本發(fā)明涉及電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多端柔性直流換流站集控方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

柔性直流輸電基于電壓源變流器和脈沖寬度調(diào)制技術(shù)將直流電壓逆變?yōu)榉岛拖辔欢伎煽氐慕涣麟妷?，并可以?dú)立快速控制所傳輸?shù)挠泄β屎蜔o功功率，極大地增強(qiáng)了輸電的靈活性，成為可再生能源發(fā)電并網(wǎng)或小規(guī)模發(fā)電廠并網(wǎng)最有潛質(zhì)的電力傳輸方式?？稍偕茉窗l(fā)電或小規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)基于地域的原因一般分散布置，為適應(yīng)發(fā)電廠的接入柔性直流輸電系統(tǒng)采用三端到五端的多端系統(tǒng)，如圖1和圖2所示。

目前，對(duì)多端柔性直流輸電系統(tǒng)的各換流站的協(xié)調(diào)工作主要由各換流站的工作人員通過溝通后進(jìn)行，效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種高效率的多端柔性直流換流站集控方法、裝置和系統(tǒng)。

一種多端柔性直流換流站集控系統(tǒng)，包括：

換流站以及與各換流站通信連接的主用服務(wù)器；

各換流站設(shè)置有主用遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)，各換流站的主用遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)與所述主用服務(wù)器通信連接；所述主用遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)將對(duì)應(yīng)換流站的監(jiān)控信息發(fā)送至主用服務(wù)器；所述主用服務(wù)器接收控制指令，并將控制指令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的換流站的主用遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)。

一種多端柔性直流換流站集控方法，包括：

接收各換流站的監(jiān)控信息；

接收根據(jù)所述監(jiān)控信息輸入的控制指令；

將所述控制指令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的換流站，由對(duì)應(yīng)的換流站的遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)根據(jù)所述控制指令控制對(duì)應(yīng)設(shè)備動(dòng)作。

一種多端柔性直流換流站集控裝置，包括：信息接收模塊、指令接收模塊和發(fā)送模塊；

所述信息接收模塊，用于接收各換流站的監(jiān)控信息；

所述指令接收模塊，用于接收根據(jù)所述監(jiān)控信息輸入的控制指令；

所述發(fā)送模塊，用于將所述控制指令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的換流站，由對(duì)應(yīng)的換流站的遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)根據(jù)所述控制指令控制對(duì)應(yīng)設(shè)備動(dòng)作。

上述的多端柔性直流換流站集控系統(tǒng)，通過服務(wù)器完成對(duì)各換流站的控制及監(jiān)視，節(jié)省每個(gè)換流站需配置統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制器的成本，運(yùn)行人員通過服務(wù)器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)各換流站的監(jiān)視與控制，極大提高運(yùn)維工作效率和降低運(yùn)維成本。

附圖說明

圖1為三端柔性直流風(fēng)電接入系統(tǒng)的框架示意圖；

圖2為五端柔性直流風(fēng)電接入系統(tǒng)的框架示意圖；

圖3為一個(gè)實(shí)施例的多端柔性直流換流站集控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為另一個(gè)實(shí)施例的多端柔性直流換流站集控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖；

圖5為一個(gè)實(shí)施例的多端柔性直流換流站集控系統(tǒng)的通信示意圖；

圖6為一個(gè)實(shí)施例的多端柔性直流換流站集控方法的流程圖；

圖7為一個(gè)實(shí)施例的接收根據(jù)監(jiān)控信息輸入的控制指令的步驟的流程圖；

圖8為另一個(gè)實(shí)施例的多端柔性直流換流站集控方法的流程圖；

圖9為一個(gè)實(shí)施例的多端柔性直流換流站集控裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種多端柔性直流換流站集控系統(tǒng)，如圖3所示，包括：換流站10以及與各換流站10通信連接的主用服務(wù)器20。

各換流站10設(shè)置有主用遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)101，各換流站的主用遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)101與主用服務(wù)器20通信連接；主用遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)101將對(duì)應(yīng)換流站的監(jiān)控信息發(fā)送至主用服務(wù)器20，主用服務(wù)器20接收控制指令，并將控制指令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的換流站的主用遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)101。

