JP6360144B2 - スマート変電所の保護制御システムに用いるスマート電力サーバ - Google Patents
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Description
前記スマート電力サーバは、前記スマート変電所におけるすべてのベイのマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットに接続された一次装置、及び前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットに対する測定と制御を実現する測定制御モジュールと、
前記スマート変電所におけるすべてのベイのマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットに接続された一次装置、及び前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットに対する保護を実現する保護モジュールと、
測定制御過程と保護過程で生じた測定制御情報と保護情報を収集し、ワークステーションに伝送し、前記ワークステーションからの指令に基づき一次装置に対する遠隔操作制御を実行する遠隔操作モジュールと、
前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットと事故記録装置とのデータ交換、前記スマート電力サーバと前記事故記録装置とのデータ交換、前記スマート電力サーバと分析記録装置とのデータ交換、前記スマート電力サーバと前記ワークステーションとのデータ交換、前記事故記録装置と前記分析記録装置とのデータ交換、及び前記ワークステーションとデータサーバとのデータ交換を実現する交換モジュールと、を備える。
本発明の実施例に係るマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットは、マージングユニットとインテリジェント端末を1つの装置に集積したものである。ここで、インテリジェント端末は、インテリジェントエレメントであって、ケーブルを介して一次装置に接続されるとともに、光ファイバーを介して保護や測定制御装置などの二次装置に接続され、一次装置(例えば、遮断器、ナイフスイッチ、主トランスなど)の測定や制御を実行するものである。機能として、上記インテリジェント端末は、回路保護のためにトリップ制御の命令を受けてトリップする機能と、測定制御装置からスイッチのオン・オフ命令を受けてスイッチをオン・オフする機能と、ナイフスイッチの位置に係る信号をアップロードする機能と、温度・湿度に係るデータを収集してアップロードする機能と、を含む様々な機能を実現できる。
図1は本発明の実施例1に係るスマート変電所の保護制御システムの構造模式図であり、図2は本発明の実施例1に係るに適用されるスマート変電所の保護制御システムのスマート電力サーバの構造模式図である。図1に示すように、該スマート変電所は、ワークステーション10、スマート電力サーバ20、マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニット30及びベイ40を備えてもよく、スマート電力サーバ20はワークステーション10に接続される。
測定制御モジュール201は、前記スマート変電所におけるすべてのベイ40のマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニット30に接続された一次装置、及びマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニット30に対する測定及び制御を実現し、
ここで、保護モジュール202は、前記スマート変電所におけるすべてのベイ40のマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニット30に接続された一次装置、及びマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニット30に対する保護を実現し、
遠隔操作モジュール203は、測定制御過程と保護過程で生じた測定制御情報と保護情報を収集し、ワークステーション10に伝送し、ワークステーション10からの指令に基づき一次装置に対する遠隔操作制御を実行し、
交換モジュール204は、マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニット30とプロセスレベル装置とのデータ交換、スマート電力サーバ20と前記プロセスレベル装置とのデータ交換、スマート電力サーバ20とステーションレベル装置とのデータ交換、前記プロセスレベル装置同士のデータ交換及び前記ステーションレベル装置同士のデータ交換を実現する。
本発明に記載のスマート変電所は、ソフトウェア定義機能の技術により集中モデリングを実現し、従来の変電所の分散型モデリング方式を変更する。具体的には、スマート変電所は、スマート変電所全体をモデリング対象とし、変電所配置説明にすべての保護機能の配置情報、測定制御機能の配置情報、交換機能の配置情報、遠隔操作機能の配置情報を直接追加し更新する集中モデリング方式を採用する。
