CN106357000A - 基于工业互联网架构的智能变电站保护控制*** - Google Patents

基于工业互联网架构的智能变电站保护控制*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***，本发明所述智能变电站改变了传统变电站采用先增加物理装置后增加装置功能的分散建模方式，而是以整个变电站作为建模对象，采用在变电站配置描述中增加所有的保护、测控、交换、远动的集中建模方式；另一方面，所述智能变电站改变了传统变电站中合智一体单元接入不同物理装置分别实现测控和各种保护的工作方式，而是智能电力服务器通过嵌入式高带宽交换通讯网络实时采集过程层数据，并对采集到的过程层数据完成实时数据处理，实现对一次设备所有的保护和测控。本发明减少了变电站内二次设备数量，并为实现变电站的云控制、云服务、能源大数据和能源互联网提供了解决方案。

Description

基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***
技术领域
本发明实施例涉及智能变电站技术领域，尤其涉及一种基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***。
背景技术
智能化变电站是以变电站的一、二次设备为智能化对象，以高速网络通信平台为基础，通过对智能化信息进行标准化，实现信息共享和互操作，并以网络数据为基础，实现测量监视、控制保护、信息管理等自动化功能的变电站。
智能变电站包括站控层、间隔层与过程层，不同层级之间主要依靠光缆进行有效的联系。每一层包括不同的***、设备与装置，共同作用，互相配合。站控层需要实时记录并采集变电站的电能量以及相关的运行数据，是工作人员时刻了解智能变电站运营状态的平台。间隔层主要包括测控装置和保护装置等二次设备，主要完成对过程层设备的测量、控制和保护。
现有技术中，变电站分为高压线路部分、主变部分和中压侧部分，每个部分又分为不同的设备间隔。由于保护装置是按照功能划分的设备间隔进行分类的，因此，变电站每个间隔可能有多种类型的保护装置。如果一个间隔有N种保护装置，那么，该间隔的智能终端和合并单元就需要分别通过N条线路分别连接到该保护装置上。因此，由于间隔层的二次设备数量众多，导致二次设备占地面积大，调试及维护工作量也比较大，而且，过程层布线复杂繁琐，施工难度大，从而整个变电站成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***，以解决现有技术中二次设备数量多、占地面积大、施工维护难度较大的技术问题。
本发明实施例提供了一种基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***，其特征在于，包括一台智能电力服务器和所述智能变电站内所有间隔的合智一体单元；
所述智能电力服务器，用于实现所述智能变电站内所有的测控功能、保护功能、交换功能和远动功能；其中，所述智能变电站以整个智能变电站作为建模对象，采用在变电站配置描述SCD中增加和更新所有的保护功能、测控功能、交换功能和远动功能的集中建模方式；
所述智能变电站内所有间隔的合智一体单元均直接接入所述智能电力服务器，所述智能电力服务器采用每个所述合智一体单元通过嵌入式高带宽交换通讯网络接入所述智能电力服务器上一个传输端口的方式实时采集过程层数据，对采集到的所述过程层数据完成实时数据处理，实现对所述合智一体单元连接的一次设备所有的保护和测控。
本发明实施例提供的基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***，通过智能变电站内所有间隔的合智一体单元均直接接入智能电力服务器，并且每个合智一体单元嵌入式高带宽交换通讯网络接入智能电力服务器，具体是每个合智一体单元仅通过一条物理链路接入智能电力服务器上一个传输端口的方式，实时采集过程层数据，对采集到的过程层数据完成实时数据处理，从而实现对该合智一体单元连接的一次设备所有的保护和测控。其中，智能变电站以整个智能变电站作为建模对象，采用在SCD中直接增加和更新所有的保护功能、测控功能、交换功能、远动功能的集中建模方式，改变了传统变电站采用的是先增加物理装置后增加装置功能的分散建模方式实现了通过软件定义智能变电站内各个专用功能。采用上述技术方案，减少了变电站内二次设备的数量，减少变电站占地面积，同时降低了变电站的施工维护难度和变电站的功耗，进而降低了变电站的投资成本，解决了现有技术中变电站二次设备数量多、占地面积大、施工维护难度较大的技术问题。
