CN216526060U - 一种智能变电站监控信息自动调试系统 - Google Patents

一种智能变电站监控信息自动调试系统 Download PDF

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邓星星
王映波
刘森林
杨陈
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Abstract

本实用新型涉及一种智能变电站监控信息自动调试系统,包括设置于调度主站的D5000模拟装置、调试控制装置和第一无线接入装置,还包括设置于变电站的IED模拟装置、数据通信网关机和第二无线接入装置;调试控制装置依次通过第一无线接入装置和第二无线接入装置与IED模拟装置通信连接,IED模拟装置与数据通信网关机通信连接,数据通信网关机依次通过第二无线接入装置和第一无线接入装置与D5000模拟装置通信连接,D5000模拟装置与调试控制装置通信连接,调试控制装置还与待监控信息设备通信连接。本实用新型基于无线网络技术,实现变电站信息点的自动核对和自动调试,并打破了调度数据网络的制约,有效提升了变电站监控信息调试效率。

Description

一种智能变电站监控信息自动调试系统
技术领域
本实用新型涉及电力系统自动化调试领域,特别涉及一种智能变电站监控信息自动调试系统。
背景技术
在智能变电站内,数据通信网关机以MMS报文采集间隔层(测控、保护)设备信息报文,主站以104规约报文格式接收网关机上传的数据,实现遥信、遥测、遥控和遥调(“四遥”)四类功能。104规约报文以数字编号方式来表达信息对象,工程中须检查数据通信网关机发送的信息编号与实际设备的对应关系是否与设计约定一致,即开展远动信息核对工作,实现对智能变电站监控信息的调试。
传统的监控信息调试验证方式为:变电站和调度主站工作人员到位后,变电站工作人员按照调度下发的信息点表就地“发出”一个信号,调度主站接收并显示网关机上送的104动作报文,调度主站和变电站工作人员通过电话方式,利用信号在特定时间内“由0到1”(信号动作)或“由1到0”(信号复归)变化,判断变电站实际动作的信号与调度主站接收的信号是否一致。然而,在该传统方式下,数以千计的信息点局均需变电站和主站两侧人员逐个人工核对,以确保信息的正确性,这种方式极大降低了人员工作效率,以一座新建220kV变电站为例,信息点约2000个,通常需要5至6人工作5天。且在实际工程中,由于停电方式和通信光缆架设进度的影响,调度数据网络通道的建立也往往成为制约信息核对的关键因素。
实用新型内容
本实用新型提供了一种智能变电站监控信息自动调试系统,解决了现有变电站调试系统需要人工核对变电站信息点、效率低下且调度数据网络受制约的技术问题。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:
一种智能变电站监控信息自动调试系统,包括设置于调度主站的D5000模拟装置、调试控制装置和第一无线接入装置,还包括设置于变电站的IED模拟装置、数据通信网关机和第二无线接入装置;
所述调试控制装置依次通过所述第一无线接入装置和所述第二无线接入装置与所述IED模拟装置通信连接,所述IED模拟装置与所述数据通信网关机通信连接,所述数据通信网关机依次通过所述第二无线接入装置和所述第一无线接入装置与所述D5000模拟装置通信连接,所述D5000模拟装置与所述调试控制装置通信连接,所述调试控制装置还与待监控信息设备通信连接。
本实用新型的有益效果是:调试控制装置设置在调度主站,与待监控信息设备通信连接,可以接收待调试的变电站信息点(包括遥测、遥信等变位指令),调试控制装置依次通过第一无线接入装置和第二无线接入装置与设置在变电站的IED模拟装置通信连接,基于无线网络,将需要核对的遥测、遥信等变位指令发送至IED模拟装置;基于IED模拟装置的模拟功能(包括模拟变电站的继电保护装置、测控装置等间隔层设备),将这些变位指令以MMS报文发送至数据通信网关机,数据通信网关机收到该MMS报文后触发遥信变位,再依次通过第二无线接入装置和第一无线接入装置,基于无线网络将变位信息反馈至调度主站的D5000模拟装置;再基于D5000模拟装置的解析功能(包括解析点号、值以及reference路径),将解析出的消息内容返回至调试控制装置,调试控制装置对比发送的变位指令与接收的消息内容,得到调试结果,完成变电站监控系统的自动调试;
