專利名稱：一種集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域，特別涉及到數(shù)字化變電站及其相關(guān)技術(shù)，如IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)、智能電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，通過(guò)采用多種新技術(shù)和新設(shè)備，提供一種基于 全站信息共享的集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
基于微機(jī)保護(hù)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控的傳統(tǒng)變電站自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展已逐步 成熟和完善，并在提高電網(wǎng)自動(dòng)化水平和輸配電可靠性方面發(fā)揮了十分重要的作用。但是， 由于傳統(tǒng)變電站自動(dòng)化技術(shù)存在一些缺陷，如站內(nèi)各種自動(dòng)化裝置和子系統(tǒng)各自獨(dú)立，通 信接口和規(guī)約眾多，導(dǎo)致變電站系統(tǒng)數(shù)據(jù)重復(fù)、互操作性差，不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)發(fā)展和 建設(shè)數(shù)字化電網(wǎng)的要求，需要實(shí)現(xiàn)新一代的數(shù)字化變電站系統(tǒng)。 數(shù)字化變電站是以變電站一、二次設(shè)備為數(shù)字化對(duì)象，以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)為基 礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)數(shù)字化信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)信息共享和互操作，并以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)測(cè) 量監(jiān)視、控制保護(hù)、信息管理等自動(dòng)化功能的變電站。其主要特征主要包括基于IEC61850 的全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型及通信服務(wù)平臺(tái)；智能化一次電氣設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)化二次裝置。
對(duì)于數(shù)字化變電站的整體結(jié)構(gòu)和智能設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能等方面還沒(méi)有形成統(tǒng)一的 認(rèn)識(shí)，尤其是過(guò)程總線方面，多數(shù)數(shù)字化變電站的實(shí)現(xiàn)模式還是基于傳統(tǒng)變電站"點(diǎn)對(duì)點(diǎn)" 方式，不僅結(jié)構(gòu)繁雜，而且不能基于全站信息共享實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)的功能，使數(shù)字化變電站 技術(shù)的發(fā)展受到了極大的制約。 隨著數(shù)字化變電站和智能電網(wǎng)建設(shè)工作的逐步開展，電力系統(tǒng)各層次的設(shè)備將越 來(lái)越多的實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能化。在經(jīng)歷了由集中到分散的變電站自動(dòng)化發(fā)展歷程后，變電 站智能設(shè)備將隨著IT和通信技術(shù)的進(jìn)步再次由分散走向新水平的集中，根據(jù)具體變電站 的不同應(yīng)用需求，新一代的集中式多功能智能設(shè)備和集中式數(shù)字化變電站將會(huì)在電網(wǎng)數(shù)字 化的進(jìn)程中起到重要作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)發(fā)展和建設(shè)數(shù)字化 電網(wǎng)的要求，提供一種新一代的數(shù)字化變電站系統(tǒng)，其以高速工業(yè)以太網(wǎng)交換技術(shù)、IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)(變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng))和多功能集成的智能電子設(shè)備為基礎(chǔ)，提供了一種集 中式的數(shù)字化變電站系統(tǒng)。 本發(fā)明提供了一種集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)，包括變電站層、間隔層和過(guò)程層，其 特征在于基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建變電站系統(tǒng)的信息模型和通信架構(gòu)；采用高速以太網(wǎng) 交換技術(shù)和虛擬局域網(wǎng)(VLAN)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)的信息共享；所述間隔層包括系統(tǒng)控 制器，所述系統(tǒng)控制器是多功能智能電子設(shè)備，具有保護(hù)、測(cè)控和錄波的功能，從而使得間 隔層設(shè)備和接線得以簡(jiǎn)化，所述過(guò)程層的智能終端整合了合并單元和智能操作箱的功能；