附图说明
为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***的结构示意图；
图2是本发明实施例二提供的一种基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***的结构示意图；
图3是本发明实施例三提供的一种基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***的结构示意图
图4是本发明实施例三提供的另一种基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***包括一台智能电力服务器和智能变电站内所有间隔的合智一体单元。进一步，还可以包括操作员工作站。
首先，智能变电站内所有间隔的合智一体单元均直接接入智能电力服务器，所述智能电力服务器采用每个所述合智一体单元通过嵌入式高带宽交换通讯网络接入智能电力服务器上一个传输端口的方式实时采集过程层数据，对采集到的过程层数据完成实时数据处理，实现对合智一体单元连接的一次设备所有的保护和测控。具体地，嵌入式高带宽交换通讯网络，可以是嵌入式高带宽交换通讯网络可以是控制器局域网络(Controller AreaNetwork，CAN)总线、现场互联网协议(Internet Protocol，IP)总线、Modbus总线、过程现场总线(Process Field Bus，Profibus)、可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议(Highway Addressable Remote Transducer，HART)总线、FF现场总线或光纤。智能变电站内所有间隔的合智一体单元均直接接入智能电力服务器上的传输端口，不需要通过交换机，缩短了报文发送和接收过程中的时间延迟，提高报文传输的实时性。
示例性的，本发明中智能变电站内所有间隔的合智一体单元均直接接入所述智能电力服务器，每个合智一体单元仅通过一条物理链路接入所述智能电力服务器上的一个传输端口，具体地，每个合智一体单元仅通过一对光纤与所述智能电力服务器的一个传输端口连接。智能电力服务器的一个传输端口包括一个接收口和一个发送口，合智一体单元通过一根光纤接入智能电力服务器上一个传输端口的接收口，合智一体单元通过另一根光纤接入智能电力服务器上该传输端口的发送口。智能电力服务器仅通过一条物理链路实时采集过程层数据，例如，采集合智一体单元发送的采样值(Sampled Value，SV)报文和面向通用对象的变电站事件(Generic Object Oriented Substation Events，GOOSE)报文，并对实时采集到的过程层数据进行实时处理，实现对所述合智一体单元连接的一次设备所有的保护和测控。而传统变电站中一个合智一体单元需接入多个不同的物理装置，通过不同的物理装置分别实现对合智一体单元连接的一次设备的测控和保护。
智能电力服务器，用于实现智能变电站内所有的测控功能、保护功能、交换功能和远动功能。
示例性的，智能电力服务器对采集到的过程层数据完成实时数据处理，实现对所述合智一体单元连接的一次设备所有的保护和测控。另外，智能电力服务器还可以将合智一体单元发送的过程层数据转发到网络分析仪和故障录波***，实现所述合智一体单元和过程层设备之间的数据交换。智能电力服务器，还用于实现所述智能电力服务器与过程层设备之间数据交换，过程层设备之间的数据交换，站控层设备之间的数据交换。再者，智能电力服务器还可以通过远动功能采集保护、测控专用功能处理过程中产生的信息，并传输给站控层设备或操作员工作站。
