一種35kV集成型智能變電站的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種35kV集成型智能變電站,包括一體化信息平臺(tái)、集成站域保護(hù)測(cè)控裝置和綜合智能組件;綜合智能組件接收一次智能設(shè)備的采樣值和狀態(tài)信息,并傳送給集成站域保護(hù)測(cè)控裝置,通過(guò)集成站域保護(hù)測(cè)控裝置進(jìn)行變電站的全站保護(hù)、測(cè)控邏輯判斷,并下達(dá)GOOSE命令給綜合智能組件,實(shí)現(xiàn)對(duì)一次設(shè)備的智能測(cè)控;同時(shí)集成站域保護(hù)測(cè)控裝置將邏輯判斷結(jié)果傳送給一體化信息平臺(tái),并接受一體化信息平臺(tái)的調(diào)度和控制命令。本發(fā)明提供一種35kV集成型智能變電站,更新了35kV智能變電站的建設(shè)模式,提高站內(nèi)軟硬件設(shè)備的集成化程度,減少二次智能設(shè)備的種類(lèi)和數(shù)量,降低運(yùn)維難度,降低35kV智能變電站自動(dòng)化建設(shè)成本,以利于在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造中推廣應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種35kV集成型智能變電站
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變電站自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種35kV集成型智能變電站。
【背景技術(shù)】
[0002]35kV變電站是連接農(nóng)村智能輸電網(wǎng)和智能配電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而目前35kV常規(guī)變電站的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的各專(zhuān)業(yè)設(shè)備重復(fù)配置、重復(fù)采集、數(shù)據(jù)源不一致,且設(shè)備之間不能進(jìn)行信息交互,保護(hù)缺乏協(xié)調(diào)性,“各自為政”,設(shè)備制造沒(méi)有遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,不具備互操作和互換性,不能適應(yīng)智能電網(wǎng)的要求。
[0003]目前,智能變電站試點(diǎn)工程主要集中在110千伏及以上電壓等級(jí),自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層分散式布置方式,其典型建設(shè)模式為:基于IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)的“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu),過(guò)程層采用“主設(shè)備+智能終端”和“互感器+合并單元”方式實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備智能化,間隔層按主設(shè)備單元間隔分別配置獨(dú)立測(cè)控保護(hù)裝置,站控層按應(yīng)用功能配置獨(dú)立工作站,采樣SV網(wǎng)、GOOSE網(wǎng)、對(duì)時(shí)網(wǎng)分立組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了少量二次設(shè)備整合和應(yīng)用功能集成。
[0004]35kV變電站屬于配電網(wǎng)終端變電站,靠近負(fù)荷中心,數(shù)量眾多,分布廣泛,與高電壓等級(jí)的變電站相比,具有單體建設(shè)規(guī)模小、自動(dòng)化系統(tǒng)投資敏感、運(yùn)維難度大的特點(diǎn),更加強(qiáng)調(diào)“結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、設(shè)備整合、功能集成、先進(jìn)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、運(yùn)維便捷”等實(shí)用化原則。對(duì)于35kV智能變電站,目前并沒(méi)有相應(yīng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,若直接套用分層分散式典型建設(shè)模式,存在智能元件數(shù)量增加、技術(shù)集成度低、二次設(shè)備投資占比過(guò)大的問(wèn)題,不具有實(shí)用價(jià)值。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種35kV集成型智能變電站,更新了35kV智能變電站的建設(shè)模式,提高站內(nèi)軟硬件設(shè)備的集成化程度,減少二次智能設(shè)備的種類(lèi)和數(shù)量,降低運(yùn)維難度,降低35kV智能變電站自動(dòng)化建設(shè)成本,以利于在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造中推廣應(yīng)用。