本实用新型的智能变电站监控信息自动调试系统,基于无线网络技术,实现变电站信息点的自动核对和自动调试,并打破了调度数据网络的制约,有效提升了变电站监控信息调试效率,能够将新建变电站投运前调试传动工作时间降低至小时级,为电力生产提供保障。
在上述技术方案的基础上,本实用新型还有如下改进:
进一步:所述调试控制装置包括第一电源、DSP控制器、显示器、信息采集接口、信号输入接口和信号输出接口;
所述第一电源与所述DSP控制器电连接,所述DSP控制器分别与所述显示器、所述信息采集接口、所述信号输入接口和所述信号输出接口电连接,所述DSP控制器通过所述信息采集接口与所述待监测信息设备通信连接,所述DSP控制器通过所述信号输入接口与所述D5000模拟装置通信连接,所述DSP控制器通过所述信号输出接口与所述第一无线接入装置的输入端通信连接。
进一步:所述显示器上设有人机交互界面。
进一步:所述D5000模拟装置包括第二电源、第一处理器、报警器、报文输入接口和Kafka消息总线接口;
所述第二电源与所述第一处理器电连接,所述第一处理器分别与所述报警器、所述报文输入接口和所述Kafka消息总线接口,所述第一处理器通过所述报文输入接口与所述第一无线接入装置通信连接,所述第一处理器依次通过所述Kafka消息总线接口和所述信号输入接口与所述DSP控制器通信连接。
进一步:所述调试控制装置还包括同步输出接口,所述同步输出接口与所述DSP控制器电连接,所述DSP控制器通过所述同步输出接口与外部D5000生产系统通信连接。
进一步:所述IED模拟装置包括第三电源、第二处理器、以太网通信接口和报文输出接口;
所述第三电源与所述第二处理器电连接,所述第二处理器分别与所述串行通信接口、所述以太网通信接口和所述报文输出接口电连接,所述第二处理器通过所述以太网通信接口与所述第二无线接入装置的输出端通信连接,所述第二处理器还通过所述报文输出接口和所述数据通信网关机的输入端通信连接。
进一步:所述数据通信网关机的输出端通过IEC 104规约与所述第二无线接入装置的输入端通信连接。
进一步:所述智能变电站监控信息自动调试系统还包括纵向加密装置;
所述数据通信网关机的输出端通过IEC 104规约与所述纵向加密装置的输入端通信连接,所述纵向加密装置的输出端与所述第二无线接入装置的输入端通信连接。
附图说明
图1为本实用新型实施例中一种智能变电站监控信息自动调试系统的结构示意图;
图2为本实用新型实施例中调试控制装置的结构示意图;
图3为本实用新型实施例中D5000模拟装置的结构示意图;
图4为本实用新型实施例中IED模拟装置的结构示意图;
图5为本实用新型实施例中另一种智能变电站监控信息自动调试系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。
下面结合附图,对本实用新型进行说明。
实施例、如图1所示,一种智能变电站监控信息自动调试系统,包括设置于调度主站的D5000模拟装置、调试控制装置和第一无线接入装置,还包括设置于变电站的IED模拟装置、数据通信网关机和第二无线接入装置;
所述调试控制装置依次通过所述第一无线接入装置和所述第二无线接入装置与所述IED模拟装置通信连接,所述IED模拟装置与所述数据通信网关机通信连接,所述数据通信网关机依次通过所述第二无线接入装置和所述第一无线接入装置与所述D5000模拟装置通信连接,所述D5000模拟装置与所述调试控制装置通信连接,所述调试控制装置还与待监控信息设备通信连接。
本实施例智能变电站监控信息自动调试系统的工作原理为:
调试控制装置设置在调度主站,与待监控信息设备通信连接,可以接收待调试的变电站信息点(包括遥测、遥信等变位指令),调试控制装置依次通过第一无线接入装置和第二无线接入装置与设置在变电站的IED模拟装置通信连接,基于无线网络,将需要核对的遥测、遥信等变位指令发送至IED模拟装置;基于IED模拟装置的模拟功能(包括模拟变电站的继电保护装置、测控装置等间隔层设备),将这些变位指令以MMS报文发送至数据通信网关机,数据通信网关机收到该MMS报文后触发遥信变位,再依次通过第二无线接入装置和第一无线接入装置,基于无线网络将变位信息反馈至调度主站的D5000模拟装置;再基于D5000模拟装置的解析功能(包括解析点号、值以及reference路径),将解析出的消息内容返回至调试控制装置,调试控制装置对比发送的变位指令与接收的消息内容,得到调试结果,完成变电站监控系统的自动调试。