更为重要的是，本发明所述的智能变电站采用集中建模方式。所述智能变电站以整个智能变电站作为建模对象，采用在变电站配置描述中增加和更新所有的保护功能、测控功能、交换功能、远动功能的集中建模方式，实现了通过软件定义智能变电站内各个专用功能。本文中所述的智能变电站的专用功能包括：保护功能、测控功能、交换功能和远动功能。
具体地，集中建模方式是，变电站***配置描述(System ConfigurationDescription，SCD)工具根据智能变电站规划的合智一体单元和每个专用功能，建立所述智能变电站的SCD文件，在所述智能变电站的SCD文件中设置每个所述专用功能的配置信息；其中，所述智能变电站的每个专用功能根据所述智能变电站的应用场景设置。智能电力服务器还用于：根据所述智能变电站的SCD文件生成所述智能电力服务器的智能电子设备配置描述(Configured IED Description，CID)文件；解析所述智能电力服务器的CID文件，得到每个专用功能的配置信息；根据每个专用功能的配置信息和合智一体单元发送的SV报文和GOOSE报文，实现所述智能变电站内所有的保护功能、测控功能、交换功能和远动功能。
在所述智能变电站增加专用功能或更新专用功能时，在所述智能变电站SCD文件中设置与增加的或更新的所述专用功能相关的配置信息，并在所述智能变电站的SCD文件中关联增加的或更新的所述专用功能的过程层虚端子。
示例性的，智能变电站的应用场景不同设置的专用功能也不同。SCD文件的建立可以有两种方式，其中一种方式是：SCD文件配置工具在SCD文件中直接设置各个专用功能的配置信息，各个合智一体单元的配置信息，关联过程层虚端子。在智能变电站的需求变化需增加新的专用功能或更新已有的专用功能时，SCD文件配置工具直接在SCD文件中增加或更新相应专用功能的配置信息，并直接在所述智能变电站的SCD文件中关联增加的或更新的所述专用功能的过程层虚端子。智能电力服务器根据所述智能变电站的SCD文件生成所述智能电力服务器的CID文件。在运行时，智能电力服务器解析智能电力服务器的CID文件，得到每个专用功能的配置信息，根据每个专用功能的配置信息和合智一体单元发送的SV报文和GOOSE报文，实现所述智能变电站内所有的保护功能、测控功能、交换功能和远动功能。
建立SCD文件另一种方式是，先建立智能电力服务器的智能电子设备能力描述(IED Capability Description，ICD)文件，在智能电力服务器的ICD文件中设置各个专用功能；然后，SCD文件配置工具根据智能电力服务器的ICD文件和合智一体单元的ICD文件生成整个智能变电站的SCD文件，在SCD文件中关联过程层虚端子。智能电力服务器根据所述智能变电站的SCD文件生成所述智能电力服务器的CID文件。在运行时，智能电力服务器解析智能电力服务器的CID文件，得到每个专用功能的配置信息，根据每个专用功能的配置信息和合智一体单元发送的SV报文和GOOSE报文，实现所述智能变电站内所有的保护功能、测控功能、交换功能和远动功能。在智能变电站的需求变化需增加新的专用功能或更新已有的专用功能时，在智能电力服务器的ICD文件上先增加或更新相应的专用功能，然后，SCD文件配置工具重新根据智能电力服务器的ICD文件和合智一体单元的ICD文件生成整个智能变电站的SCD文件，在SCD文件中关联过程层虚端子。
而现有技术中，各个保护装置、各个测控装置分开建模，每个装置都有一个ICD文件，然后每个装置的ICD文件导入SCD工具，统一进行实例配置，生成整个***的SCD文件。每个装置再通过专用工具将SCD文件中与自己相关的内容下载到本地形成CID文件。因此，现有变电站的分散建模方式是先增加单个物理装置后增加每个装置功能。不仅二次设备数量非常多，而且还需要将每个二次设备的ICD文件进行集成并实例化生成SCD文件，再由装置生成厂商再通过专用工具将SCD文件中与本装置相关的内容即CID文件下载到装置内，整个配置过程复杂繁琐。
