專利名稱：一種變電站雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變電監(jiān)控領(lǐng)域，更具體說涉及一種變電站智能化改造時使用的監(jiān)控系統(tǒng)、系統(tǒng)工作方法及其系統(tǒng)改造方法。
背景技術(shù)：
在運行變電站進(jìn)行智能化改造，需要對通訊規(guī)約進(jìn)行升級，牽涉到新老兩套監(jiān)控系統(tǒng)的并列運行。例如現(xiàn)如今變電站采用IEC103規(guī)約接入站控層網(wǎng)絡(luò)，在改造時對間隔層測控裝置進(jìn)行智能化通信接口改造，改造后的測控裝置將以IEC61850規(guī)約接入新的智能化站控層網(wǎng)絡(luò)運行，目前的改造方法如圖1所示，分別接入兩套監(jiān)控系統(tǒng)，新規(guī)約使用新的監(jiān)控系統(tǒng)，老規(guī)約使用老的監(jiān)控系統(tǒng)。這樣的變電站智能化改造方案具有三個缺點，一是在改造過程中新老監(jiān)控系統(tǒng)并列運行，大大增加了運行人員的監(jiān)控負(fù)擔(dān)和改造工程的系統(tǒng)風(fēng)險；二是在某些僅依靠間隔層的邏輯閉鎖來實現(xiàn)防誤閉鎖功能的變電站智能化改造過程中，由于設(shè)備之間規(guī)約不一致無法直接通訊，導(dǎo)致部分有聯(lián)閉鎖關(guān)聯(lián)的測控裝置間無法相互交換數(shù)據(jù)，從而改造過程中間隔層測控裝置無法實現(xiàn)完善的邏輯閉鎖，使變電站失去了防誤閉鎖功能；三是改造過程中，針對改造的設(shè)備需要廢除原有IEC103規(guī)約的二次模型， 并新建IEC61850規(guī)約的模型，相關(guān)的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容和監(jiān)控畫面關(guān)聯(lián)都需要重新手動調(diào)整，每個間隔的操作量都非常大，均依靠人工調(diào)整難以避免發(fā)生錯誤關(guān)聯(lián)，不僅延長了工期，而且錯誤的關(guān)聯(lián)會成為安全隱患，可能導(dǎo)致誤控其他運行設(shè)備，引起系統(tǒng)事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種變電站智能化改造過程中新老監(jiān)控系統(tǒng)并列運行的監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控方法，以及改造方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種變電站雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)，站控層的老規(guī)約A、B網(wǎng)分別與老規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置連接，站控層的新規(guī)約A、B網(wǎng)分別與新規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置連接，監(jiān)控后臺服務(wù)器設(shè)有四個以太網(wǎng)口并分別接入新老規(guī)約A、B 網(wǎng)接收新、老規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)，同時分別按照新老規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)處理數(shù)據(jù)。一種變電站雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法步驟1、監(jiān)控后臺服務(wù)器接收到新老規(guī)約A、B網(wǎng)上的數(shù)據(jù)；步驟2、服務(wù)器進(jìn)行判斷數(shù)據(jù)是否為老規(guī)約數(shù)據(jù)，若是則進(jìn)入下一步，若否則判斷是否為新規(guī)約數(shù)據(jù)，若是則進(jìn)入下一步，若否則判定為無效數(shù)據(jù)將其丟棄；步驟3、判斷數(shù)據(jù)地址是否有效，若有效進(jìn)入下一步，若無效則判定為無效數(shù)據(jù)將其丟棄；步驟4、服務(wù)器接收數(shù)據(jù)并按照相應(yīng)規(guī)約處理數(shù)據(jù)；步驟5、服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)實現(xiàn)站控層聯(lián)閉鎖。一種利用雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行變電站智能化改造的方法步驟1、構(gòu)建站控層新規(guī)約A、B網(wǎng)以及新規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置，并將新規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置接入新規(guī)約A、B網(wǎng)；步驟2、將雙規(guī)約監(jiān)控后臺服務(wù)器分別接入新、老規(guī)約A、B網(wǎng)；步驟3、雙規(guī)約監(jiān)控后臺服務(wù)器工作，新、老規(guī)約同步運行進(jìn)行過渡；步驟4、新規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置完全替代老規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置后，拆除老規(guī)約標(biāo)A、B網(wǎng)。