多端柔性直流換流站集控系統(tǒng)采用雙局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成功能分布的開放系統(tǒng)，在統(tǒng)一支撐平臺(tái)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)多端換流站統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制和監(jiān)視功能的一體化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用功能分布式的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和全分布的雙網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，所有功能采用客戶/服務(wù)器(Client/Server)模式分布于網(wǎng)絡(luò)中，支持和管理網(wǎng)絡(luò)中各自獨(dú)立的處理節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

系統(tǒng)主要設(shè)備冗余配置，保證任何單一故障不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)主要功能的喪失或使系統(tǒng)性能低于要求的水平。具體的，請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3，系統(tǒng)還包括備用服務(wù)器21，各換流站還設(shè)置有備用遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)102，各換流站的備用遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)102與備用服務(wù)器21通信連接。

系統(tǒng)基于開放性、分布式結(jié)構(gòu)，能滿足未來軟硬件的擴(kuò)充和升級(jí)的要求，統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制及監(jiān)控功能具有實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性、實(shí)用性等特點(diǎn)

具體的，本實(shí)施例中為多端柔性直流換流站配置集控中心，集控中心配置有主用服務(wù)器20、備用服務(wù)器21、統(tǒng)一協(xié)調(diào)及監(jiān)控工作站、1臺(tái)文檔工作站、1臺(tái)工程師工作站及通信裝置組成。集控中心可設(shè)置在功率較大的受端換流站，通過遠(yuǎn)動(dòng)通信的方式實(shí)現(xiàn)多個(gè)換流站的監(jiān)視與控制功能。一個(gè)以五端柔性直流輸電換流站為例的集控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

冗余配置服務(wù)器集成前置計(jì)算機(jī)監(jiān)控功能，可采用UNIX操作系統(tǒng)的小型機(jī)。服務(wù)器采用主/備方式運(yùn)行。服務(wù)器既完成與各個(gè)換流站遠(yuǎn)動(dòng)工作站的通信工作，也完成數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控功能，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)。統(tǒng)一協(xié)調(diào)及監(jiān)控工作站集控系統(tǒng)的重要組成部分。運(yùn)行人員在統(tǒng)一協(xié)調(diào)及監(jiān)控工作站監(jiān)視各換流站的運(yùn)行工況、事件報(bào)警顯示、發(fā)送控制命令以及監(jiān)視集控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，完成集控系統(tǒng)的各種人機(jī)交互功能。維護(hù)工作站除了具備運(yùn)行人員工作站各項(xiàng)功能外，還可以進(jìn)行有關(guān)的程序開發(fā)和系統(tǒng)維護(hù)工作。文檔管理工作站可以為運(yùn)行人員提供查閱圖紙和其他數(shù)據(jù)的功能。

集控系統(tǒng)通過集控中心專用網(wǎng)絡(luò)通道與各個(gè)換流站遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)通信，系統(tǒng)通信圖如圖5所示。集控系統(tǒng)服務(wù)器中的前置系統(tǒng)從各個(gè)換流站遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)接收和處理實(shí)時(shí)信息，包括遙測(cè)、遙信、事件等信息。集控系統(tǒng)的運(yùn)行人員工作站對(duì)換流站進(jìn)行遙控和遙調(diào)操作的下行信息也通過服務(wù)器的前置系統(tǒng)下發(fā)至換流站遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行。各個(gè)換流站2臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)通過2路2M專線經(jīng)E1協(xié)議適配器與集控系統(tǒng)前置交換機(jī)通信。為實(shí)現(xiàn)冗余的通信方式，運(yùn)動(dòng)主機(jī)1接入前置A網(wǎng)交換機(jī)，運(yùn)動(dòng)主機(jī)2接入前置B網(wǎng)交換機(jī)，冗余前置交換機(jī)與冗余服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)交叉通信。

集控系統(tǒng)通過各個(gè)換流站的遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)的模擬量及開關(guān)量，以監(jiān)視各個(gè)換流站的運(yùn)行狀況及制定相應(yīng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制策略。