本实施例的智能变电站监控信息自动调试系统,基于无线网络技术,实现变电站信息点的自动核对和自动调试,并打破了调度数据网络的制约,有效提升了变电站监控信息调试效率,能够将新建变电站投运前调试传动工作时间降低至小时级,为电力生产提供保障。
优选地,如图2所示,所述调试控制装置包括第一电源、DSP控制器、显示器、信息采集接口、信号输入接口和信号输出接口;
所述第一电源与所述DSP控制器电连接,所述DSP控制器分别与所述显示器、所述信息采集接口、所述信号输入接口和所述信号输出接口电连接,所述DSP控制器通过所述信息采集接口与所述待监测信息设备通信连接,所述DSP控制器通过所述信号输入接口与所述D5000模拟装置通信连接,所述DSP控制器通过所述信号输出接口与所述第一无线接入装置的输入端通信连接。
通过上述调试控制装置能够帮助实现调度主站中D5000模拟装置的功能模拟、主子站信息下发和自动比对、模型分析等功能,当调试得到调试结果之后可通过显示器显示出来,方便相关调试人员查看。该调试控制装置位于安全III区,还能够帮助实现电网模型数据的集中维护和存储管理。
具体地,所述显示器上设有人机交互界面。通过设置的人机交互界面可以方便调试人员自定义调试过程中的参数设置和相关操作,使用更加方便实用。
优选地,如图3所示,所述D5000模拟装置包括第二电源、第一处理器、报警器、报文输入接口和Kafka消息总线接口;
所述第二电源与所述第一处理器电连接,所述第一处理器分别与所述报警器、所述报文输入接口和所述Kafka消息总线接口,所述第一处理器通过所述报文输入接口与所述第一无线接入装置通信连接,所述第一处理器依次通过所述Kafka消息总线接口和所述信号输入接口与所述DSP控制器通信连接。
通过上述结构的D5000模拟装置,方便实现调度主站控制系统功能模拟,与现有正式运行的生产控制系统(安全I区)具有相同的数据采集、模型建立、告警分析等功能,能够接收变电站上传的信息并进行转发,进而帮助实现监控信息的自动调试。
优选地,如图2所示,所述调试控制装置还包括同步输出接口,所述同步输出接口与所述DSP控制器电连接,所述DSP控制器通过所述同步输出接口与外部D5000生产系统通信连接。
通过同步输出接口,能够实现数据同步功能,在D5000模拟装置反馈的变电站信息无误时,将其同步至正式运行的D5000生产系统,实现由调试态至运行态的转变。
优选地,如图4所示,所述IED模拟装置包括第三电源、第二处理器、以太网通信接口和报文输出接口;
所述第三电源与所述第二处理器电连接,所述第二处理器分别与所述串行通信接口、所述以太网通信接口和所述报文输出接口电连接,所述第二处理器通过所述以太网通信接口与所述第二无线接入装置的输出端通信连接,所述第二处理器还通过所述报文输出接口和所述数据通信网关机的输入端通信连接。
通过上述结构的IED模拟装置,可以实现SCD/RCD文件解析,可模拟调度主站接收数据通信网关机发送的信息,也可模拟变电站间隔层设备发送信息至数据通信网关机,能够接收调试控制装置的变位指令,进而帮助实现监控信息的自动调试。
具体地,IED模拟装置具体为服务器端,调试控制装置具体为客户端,其之间的通讯架构采用C/S模式,数据传输采用TCP/IP协议通信。
优选地,所述数据通信网关机的输出端通过IEC 104规约与所述第二无线接入装置的输入端通信连接。
通过上述IEC 104规约,能够防止报文数据的丢失和重复传送,提高数据交互质量,进而提高监控信息调试准确率。
优选地,如图5所示,所述智能变电站监控信息自动调试系统还包括纵向加密装置;
所述数据通信网关机的输出端通过IEC 104规约与所述纵向加密装置的输入端通信连接,所述纵向加密装置的输出端与所述第二无线接入装置的输入端通信连接。
通过上述纵向加密装置,可以在调度主站与变电站之间在数据交互时,保证电力网络的相对安全。
具体地,第一无线接入装置和第二无线接入装置均主要是以无线网络组网方式,实现调度主站和变电站之间的互联互通。网络系统结构设计分为移动终端层、网络安全通道层、安全接入设备层和业务系统层,利用移动网络运营商VPDN(Virtual Private DialNetwork,虚拟专有拨号网络)业务搭建安全可靠的无线网络通道。
具体地,本实施例的自动变电站监控信息调试系统的工作流程如下:
(1)首先登录路由器,检查无线网络通信状态正常。
(2)网络通信正常后,由调试控制装置通过第一无线接入装置和第二无线接入装置发送需要核对的遥测、遥信等变位指令给站端IED模拟装置,需要核对的变位指令可通过调试控制装置上的人机交互界面人工选择全部或其中一部分。