本发明实施例提供的基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***，通过智能变电站内所有间隔的合智一体单元均直接接入智能电力服务器，并且每个合智一体单元仅通过一条物理链路接入智能电力服务器上一个光口的方式，实现对该合智一体单元连接的一次设备所有的保护和测控。其中，智能变电站以整个智能变电站作为建模对象，采用在变电站配置描述中直接增加和更新所有的保护功能、测控功能、交换功能、远动功能的集中建模方式，改变了传统变电站采用的是先增加物理装置后增加装置功能的分散建模方式实现了通过软件定义智能变电站内各个专用功能。采用上述技术方案，减少了变电站内二次设备的数量，减少变电站占地面积，同时降低了变电站的施工维护难度和变电站的功耗，进而降低了变电站的投资成本，解决了现有技术中变电站二次设备数量多、占地面积大、施工维护难度较大的技术问题。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***的结构示意图，该智能变电站可以应用在任何电力***中。如图1所示，该智能变电站可以包括：操作员工作站10、智能电力服务器20、合智一体单元30以及间隔40；
其中，所述智能变电站内所有间隔的合智一体单元30均直接与智能电力服务器20上的传输端口连接，所述传输端口与合智一体单元30一一对应，智能电力服务器20与操作员工作站10连接；
智能电力服务器20，用于实现所述智能变电站内所有的测控功能、保护功能、交换功能和远动功能；
操作员工作站10，用于通过智能电力服务器20对所述智能变电站的运行进行监控和管理。
示例性的，所述智能变电站可以分为过程层和变电站层。在过程层，以间隔40为单位设置合智一体单元30，一个间隔40可能包括多个合智一单元30，间隔40可以包括主变间隔、线路间隔和母线间隔，例如：110KV主变间隔、35KV主变间隔、10KV主变间隔以及110KVPT间隔，智能电力服务器20和操作员工作站10位于变电站层。实际上，每个合智一体单元30通过两根光纤即一对光纤与智能电力服务器20连接，实现合智一体单元与智能电力服务器之间的双向通信，每个合智一体单元30在智能电力服务器20上对应一个光纤传输端口，即一个接收端口和一个发送端口。智能电力服务器上的传输端口与合智一体单元一一对应，也就是智能电力服务器只通过一个传输端口与一个合智一体单元连接，每个合智一体单元仅接入智能电力服务器的一个传输端口。
智能电力服务器20可以用于实现智能变电站内所有的测控功能和保护功能，具体的，智能电力服务器20可以用于实现对智能变电站的所有合智一单元30连接的一次设备的测控和保护。一次设备可以理解为完成发电、输电和配电功能的设备，如发电机，变压器、电流互感器、电压互感器、操作箱和电闸等。具体的，合智一体单元30将合并单元和智能终端集成在一个设备中，合智一体单元30将合并单元的SV报文统一发送给智能电力服务器20，同样将智能终端的GOOSE报文统一发送给智能电力服务器20，所述SV报文和GOOSE报文中携带有一次设备的运行信息，由智能电力服务器20处理每个合智一体单元30的测控和保护，同时，智能电力服务器还会根据合智一体单元30发送的SV报文和GOOSE报文，向合智一体单元发送GOOSE报文，实现智能变电站内所有的测控功能和保护功能。
可选的，由于智能电力服务器20与操作员工作站10连接，智能电力服务器20还可以采集在测控过程和保护过程中产生的测控信息和保护信息，传送给操作员工作站10，操作员工作站10中的操作员可以根据接收到的测控信息和保护信息，判断一次设备的工作状态，并根据一次设备的工作状态对所述一次设备进行控制，具体是智能电力服务器20根据操作员工作站10的指令执行对所述一次设备的远动控制，实现智能变电站内所有的远动功能。
进一步的，智能电力服务器20可以为接入的智能一次设备分配IP地址，所述智能一次设备可以包括合智一体单元30、合并单元和智能终端；在智能电力服务器20中存储每个智能一次设备的媒体访问控制(Media Access Control，MAC)地址与IP地址的映射关系。智能电力服务器20，在采集测控信息和保护信息过程中，根据所述智能一次设备的MAC地址与IP地址的映射关系，将所述测控信息和保护信息中的MAC地址替换为对应的IP地址，将携带所述IP地址的测控信息和保护信息传送给操作员工作站10。
如果可以获取电流互感器、电压互感器、操作箱和电闸等设备的MAC地址，本发明的智能电力服务器还可以为电流互感器、电压互感器、操作箱和电闸等设备分配IP地址，并保存这些设备的IP地址与MAC地址之间的映射关系。
