CN114069857A - 一种用于安全稳定控制系统装置进行通信的方法及装置 - Google Patents

一种用于安全稳定控制系统装置进行通信的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于安全稳定控制系统装置进行通信的方法，方法由子站执行，包括如下步骤：确定切机执行站的身份标识与通信协议中的分帧序号之间的对应关系；在上电时，判断子站的投入工作的切机执行站的身份标识符；如果判断第一切机执行站投入工作，则将第一切机执行站的数据包括在与第一切机执行站对应的分帧内；如果判断第二切机执行站没有投入工作，则删除将要发送给主站的数据包中的、与第二切机执行站对应的分帧；将数据包发送给主站。本发明在目前稳控装置通信机制基础上进行改进，首先可根据装置通道投退信息，自动识别分帧中是否存在无用分帧、从而剔除该类分帧，减少分帧总数，提高通信实时性。

Description

一种用于安全稳定控制系统装置进行通信的方法及装置
技术领域
本发明是关于电力安全稳定控制系统技术领域，特别是关于一种用于安 全稳定控制系统装置进行通信的方法及装置。
背景技术
安全稳定控制装置是为保证电力系统在遇到大扰动时的稳定性而在电厂 或变电(换流)站内装设的控制设备，实现切机、切负荷、快速减出力、直流 功率紧急提升或回降等功能，是保持电力系统安全稳定运行的第二道防线的 重要设施。安全稳定控制系统由两个及以上厂站的安全稳定控制装置通过通 信设备联络构成的系统，实现区域或更大范围的电力系统的稳定控制。根据稳 控装置在稳控系统中所发挥的作用，一般可分为稳定控制主站、稳定控制子站、 稳定控制执行站等三种类型。安全稳定控制系统的典型结构为主站-子站-执行 站多层架构，对于站点比较多的稳控系统，还需要配置通信扩展设备，在满足 系统整体动作时间的前提下，也可扩展稳控系统层级结构。安全稳定控制系统 的主要功能包括运行方式识别及切换，故障类型判别、控制措施抉择、控制措 施执行及数据通信功能，当系统故障时，根据判断出的故障类型(包括远方传 来的故障信息)、事故前电网的运行方式及主要送电断面的潮流大小，查找控 制策略表，确定应采取的控制措施和控制量，下发控制命令，如切机、切负荷、 直流功率紧急调制等命令。
随着电力系统发展迅速，电网结构变得越来越复杂，风电和光伏等新能源 容量持续增加，电网“强直弱交”、“双高”特征突出，电网安全稳定问题面临 严峻挑战。目前的安全稳定控制系统均基于工程定制，造成每个工程的稳控装 置均不相同，降低了装置的可靠性。近期国网重新修订了《Q/GDW电网安全 自动装置标准化设计规范》，对稳控装置功能及站间通信协议等进行了标准化， 基于此标准开发的稳控装置基本可适用各种工程，但此标准中通信协议为最 大化设计，造成分帧数多，最大分帧数为22帧，从而带来数据实时性降低， 最大可增加36.67ms(22*1.667ms)的延时，这是电网稳定控制所不能忍受的。
我国正处在特高压电网高速发展期，电网特性持续发生重要变化，对电网 安全运行提出了新的要求，对于稳控系统的的依赖性也大大加强。为解决当前 电网突出的结构性问题，稳控系统向广域化、复杂化发展趋势明显，稳控系统 控制模式基本已完成由“分散、独立”向“全局、协调”转变，安全稳定控制 装置控制范围广，利用多厂站的安全稳定控制装置的相互配合，实现了区域或 更大范围的电力系统的稳定控制。例如吉泉直流送端稳控系统架构，由五层分 区系统架构构成；华东电网频率协控系统由协控总站、直流协调控制系统、抽 蓄切泵控制系统、快速切负荷系统四大部分组成，结构复杂，通信通道很多， 功能的实现高度依赖于通信网络和远方控制命令，因此，通信通道的可靠性直 接影响稳控系统的可靠性，是实现稳控系统动作可靠性的重要环节。因此，一 旦安全稳定控制系统发生不正常动作行为，将造成相当严重后果，付出很大代 价。如某地区的安全稳定控制子系统因软件死锁、通信误码、通信模块及校验 存在漏洞而误动，造成了误切负荷。另外，稳控可靠性破坏导致的误动、拒动 将给电网形成难以承受的二次扰动冲击，为此国网提出了稳控装置需具备命 令链路自检功能，用于解决稳控装置及通信设备软硬件故障导致的命令逻辑 链路异常问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于安全稳定控制系统装置进行通信的方法 及装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于安全稳定控制系统装置进行通 信的方法，其特征在于，方法由子站执行，方法包括如下步骤：
确定切机执行站的身份标识与通信协议中的分帧序号之间的对应关系；
在上电时，判断子站的投入工作的切机执行站的身份标识符；
如果判断第一切机执行站投入工作，则将第一切机执行站的数据包括在 与第一切机执行站对应的分帧内；
如果判断第二切机执行站没有投入工作，则删除将要发送给主站的数据 包中的、与第二切机执行站对应的分帧；
将数据包发送给主站。
在一优选的实施方式中，方法包括如下步骤：
建立高优先级缓存区以及低优先级缓存区；
在生成故障信息帧之后，将故障信息帧缓存到高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将正常报文缓存到低优先级缓存区；
优先发送高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送高优先级缓存区中 的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息。