步驟5、雙規(guī)約監(jiān)控后臺服務(wù)器僅接入新規(guī)約A、B網(wǎng)，作為普通的單規(guī)約監(jiān)控后臺服務(wù)器使用。本發(fā)明的優(yōu)點在于與現(xiàn)有的變電站智能化改造方案相比，該方案有效解決了變電站智能化改造過程中新老監(jiān)控系統(tǒng)并列運行所產(chǎn)生的一系列問題。首先，支持雙規(guī)約的監(jiān)控后臺能同步接受和處理變電站內(nèi)所有新老設(shè)備的數(shù)據(jù)，整個工程過渡期間，運行人員即可單獨通過支持雙規(guī)約的監(jiān)控后臺實現(xiàn)對全站設(shè)備的監(jiān)視和控制，滿足改造過程中的過渡要求。其次，數(shù)據(jù)的完整性給站控層的聯(lián)閉鎖提供了必要的條件，通過在站控層設(shè)置完善的邏輯閉鎖解決了變電站在智能化改造過程中失去防誤閉鎖功能的問題，保障了變電站智能化改造工程的安全性。最后，該監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)和IEC103規(guī)約的無縫對接， 改造設(shè)備時只需要進(jìn)行簡單的規(guī)約類別設(shè)置后，即可完成該設(shè)備在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中二次模型的更新，由程序進(jìn)行模型的更新，確保了改造過程中數(shù)據(jù)庫和畫面的準(zhǔn)確性，避免了改造中的人為因素錯誤。


下面對本發(fā)明說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明圖1為未采用雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行變電站智能化改造的網(wǎng)絡(luò)示意圖；圖2為采用雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行變電站智能化改造的網(wǎng)絡(luò)示意圖；圖3為雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)流程圖。
具體實施例方式變電站自動化系統(tǒng)在功能邏輯上由站控層和間隔層組成。其中站控層由主計算機兼操作員站、遠(yuǎn)動通信裝置、工程師站、一體化數(shù)據(jù)平臺、保護(hù)和故障錄波信息管理子站等功能站構(gòu)成；間隔層由監(jiān)控系統(tǒng)測控裝置、繼電保護(hù)系統(tǒng)、故障錄波系統(tǒng)、計量系統(tǒng)等二次子系統(tǒng)組成，通過控制電纜與一次系統(tǒng)設(shè)備連接，通過網(wǎng)絡(luò)接口直接接入站控層網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與站控層設(shè)備通信。參見圖3可知，變電站雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有一個監(jiān)控后臺即變電運行人員用以監(jiān)視和改變站內(nèi)一次設(shè)備運行方式的工作站，工作后臺的服務(wù)器設(shè)有四個以太網(wǎng)口，其中兩個接口接入站控層的老規(guī)約A、B網(wǎng)，另兩個接口接入新老規(guī)約A、B網(wǎng)接，以老規(guī)約為 IEC103規(guī)約，新規(guī)約為IEC61850為例，雙規(guī)約后臺服務(wù)器的4個以太網(wǎng)口分別接入原站控層IEC103規(guī)約網(wǎng)絡(luò)和新建站控層IEC61850網(wǎng)絡(luò)的A網(wǎng)、B網(wǎng)，同步接收站內(nèi)所有測控裝置的數(shù)據(jù)，從而避免了 IEC103規(guī)約通訊的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和IEC61850規(guī)約通訊的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備由于通訊規(guī)約不一致，相互間無法直接通訊，導(dǎo)致部分有聯(lián)閉鎖關(guān)聯(lián)的測控裝置間無法相互交換數(shù)據(jù)，由于新建雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器可以同步接收站內(nèi)所有測控裝置的數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)完整性保障了站控層聯(lián)閉鎖的實現(xiàn)，彌補了工程改造期間整站閉鎖功能不完善的安全漏洞。站控層新規(guī)約A、B網(wǎng)為MMS網(wǎng)絡(luò)，采用雙星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高速冗余網(wǎng)絡(luò)，通信規(guī)約采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。上述測控保護(hù)裝置包括測控裝置即變電站內(nèi)用以采集一次設(shè)備、二次設(shè)備的遙信遙測數(shù)據(jù)并對一次的部分或全部設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的裝置，以及保護(hù)裝置即變電站內(nèi)用以對電流、阻抗等電網(wǎng)參數(shù)分析計算進(jìn)行保護(hù)跳閘、重合閘等保護(hù)動作的二次設(shè)備裝置。