示例性的，由于操作员工作站10可以识别智能一次设备的IP地址，而智能电力服务器20在采集智能一次设备的测控信息和保护信息时，是通过识别智能一次设备的MAC地址的方式实现的，因此，智能电力服务器20可以为接入的智能一次设备分配IP地址，所述IP地址是唯一的，并存储所述智能一次设备MAC地址与IP地址的映射关系，形成MAC地址与IP地址的映射表，基于所述映射关系，将测控信息和保护信息中的MAC地址替换为对应的IP地址，并将携带IP地址的测控信息和保护信息传送给操作员工作站10，保证操作员工作站10中的操作员确认测控信息和保护信息的源地址。本发明实施例中的智能变电站为接入智能变电站的智能一次设备分配唯一的IP地址，可以实现变电站的云控制和云服务，为能源大数据和能源互联网的发展奠定技术基础。
可选的，智能电力服务器20还可以用于实现所述智能变电站内所有交换功能，具体可以是实现合智一体单元30和过程层设备之间的数据交换，智能电力服务器20与过程层设备之间数据交换，过程层设备之间的数据交换，站控层设备之间的数据交换。可以理解的是，站控层设备可以是操作员工作站，也可以是与智能电力服务器连接的、用于管理和监控变电站的设备，例如：监控主机、数据服务器。
可选的，为适应海量数据的实时传输和海量数据的实时处理，智能电力服务器20的处理器可以采用多核双CPU技术。
本发明实施例一提供的基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***，包括操作员工作站、一台智能电力服务器以及所有间隔的合智一体单元，所有间隔的合智一体单元通过一对光纤连接到智能电力服务器上的一个传端端口，由智能电力服务器完成对所有过程层一次设备的测控和保护，可以实现智能变电站内所有的测控功能、保护功能、交换功能和远动功能的集中设置，减少变电站内二次设备的数量，减少变电站占地面积，同时降低变电站的施工维护难度，方便维护，减少调试时间，解决现有技术中变电站二次设备数量多、占地面积大、施工维护难度较大的技术问题。同时，智能电力服务器统一完成合智一体单元和变电站层之间的数据交换，过程层不需要组网，变电站层只有智能电力服务器也不需要组网，降低了站用能耗和投资成本。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***的结构示意图，该智能变电站可以应用在任何电力***中。本实施例以上述实施例为基础，在上述实施例的基础上进行优化。如图2所示，该智能变电站可以包括：操作员工作站10、主智能电力服务器201、备用智能电力服务器202、合智一体单元30以及间隔40；
可选的，所述智能变电站内所有间隔40的合智一体单元30均直接与主智能电力服务器201和备用智能电力服务器202连接，主智能电力服务器201和备用智能电力服务器202均与操作员工作站10连接，主智能电力服务器201的主备切换接口的主备输出信号连接到备用智能电力服务器202的输入，主智能电力服务器201的主备切换接口的主备输入信号连接到备用智能电力服务器202的输出，并且主备输入信号与主备输出信号互斥。同样，备用智能电力服务器202的主备切换接口的主备输出信号连接到主智能电力服务器201，备用智能电力服务器的主备切换接口的主备输入信号连接到主智能电力服务器201的输出，并且主备输入信号与主备输出信号互斥。
主智能电力服务器和备用智能电力服务器同时工作，用于实现相同的功能，且工作时所述主智能电力服务器和所述备用智能电力服务器中的一个输出有效。
示例性的，智能电力服务器双重化冗余配置，即设置主智能电力服务器201和备用智能电力服务器202。具体的，在主智能电力服务器没有出现故障时，主智能电力服务器201具有输入、处理和输出的功能，而备用智能电力服务器202只具有输入和处理的功能，而不具有输出功能。在主智能电力服务器201发生故障时，备用智能电力服务器202切换为主智能电力服务器，由备用智能电力服务器作为输出。在处于工作状态的备用智能电力服务器发生故障而主智能电力服务器201没有故障时，主智能电力服务器201接管备用智能电力服务器的工作作为输出，从而保证主智能电力服务器201和备用智能电力服务器202其中的一个正常输出。