在一优选的实施方式中，方法包括如下步骤：
生成链路自检命令；
将链路自检命令缓存到高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将正常报文缓存到低优先级缓存区；
优先发送高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送高优先级缓存区中 的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息；
其中，链路自检命令是定时生成的，或者链路自检命令是基于用户触发命 令而生成的。
在一优选的实施方式中，方法包括如下步骤：
接收其它装置发送的链路自检命令；
在如下情况之一的情况下，生成链路自检命令反馈消息：判断子站从运行 异常状态恢复、判断子站初上电运行正常或者判断子站运行正常；
将链路自检命令反馈消息缓存到高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将正常报文缓存到低优先级缓存区；
优先发送高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送高优先级缓存区中 的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息。
本发明提供了一种用于安全稳定控制系统装置进行通信的方法，其特征 在于，方法由安全稳定控制系统中的设备执行，设备是主站或者切机执行站， 方法包括如下步骤：
建立高优先级缓存区以及低优先级缓存区；
生成链路自检命令；
将链路自检命令缓存到高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将正常报文缓存到低优先级缓存区；
优先发送高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送高优先级缓存区中 的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息；
其中，链路自检命令是定时生成的，或者链路自检命令是基于用户触发命 令而生成的。
在一优选的实施方式中，方法包括如下步骤：
接收其它装置发送的链路自检命令；
在如下情况之一的情况下，生成链路自检命令反馈消息：判断设备从运行 异常状态恢复、判断设备初上电运行正常或者判断设备运行正常；
将链路自检命令反馈消息缓存到高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将正常报文缓存到低优先级缓存区；
优先发送高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送高优先级缓存区中 的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息。
本发明提供了一种安全稳定控制系统中的装置，其特征在于，装置是子站， 装置被配置为执行如下操作：
确定切机执行站的身份标识与通信协议中的分帧序号之间的对应关系；
在上电时，判断子站的投入工作的切机执行站的身份标识符；
如果判断第一切机执行站投入工作，则将第一切机执行站的数据包括在 与第一切机执行站对应的分帧内；
如果判断第二切机执行站没有投入工作，则删除将要发送给主站的数据 包中的、与第二切机执行站对应的分帧；
将数据包发送给主站。
在一优选的实施方式中，装置被配置为执行如下操作：
建立高优先级缓存区以及低优先级缓存区；
在生成故障信息帧之后，将故障信息帧缓存到高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将正常报文缓存到低优先级缓存区；
优先发送高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送高优先级缓存区中 的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息。
在一优选的实施方式中，装置被配置为执行如下操作：
生成链路自检命令；
将链路自检命令缓存到高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将正常报文缓存到低优先级缓存区；
优先发送高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送高优先级缓存区中 的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息；
其中，链路自检命令是定时生成的，或者链路自检命令是基于用户触发命 令而生成的。
在一优选的实施方式中，装置被配置为执行如下操作：
接收其它装置发送的链路自检命令；
在如下情况之一的情况下，生成链路自检命令反馈消息：判断子站从运行 异常状态恢复、判断子站初上电运行正常或者判断子站运行正常；
将链路自检命令反馈消息缓存到高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将正常报文缓存到低优先级缓存区；
优先发送高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送高优先级缓存区中 的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息。