図3は本発明の実施例3に係るスマート変電所の保護制御システムに用いるスマート電力サーバの構造模式図であり、該スマート電力サーバは任意のスマート変電所に適用できる。本実施例は上記実施例を最適化したものである。図3に示すように、該スマート電力サーバ20は、ハードウェアプラットフォーム301、オペレーティングシステム302及び専用機能モジュール303を備えてもよく、オペレーティングシステム302はハードウェアプラットフォーム301に配置される。
Claims (10)
- スマート変電所の保護制御システムに用いるスマート電力サーバであって、
前記スマート変電所におけるすべてのベイのマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットがいずれも前記スマート電力サーバに直接接続され、各前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットが、いずれも組み込み式高帯域幅交換通信ネットワークを介して前記スマート電力サーバにおける1つのみの伝送ポートに接続され、
前記スマート変電所におけるすべてのベイのマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットに接続された一次装置、及び前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットに対する測定と制御を実現する測定制御モジュールと、
前記スマート変電所におけるすべてのベイのマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットに接続された一次装置、及び前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットに対する保護を実現する保護モジュールと、
測定制御過程と保護過程で生じた測定制御情報と保護情報を収集し、ワークステーションに伝送し、前記ワークステーションからの指令に基づき前記一次装置に対する遠隔操作制御を実行する遠隔操作モジュールと、
前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットと事故記録装置とのデータ交換、前記スマート電力サーバと前記事故記録装置とのデータ交換、前記スマート電力サーバと分析記録装置とのデータ交換、前記スマート電力サーバと前記ワークステーションとのデータ交換、前記事故記録装置と前記分析記録装置とのデータ交換、及び前記ワークステーションとデータサーバとのデータ交換を実現する交換モジュールと、を備えることを特徴とするスマート電力サーバ。 - 前記スマート変電所は、スマート変電所全体をモデリング対象とし、変電所配置説明SCDにすべての保護機能の配置情報、測定制御機能の配置情報、交換機能の配置情報、遠隔操作機能の配置情報を直接追加し更新するという集中モデリング方式を採用することを特徴とする請求項1に記載のスマート電力サーバ。
- 前記スマート変電所のSCDファイルは、前記スマート変電所が計画したマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニット及び専用機能に基づき作成され、前記スマート変電所のSCDファイルは各前記専用機能の配置情報が定義され、前記専用機能が前記スマート変電所の応用シーンに応じて設定され、
前記測定制御モジュールは、具体的には、測定制御機能の配置情報に定義された測定制御機能と前記伝送ポートとの対応関係に基づき、対応した伝送ポートを介して、指定したマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットからサブスクライブするサンプル値SV/汎用オブジェクト指向変電所イベントGOOSEデータを取得し、前記サブスクライブしたSV/GOOSEデータを処理して、前記指定したマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットに接続された一次装置及び指定したマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットに対する測定制御を実現し、前記スマート電力サーバのインテリジェント電子デバイス配置説明CIDファイルはSCDファイルに基づき生成され、測定制御機能の配置情報を含み、又は、
前記保護モジュールは、具体的には、保護機能の配置情報に定義された保護機能と前記伝送ポートとの対応関係に基づき、対応した伝送ポートを介して、指定したマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットからサブスクライブするSV/GOOSEデータを取得し、前記サブスクライブしたSV/GOOSEデータを処理して、前記指定したマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットに接続された一次装置及び指定したマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットに対する保護を実現し、前記スマート電力サーバのCIDファイルはSCDファイルに基づき生成され、保護機能の配置情報を含み、又は、