进一步的，每个合智一体单元30通过两根光纤分别连接主智能电力服务器201和备用智能电力服务器202的光口。
本发明实施例三提供的基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***，包括操作员工作站、主智能电力服务器、备用智能电力服务器、合智一体单元以及间隔，通过设置智能变电站内所有间隔的合智一体单元均直接与主智能电力服务器和备用智能电力服务器上的传输端口连接，主智能电力服务器和备用智能电力服务器均与操作员工作站连接，既可以保证整个变电站的测控、保护、交换和远动等专用功能集成在一台智能电力服务器上，可以实现智能变电站内所有的测控功能、保护功能、交换功能和远动功能的集中设置，减少变电站内二次设备的数量，减少变电站占地面积，同时通过设置主智能电力服务器和备用智能电力服务器，保证在其中一个智能电力服务器发生故障时，另外的智能电力服务器可以工作，保证整个智能变电站的正常工作，增强智能变电站处理应急事件的反应能力，避免因意外情况发生造成的智能变电站瘫痪的问题。
实施例三
图3和图4均为本发明实施例三提供的基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***的结构示意图，该智能变电站可以应用在任何电力***中。本实施例以上述实施例为基础，在上述实施例的基础上进行优化。该智能变电站可以包括：操作员工作站10、智能电力服务器20、合智一体单元30、间隔40、故障录波模块50、网络分析记录模块60以及防火墙70；
其中，所述智能变电站内所有间隔的合智一体单元30均直接与智能电力服务器20上的传输端口连接，智能电力服务器20与操作员工作站10连接，故障录波模块50、网络分析记录模块60和防火墙70可以分别设置于智能电力服务器20中，如图3所示；或者，故障录波模块50、网络分析记录模块60和防火墙70可以分别与智能电力服务器20独立设置，如图4所示，防火墙70还可以与区域调度中心连接。防火墙，用于保护智能电力服务器的安全。
示例性的，故障录波模块50可以在一次设备发生故障时，自动地、准确地记录故障前、后过程中各种电气量的变化情况，为维修人员的维修提供支持。网络分析记录模块60可以自动分析记录一次设备的工作状态，得到状态参数，通过网络分析记录功能可以帮助操作人员及时了解一次设备工作运行情况，对于可能出现的故障及时进行预判，及时解决。
可选的，当故障录波模块50、网络分析记录模块60和防火墙70分别与智能电力服务器20独立设置时，故障录波模块50、网络分析记录模块60和防火墙70分别与操作员工作站10连接。进一步的，防火墙70还可以与区域调度中心联系，例如地调、县调或者配调。
进一步的，智能电力服务器20中还设置有可扩展标记语言(Extensible MarkupLanguage，XML)数据库，所述XML数据库用于记录合智一体单元30发送的数据报文，且根据发送数据报文的合智一体单元30所属的间隔40、合智一体单元30和数据报文的报文类型进行分类分别进行存储。
示例性的，XML数据库的树型文档中一级节点为间隔40，与一级节点相连的二级节点为该间隔40下的合智一体单元30，与二级节点连接的三级节点为合智一体单元30发送的报文的所有报文类型，包括SV报文和GOOSE报文。通过解析报文的源地址可以确定报文发送方所在的间隔以及发送方是哪个合智一体单元。XML数据库根据节点类型分类分别进行存储，可以为故障录波功能50和网络分析记录功能60提供支持。
可选地，所述智能变电站还可以包括对时网络，例如，全球定位***(GlobalPositioning System，GPS)和/或北斗卫星导航***，GPS和/或北斗卫星导航***连接到智能电力服务器20和合智一体单元30，用于实现对时。
可选地，变电站还可以包括间隔层交换机，间隔层交换机可以与操作员工作站10连接。
