智能變電站網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)及模擬運(yùn)行系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能變電站網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)，由通過MMS環(huán)網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)連接的過程層設(shè)備、間隔層設(shè)備和站控層設(shè)備組成，其中所述過程層設(shè)備包括一次設(shè)備中的智能監(jiān)測終端和與之連接的開關(guān)斷路器，所述間隔層設(shè)備包括連接所述智能監(jiān)測終端的二次設(shè)備中的GOOSE交換機(jī)和與之連接的500KV保護(hù)裝置，所述站控層設(shè)備包括變電站控制裝置、GOOSE主機(jī)、合并單元和變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，所述變電站控制裝置通過合并單元控制500KV保護(hù)裝置，通過GOOSE主機(jī)接收來自GOOSE交換機(jī)的報(bào)文指令，并通過變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置控制所述合并單元。本發(fā)明還公開了一種智能變電站網(wǎng)絡(luò)的模擬運(yùn)行系統(tǒng)。
【專利說明】智能變電站網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)及模擬運(yùn)行系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及智能電網(wǎng)變電站系統(tǒng)，尤其涉及一種500KV智能變電站設(shè)備網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況的監(jiān)控和模擬系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，變電站的安全運(yùn)行對(duì)維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，保證電網(wǎng)的可靠供電具有十分重要的意義。因此，一方面需要不斷采用先進(jìn)的設(shè)備制造技術(shù)和控制技術(shù)，提高變電站的自動(dòng)化程度。另一方面，電力系統(tǒng)作為一個(gè)人工制造的系統(tǒng)，需要人工的參與決策，所以還要加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行人員的培訓(xùn)，提高他們的運(yùn)行操作能力和事故處理能力。但是由于電力系統(tǒng)屬于知識(shí)密集型、技術(shù)密集型、資金密集型行業(yè)，操作規(guī)范，要求嚴(yán)格，在變電站運(yùn)行人員的崗位培訓(xùn)中既不能在運(yùn)行著的系統(tǒng)或設(shè)備上進(jìn)行實(shí)際操作試驗(yàn)，也不允許人為地設(shè)置事故讓學(xué)員觀察處理，這就使得學(xué)員難以在變電站的正常操作及事故處理中得到充分鍛煉。因此，建立一個(gè)與實(shí)際變電站運(yùn)行狀況相同或相似的自動(dòng)化控制環(huán)境是十分必要的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是解決上述缺陷，設(shè)計(jì)一種基于IEC61850規(guī)約的智能變電站的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，它是由通過MMS環(huán)網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)連接的過程層設(shè)備、間隔層設(shè)備和站控層設(shè)備組成，其中所述過程層設(shè)備包括一次設(shè)備中的智能監(jiān)測終端和與之連接的開關(guān)斷路器，所述間隔層設(shè)備包括連接所述智能監(jiān)測終端的二次設(shè)備中的GOOSE交換機(jī)和與之連接的500KV保護(hù)裝置，所述站控層設(shè)備包括變電站控制裝置、GOOSE主機(jī)、合并單元和變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，所述變電站控制裝置通過合并單元控制500KV保護(hù)裝置，通過GOOSE主機(jī)接收來自GOOSE交換機(jī)的報(bào)文指令，并通過變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置控制所述合并單元。