(1)模擬量

模擬量包括：有功功率、無功功率、電流、電壓、頻率及其它測(cè)量值。可設(shè)定每個(gè)模擬量的限值范圍，僅把超過限值具備變化的值發(fā)送給控制系統(tǒng)，每個(gè)模擬量的限值范圍可在工作站通過人機(jī)界面設(shè)定。

(2)狀態(tài)量

狀態(tài)量包括：斷路器位置、事故跳閘總信號(hào)、預(yù)告信號(hào)、刀閘位置、有載調(diào)壓變壓器抽頭位置、主保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、事件順序記錄、遠(yuǎn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)、換流站安防信息、五防刀閘信息等系統(tǒng)各工作站狀態(tài)信號(hào)等。

運(yùn)行人員應(yīng)能通過統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制及監(jiān)控工作站實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)換流站的監(jiān)視和控制操作功能。完成的功能包含各個(gè)換流站的運(yùn)行監(jiān)視、控制操作、事件報(bào)警顯示等功能。集控中心的人機(jī)系統(tǒng)及服務(wù)器集成各個(gè)換流站控制協(xié)調(diào)策略和監(jiān)視控制功能，主要包括以下功能：

1、交流場(chǎng)內(nèi)斷路器、隔離刀閘和接地刀閘的切/合操作。

2、直流場(chǎng)的隔離開關(guān)和接地刀閘的切/合操作。

3、柔性直流系統(tǒng)順序控制與連鎖操作。

4、控制功能具有防誤閉鎖功能，包括檢查各種條件：如“允許遙控”，控制狀態(tài)與開關(guān)當(dāng)前狀態(tài)相符等。用戶可為每個(gè)控制對(duì)象設(shè)置其“控分”與“控合”互聯(lián)閉鎖約束條件。設(shè)置五防閉鎖規(guī)則，系統(tǒng)根據(jù)條件檢查控制過程，實(shí)現(xiàn)五防閉鎖。

5、遙控和遙調(diào)具備權(quán)限設(shè)置。

6、操作使用對(duì)話框進(jìn)行，操作過程安全可靠。操作有返校倒計(jì)時(shí)，執(zhí)行倒計(jì)時(shí)和成功/失效倒計(jì)時(shí)，時(shí)限可調(diào)。

7、集控站監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控工作站對(duì)電網(wǎng)的控制操作。

8、主站向換流站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的所有遙控命令都在顯示畫面上操作。遙控操作的每個(gè)步驟完成后，自動(dòng)記錄操作過程。記錄內(nèi)容包括：遙控對(duì)象名稱、操作員姓名、遙控性質(zhì)、命令發(fā)出時(shí)間、遙控執(zhí)行結(jié)果等信息。

9、對(duì)每個(gè)控制對(duì)象(開關(guān)、刀閘等)具有單獨(dú)屏蔽的保護(hù)功能，解除屏蔽時(shí)有口令保護(hù)。

10、高級(jí)控制語言支持用戶自定義控制序列命令，如可以選擇不同變電所的不同組電容器一起進(jìn)行投切作為一個(gè)控制序列。控制序列可人工請(qǐng)求自動(dòng)執(zhí)行，或人工按步執(zhí)行。

上述的多端柔性直流換流站集控系統(tǒng)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制完成多端換流站的控制及監(jiān)視功能，節(jié)省每個(gè)換流站需配置統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制器的成本，能夠?qū)崿F(xiàn)多端換流站“無人值班、有人值守”，運(yùn)行人員在集控中心的集控系統(tǒng)人機(jī)交互界面上可實(shí)現(xiàn)多端換流站的監(jiān)視與控制，極大提高運(yùn)維工作效率和降低運(yùn)維成本。集控系統(tǒng)設(shè)備層次清晰，設(shè)備配置簡(jiǎn)單，通信實(shí)現(xiàn)容易，系統(tǒng)安全可靠。

一種多端柔性直流換流站集控方法，運(yùn)行在如圖3所示的主用服務(wù)器或備用服務(wù)器上，如圖6所示，包括以下步驟：

S602：接收各換流站的監(jiān)控信息。

S604：接收根據(jù)監(jiān)控信息輸入的控制指令。

S606：將控制指令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的換流站，由對(duì)應(yīng)的換流站的遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)根據(jù)控制指令控制對(duì)應(yīng)設(shè)備動(dòng)作。