前記遠隔操作モジュールは、具体的には、遠隔操作機能の配置情報に定義されたレポートブロックコンテンツに基づき、測定制御機能による測定制御過程及び/又は保護機能の保護過程で生じたレポート情報を収集し、前記レポート情報中の前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットのメディアアクセス制御MACアドレスを前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットのネットワークプロトコルIPアドレスに変換し、前記レポート情報を前記ステーションレベル装置に送信し、前記スマート電力サーバのCIDファイルはSCDファイルに基づき生成され、遠隔操作機能の配置情報を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のスマート電力サーバ。 - 前記スマート電力サーバのハードウェアプラットフォームは、リアルタイム処理用中央プロセッサチップ、主制御用中央プロセッサチップ、スイッチチップ及びフィールドプログラマブルゲートアレイFPGAアクセスチップを備え、
前記リアルタイム処理用中央プロセッサチップは、主トランス差動保護、主トランスサブ保護、サブ電源自動投入装置、低周波数・低電圧単独運転、ベイレベル・フェールセーフ、主トランス測定制御及び共用測定制御を含むリアルタイムタスクを処理し、
前記主制御用中央プロセッサチップは、遠隔操作機能を含む非リアルタイムタスクを処理し、
前記スイッチチップは、前記フィールドプログラマブルゲートアレイFPGAアクセスチップとプロセスレベル装置とのデータ交換、前記主制御用中央プロセッサチップと前記プロセスレベル装置とのデータ交換、前記プロセスレベル装置同士のデータ交換、ステーションレベル装置同士のデータ交換を実現し、
前記フィールドプログラマブルゲートアレイFPGAアクセスチップは、各前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットから送信されたサンプル値メッセージと汎用オブジェクト指向変電所イベントメッセージをリアルタイムに受信し、受信したメッセージにサンプル値処理又は汎用オブジェクト指向変電所イベント処理を行って前記リアルタイム処理用中央プロセッサチップに伝送して専用機能処理を実現し、前記リアルタイム処理用中央プロセッサチップの処理結果に基づき前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットに汎用オブジェクト指向変電所イベントメッセージを送信し、さらに、受信したサンプル値メッセージと汎用オブジェクト指向変電所イベントメッセージを前記スイッチチップにコピーし、前記スイッチチップによりプロセスレベルネットワークに送信することを特徴とする請求項3に記載のスマート電力サーバ。 - 前記スマート変電所におけるすべてのベイのマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットは、前記フィールドプログラマブルゲートアレイFPGAアクセスチップの伝送ポートに1対1対応するように、いずれも1本の物理リンクのみを介して前記スマート電力サーバの前記フィールドプログラマブルゲートアレイFPGAアクセスチップの伝送ポートにアクセスされることを特徴とする請求項4に記載のスマート電力サーバ。
- 前記スマート電力サーバは、前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットから送信されたデータメッセージを、前記データメッセージを送信するマージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニットの所属ベイ、前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニット及びメッセージタイプに応じて分類して記憶するための拡張可能マークアップ言語XMLデータベースがさらに設置されることを特徴とする請求項1又は2に記載のスマート電力サーバ。
- 前記スマート電力サーバは、接続されたインテリジェント一次装置であって、前記マージングユニット・インテリジェント端末一体化ユニット、マージングユニット及びインテリジェント端末を含むインテリジェント一次装置にIPアドレスを割り当て、前記スマート電力サーバは、各前記インテリジェント一次装置のMACアドレスとIPアドレスのマッピング関係が記憶されることを特徴とする請求項3に記載のスマート電力サーバ。
- 前記遠隔操作モジュールは、さらに、測定制御情報と保護情報を収集する過程で、前記インテリジェント一次装置のMACアドレスとIPアドレスのマッピング関係に基づき、前記測定制御情報と保護情報中のMACアドレスを対応したIPアドレスに置換し、IPアドレスが載せられた測定制御情報と保護情報を前記ワークステーションに伝送することに用いられることを特徴とする請求項7に記載のスマート電力サーバ。
- 前記スマート電力サーバは、専用機能モジュールとして、事故記録モジュール及びネットワーク分析記録モジュールをさらに備え、及び/又は、前記スマート電力サーバは、地域スケジューリングセンタに接続されるファイアウォールモジュールをさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のスマート電力サーバ。
- 前記スマート電力サーバは、事故記録データ、イベント順序記録データ、動作レポートの停電保持機能を提供する停電保持モジュールを備えることを特徴とする請求項9に記載のスマート電力サーバ。
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