[0004]在一個(gè)實(shí)施例中，在所述變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置中配置光電通信和光接口單元，其中通過光電通信單元接收來自MMS環(huán)網(wǎng)總線中高速光纖通信線發(fā)送的電壓、電流和開關(guān)量信號(hào)，將這些信號(hào)通過變電站控制裝置處理后經(jīng)過所述光接口單元發(fā)送至500KV保護(hù)裝置以對(duì)其進(jìn)行控制。
[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，所述的每一光接口單元用于連接和驅(qū)動(dòng)4個(gè)500KV保護(hù)裝置。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，所述GOOSE主機(jī)是硬件微機(jī)/狀態(tài)機(jī)的智能單元模擬裝置，其中二次設(shè)備中產(chǎn)生的開關(guān)斷路器的保護(hù)跳閘信號(hào)是采用GOOSE報(bào)文的形式，通過所述智能單元模擬裝置中的微機(jī)/狀態(tài)機(jī)解析接收到的GOOSE報(bào)文命令，將其中的開關(guān)跳變/位變信號(hào)通過MMS環(huán)網(wǎng)返回至變電站模擬裝置，以根據(jù)這個(gè)信號(hào)實(shí)時(shí)改變一次設(shè)備的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置作為所述合并單元模擬裝置的附接裝置，或者作為GOOSE主機(jī)的開關(guān)量模擬裝置，其中作為所述合并單元模擬裝置的附接裝置時(shí)，采用IEC61850-9協(xié)議向保護(hù)裝置發(fā)送SMV格式報(bào)文，作為GOOSE主機(jī)的開關(guān)量模擬裝置時(shí)，輔助GOOSE主機(jī)接收GOOSE報(bào)文，以作為擴(kuò)展接口。
[0008]在另一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)計(jì)一種智能變電站網(wǎng)絡(luò)的模擬運(yùn)行系統(tǒng)，它是由通過麗S環(huán)網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)連接的過程層設(shè)備、間隔層設(shè)備和站控層設(shè)備組成，其中所述過程層設(shè)備包括一次設(shè)備中的智能監(jiān)測終端和與之連接的開關(guān)斷路器，所述間隔層設(shè)備包括連接所述智能監(jiān)測終端的二次設(shè)備中的GOOSE交換機(jī)和與之連接的500KV/35KV保護(hù)裝置、220KV保護(hù)裝置，所述站控層設(shè)備包括模擬系統(tǒng)和合并單元，在所述模擬系統(tǒng)中設(shè)置有變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置、合并單元模擬裝置、GOOSE主機(jī)和變電站模擬裝置，所述模擬裝置通過合并單元模擬裝置控制500KV/35KV保護(hù)裝置，通過變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置連接所述合并單元，以控制220KV保護(hù)裝置，并通過GOOSE主機(jī)接收來自GOOSE交換機(jī)的報(bào)文指令。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，在所述變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置中配置光電通信和光接口單元，其中通過光電通信單元接收來自MMS環(huán)網(wǎng)總線中高速光纖通信線發(fā)送的電壓、電流和開關(guān)量信號(hào)，將這些信號(hào)通過變電站控制裝置處理后經(jīng)過所述光接口單元發(fā)送至500KV保護(hù)裝置以對(duì)其進(jìn)行控制。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，所述GOOSE主機(jī)是基于微機(jī)/狀態(tài)機(jī)的智能單元模擬裝置，其中二次設(shè)備中產(chǎn)生的開關(guān)斷路器的保護(hù)跳閘信號(hào)是采用GOOSE報(bào)文的形式，通過所述智能單元模擬裝置中的微機(jī)/狀態(tài)機(jī)解析接收到的GOOSE報(bào)文命令，將其中的開關(guān)跳變/位變信號(hào)通過MMS環(huán)網(wǎng)返回至變電站模擬裝置，以根據(jù)這個(gè)信號(hào)實(shí)時(shí)改變一次設(shè)備的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置作為所述合并單元模擬裝置的附接裝置，或者作為GOOSE主機(jī)的開關(guān)量模擬裝置，其中作為所述合并單元模擬裝置的附接裝置時(shí)，采用IEC61850-9協(xié)議向保護(hù)裝置發(fā)送SMV格式報(bào)文，作為GOOSE主機(jī)的開關(guān)量模擬裝置時(shí)，輔助GOOSE主機(jī)接收GOOSE報(bào)文，以作為擴(kuò)展接口。