与现有技术相比，本发明具有如下优点，为解决背景技术中提出的问题， 本发明在目前稳控装置通信机制基础上进行改进，首先可根据装置通道投退 信息，自动识别分帧中是否存在无用分帧、从而剔除该类分帧，减少分帧总数， 提高通信实时性；其次，识别通信中实时性要求高的数据是否变化，变化时优 先插入发送该数据所在帧，可从根本上解决由帧数过多带来的通信延时问题； 再次，命令链路自检可通过手动、周期触发，触发时优先发送该数据所在帧， 用于实现命令链路自检功能。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的稳控系统典型结构示意图。
图2是根据本发明的一个实施方式的子站到主站通信协议的数据格式示 意图。
图3是根据本发明的一个实施方式的执行逻辑方块图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发 明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括” 或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部 分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，安全稳定控制系统一般都稳控主站、稳控子站、执行站和通 信扩展设备构成。本发明提供了一种用于安全稳定控制系统装置进行通信的 方法，其特征在于，方法由子站执行，方法包括如下步骤：
确定切机执行站的身份标识与通信协议中的分帧序号之间的对应关系；
在上电时，判断子站的投入工作的切机执行站的身份标识符；
如果判断第一切机执行站投入工作，则将第一切机执行站的数据包括在 与第一切机执行站对应的分帧内；
如果判断第二切机执行站没有投入工作，则删除将要发送给主站的数据 包中的、与第二切机执行站对应的分帧；
将数据包发送给主站。
在一个具体实施例中，标准化设计规范中对主站-子站、子站-执行站间的 通信协议进行了规定，以图2的子站到主站通信协议的数据格式示意图为例， 子站向主站通信协议最大可分22帧，帧间隔为1.667ms，正常通信时，从帧 序号0(Idx)到21依次循环发送，因此主站接收子站数据最大刷新时间为 22*1.667＝36.674ms，其中帧序号为6～21的分帧依次为子站接收切机执行站 1～16的数据，帧序号6的分帧数据对应机执行站1的数据，依次递推，本发 明根据此特点，在装置上电时，通信模块在统计某通道分帧总数时，根据子站装置的切机执行站投入情况，自动判别某分帧是否需要发送(例如，帧序号6 对应切机执行站1，若切机执行站未投入，则该帧不需要发送)，以此达到减 少分帧总数的目的，减少数据刷新时间。
在一优选的实施方式中，方法包括如下步骤：建立高优先级缓存区以及低 优先级缓存区；在生成故障信息帧之后，将故障信息帧缓存到高优先级缓存区； 在生成正常报文之后，将正常报文缓存到低优先级缓存区；优先发送高优先级 缓存区中的信息，并且在完成发送高优先级缓存区中的信息之后，发送低优先 级缓存区中的信息。
在一个具体实施例中，当电力系统发生故障时，稳控系统需要及时判别出 故障，并将故障信息上送至主站，由主站根据故障信息查询策略表采取控制措 施，因此故障信息需快速上送，为提高故障信息上送速度，装置软件由平台模 块和应用模块构成，平台模块开辟高低优先级缓存，低优先级缓存用于正常交 互报文存储，高优先级缓存用于“故障信息帧”报文存储，平台模块提供函数 接口支持应用模块向平台发送持续时间t(100ms)的“故障信息帧”报文， 平台模块接收到“故障信息帧”报文后，装置优先发送该报文，装置发送完“故 障信息帧”报文后再切换为正常报文。
在一优选的实施方式中，方法包括如下步骤：生成链路自检命令；将链路 自检命令缓存到高优先级缓存区；在生成正常报文之后，将正常报文缓存到低 优先级缓存区；优先发送高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送高优先级 缓存区中的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息；其中，链路自检命令是 定时生成的，或者链路自检命令是基于用户触发命令而生成的。
在一优选的实施方式中，方法包括如下步骤：接收其它装置发送的链路自 检命令；在如下情况之一的情况下，生成链路自检命令反馈消息：判断子站从 运行异常状态恢复、判断子站初上电运行正常或者判断子站运行正常；将链路 自检命令反馈消息缓存到高优先级缓存区；在生成正常报文之后，将正常报文 缓存到低优先级缓存区；优先发送高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送 高优先级缓存区中的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息。
在一个具体实施例中，在安全稳定控制系统正常运行及命令通信交互基 础上，加入“链路自检命令”，触发站定时或手动两种方式触发“链路自检 命令”，定时触发设置“链路自检定时触发控制字”进行定时触发功能投退， 通过装置进行灵活设定“链路自检命令”发送时间间隔(0.01-24小时)进行 周期定时触发。手动触发可通过装置人机接口菜单触发方式进行单通道或全 部通道的自检命令下发，接收站收到“链路自检命令”通道报文后回复“链 路自检命令反馈”报文。正常命令发送侧作为链路自检“触发站”、命令接 收侧作为链路自检“接收站”，具体实施逻辑如图3所示。装置软件有平台 模块和应用模块构成，平台模块开辟高低优先级缓存，低优先级缓存用于正 常交互报文存储，高优先级缓存用于“链路自检命令”报文存储，平台模块 提供函数接口支持应用模块向平台发送“链路自检命令”报文，平台模块接 收到“链路自检命令”报文后，装置优先发送该报文。装置发送完“链路自检命令”报文后再切换为正常报文。