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供一種35kV集成型智能變電站,所述變電站包括一體化信息平臺(tái)、集成站域保護(hù)測(cè)控裝置和綜合智能組件;所述綜合智能組件接收一次智能設(shè)備的采樣值和狀態(tài)信息,并傳送給所述集成站域保護(hù)測(cè)控裝置,通過(guò)所述集成站域保護(hù)測(cè)控裝置進(jìn)行變電站的保護(hù)、測(cè)控邏輯判斷,并下達(dá)GOOSE命令給所述綜合智能組件,實(shí)現(xiàn)對(duì)所述一次智能設(shè)備的測(cè)控;同時(shí)集成站域保護(hù)測(cè)控裝置將邏輯判斷結(jié)果傳送給所述一體化信息平臺(tái),并接受所述一體化信息平臺(tái)的調(diào)度和控制命令。
[0008]所述一體化信息平臺(tái)位于站控層,集成站域保護(hù)測(cè)控裝置位于間隔層,綜合智能組件裝置位于過(guò)程層。
[0009]所述一體化信息平臺(tái)集成了操作員站、監(jiān)控系統(tǒng)、五防系統(tǒng)、狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)和視頻安防系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了變電站監(jiān)控、設(shè)備管理、運(yùn)行維護(hù)及輔助系統(tǒng)的協(xié)同互動(dòng)的融合。[0010]所述集成站域保護(hù)測(cè)控裝置包括多個(gè)保護(hù)插板、通訊插板、i/o插板、同步對(duì)時(shí)及擴(kuò)展插板、電源插板、錄波插板和母板,各個(gè)插板均插在母板上,各個(gè)插板通過(guò)母板上電路板相互連接,實(shí)現(xiàn)各插板之間的信號(hào)傳輸與交換。
[0011]所述綜合智能組件綜合智能組件裝置包括主板和功能插件,功能插件包括信號(hào)采集轉(zhuǎn)換及同步接口插件、基本I/o及電源插件和擴(kuò)展輸出及操作回路插件;所述主板用于程序運(yùn)行和數(shù)據(jù)的處理及存儲(chǔ);信號(hào)采集轉(zhuǎn)換及同步接口插件實(shí)現(xiàn)互感器信號(hào)采集并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的9-2格式輸出和裝置的同步對(duì)時(shí);基本I/O及電源插件用于開(kāi)關(guān)量輸出和裝置電源的輸入輸出;擴(kuò)展輸出及操作回路插件用于擴(kuò)展經(jīng)各種安全閉鎖的開(kāi)關(guān)量輸出及斷路器的操作輸出回路。
[0012]在過(guò)程層,綜合智能組件就地安裝在一次智能設(shè)備間隔內(nèi),實(shí)現(xiàn)一次智能設(shè)備的就地智能化;采樣SV網(wǎng)、GOOSE網(wǎng)和對(duì)時(shí)網(wǎng)在過(guò)程層合并組網(wǎng),并通過(guò)光纖進(jìn)行信息采集和控制操作傳輸。
[0013]所述變電站還包括一次智能設(shè)備。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:
[0015]1.利用35kV變電站規(guī)模相對(duì)較小,一次系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單,站內(nèi)信息量相對(duì)較少的特點(diǎn),在遵循智能變電站一般技術(shù)原則,滿足安全可靠運(yùn)行要求前提下,通過(guò)對(duì)智能變電站的“三層兩網(wǎng)”進(jìn)行整合和集成,減少智能設(shè)備種類(lèi)和數(shù)量,減少35kV智能變電站建設(shè)和運(yùn)維成本;
[0016]2.本發(fā)明提供的35kV集成型智能變電站,創(chuàng)新了 35kV智能變電站的建設(shè)模式,提高站內(nèi)軟硬件設(shè)備的集成化程度,減少二次智能設(shè)備的種類(lèi)和數(shù)量,降低運(yùn)維難度,降低35kV智能變電站自動(dòng)化建設(shè)成本,以利于在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造中推廣應(yīng)用。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是35kV智能變電站優(yōu)化集成化方案圖;
[0018]圖2是綜合智能組件功能架構(gòu)圖;
[0019]圖3是集成站域保護(hù)測(cè)控裝置功能架構(gòu)圖;
[0020]圖4是集成站域保護(hù)測(cè)控裝置硬件構(gòu)成圖;
[0021]圖5是典型35kV智能變電站集成化建設(shè)方案圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]圖1為35kV智能變電站優(yōu)化集成方案圖,該圖說(shuō)明了 35kV集成型智能變電站的集成化思想,其在過(guò)程層利用綜合智能組件集成實(shí)現(xiàn)合并單元和智能終端功能,擴(kuò)展型智能組件還可實(shí)現(xiàn)本間隔保護(hù)功能;在間隔層利用一臺(tái)集成站域保護(hù)測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)全站的保護(hù)、測(cè)控、站域控制、故障錄波、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)等功能;在站控層整合集成監(jiān)控、五防、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、輔助決策等功能到一個(gè)統(tǒng)一的信息平臺(tái)上。