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出:通過采取一次設(shè)備信號(hào)歸類處理的方法，把不同的連接方式、不同設(shè)備的模型、配置等以模塊化的設(shè)置方式，方便調(diào)用和整體搭建，提高了執(zhí)行效率，利于系統(tǒng)的優(yōu)化及進(jìn)一步的開發(fā)。通過對(duì)各個(gè)具體實(shí)際的變電站的參數(shù)設(shè)置模塊，實(shí)際的模擬了具體實(shí)際的變電站，提高了電力人員的維護(hù)效果，實(shí)現(xiàn)施工前的模擬展示，降低變電站施工錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)、保證工程順利實(shí)施；同時(shí)模塊化的設(shè)置可以直接控制各個(gè)實(shí)際變電站的開關(guān)量設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了模塊化、可編程化或計(jì)算機(jī)自動(dòng)化生成，使得變電站監(jiān)測和維護(hù)能夠簡單、快速完成。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明500KV智能變電站的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的功能原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參照?qǐng)D1，基于IEC61850規(guī)約的500KV智能變電站的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，它是由通過MMS環(huán)網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)連接的過程層設(shè)備、間隔層設(shè)備和站控層設(shè)備組成，其中所述過程層設(shè)備包括一次設(shè)備中的智能監(jiān)測終端I和與之連接的開關(guān)斷路器2，所述間隔層設(shè)備包括連接所述智能監(jiān)測終端I的二次設(shè)備中的GOOSE交換機(jī)3和與之連接的500KV保護(hù)裝置4，所述站控層設(shè)備包括變電站控制裝置5、GOOSE主機(jī)6、合并單元7和變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置8，所述變電站控制裝置5通過合并單元7控制500KV保護(hù)裝置4，通過GOOSE主機(jī)6接收來自GOOSE交換機(jī)3的報(bào)文指令，并通過變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置8控制所述合并單元7。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，在所述變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置8中配置光電通信和光接口單元，其中通過光電通信單元接收來自MMS環(huán)網(wǎng)總線中高速光纖通信線發(fā)送的電壓、電流和開關(guān)量信號(hào)，將這些信號(hào)通過變電站控制裝置處理后經(jīng)過所述光接口單元發(fā)送至500KV保護(hù)裝置以對(duì)其進(jìn)行控制。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，所述的每一光接口單元用于連接和驅(qū)動(dòng)4個(gè)500KV保護(hù)裝置。一次設(shè)備狀態(tài)量