遵照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，該系統(tǒng)采用三層邏輯體系結(jié)構(gòu)，包括變電站層、間隔層和過(guò)程層； (1)所述變電站層包括變電站的工程師站，該工程師站可兼用作操作員站或遠(yuǎn)動(dòng) 主站，該工程師站包括個(gè)人計(jì)算機(jī)或服務(wù)器，并至少配置有2個(gè)以太網(wǎng)接口 ，分別接入變電 站系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)和調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)；所述變電站層接收來(lái)自所述間隔層的信息，并使用站 控軟件系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述變電站層的運(yùn)行、維護(hù)、打印以及遠(yuǎn)方通信的功能，所述站控軟件系 統(tǒng)集成了基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的通信和工程化工具軟件，能夠提供完善、方便的配置、測(cè)試 和維護(hù)手段，包括系統(tǒng)的配置/組態(tài)、實(shí)時(shí)庫(kù)的管理、模型/通信的一致性測(cè)試、SCL配置文 件的管理功能； (2)所述間隔層設(shè)備包括系統(tǒng)控制器，該系統(tǒng)控制器包括至少12個(gè)CPU插件，每個(gè) 插件提供雙光纖以太網(wǎng)接口，接入變電站系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)；所述間隔層采集過(guò)程層的信息， 接收來(lái)自變電站層的命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站系統(tǒng)的保護(hù)、測(cè)控和計(jì)量功能，所述間隔層采用模 塊化設(shè)計(jì)，各插件可通過(guò)配置進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)多種功能，過(guò)程層基于IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)的 共享數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為間隔層的功能整合奠定了基礎(chǔ)，從而將監(jiān)控、電能計(jì)量、錄波、PMU(向 量測(cè)量單元)和電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的功能集成到統(tǒng)一的多功能單元所述系統(tǒng)控制器中，系統(tǒng) 控制器可收集到變電站系統(tǒng)的全部電氣量及電氣狀態(tài)，能夠完成對(duì)變電站系統(tǒng)的集中保 護(hù)、監(jiān)控和測(cè)量任務(wù)； (3)所述過(guò)程層設(shè)備包括智能終端，所述智能終端包括采集單元插件和智能操作 箱插件，并具有雙光纖以太網(wǎng)接口，通過(guò)該雙光纖以太網(wǎng)接口接入變電站系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)； 所述合并單元插件將電子式電流/電壓互感器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為符合IEC61850 規(guī)約的數(shù)據(jù)，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在變電站系統(tǒng)中共享，以供所述間隔層的設(shè)備訂閱；所述智 能操作箱采集和處理一次設(shè)備的數(shù)據(jù)，通過(guò)通用面向?qū)ο笞冸娬臼录礼00SE服務(wù)發(fā)送設(shè)備 信息和接收控制命令，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的數(shù)字化接口 ，并具有對(duì)所代表設(shè)備的自我描述和診 斷功能； 所述工程師站、系統(tǒng)控制器和智能終端通過(guò)各自的以太網(wǎng)接口接入由工業(yè)以太網(wǎng) 交換機(jī)構(gòu)成的變電站系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)統(tǒng)一建模和配置，實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)的信息共 其中，所述工程師站集成IEC 61850客戶端，系統(tǒng)控制器集成IEC 61850服務(wù)器 端，以客戶/服務(wù)器(C/S)方式通信；系統(tǒng)控制器和智能終端之間，通過(guò)采樣值(SV)服務(wù)傳 送采樣數(shù)據(jù)，通過(guò)通用面向?qū)ο笞冸娬臼录礼00SE服務(wù)傳送設(shè)備狀態(tài)和控制命令等信息， 各設(shè)備均提供以變電站配置語(yǔ)言SCL描述的配置文件。 其中，還包括站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)，所述站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的核心部件包括工業(yè)以太網(wǎng)交換 機(jī)、光纜和連接設(shè)備，系統(tǒng)采用光纖100/1000Mb以太網(wǎng)、獨(dú)立的雙星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，站級(jí)總 線和過(guò)程總線合一，采用虛擬局域網(wǎng)(VLAN)技術(shù)和優(yōu)先級(jí)技術(shù)，從而滿足通信系統(tǒng)的實(shí)時(shí) 性、可靠性、冗余性和數(shù)據(jù)共享的要求。 