本发明提供了一种用于安全稳定控制系统装置进行通信的方法，其特征 在于，方法由安全稳定控制系统中的设备执行，设备是主站或者切机执行站， 方法包括如下步骤：建立高优先级缓存区以及低优先级缓存区；生成链路自检 命令；将链路自检命令缓存到高优先级缓存区；在生成正常报文之后，将正常 报文缓存到低优先级缓存区；优先发送高优先级缓存区中的信息，并且在完成 发送高优先级缓存区中的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息；其中，链 路自检命令是定时生成的，或者链路自检命令是基于用户触发命令而生成的。
在一优选的实施方式中，方法包括如下步骤：接收其它装置发送的链路自 检命令；在如下情况之一的情况下，生成链路自检命令反馈消息：判断设备从 运行异常状态恢复、判断设备初上电运行正常或者判断设备运行正常；将链路 自检命令反馈消息缓存到高优先级缓存区；在生成正常报文之后，将正常报文 缓存到低优先级缓存区；优先发送高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送 高优先级缓存区中的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息。
本发明提供了一种安全稳定控制系统中的装置，其特征在于，装置是子站， 装置被配置为执行如下操作：确定切机执行站的身份标识与通信协议中的分 帧序号之间的对应关系；在上电时，判断子站的投入工作的切机执行站的身份 标识符；如果判断第一切机执行站投入工作，则将第一切机执行站的数据包括 在与第一切机执行站对应的分帧内；如果判断第二切机执行站没有投入工作， 则删除将要发送给主站的数据包中的、与第二切机执行站对应的分帧；将数据 包发送给主站。
在一优选的实施方式中，装置被配置为执行如下操作：建立高优先级缓存 区以及低优先级缓存区；在生成故障信息帧之后，将故障信息帧缓存到高优先 级缓存区；在生成正常报文之后，将正常报文缓存到低优先级缓存区；优先发 送高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送高优先级缓存区中的信息之后， 发送低优先级缓存区中的信息。
在一优选的实施方式中，装置被配置为执行如下操作：生成链路自检命令； 将链路自检命令缓存到高优先级缓存区；在生成正常报文之后，将正常报文缓 存到低优先级缓存区；优先发送高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送高 优先级缓存区中的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息；其中，链路自检 命令是定时生成的，或者链路自检命令是基于用户触发命令而生成的。
在一优选的实施方式中，装置被配置为执行如下操作：接收其它装置发送 的链路自检命令；在如下情况之一的情况下，生成链路自检命令反馈消息：判 断子站从运行异常状态恢复、判断子站初上电运行正常或者判断子站运行正 常；将链路自检命令反馈消息缓存到高优先级缓存区；在生成正常报文之后， 将正常报文缓存到低优先级缓存区；优先发送高优先级缓存区中的信息，并且 在完成发送高优先级缓存区中的信息之后，发送低优先级缓存区中的信息。
应当理解的是，在本发明的各种实施例中，上述各过程的撰写的先后顺序 并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定， 而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释 本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范 围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范 围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、 或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种用于安全稳定控制系统装置进行通信的方法，其特征在于，所述方法由子站执行，所述方法包括如下步骤：
确定切机执行站的身份标识与通信协议中的分帧序号之间的对应关系；
在上电时，判断所述子站的投入工作的切机执行站的身份标识符；
如果判断第一切机执行站投入工作，则将所述第一切机执行站的数据包括在与所述第一切机执行站对应的分帧内；
如果判断第二切机执行站没有投入工作，则删除将要发送给主站的数据包中的、与所述第二切机执行站对应的分帧；
将所述数据包发送给所述主站。
2.如权利要求1所述的用于安全稳定控制系统装置进行通信的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
建立高优先级缓存区以及低优先级缓存区；
在生成故障信息帧之后，将所述故障信息帧缓存到所述高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将所述正常报文缓存到所述低优先级缓存区；
优先发送所述高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送所述高优先级缓存区中的信息之后，发送所述低优先级缓存区中的信息。