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)/短路裝置采用雙位置繼電器來模擬開關(guān)變位，實(shí)現(xiàn)遙控和手動(dòng)操作，同時(shí)為測控裝置提供開關(guān)的遙信位置。裝置具體方案及實(shí)現(xiàn)功能如下:500kV開關(guān)不完整串采用真實(shí)一次設(shè)備，按照現(xiàn)場設(shè)備提供二次節(jié)點(diǎn)，其他設(shè)備采用模擬設(shè)備代替；變化表示開關(guān)和閘刀位置，分相操作的開關(guān)按相另外表示；開關(guān)可進(jìn)行遙控操作；設(shè)有壓力降低禁止跳、合閘等接點(diǎn)，并發(fā)遙信；設(shè)一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)，設(shè)置斷路器正常和斷路器失靈兩種狀態(tài)；各開關(guān)有足夠數(shù)量的常開和常閉接點(diǎn)，供測控裝置使用。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，大部分間隔采用由模擬系統(tǒng)提供電流電壓，并將該電流電壓直接提供給保護(hù)、測控裝置，留出間隔采用其他方式:(l)500kV不完整串采用光學(xué)電流互感器測量，500kV母線采用光學(xué)電壓互感器測量，主變中壓側(cè)及220kV出線采用電子式電流電壓互感器測量，低壓側(cè)采用法拉第小信號(hào)電流互感器，通過采用IEC61850-9-2規(guī)約的合并單元將模擬量上傳至交換機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)上傳至保護(hù)、測控裝置；(2) 220kV線路采用傳統(tǒng)的CT、PT，通過采用IEC61850-9-2規(guī)約的合并單元將模擬量上傳至保護(hù)、測控裝置。
[0019]二次設(shè)備狀態(tài)量
[0020]例如，500kV智能變電站主要布置500kV保護(hù)及測控裝置等二次設(shè)備；其中在第一間隔層中布置500kV —條不完整串的智能終端、35kV部分開關(guān)柜及智能一次設(shè)備；在第二間隔層中布置500kV智能變電站對(duì)側(cè)保護(hù)，布置所有線路對(duì)側(cè)的保護(hù)、智能終端，以及本側(cè)剩余的智能終端和模擬一次設(shè)備。
[0021]500kV對(duì)側(cè):l)500kV對(duì)側(cè)邊斷路器i中配置I個(gè)光纖口輸出，光纖信息含3個(gè)電流、3電壓量，通過I分3供雙套線路保護(hù)、斷路器保護(hù)用。需I光纖口(此光口需I分3)。500kV對(duì)側(cè)中斷路器ii配置2個(gè)光纖口輸出，光纖信息含3個(gè)電流、3電壓量，通過I分3供雙套線路保護(hù)、斷路器保護(hù)用。需2光纖口(此2光口需I分3)。500kV對(duì)側(cè)邊斷路器iii中配置I個(gè)光纖口輸出，光纖信息含3個(gè)電流、3電壓量，通過I分3供雙套線路保護(hù)、斷路器保護(hù)用。需I光纖口(此光口需I分3)。
[0022]500kV本側(cè):l)500kV第一串邊斷路器i中配置I個(gè)光纖口輸出，光纖信息含3個(gè)電流、3電壓量，通過I分9供雙套線路保護(hù)、斷路器保護(hù)、測控、雙套故障錄波、網(wǎng)絡(luò)分析儀、雙套母差保護(hù)用。需I光纖口(此光口需I分9)。500kV第一串中斷路器ii配置2個(gè)光纖口輸出，光纖信息含3個(gè)電流、3電壓量，通過I分7供雙套線路保護(hù)、斷路器保護(hù)、測控、雙套故障錄波、網(wǎng)絡(luò)分析儀用。需I光纖口(此2光口需I分7)。500kV第一串邊斷路器iii中配置I個(gè)光纖口輸出，光纖信息含3個(gè)電流、3電壓量，通過I分9供雙套線路保護(hù)、斷路器保護(hù)、測控、雙套故障錄波、網(wǎng)絡(luò)分析儀、雙套母差保護(hù)用。需I光纖口(此光口需I分9) ο 500kV第二串邊斷路器i中I個(gè)光纖口輸出，光纖信息含3個(gè)電流、3電壓量，通過I分9供雙套主變保護(hù)、斷路器保護(hù)、測控、雙套故障錄波、網(wǎng)絡(luò)分析儀、雙套母差保護(hù)用。需I光纖口(此光口需I分9)。500kV第二串邊斷路器ii中配置I個(gè)光纖口輸出，光纖信息含3個(gè)電流、3電壓量，通過I分9供雙套主變保護(hù)、斷路器保護(hù)、測控、雙套故障錄波、網(wǎng)絡(luò)分析儀、雙套母差保護(hù)用。需I光纖口(此光口需I分9)。500kV第二串邊斷路器iii中配置I個(gè)光纖口輸出，光纖信息含3個(gè)電流、3電壓量，通過I分9供雙套線路保護(hù)、斷路器保護(hù)、測控、雙套故障錄波、網(wǎng)絡(luò)分析儀、雙套母差保護(hù)用。需I光纖口(此光口需I分9)。500kV第二串邊斷路器iv中配置I個(gè)光纖口輸出，光纖信息含3個(gè)電流、3電壓量，通過I分9供雙套線路保護(hù)、斷路器保護(hù)、測控、雙套故障錄波、網(wǎng)絡(luò)分析儀、雙套母差保護(hù)用。需I光纖口(此光口需I分9)。500kV#l主變公共繞組中合并單元配置3個(gè)光纖口輸入，每個(gè)光纖口信息含一相電流量。需3光纖口。