其中，還包括時(shí)鐘同步系統(tǒng)，所述時(shí)鐘同步系統(tǒng)由若干GPS授時(shí)單元組成，實(shí)現(xiàn)全 站各層IED的時(shí)間同步，采用IEC60044-7/8電子式電壓/電流互感器標(biāo)準(zhǔn)提出的同步脈沖 法為各合并單元插件解決采樣同步問(wèn)題。 其中，全部變電站系統(tǒng)的二次系統(tǒng)設(shè)備全部采用雙重化配置。 其中，該變電站系統(tǒng)還嵌入了擁有電氣拓?fù)渥R(shí)別的定值自動(dòng)整定模塊、基于全站統(tǒng)一 GPS時(shí)間的變電站綜合信息分析模塊和操作票自動(dòng)生成模塊。 其中，組成變電站系統(tǒng)的各層的智能電子設(shè)備提供符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的模型和 接口，協(xié)議和服務(wù)映射到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的特定協(xié)議棧；采用變電站配置語(yǔ)言SCL對(duì)各層設(shè)備進(jìn) 行描述和配置管理。 其中，所述系統(tǒng)控制器，采用多CPU模塊化設(shè)計(jì)，雙機(jī)冗余，根據(jù)用戶需求靈活配 置保護(hù)和自動(dòng)化功能，每一塊板卡出現(xiàn)問(wèn)題不會(huì)引起系統(tǒng)故障，所述系統(tǒng)控制器的人機(jī)接 口包括觸摸液晶屏、鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器。 其中，所述過(guò)程層智能終端集成了合并單元與智能操作箱的功能，采用多CPU方 案，可在開關(guān)場(chǎng)內(nèi)對(duì)應(yīng)每個(gè)間隔安裝。本發(fā)明的有益效果是集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)基于 高速工業(yè)以太網(wǎng)交換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全站信息的共享，在此基礎(chǔ)上完成間隔層保護(hù)和測(cè)控等自 動(dòng)化功能的整合，僅用一套間隔層智能裝置實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)控、錄波等功能，大大簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng) 設(shè)備，顯著降低了一次性設(shè)備成本和運(yùn)行維護(hù)成本，同時(shí)消除了復(fù)雜的電纜接線，大大提高 了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。


圖1描述了集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中ECT/EPT為電子式電流 /電壓互感器； 圖2描述了一個(gè)集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)配置實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中ECT/EPT 為電子式電流/電壓互感器，GPS為全球定位系統(tǒng)； 圖3描述了主站系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)示意圖，其中SCD文件為變電站配置描述文件。
具體實(shí)施例方式
參照附圖來(lái)說(shuō)明一個(gè)集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)的實(shí)例，圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的 一個(gè)集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)配置的結(jié)構(gòu)示意圖，全站二次系統(tǒng)設(shè)備全部采用雙重化配 置，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖2只給出一套系統(tǒng)。 系統(tǒng)采用三層通信體系結(jié)構(gòu)，由符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的各層IED組成，詳細(xì)說(shuō)明如 下 ①.主要硬件設(shè)備包括主站系統(tǒng)(操作員站，工程師站)兼遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)1、打印服 務(wù)器2、打印機(jī)3、系統(tǒng)控制器4、智能終端5、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)6、融纖盒7和GPS授時(shí)單元 8。其中主站系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備放于主控室；系統(tǒng)控制器、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、融纖盒集中組屏， 放于主控室內(nèi)；過(guò)程層智能終端就近安放于一次設(shè)備提供的位置上。