(3)IED模拟装置收到指令后,根据指令模拟相应保护、测控等间隔层设备,以MMS报文发送变位信息至数据通信网关机。
(4)数据通信网关机收到变位信息后触发遥信变位,通过第二无线接入装置和第一无线接入装置以104规约上送变位信息至调度主站的D5000模拟装置。
(5)D5000模拟装置收到报文后解析点号、值以及reference路径,并通过Kafka消息总线发送给调试控制装置。
(6)调试控制模块比对发送的指令和收到的消息内容,得到调试结果,并可通过显示器显示调试结果,完成自动调试。
(7)调试人员可根据调试结果来修改有问题的信息点直至全部正确后,将正确无误的调试数据同步至D5000生产系统,实现运行态的转变。
需要说明的是,本实施例主要通过对变电站监控信息调试系统的硬件结构和连接关系进行改进来实现更高效率、不受调度数据网络制约的自动调试系统,不涉及计算机程序的改进。基于本实施例上述结构和连接关系的变电站监控信息调试系统,可根据现有技术中的公知常识或计算机程序,来实现变电站监控信息的自动调试。其中,调试控制装置的调试控制和对比分析功能、IED模拟装置的解析和模拟功能、D5000模拟装置的模拟和告警分析功能等,均为现有技术中的公知常识,具体细节此处不再赘述。
读者应理解,在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能变电站监控信息自动调试系统,其特征在于,包括设置于调度主站的D5000模拟装置、调试控制装置和第一无线接入装置,还包括设置于变电站的IED模拟装置、数据通信网关机和第二无线接入装置;
所述调试控制装置依次通过所述第一无线接入装置和所述第二无线接入装置与所述IED模拟装置通信连接,所述IED模拟装置与所述数据通信网关机通信连接,所述数据通信网关机依次通过所述第二无线接入装置和所述第一无线接入装置与所述D5000模拟装置通信连接,所述D5000模拟装置与所述调试控制装置通信连接,所述调试控制装置还与待监控信息设备通信连接;
其中,所述调试控制装置包括第一电源、DSP控制器、显示器、信息采集接口、信号输入接口和信号输出接口;
所述第一电源与所述DSP控制器电连接,所述DSP控制器分别与所述显示器、所述信息采集接口、所述信号输入接口和所述信号输出接口电连接,所述DSP控制器通过所述信息采集接口与所述待监控信息设备通信连接,所述DSP控制器通过所述信号输入接口与所述D5000模拟装置通信连接,所述DSP控制器通过所述信号输出接口与所述第一无线接入装置的输入端通信连接。
2.根据权利要求1所述的智能变电站监控信息自动调试系统,其特征在于,所述显示器上设有人机交互界面。
3.根据权利要求1所述的智能变电站监控信息自动调试系统,其特征在于,所述D5000模拟装置包括第二电源、第一处理器、报警器、报文输入接口和Kafka消息总线接口;
所述第二电源与所述第一处理器电连接,所述第一处理器分别与所述报警器、所述报文输入接口和所述Kafka消息总线接口,所述第一处理器通过所述报文输入接口与所述第一无线接入装置通信连接,所述第一处理器依次通过所述Kafka消息总线接口和所述信号输入接口与所述DSP控制器通信连接。
4.根据权利要求3所述的智能变电站监控信息自动调试系统,其特征在于,所述调试控制装置还包括同步输出接口,所述同步输出接口与所述DSP控制器电连接,所述DSP控制器通过所述同步输出接口与外部D5000生产系统通信连接。
5.根据权利要求1所述的智能变电站监控信息自动调试系统,其特征在于,所述IED模拟装置包括第三电源、第二处理器、以太网通信接口和报文输出接口;
所述第三电源与所述第二处理器电连接,所述第二处理器分别与串行通信接口、所述以太网通信接口和所述报文输出接口电连接,所述第二处理器通过所述以太网通信接口与所述第二无线接入装置的输出端通信连接,所述第二处理器还通过所述报文输出接口和所述数据通信网关机的输入端通信连接。
6.根据权利要求1所述的智能变电站监控信息自动调试系统,其特征在于,所述数据通信网关机的输出端通过IEC 104规约与所述第二无线接入装置的输入端通信连接。
7.根据权利要求6所述的智能变电站监控信息自动调试系统,其特征在于,所述智能变电站监控信息自动调试系统还包括纵向加密装置;
所述数据通信网关机的输出端通过IEC 104规约与所述纵向加密装置的输入端通信连接,所述纵向加密装置的输出端与所述第二无线接入装置的输入端通信连接。
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