9)500kV#2主變公共繞組中合并單元配置3個(gè)光纖口輸入，每個(gè)光纖口信息含一相電流量。需3光纖口。10)500kV#l主變i中壓側(cè)斷路器中每個(gè)合并單元配置3個(gè)光纖口輸入，每個(gè)光纖口信息含一相電流量。需6光纖口。500kV#2主變ii中壓側(cè)斷路器2602中每個(gè)合并單元配置3個(gè)光纖口輸入，每個(gè)光纖口信息含一相電流量。需6光纖口。500kV#l主變低壓側(cè)斷路器i中配置I個(gè)光纖口輸出，光纖信息含3個(gè)電流量，通過I分6供雙套主變保護(hù)、測控、雙套故障錄波、網(wǎng)絡(luò)分析儀用。需I光纖口(此光口需I分6)。500kV#2主變低壓側(cè)斷路器ii中配置I個(gè)光纖口輸出，光纖信息含3個(gè)電流量，通過I分6供雙套主變保護(hù)、測控、雙套故障錄波、網(wǎng)絡(luò)分析儀用。需I光纖口(此光口需I分6)。220kV出線一斷路器i中每個(gè)合并單元配置3個(gè)光纖口輸入，每個(gè)光纖口信息含一相電流量。需6光纖口 ；220kV出線二斷路器ii中每個(gè)合并單元配置3個(gè)光纖口輸入，每個(gè)光纖口信息含一相電流量。需6光纖口 ；220kV母聯(lián)斷路器i中合并單元配置3個(gè)光纖口輸入，每個(gè)光纖口信息含一相電流量。需3光纖口；220kV I母電壓合并單元配置3個(gè)光纖口輸入，每個(gè)光纖口信息含一相電流量。需3光纖口；220kV II母電壓合并單元配置3個(gè)光纖口輸入，每個(gè)光纖口信息含一相電流量。需3光纖口 ；500kV I母電壓模擬合并單元配置I個(gè)光纖口輸出，每個(gè)光纖口信息含A、B、C電壓量。需I光纖口(此光口需I分3) ；500kV II母電壓模擬合并單元配置I個(gè)光纖口輸出，每個(gè)光纖口信息含A、B、C電壓量。需I光纖口(此光口需I分3) ;35kV電容器斷路器3512中配置I個(gè)光纖口輸出，光纖口信息含A、B、C電壓、電流量。需I光纖口 ；35kV所用變斷路器3562中配置I個(gè)光纖口輸出，光纖口信息含A、B、C電壓、電流量。需I光纖口。220kV對(duì)側(cè):l)220kV出線一斷路器i中每個(gè)合并單元配置3個(gè)光纖口輸入，每個(gè)光纖口信息含一相電流量。需6光纖口 ；220kV出線二斷路器ii中每個(gè)合并單元配置3個(gè)光纖口輸入，每個(gè)光纖口信息含一相電流量。需6光纖口 ；220kVI母電壓合并單元配置3個(gè)光纖口輸入，每個(gè)光纖口信息含一相電流量。需3光纖口。220kV II母電壓合并單元配置3個(gè)光纖口輸入，每個(gè)光纖口信息含一相電流量。需3光纖口。
[0023]在另一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)計(jì)一種智能變電站網(wǎng)絡(luò)的模擬運(yùn)行系統(tǒng)，它是由通過麗S環(huán)網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)連接的過程層設(shè)備、間隔層設(shè)備和站控層設(shè)備組成，其中所述過程層設(shè)備包括一次設(shè)備中的智能監(jiān)測終端和與之連接的開關(guān)斷路器，所述間隔層設(shè)備包括連接所述智能監(jiān)測終端的二次設(shè)備中的GOOSE交換機(jī)和與之連接的500KV/35KV保護(hù)裝置、220KV保護(hù)裝置，所述站控層設(shè)備包括模擬系統(tǒng)和合并單元，在所述模擬系統(tǒng)中設(shè)置有變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置、合并單元模擬裝置、GOOSE主機(jī)和變電站模擬裝置，所述模擬裝置通過合并單元模擬裝置控制500KV/35KV保護(hù)裝置，通過變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置連接所述合并單元，以控制220KV保護(hù)裝置，并通過GOOSE主機(jī)接收來自GOOSE交換機(jī)的報(bào)文指令。在一個(gè)實(shí)施例中，在所述變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置中配置光電通信和光接口單元，其中通過光電通信單元接收來自MMS環(huán)網(wǎng)總線中高速光纖通信線發(fā)送的電壓、電流和開關(guān)量信號(hào)，將這些信號(hào)通過變電站控制裝置處理后經(jīng)過所述光接口單元發(fā)送至500KV保護(hù)裝置以對(duì)其進(jìn)行控制。