過(guò)程層、間隔層設(shè)備全 部以光纖方式連接到交換機(jī)上。 ②.主站軟件系統(tǒng)采用跨平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可選擇windows、Unix、 li皿x操作系統(tǒng)； 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)按照IEC61850模型定義、實(shí)現(xiàn)，提供IEC 61850客戶端通信程序；集成了基于 SCL描述的工程化工具，提供系統(tǒng)的配置/組態(tài)、實(shí)時(shí)庫(kù)的管理、模型/通信的一致性測(cè)試、 SCL配置文件和參數(shù)化的管理等功能；除常規(guī)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)功能外，還可以嵌入擁有 電氣拓?fù)渥R(shí)別的定值自動(dòng)整定技術(shù)、基于全站統(tǒng)一GPS時(shí)間的變電站綜合信息分析技術(shù)、 操作票自動(dòng)生成技術(shù)。主站系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。 ③.間隔層系統(tǒng)控制器每個(gè)插件提供雙光纖以太網(wǎng)接口，可選擇接入兩個(gè)不同的
6網(wǎng)絡(luò)，或互為備用(本實(shí)例模式)。系統(tǒng)控制器采用高度為8U的標(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)箱，插件后 插拔設(shè)計(jì)，方便用戶更換維護(hù)插件；配備雙交直流通用熱拔插冗余電源、嵌入式低功耗高速 處理器芯片、大容量存儲(chǔ)器；最大可配12塊CPU插件，為保護(hù)、測(cè)控、錄波等功能的整合提供 有力的支撐；機(jī)箱面板內(nèi)嵌觸摸液晶屏，1024*768的分辨率以及15英寸的有效顯示面積， 可顯示整個(gè)變電站系統(tǒng)接線圖，高精度的觸摸屏、屏幕軟鍵盤以及友好的人機(jī)界面，可以方 便直觀修改參數(shù)、發(fā)送命令等操作。
.過(guò)程層智能終端提供雙光纖以太網(wǎng)接口，分別用于采集單元插件和智能操作 箱插件通信。為保證采樣、控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，智能終端硬件設(shè)計(jì)上采用了多CPU處理的方 案，DSP模塊負(fù)責(zé)采樣及GPS對(duì)時(shí)任務(wù)，32位CPU模塊負(fù)責(zé)通訊任務(wù)。 ⑤.工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)，符合IEC 61850技術(shù)指標(biāo)要求，采用模塊化設(shè)計(jì)，全光 纖接口配置，級(jí)聯(lián)端口為1000Mb，其他端口為100Mb提供三層交換功能，支持虛擬局域網(wǎng) (VLAN)技術(shù)、優(yōu)先級(jí)技術(shù)、快速生成樹技術(shù)等。
. GPS授時(shí)單元與采集單元插件、智能操作箱插件，以及系統(tǒng)其他智能電子設(shè)備 間均采用光纖連接方式，每個(gè)GPS授時(shí)單元可提供6路秒脈沖輸出和6路時(shí)間信息輸出。 GPS授時(shí)單元支持級(jí)聯(lián)擴(kuò)展連接方式。幾臺(tái)GPS共同組成的時(shí)鐘子系統(tǒng)為數(shù)字化變電站系 統(tǒng)提供統(tǒng)一 的時(shí)間信息和同步信號(hào)。 集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，如采用光纖代替電纜，不僅降低成本，而
且便于施工和維護(hù)；基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的全站統(tǒng)一平臺(tái)，無(wú)需進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換；雙機(jī)、雙網(wǎng)冗
余，確?？煽啃?；基于信息共享，實(shí)現(xiàn)集中保護(hù)、測(cè)控等功能的整合，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和接線，
提高系統(tǒng)自動(dòng)化水平；消除專業(yè)壁壘，為實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理和集約化經(jīng)營(yíng)奠定基礎(chǔ)。 上面通過(guò)特別的實(shí)施例內(nèi)容描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員還可意識(shí)到變型
和可選的實(shí)施例的多種可能性，例如，通過(guò)組合和/或改變單個(gè)實(shí)施例的特征。因此，可以
理解的是這些變型和可選的實(shí)施例將被認(rèn)為是包括在本發(fā)明中，本發(fā)明的范圍僅僅被附上
的專利權(quán)利要求書及其同等物限制。
權(quán)利要求