[0024]在圖1中35kV集成式智能變電站站控層包括一體化信息平臺(tái)和遠(yuǎn)動(dòng)通信、對(duì)時(shí)系統(tǒng)、一體化電源等;一體化信息平臺(tái)集成監(jiān)控、五防、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、輔助決策等功能,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)匯集全站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息,不斷刷新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),按既定規(guī)約將有關(guān)信息送向調(diào)度、控制和在線監(jiān)測(cè)中心,接受調(diào)度、控制和在線監(jiān)測(cè)中心的命令并發(fā)送至間隔層和過(guò)程層執(zhí)行。平臺(tái)利用主流操作系統(tǒng),具有在線可編程的全站操作閉鎖,對(duì)間隔層和過(guò)程層設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、維護(hù)、修改參數(shù)及變電站順序控制、故障分析、智能告警等功能。
[0025]如圖2,綜合智能組件主要用于過(guò)程層一次設(shè)備的就地智能化,雖然其在邏輯功能上可以按照合并單元、智能終端和測(cè)控保護(hù)(擴(kuò)展型)功能分類(lèi),但是該裝置在軟硬件結(jié)構(gòu)上為一體化設(shè)計(jì),包括核心處理器單元、同步對(duì)時(shí)單元、開(kāi)入開(kāi)出處理單元、模擬量(或數(shù)字量)接入單元、IEC61850協(xié)議支持包、網(wǎng)絡(luò)接入單元、狀態(tài)監(jiān)測(cè)接口單元;IEC61850協(xié)議支持包包括MMS信息服務(wù)模塊、GOOSE信息收發(fā)模塊、采樣值(SV)發(fā)送模塊、XML配置文件解析模塊;核心處理器單元與同步處理單元、開(kāi)入開(kāi)出處理單元、模擬量(或數(shù)字量)接入單元、IEC61850協(xié)議支持包、網(wǎng)絡(luò)接入單元連接。整個(gè)裝置硬件采用高性能的通用平臺(tái),軟件采用RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),設(shè)計(jì)采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)和編程,可以根據(jù)不同的間隔功能進(jìn)行靈活配置,以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能需求,如線路智能組件、電容器智能組件、變壓器智能組件。
[0026]如圖3,集成站域保護(hù)測(cè)控裝置將間隔層實(shí)現(xiàn)不同功能的多個(gè)智能裝置集成在一臺(tái)裝置內(nèi),,完成全站的保護(hù)、測(cè)控、站域控制、故障錄波、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)等自動(dòng)化功能。裝置采用高性能的硬件平臺(tái),硬件平臺(tái)包括多個(gè)功能插件板(如圖4),根據(jù)功能需求可以靈活配置,通過(guò)其上的保護(hù)主板、數(shù)據(jù)處理板和IO板可以完成變電站內(nèi)按間隔劃分對(duì)象的保護(hù)和測(cè)控等功能,例如饋線間隔、電容器間隔、變壓器間隔、站用變間隔等分別由不同的模塊配置實(shí)現(xiàn),在集成保護(hù)裝置內(nèi)部各個(gè)間隔的保護(hù)測(cè)控軟件獨(dú)立運(yùn)行;同時(shí),功能插件板通過(guò)母板卡總線可以獲得全站信息,從而根據(jù)需求可實(shí)現(xiàn)站域保護(hù)控制、故障錄波、電能質(zhì)量監(jiān)控及其他高級(jí)應(yīng)用功能。裝置滿足IEC61850的采樣值協(xié)議接收及GOOSE收發(fā)協(xié)議,支持MMS通訊處理;能夠支持多個(gè)過(guò)程層綜合智能組件發(fā)送的信息,并進(jìn)行各種電量計(jì)算、保護(hù)測(cè)控邏輯判斷、出口配置管理及執(zhí)行對(duì)綜合智能組件的控制策略,發(fā)送控制命令至綜合智能組件進(jìn)行相應(yīng)的控制操作;同步對(duì)時(shí)系統(tǒng)支持IRIG-B、IEC61588、秒脈沖三種對(duì)時(shí)方式。