如圖4所示，上述雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)的后臺服務(wù)器監(jiān)控方法步驟1、監(jiān)控后臺服務(wù)器接收到新老規(guī)約A、B網(wǎng)上的數(shù)據(jù)；步驟2、服務(wù)器進(jìn)行判斷數(shù)據(jù)是否為老規(guī)約數(shù)據(jù)，若是則進(jìn)入下一步，若否則判斷是否為新規(guī)約數(shù)據(jù)，若是則進(jìn)入下一步，若否則判定為無效數(shù)據(jù)將其丟棄；步驟3、判斷數(shù)據(jù)地址是否有效，若有效進(jìn)入下一步，若無效則判定為無效數(shù)據(jù)將其丟棄；步驟4、服務(wù)器接收數(shù)據(jù)并按照相應(yīng)規(guī)約處理數(shù)據(jù)，對改造設(shè)備進(jìn)行簡單的規(guī)約類別設(shè)置，完成該設(shè)備在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中二次模型的更新。步驟5、服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)實現(xiàn)站控層聯(lián)閉鎖。通過對智能化監(jiān)控進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流量試驗和網(wǎng)絡(luò)壓力試驗，對監(jiān)控系統(tǒng)與間隔層設(shè)備的通訊處理性能進(jìn)行了驗證。由此發(fā)現(xiàn)由于監(jiān)控系統(tǒng)頻繁地與尚未改造的設(shè)備但已經(jīng)按 IEC61850規(guī)約建模的設(shè)備建立通訊連接導(dǎo)致數(shù)據(jù)不刷新的情況，經(jīng)過討論將此部分設(shè)備的地址全部置成無效地址，等改造過后再進(jìn)行調(diào)整，避免了現(xiàn)場出現(xiàn)由于智能化改造發(fā)生監(jiān)控系統(tǒng)運行不正確的可能性。如圖2所示利用雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行變電站智能化改造的方法步驟1、構(gòu)建站控層新規(guī)約A、B網(wǎng)以及新規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置，并將新規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置接入新規(guī)約A、B網(wǎng)；步驟2、將雙規(guī)約監(jiān)控后臺服務(wù)器分別接入新、老規(guī)約A、B網(wǎng)；步驟3、雙規(guī)約監(jiān)控后臺服務(wù)器工作，新、老規(guī)約同步運行進(jìn)行過渡；步驟4、新規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置完全替代老規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置后，拆除老規(guī)約A、B網(wǎng)。步驟5、在過渡期之后，雙規(guī)約監(jiān)控后臺服務(wù)器僅接入新規(guī)約A、B網(wǎng)，作為普通的單規(guī)約監(jiān)控后臺服務(wù)器使用。相應(yīng)電氣設(shè)備改造方案如下500kV系統(tǒng)由于500kV系統(tǒng)一次設(shè)備操作回路沒有設(shè)置完整的電氣閉鎖，操作回路必須確保完整的邏輯閉鎖功能。在改造階段，暫停母線間隔層聯(lián)閉鎖功能，依靠站控層邏輯閉鎖功能實現(xiàn)母線隔離開關(guān)的邏輯閉鎖功能，待全部改造完成后，恢復(fù)母線間隔層聯(lián)閉鎖功能，恢復(fù)全站間隔層聯(lián)閉鎖的完整性。220kV系統(tǒng)220kV配電裝置采用了 GIS設(shè)備，一次設(shè)備操作回路設(shè)置了完整的電氣閉鎖，且在改造過程中可以站控層邏輯閉鎖可以完全實現(xiàn)間隔層的閉鎖邏輯，所以允許改造過渡過程中退出測控裝置的邏輯閉鎖功能。測控裝置逐個改接入智能化站控層網(wǎng)絡(luò)后恢復(fù)母線隔離開關(guān)的測控裝置邏輯閉鎖功能，母線倉位測控裝置全部改接完成后，恢復(fù)母線接地開關(guān)的測控裝置邏輯閉鎖功能。
主變?nèi)齻?cè)隔離開關(guān)和接地開關(guān)主變?nèi)齻?cè)接地開關(guān)設(shè)置了完整的電氣閉鎖 (500kV側(cè)接地開關(guān)設(shè)置了主變500kV側(cè)無壓閉鎖，220kV接地開關(guān)設(shè)置了帶電顯示裝置)， 但主變?nèi)齻?cè)隔離開關(guān)沒有設(shè)置與各側(cè)接地開關(guān)之間的電氣閉鎖，主變停電改造過程中，雙規(guī)約后臺提供的站控層邏輯閉鎖中包含所有閉鎖邏輯，保證了完整的邏輯閉鎖功能。兼容IEC61850和IEC103規(guī)約，在改造的整個過程中，該系統(tǒng)始終能夠同步接收站內(nèi)所有測控裝置的數(shù)據(jù)，運行人員直接通過新建智能監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對全站設(shè)備的監(jiān)視和控制，減輕了改造期間變電站的運行監(jiān)控壓力。在整個工程過渡期間，運行人員可單獨通過新建智能站控層的操作員站實現(xiàn)對全站設(shè)備的監(jiān)視和控制，滿足站控層改造過程中的過渡要求。同時，由于新建雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)可以同步接收站內(nèi)所有測控裝置的數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)完整性保障了站控層聯(lián)閉鎖的實現(xiàn)，彌補了工程改造期間整站閉鎖功能不完善的安全漏洞。