一種集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)，包括變電站層、間隔層和過(guò)程層，其特征在于基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建變電站系統(tǒng)的信息模型和通信架構(gòu)；采用高速以太網(wǎng)交換技術(shù)和虛擬局域網(wǎng)(VLAN)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)的信息共享；所述間隔層包括系統(tǒng)控制器，所述系統(tǒng)控制器是多功能智能電子設(shè)備，具有保護(hù)、測(cè)控和錄波的功能，從而使得間隔層設(shè)備和接線得以簡(jiǎn)化，所述過(guò)程層的智能終端整合了合并單元和智能操作箱的功能；遵照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，該系統(tǒng)采用三層邏輯體系結(jié)構(gòu)，包括變電站層、間隔層和過(guò)程層；(1)所述變電站層包括變電站的工程師站，該工程師站可兼用作操作員站或遠(yuǎn)動(dòng)主站，該工程師站包括個(gè)人計(jì)算機(jī)或服務(wù)器，并至少配置有2個(gè)以太網(wǎng)接口，分別接入變電站系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)和調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)；所述變電站層接收來(lái)自所述間隔層的信息，并使用站控軟件系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述變電站層的運(yùn)行、維護(hù)、打印以及遠(yuǎn)方通信的功能，所述站控軟件系統(tǒng)集成了基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的通信和工程化工具軟件，能夠提供完善、方便的配置、測(cè)試和維護(hù)手段，包括系統(tǒng)的配置/組態(tài)、實(shí)時(shí)庫(kù)的管理、模型/通信的一致性測(cè)試、SCL配置文件的管理功能；(2)所述間隔層設(shè)備包括系統(tǒng)控制器，該系統(tǒng)控制器包括至少12個(gè)CPU插件，每個(gè)插件提供雙光纖以太網(wǎng)接口，接入變電站系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)；所述間隔層采集過(guò)程層的信息，接收來(lái)自變電站層的命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站系統(tǒng)的保護(hù)、測(cè)控和計(jì)量功能，所述間隔層采用模塊化設(shè)計(jì)，各插件可通過(guò)配置進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)多種功能，過(guò)程層基于IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)的共享數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為間隔層的功能整合奠定了基礎(chǔ)，從而將監(jiān)控、電能計(jì)量、錄波、PMU(向量測(cè)量單元)和電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的功能集成到統(tǒng)一的多功能單元所述系統(tǒng)控制器中，系統(tǒng)控制器可收集到變電站系統(tǒng)的全部電氣量及電氣狀態(tài)，能夠完成對(duì)變電站系統(tǒng)的集中保護(hù)、監(jiān)控和測(cè)量任務(wù)；(3)所述過(guò)程層設(shè)備包括智能終端，所述智能終端包括采集單元插件和智能操作箱插件，并具有雙光纖以太網(wǎng)接口，通過(guò)該雙光纖以太網(wǎng)接口接入變電站系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)；所述合并單元插件將電子式電流/電壓互感器的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為符合IEC61850規(guī)約的數(shù)據(jù)，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在變電站系統(tǒng)中共享，以供所述間隔層的設(shè)備訂閱；所述智能操作箱采集和處理一次設(shè)備的數(shù)據(jù)，通過(guò)通用面向?qū)ο笞冸娬臼录礼OOSE服務(wù)發(fā)送設(shè)備信息和接收控制命令，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的數(shù)字化接口，并具有對(duì)所代表設(shè)備的自我描述和診斷功能；所述工程師站、系統(tǒng)控制器和智能終端通過(guò)各自的以太網(wǎng)接口接入由工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)構(gòu)成的變電站系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)統(tǒng)一建模和配置，實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)的信息共享。
2. 如權(quán)利要求1所述的集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)，其特征在于所述工程師站集成 IEC61850客戶端，系統(tǒng)控制器集成IEC 61850服務(wù)器端，以客戶/服務(wù)器(C/S)方式通信； 系統(tǒng)控制器和智能終端之間，通過(guò)采樣值(SV)服務(wù)傳送采樣數(shù)據(jù)，通過(guò)通用面向?qū)ο笞冸?站事件G00SE服務(wù)傳送設(shè)備狀態(tài)和控制命令等信息，各設(shè)備均提供以變電站配置語(yǔ)言SCL 描述的配置文件。