[0027]圖5為在本發(fā)明主體思想下形成的35kV集成型智能變電站系統(tǒng)方案圖,該方案中:在過(guò)程層,按間隔布置的智能終端和合并單元有一臺(tái)綜合智能組件代替,實(shí)現(xiàn)本間隔一次設(shè)備的信息采集和控制操作傳輸。在間隔層,利用一臺(tái)集成站域保護(hù)測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)全站的保護(hù)、測(cè)控、站域控制、故障錄波、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)等功能;為增強(qiáng)可靠性,該裝置雙機(jī)冗余配置。在站控層整合集成監(jiān)控、五防、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、輔助決策等功能到一個(gè)一體化監(jiān)控信息平臺(tái)上。
[0028]最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制,盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換,而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種35kV集成型智能變電站,其特征在于:所述變電站包括一體化信息平臺(tái)、集成站域保護(hù)測(cè)控裝置和綜合智能組件;所述綜合智能組件接收一次智能設(shè)備的采樣值和狀態(tài)信息,并傳送給所述集成站域保護(hù)測(cè)控裝置,通過(guò)所述集成站域保護(hù)測(cè)控裝置進(jìn)行變電站的保護(hù)、測(cè)控邏輯判斷,并下達(dá)GOOSE命令給所述綜合智能組件,實(shí)現(xiàn)對(duì)所述一次智能設(shè)備的測(cè)控;同時(shí)集成站域保護(hù)測(cè)控裝置將邏輯判斷結(jié)果傳送給所述一體化信息平臺(tái),并接受所述一體化信息平臺(tái)的調(diào)度和控制命令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的35kV集成型智能變電站,其特征在于:所述一體化信息平臺(tái)位于站控層,集成站域保護(hù)測(cè)控裝置位于間隔層,綜合智能組件裝置位于過(guò)程層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的35kV集成型智能變電站,其特征在于:所述一體化信息平臺(tái)集成了操作員站、監(jiān)控系統(tǒng)、五防系統(tǒng)、狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)和視頻安防系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了變電站監(jiān)控、設(shè)備管理、運(yùn)行維護(hù)及輔助系統(tǒng)的協(xié)同互動(dòng)的融合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的35kV集成型智能變電站,其特征在于:所述集成站域保護(hù)測(cè)控裝置包括多個(gè)保護(hù)插板、通訊插板、I/O插板、同步對(duì)時(shí)及擴(kuò)展插板、電源插板、錄波插板和母板,各個(gè)插板均插在母板上,各個(gè)插板通過(guò)母板上電路板相互連接,實(shí)現(xiàn)各插板之間的信號(hào)傳輸與交換。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的35kV集成型智能變電站,其特征在于:所述綜合智能組件綜合智能組件裝置包括主板和功能插件,功能插件包括信號(hào)采集轉(zhuǎn)換及同步接口插件、基本I/O及電源插件和擴(kuò)展輸出及操作回路插件;所述主板用于程序運(yùn)行和數(shù)據(jù)的處理及存儲(chǔ);信號(hào)采集轉(zhuǎn)換及同步接口插件實(shí)現(xiàn)互感器信號(hào)采集并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的9-2格式輸出和裝置的同步對(duì)時(shí);基本I/O及電源插件用于開(kāi)關(guān)量輸出和裝置電源的輸入輸出;擴(kuò)展輸出及操作回路插件用于擴(kuò)展經(jīng)各種安全閉鎖的開(kāi)關(guān)量輸出及斷路器的操作輸出回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的35kV集成型智能變電站,其特征在于:在過(guò)程層,綜合智能組件就地安裝在一次智能設(shè)備間隔內(nèi),實(shí)現(xiàn)一次智能設(shè)備的就地智能化;采樣SV網(wǎng)、GOOSE網(wǎng)和對(duì)時(shí)網(wǎng)在過(guò)程層合并組網(wǎng),并通過(guò)光纖進(jìn)行信息采集和控制操作傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的35kV集成型智能變電站,其特征在于:所述變電站還包括一次智能設(shè)備。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK103887885SQ201410140628
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】宋祺鵬, 盛萬(wàn)興, 王金宇, 梁英, 王金麗, 方恒福, 寇凌峰, 李寧 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 山東電力集團(tuán)公司