3.如权利要求2所述的用于安全稳定控制系统装置进行通信的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
生成链路自检命令；
将所述链路自检命令缓存到所述高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将所述正常报文缓存到所述低优先级缓存区；
优先发送所述高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送所述高优先级缓存区中的信息之后，发送所述低优先级缓存区中的信息；
其中，所述链路自检命令是定时生成的，或者所述链路自检命令是基于用户触发命令而生成的。
4.如权利要求3所述的用于安全稳定控制系统装置进行通信的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
接收其它装置发送的链路自检命令；
在如下情况之一的情况下，生成链路自检命令反馈消息：判断所述子站从运行异常状态恢复、判断所述子站初上电运行正常或者判断所述子站运行正常；
将所述链路自检命令反馈消息缓存到所述高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将所述正常报文缓存到所述低优先级缓存区；
优先发送所述高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送所述高优先级缓存区中的信息之后，发送所述低优先级缓存区中的信息。
5.一种用于安全稳定控制系统装置进行通信的方法，其特征在于，所述方法由安全稳定控制系统中的设备执行，所述设备是主站或者切机执行站，所述方法包括如下步骤：
建立高优先级缓存区以及低优先级缓存区；
生成链路自检命令；
将所述链路自检命令缓存到所述高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将所述正常报文缓存到所述低优先级缓存区；
优先发送所述高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送所述高优先级缓存区中的信息之后，发送所述低优先级缓存区中的信息；
其中，所述链路自检命令是定时生成的，或者所述链路自检命令是基于用户触发命令而生成的。
6.如权利要求5所述的用于安全稳定控制系统装置进行通信的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
接收其它装置发送的链路自检命令；
在如下情况之一的情况下，生成链路自检命令反馈消息：判断所述设备从运行异常状态恢复、判断所述设备初上电运行正常或者判断所述设备运行正常；
将所述链路自检命令反馈消息缓存到所述高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将所述正常报文缓存到所述低优先级缓存区；
优先发送所述高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送所述高优先级缓存区中的信息之后，发送所述低优先级缓存区中的信息。
7.一种安全稳定控制系统中的装置，其特征在于，所述装置是子站，所述装置被配置为执行如下操作：
确定切机执行站的身份标识与通信协议中的分帧序号之间的对应关系；
在上电时，判断所述子站的投入工作的切机执行站的身份标识符；
如果判断第一切机执行站投入工作，则将所述第一切机执行站的数据包括在与所述第一切机执行站对应的分帧内；
如果判断第二切机执行站没有投入工作，则删除将要发送给主站的数据包中的、与所述第二切机执行站对应的分帧；
将所述数据包发送给所述主站。
8.如权利要求7所述的安全稳定控制系统中的装置，其特征在于，所述装置被配置为执行如下操作：
建立高优先级缓存区以及低优先级缓存区；
在生成故障信息帧之后，将所述故障信息帧缓存到所述高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将所述正常报文缓存到所述低优先级缓存区；
优先发送所述高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送所述高优先级缓存区中的信息之后，发送所述低优先级缓存区中的信息。
9.如权利要求8所述的安全稳定控制系统中的装置，其特征在于，所述装置被配置为执行如下操作：
生成链路自检命令；
将所述链路自检命令缓存到所述高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将所述正常报文缓存到所述低优先级缓存区；
优先发送所述高优先级缓存区中的信息，并且在完成发送所述高优先级缓存区中的信息之后，发送所述低优先级缓存区中的信息；
其中，所述链路自检命令是定时生成的，或者所述链路自检命令是基于用户触发命令而生成的。
10.如权利要求9所述的安全稳定控制系统中的装置，其特征在于，所述装置被配置为执行如下操作：
接收其它装置发送的链路自检命令；
在如下情况之一的情况下，生成链路自检命令反馈消息：判断所述子站从运行异常状态恢复、判断所述子站初上电运行正常或者判断所述子站运行正常；
将所述链路自检命令反馈消息缓存到所述高优先级缓存区；
在生成正常报文之后，将所述正常报文缓存到所述低优先级缓存区；
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