上述的多端柔性直流換流站集控方法，通過服務(wù)器完成對(duì)各換流站的控制及監(jiān)視，節(jié)省每個(gè)換流站需配置統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制器的成本，運(yùn)行人員通過服務(wù)器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)各換流站的監(jiān)視與控制，極大提高運(yùn)維工作效率和降低運(yùn)維成本。

如圖7所示，步驟S604具體包括：

S6041：接收根據(jù)監(jiān)控信息輸入的控制指令。

S6042：根據(jù)控制指令判斷各換流站的對(duì)應(yīng)設(shè)備是否處于與控制指令對(duì)應(yīng)的狀態(tài)。若否，則執(zhí)行步驟S6043，若是，則執(zhí)行步驟S6044。

S6043：遙控對(duì)應(yīng)設(shè)備使處于與控制指令對(duì)應(yīng)的狀態(tài)。

S6044：檢測(cè)各換流站的對(duì)應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和控制參數(shù)是否正確。若否，則執(zhí)行步驟S6045，若是，則執(zhí)行步驟S606。

S6045：將對(duì)應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行根據(jù)控制指令進(jìn)行設(shè)置。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，在步驟S606之前，還包括：

S605：獲取設(shè)定的運(yùn)行方式。

當(dāng)設(shè)定的運(yùn)行方式為自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，如圖8所示，步驟S606包括以下步驟：

S6061：當(dāng)?shù)竭_(dá)控制命令的下發(fā)時(shí)間時(shí)，判斷其中一個(gè)換流站的對(duì)應(yīng)設(shè)備的當(dāng)前值是否與目標(biāo)值一致。若不一致，則執(zhí)行步驟S6063，若一致，則執(zhí)行步驟S6062。

S6062：判斷是否還存在下一個(gè)控制對(duì)象。

步驟S6062中，若存在，則返回步驟S6061，對(duì)下一個(gè)換流站的對(duì)應(yīng)設(shè)備的當(dāng)前值是否與目標(biāo)值一致的進(jìn)行判斷。若不存在，則結(jié)束控制流程。

S6063：根據(jù)對(duì)應(yīng)設(shè)備的閉鎖條件判斷該設(shè)備是否允許控制。若不允許控制，則執(zhí)行步驟S6064，若允許控制，則執(zhí)行步驟S6065。

S6064：對(duì)對(duì)應(yīng)設(shè)備的閉鎖條件進(jìn)行處理以使設(shè)備允許控制。

S6065：將控制指令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的換流站，由對(duì)應(yīng)的換流站的遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)根據(jù)控制指令控制該換流站的對(duì)應(yīng)設(shè)備動(dòng)作。

S6066：接收對(duì)應(yīng)設(shè)備的動(dòng)作反饋，判斷是否動(dòng)作成功。若動(dòng)作成功，則返回步驟S6062，若動(dòng)作失敗，則執(zhí)行步驟S6067：顯示失敗原因并發(fā)出警報(bào)。

在另一種實(shí)施例中，若設(shè)定的運(yùn)行方式為手動(dòng)運(yùn)行，則在顯示屏上根據(jù)設(shè)定規(guī)則提示用戶手動(dòng)操作的步驟。

采用多端柔性直流集控系統(tǒng)，多端換流站每個(gè)換流站均可按“無人值班、有人值守”設(shè)計(jì)，各換流站的監(jiān)控信息均需直接接入集控系統(tǒng)，由集控系統(tǒng)遠(yuǎn)程完成監(jiān)控控制功能和協(xié)同控制功能。集控系統(tǒng)最常用的功能為各個(gè)換流站的順控功能，順控狀態(tài)包括檢修狀態(tài)、冷備用狀態(tài)、熱備用、運(yùn)行狀態(tài)、空載加壓試驗(yàn)狀態(tài)。