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，所述GOOSE主機(jī)是硬件微機(jī)/狀態(tài)機(jī)的智能單元模擬裝置，其中二次設(shè)備中產(chǎn)生的開關(guān)斷路器的保護(hù)跳閘信號(hào)是采用GOOSE報(bào)文的形式，通過所述智能單元模擬裝置中的微機(jī)/狀態(tài)機(jī)解析接收到的GOOSE報(bào)文命令，將其中的開關(guān)跳變/位變信號(hào)通過MMS環(huán)網(wǎng)返回至變電站模擬裝置，以根據(jù)這個(gè)信號(hào)實(shí)時(shí)改變一次設(shè)備的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置作為所述合并單元模擬裝置的附接裝置，或者作為GOOSE主機(jī)的開關(guān)量模擬裝置，其中作為所述合并單元模擬裝置的附接裝置時(shí)，采用IEC61850-9協(xié)議向保護(hù)裝置發(fā)送SMV格式報(bào)文，作為GOOSE主機(jī)的開關(guān)量模擬裝置時(shí)，輔助GOOSE主機(jī)接收GOOSE報(bào)文，以作為擴(kuò)展接口。
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字化模擬裝置被配置為變電站一次系統(tǒng)部分的實(shí)時(shí)計(jì)算。在數(shù)字模擬系統(tǒng)中包括電網(wǎng)電力系統(tǒng)元件模型，如發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、負(fù)荷、斷路器、輸電線、電抗器等，根據(jù)變電站接線結(jié)構(gòu)、元件參數(shù)對(duì)變電站一次系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，實(shí)時(shí)輸出與變電站相同的電壓、電流波形。用戶可以通過圖形界面對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)進(jìn)行修改，并可靈活地改變系統(tǒng)一次接線方式，從而對(duì)變電站運(yùn)行情況進(jìn)行完整的模擬。數(shù)字物理混合模擬系統(tǒng)可以進(jìn)行常規(guī)變電站和智能化變電站的數(shù)字模擬。
[0027]數(shù)字模擬系統(tǒng)可以進(jìn)行變電站一次系統(tǒng)的實(shí)時(shí)暫態(tài)模擬計(jì)算，通過高速光纖通訊系統(tǒng)將計(jì)算結(jié)果采用光纖信號(hào)輸出到外部的高速通信和信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主機(jī)(例如信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置8)。
[0028]對(duì)于智能化變電站，信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置8將光纖信號(hào)按照IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮，然后直接送入實(shí)際的智能化變電站二次設(shè)備。同時(shí)，信號(hào)轉(zhuǎn)換箱采集智能化變電站二次設(shè)備輸出的開關(guān)操作、保護(hù)跳閘、重合閘等GOOSE信號(hào)，轉(zhuǎn)換為光纖信號(hào)反饋至高速光纖通訊系統(tǒng)。數(shù)字模擬系統(tǒng)根據(jù)反饋信號(hào)實(shí)時(shí)改變一次系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)。
[0029]模擬系統(tǒng)采用先進(jìn)的模擬支撐技術(shù)、模擬建模技術(shù)，建立變電站一次系統(tǒng)的全物理、全過程的精確數(shù)學(xué)模型，能模擬變電站各種運(yùn)行工況和各種故障現(xiàn)象。系統(tǒng)具備常規(guī)變電站和數(shù)字化變電站混合模擬功能，可以同時(shí)接入模擬裝置和智能化裝置，實(shí)現(xiàn)常規(guī)變電站和智能化變電站二次設(shè)備的混合模擬測試，全面滿足目前電網(wǎng)運(yùn)行及檢修的實(shí)際需要。
[0030]采用電磁暫態(tài)模擬算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字電網(wǎng)模擬的真實(shí)性、實(shí)時(shí)性、一致性和高度可靠性，在正常操作和一次設(shè)備發(fā)生故障情況下，模擬時(shí)間應(yīng)與物理時(shí)間完全一致，提供的電氣量波形應(yīng)與現(xiàn)場故障錄波器采集的波形一致。