該監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)和IEC103規(guī)約的無縫對接，在智能化改造過程中只需要對改造設(shè)備進(jìn)行簡單的規(guī)約類別設(shè)置后，即可完成該設(shè)備在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中二次模型的更新，由程序進(jìn)行模型的更新，從而確保了改造過程中圖庫的準(zhǔn)確性，避免了改造中的人為因素錯誤。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種變電站雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)，站控層的老規(guī)約A、B網(wǎng)分別與老規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置連接，其特征在于站控層的新規(guī)約A、B網(wǎng)分別與新規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置連接，監(jiān)控后臺服務(wù)器設(shè)有四個以太網(wǎng)口并分別接入新老規(guī)約A、B網(wǎng)接收新、老規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)，同時分別按照新老規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)處理數(shù)據(jù)。
2.一種基于權(quán)利要求1所述的變電站雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征在于 步驟1、監(jiān)控后臺服務(wù)器接收到新老規(guī)約A、B網(wǎng)上的數(shù)據(jù)；步驟2、服務(wù)器進(jìn)行判斷數(shù)據(jù)是否為老規(guī)約數(shù)據(jù)，若是則進(jìn)入下一步，若否則判斷是否為新規(guī)約數(shù)據(jù)，若是則進(jìn)入下一步，若否則判定為無效數(shù)據(jù)將其丟棄；步驟3、判斷數(shù)據(jù)地址是否有效，若有效進(jìn)入下一步，若無效則判定為無效數(shù)據(jù)將其丟棄；步驟4、服務(wù)器接收數(shù)據(jù)并按照相應(yīng)規(guī)約處理數(shù)據(jù)； 步驟5、服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)實現(xiàn)站控層聯(lián)閉鎖。
3.一種利用雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行變電站智能化改造的方法，其特征在于步驟1、構(gòu)建站控層新規(guī)約A、B網(wǎng)以及新規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置，并將新規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置接入新規(guī)約A、B網(wǎng)；步驟2、將雙規(guī)約監(jiān)控后臺服務(wù)器分別接入新、老規(guī)約A、B網(wǎng)； 步驟3、雙規(guī)約監(jiān)控后臺服務(wù)器工作，新、老規(guī)約同步運行進(jìn)行過渡； 步驟4、新規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置完全替代老規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置后，拆除老規(guī)約標(biāo) A、B 網(wǎng)。步驟5、雙規(guī)約監(jiān)控后臺服務(wù)器僅接入新規(guī)約A、B網(wǎng)，作為普通的單規(guī)約監(jiān)控后臺服務(wù)器使用。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種變電站雙規(guī)約監(jiān)控系統(tǒng)及其方法，站控層的老規(guī)約A、B網(wǎng)分別與老規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置連接，站控層的新規(guī)約A、B網(wǎng)分別與新規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置連接，監(jiān)控后臺服務(wù)器設(shè)有四個以太網(wǎng)口并分別接入新老規(guī)約A、B網(wǎng)接收新、老規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)測控保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)，同時分別按照新老規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)處理數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)兼容IEC61850規(guī)約和IEC103規(guī)約設(shè)備通訊，并且智能化監(jiān)控系統(tǒng)使得數(shù)據(jù)完整，通過站控層聯(lián)閉鎖實現(xiàn)全站的防誤閉鎖功能，同時實現(xiàn)了新老規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)的無縫對接。
文檔編號H02J13/00GK102570618SQ20121004311
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者鳳飛, 衛(wèi)平勝, 夏友斌, 夏民, 宋銘敏, 張愛萍, 朱明 , 李濤, 潘文虎, 田文芃, 章莉, 葛立青, 陳紹范, 黃學(xué)慶 申請人:安徽省電力公司蕪湖供電公司