現(xiàn)在，以備用轉(zhuǎn)至運(yùn)行狀態(tài)為例說明集控系統(tǒng)完成運(yùn)行狀態(tài)順序控制的邏輯。在備用狀態(tài)切換至運(yùn)行態(tài)之前，需要先檢查并確認(rèn)直流系統(tǒng)的各種運(yùn)行方式、控制模式和各種參數(shù)全部正確，接著進(jìn)行順控操作。備用狀態(tài)至運(yùn)行狀態(tài)需要順序控制的對(duì)象：發(fā)送解鎖指令，相關(guān)的閉鎖條件包括：進(jìn)線開關(guān)處于“合位”、直流保護(hù)系統(tǒng)允許解鎖、換流站允許解鎖、請(qǐng)求解鎖遙信值為1、通信情況的判斷、直流運(yùn)行方式的判斷。根據(jù)五端充電結(jié)果是否完畢情況，確定五端協(xié)調(diào)運(yùn)行方式，各換流站解鎖按照一定的先后順序來完成。當(dāng)備用狀態(tài)為真時(shí)，點(diǎn)擊運(yùn)行狀態(tài)按鈕，彈出順控操作對(duì)話框，實(shí)現(xiàn)順控操作。

在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種多端柔性直流換流站集控裝置，如圖9所示，包括：信息接收模塊901、指令接收模塊902和發(fā)送模塊903。

信息接收模塊901，用于接收各換流站的監(jiān)控信息。

指令接收模塊902，用于接收根據(jù)監(jiān)控信息輸入的控制指令。

發(fā)送模塊903，用于將控制指令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的換流站，由對(duì)應(yīng)的換流站的遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)根據(jù)控制指令控制對(duì)應(yīng)設(shè)備動(dòng)作。

具體的，指令接收模塊，包括：獲取模塊、狀態(tài)檢測(cè)模塊和設(shè)置模塊。

獲取模塊，用于接收根據(jù)監(jiān)控信息輸入的控制指令。

狀態(tài)檢測(cè)模塊，用于根據(jù)控制指令判斷各換流站的對(duì)應(yīng)設(shè)備是否處于與控制指令對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，還用于檢測(cè)各換流站的對(duì)應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和控制參數(shù)是否正確。

設(shè)置模塊，用于在狀態(tài)檢測(cè)模塊的檢測(cè)結(jié)果為正確時(shí)，將對(duì)應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行根據(jù)控制指令進(jìn)行設(shè)置，從而確保各換流站的對(duì)應(yīng)設(shè)備處于可控制狀態(tài)。

在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)送模塊包括：第一判斷模塊、第二判斷模塊、指令發(fā)送模塊、第三判斷模塊。

第一判斷模塊，用于當(dāng)?shù)竭_(dá)控制命令的下發(fā)時(shí)間時(shí)，判斷其中一個(gè)換流站的對(duì)應(yīng)設(shè)備的當(dāng)前值是否與目標(biāo)值一致；

第二判斷模塊，用于在第一判斷模塊的判斷結(jié)果為不一致時(shí)，根據(jù)對(duì)應(yīng)設(shè)備的閉鎖條件判斷該設(shè)備是否允許控制；

指令發(fā)送模塊，用于在第二判斷模塊的判斷結(jié)果為允許控制時(shí)，將控制指令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的換流站，由對(duì)應(yīng)的換流站的遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)根據(jù)控制指令控制該換流站的對(duì)應(yīng)設(shè)備動(dòng)作；

信息接收模塊還用于接收對(duì)應(yīng)設(shè)備的動(dòng)作反饋，判斷是否動(dòng)作成功；

第三判斷模塊，用于在信息接收模塊接收到動(dòng)作成功的反饋時(shí)，判斷是否存在下一個(gè)換流站；

第一判斷模塊，用于在第三判斷模塊的判斷結(jié)果為存在下一個(gè)換流站時(shí)，判斷下一個(gè)換流站的對(duì)應(yīng)設(shè)備的當(dāng)前值是否與目標(biāo)值一致。

在另一個(gè)實(shí)施例中，還包括報(bào)警模塊，用于在信息接收模塊接收到動(dòng)作未成功的反饋時(shí)，顯示失敗原因并發(fā)出警報(bào)。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。