[0031]在一個(gè)實(shí)施例中，模擬電網(wǎng)一次設(shè)備發(fā)生的各類故障和二次回路的故障，能夠滿足二次設(shè)備及回路的故障查找、處理的培訓(xùn)需求。
[0032]在一個(gè)實(shí)施例中，模擬系統(tǒng)具有詳細(xì)、逼真的電力系統(tǒng)模型，建立與實(shí)際電網(wǎng)及變電站的一次設(shè)備完全一致的全動(dòng)態(tài)數(shù)字模型，可以完整、嚴(yán)格、精確地對(duì)現(xiàn)場各種行為進(jìn)行全范圍模擬，應(yīng)建立準(zhǔn)確的外網(wǎng)等值模型，能真實(shí)反應(yīng)實(shí)際電網(wǎng)情況。與真實(shí)的直流系統(tǒng)、保護(hù)設(shè)備、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場連接方式相一致的連接。通訊方式與協(xié)議與現(xiàn)場一致。與真實(shí)設(shè)備相連接時(shí)，模擬系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間能與實(shí)際系統(tǒng)完全一致，保證真實(shí)設(shè)備響應(yīng)的有效性。
[0033]系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，模擬模型軟件程序運(yùn)行穩(wěn)定、收斂性好，系統(tǒng)具有良好的魯棒性，用戶的各種操作以及運(yùn)行方式的任何變化都不會(huì)造成中途停滯、中斷或死機(jī)。模擬支撐平臺(tái)具有很好的穩(wěn)定性和可維護(hù)性。具有圖形化、模塊化、交互方式的建模環(huán)境。開發(fā)工程師根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)流程，能方便地實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)一次主接線系統(tǒng)的圖形建模以及各種二次設(shè)備的模型搭建。能方便進(jìn)行的功能擴(kuò)充與修改，方便地進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)、更新或重裝。
【權(quán)利要求】
1.智能變電站網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于是由通過MMS環(huán)網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)連接的過程層設(shè)備、間隔層設(shè)備和站控層設(shè)備組成，其中所述過程層設(shè)備包括一次設(shè)備中的智能監(jiān)測終端和與之連接的開關(guān)斷路器，所述間隔層設(shè)備包括連接所述智能監(jiān)測終端的二次設(shè)備中的GOOSE交換機(jī)和與之連接的500KV保護(hù)裝置，所述站控層設(shè)備包括變電站控制裝置、GOOSE主機(jī)、合并單元和變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，所述變電站控制裝置通過合并單元控制500KV保護(hù)裝置，通過GOOSE主機(jī)接收來自GOOSE交換機(jī)的報(bào)文指令，并通過變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置控制所述合并單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:在所述變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置中配置光電通信和光接口單元，其中通過光電通信單元接收來自MMS環(huán)網(wǎng)總線中高速光纖通信線發(fā)送的電壓、電流和開關(guān)量信號(hào)，將這些信號(hào)通過變電站控制裝置處理后經(jīng)過所述光接口單元發(fā)送至500KV保護(hù)裝置以對(duì)其進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能變電站網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的每一光接口單元用于連接和驅(qū)動(dòng)4個(gè)500KV保護(hù)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述GOOSE主機(jī)是硬件微機(jī)/狀態(tài)機(jī)的智能單元模擬裝置，其中在二次設(shè)備中產(chǎn)生的開關(guān)斷路器的保護(hù)跳閘信號(hào)是采用GOOSE報(bào)文的形式，通過所述智能單元模擬裝置中的微機(jī)/狀態(tài)機(jī)解析接收到的GOOSE報(bào)文命令，將其中的開關(guān)跳變/位變信號(hào)通過MMS環(huán)網(wǎng)返回至變電站模擬裝置，以根據(jù)這個(gè)信號(hào)實(shí)時(shí)改變一次設(shè)備的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置作為所述合并單元模擬裝置的附接裝置，采用IEC61850-9協(xié)議向保護(hù)裝置發(fā)送SMV格式報(bào)文。