3. 如權(quán)利要求2所述的集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)，其特征在于還包括站內(nèi)通信網(wǎng) 絡(luò)，所述站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的核心部件包括工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、光纜和連接設(shè)備，系統(tǒng)采用光纖 100/1000Mb以太網(wǎng)、獨(dú)立的雙星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，站級(jí)總線和過(guò)程總線合一，采用虛擬局域網(wǎng) (VLAN)技術(shù)和優(yōu)先級(jí)技術(shù)，從而滿足通信系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性、冗余性和數(shù)據(jù)共享的要求。
4. 如權(quán)利要求3所述的集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)，其特征在于還包括時(shí)鐘同步系統(tǒng)，所述時(shí)鐘同步系統(tǒng)由若干GPS授時(shí)單元組成，實(shí)現(xiàn)全站各層IED的時(shí)間同步，采用 IEC60044-7/8電子式電壓/電流互感器標(biāo)準(zhǔn)提出的同步脈沖法為各合并單元插件解決采 樣同步問(wèn)題。
5. 如權(quán)利要求4所述的集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)，其特征在于全部變電站系統(tǒng)的二 次系統(tǒng)設(shè)備全部采用雙重化配置。
6. 如權(quán)利要求5所述的集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)，其特征在于該變電站系統(tǒng)還嵌入 了擁有電氣拓?fù)渥R(shí)別的定值自動(dòng)整定模塊、基于全站統(tǒng)一 GPS時(shí)間的變電站綜合信息分析 模塊和操作票自動(dòng)生成模塊。
7. 如權(quán)利要求1-6所述的集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)，其特征在于組成變電站系統(tǒng)的 各層的智能電子設(shè)備提供符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的模型和接口，協(xié)議和服務(wù)映射到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 的特定協(xié)議棧；采用變電站配置語(yǔ)言SCL對(duì)各層設(shè)備進(jìn)行描述和配置管理。
8. 如權(quán)利要求l-7所述的集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)控制器，采 用多CPU模塊化設(shè)計(jì)，雙機(jī)冗余，根據(jù)用戶需求靈活配置保護(hù)和自動(dòng)化功能，每一塊板卡出 現(xiàn)問(wèn)題不會(huì)引起系統(tǒng)故障，所述系統(tǒng)控制器的人機(jī)接口包括觸摸液晶屏、鼠標(biāo)、鍵盤和顯示 器。
9. 如權(quán)利要求1-8所述的集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)，其特征在于所述過(guò)程層智能終端集成了合并單元與智能操作箱的功能，采用多CPU方案，可在開關(guān)場(chǎng)內(nèi)對(duì)應(yīng)每個(gè)間隔安 裝。
全文摘要
本發(fā)明提供一種集中式數(shù)字化變電站系統(tǒng)，通過(guò)采用多種新技術(shù)和新設(shè)備，實(shí)現(xiàn)新層次上的集中式多功能智能設(shè)備和系統(tǒng)，從而為數(shù)字化電網(wǎng)的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。系統(tǒng)基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)、高速以太網(wǎng)交換和虛擬局域網(wǎng)(VLAN)技術(shù)構(gòu)建了數(shù)字化變電站信息模型和通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了全站信息的共享；在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站功能的整合，同時(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。間隔層多功能智能電子設(shè)備——系統(tǒng)控制器，集保護(hù)、測(cè)控、錄波等功能于一體，極大簡(jiǎn)化間隔層設(shè)備和接線；過(guò)程層智能終端集成了合并單元和智能操作箱的功能；各層設(shè)備均提供符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的模型和接口。
文檔編號(hào)H02J13/00GK101789624SQ20091024180
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者萬(wàn)博, 侯鵬, 劉君, 劉志偉, 張弓, 張鵬, 曲春輝, 李冰, 李剛, 李言諳, 潘宇輝, 熊敏, 王慶平, 申仲濤, 胡紹剛, 蘇瑞, 葛維春, 覃劍, 陳翔宇, 顧洪群 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院;遼寧省電力有限公司鞍山供電公司