，使其不影响系统操作。
本申请实施例提供的柔性直流配电网五防闭锁系统，通过监控模块对设备的带电状态进行监控，以免造成操作危险，而且通过校验模块可以实现五防主机预设的五防闭锁与监控模块生成的闭锁操作结果之间的校验操作，即两个不同操作体系之间的校验；而且交互模块能够打通不同换流站之间通信，加强相关换流站之间联系；不论是针对系统之间的校验操作还是换流站之间的交互操作都能够帮助完善五防闭锁系统。因此，本申请实施例能够解决现有技术没有考虑柔性直流配电网中检修设备带电情况、系统间的相互校验操作以及交互通信情况，导致操作风险较高，且存在“五防”安全隐患的技术问题。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，例如多个单元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。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：RandomAccess Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种柔性直流配电网五防闭锁系统，其特征在于，包括：信息采集模块、监控模块、五防主机、校验模块和交互模块；
所述信息采集模块，用于采集柔性直流配电网换流站设备状态、设备带电信息、设备运行电压和检修作业信息；
所述监控模块，用于根据所述换流站设备状态和所述设备带电信息分别进行五防闭锁操作监控和设备带电监控，得到监控结果；
所述五防主机，用于以所述换流站设备状态为基础，根据预设操作票的操作顺序生成当前五防闭锁逻辑，并生成电容放电特性曲线；
所述校验模块，用于通过预置闭锁逻辑对所述当前五防闭锁和所述监控模块中的五防闭锁操作结果进行比对校验，实现所述交互模块中换流站之间实时交互过程中的带电间隔五防闭锁校验；
所述交互模块，用于为不同的换流站之间的实时交互通信提供通信端口、通信协议和通信架构，所述通信架构包括星型架构和树形架构。
2.根据权利要求1所述的柔性直流配电网五防闭锁系统，其特征在于，还包括：显示装置；
所述显示装置，用于显示所述电容放电特性曲线和所述设备带电信息。
3.根据权利要求1所述的柔性直流配电网五防闭锁系统，其特征在于，还包括：启动回路；
所述启动回路，用于根据预置启动回路电阻热累计特性设置启动回路带电时间间隔，根据所述带电时间间隔在柔性直流配电网启动时投入所述启动回路。
4.根据权利要求1所述的柔性直流配电网五防闭锁系统，其特征在于，还包括：优化合闸模块；
所述优化合闸模块，用于根据柔性直流配电网换流站中的预设运行模式对特定设备进行优先合闸操作，所述预设运行模式包括PQ运行模式、V/F运行模式和VdcQ运行模式。
5.根据权利要求1所述的柔性直流配电网五防闭锁系统，其特征在于，所述当前五防闭锁包括电气联闭锁和机械联闭锁。
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| CN114513055A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-05-17 | 广东电网有限责任公司珠海供电局 | 一种柔性直流配网换流站业务防误系统和控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113725833B (zh) | 2024-01-26 |
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