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置作為GOOSE主機(jī)的開關(guān)量模擬裝置，輔助GOOSE主機(jī)接收GOOSE報(bào)文，以作為其擴(kuò)展接□ O
7.智能變電站網(wǎng)絡(luò)的模擬運(yùn)行系統(tǒng)，其特征在于是由通過MMS環(huán)網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)連接的過程層設(shè)備、間隔層設(shè)備和站控層設(shè)備組成，其中所述過程層設(shè)備包括一次設(shè)備中的智能監(jiān)測終端和與之連接的開關(guān)斷路器，所述間隔層設(shè)備包括連接所述智能監(jiān)測終端的二次設(shè)備中的GOOSE交換機(jī)和與之連接的500KV/35KV保護(hù)裝置、220KV保護(hù)裝置，所述站控層設(shè)備包括模擬系統(tǒng)和合并單元，在所述模擬系統(tǒng)中設(shè)置有變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置、合并單元模擬裝置、GOOSE主機(jī)和變電站模擬裝置，所述模擬裝置通過合并單元模擬裝置控制500KV/35KV保護(hù)裝置，通過變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置連接所述合并單元，以控制220KV保護(hù)裝置，并通過GOOSE主機(jī)接收來自GOOSE交換機(jī)的報(bào)文指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述智能變電站網(wǎng)絡(luò)的模擬運(yùn)行系統(tǒng)，其特征在于:在所述變電站信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置中配置光電通信和光接口單元，其中通過光電通信單元接收來自MMS環(huán)網(wǎng)總線中高速光纖通信線發(fā)送的電壓、電流和開關(guān)量信號(hào)，將這些信號(hào)通過變電站控制裝置處理后經(jīng)過所述光接口單元發(fā)送至500KV保護(hù)裝置以對(duì)其進(jìn)行控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述智能變電站網(wǎng)絡(luò)的模擬運(yùn)行系統(tǒng)，其特征在于:所述GOOSE主機(jī)是基于微機(jī)/狀態(tài)機(jī)的智能單元模擬裝置，其中二次設(shè)備中產(chǎn)生的開關(guān)斷路器的保護(hù)跳閘信號(hào)是采用GOOSE報(bào)文的形式，通過所述智能單元模擬裝置中的微機(jī)/狀態(tài)機(jī)解析接收到的GOOSE報(bào)文命令，將其中的開關(guān)跳變/位變信號(hào)通過MMS環(huán)網(wǎng)返回至變電站模擬裝置，以根據(jù)這個(gè)信號(hào)實(shí)時(shí)改變一次設(shè)備的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述智能變電站網(wǎng)絡(luò)的模擬運(yùn)行系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置作為所述合并單元模擬裝置的附接裝置，或者作為GOOSE主機(jī)的開關(guān)量模擬裝置，其中作為所述合并單元模擬裝置的附接裝置時(shí)，采用IEC61850-9協(xié)議向保護(hù)裝置發(fā)送SMV格式報(bào)文，作為GOOSE主機(jī)的開關(guān)量模擬裝置時(shí)，輔助GOOSE主機(jī)接收GOOSE報(bào)文，以作為擴(kuò)展接口。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK104505941SQ201410794928
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】方磊, 翁舟波, 張海梁, 徐洪偉, 顧建明, 宋勤, 楊小青, 許秀芳, 吳堅(jiān), 侯偉宏, 邱子平, 李建鴻 申請(qǐng)人:國網(wǎng)浙江省電力公司培訓(xùn)中心