本发明实施例四提供的基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***，包括操作员工作站、智能电力服务器、合智一体单元、间隔、故障录波模块、网络分析记录模块以及防火墙，通过设置智能变电站内所有间隔的合智一体单元均直接与智能电力服务器上的光口连接，智能电力服务器均与操作员工作站连接，可以保证整个变电站的测控、保护、交换和远动等专用功能集成在一台智能电力服务器上，可以实现智能变电站内所有的测控功能、保护功能、交换功能和远动功能的集中设置，减少变电站内二次设备的数量，减少变电站占地面积，同时智能变电站还包括故障录波模块、网络分析记录模块以及防火墙，保证在***发生故障时，保证智能变电站及时响应，及时了解故障前、后过程中各种电气量的变化情况，为维修人员的维修提供支持，并且通过防火墙保证智能变电站免受外网的攻击，保证智能变电站稳定运行。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于工业互联网架构的智能变电站保护控制***，其特征在于，包括一台智能电力服务器和所述智能变电站内所有间隔的合智一体单元；
所述智能电力服务器，用于实现所述智能变电站内所有的测控功能、保护功能、交换功能和远动功能；其中，所述智能变电站以整个所述智能变电站作为建模对象，采用在变电站配置描述SCD中增加和更新所有的保护功能、测控功能、交换功能和远动功能的集中建模方式；
所述智能变电站内所有间隔的合智一体单元均直接接入所述智能电力服务器，所述智能电力服务器采用每个所述合智一体单元通过嵌入式高带宽交换通讯网络接入所述智能电力服务器上一个传输端口的方式实时采集过程层数据，对采集到的所述过程层数据完成实时数据处理，实现对所述合智一体单元连接的一次设备所有的保护和测控。
2.根据权利要求1所述的智能变电站保护控制***，其特征在于，所述智能电力服务器还用于：
实现对所述智能变电站所有合智一体单元连接的一次设备的测控和保护；并采集在测控过程和保护过程中产生的测控信息和保护信息，传送给操作员工作站，并根据所述操作员工作站的指令执行对所述一次设备的远动控制；
实现所述合智一体单元和过程层设备之间的数据交换，所述智能电力服务器与所述过程层设备之间的数据交换，所述过程层设备之间的数据交换，站控层设备之间的数据交换。
3.根据权利要求1所述的智能变电站保护控制***，其特征在于，SCD文件配置工具根据所述智能变电站规划的合智一体单元和每个专用功能，建立所述智能变电站的SCD文件，在所述智能变电站的SCD文件中设置每个所述专用功能的配置信息；其中，所述智能变电站的每个所述专用功能根据所述智能变电站的应用场景设置；
所述智能电力服务器，还用于根据所述智能变电站的SCD文件生成所述智能电力服务器的智能电子设备配置描述CID文件；根据从所述智能电力服务器的CID文件中解析得到的每个所述专用功能的配置信息和所述合智一体单元发送的过程层数据，实现所述智能变电站内所有的测控、保护、交换和远动，所述过程层数据包括采样值SV报文和面向通用对象的变电站事件GOOSE报文。
4.根据权利要求3所述的智能变电站保护控制***，其特征在于，在所述智能变电站增加专用功能或更新专用功能时，在所述智能变电站SCD文件中设置与增加的或更新的所述专用功能相关的配置信息，并在所述智能变电站的SCD文件中关联增加的或更新的所述专用功能的过程层虚端子。
5.根据权利要求1-4任一所述的智能变电站保护控制***，其特征在于，所述智能电力服务器上的一个传输端口连接一个所述合智一体单元。
6.根据权利要求1所述的智能变电站保护控制***，其特征在于，所述智能电力服务器中还设置有故障录波模块和网络分析记录模块，或者，所述故障录波模块和网络分析记录模块分别与所述智能电力服务器独立设置。
7.根据权利要求1所述的智能变电站保护控制***，其特征在于，所述智能变电站包括一台主智能电力服务器以及一台备用智能电力服务器，所述主智能电力服务器的主备切换接口的主备输出信号连接到所述备用智能电力服务器的输入，所述主智能电力服务器的主备切换接口的主备输入信号连接到所述备用智能电力服务器的输出，并且所述主备输入信号与所述主备输出信号互斥；其中，所述主智能电力服务器和所述备用智能电力服务器同时工作，用于实现相同的功能，且工作时所述主智能电力服务器和所述备用智能电力服务器中的一个输出有效。
8.根据权利要求1所述的智能变电站保护控制***，其特征在于，所述智能电力服务器为接入的智能一次设备分配网络协议IP地址，所述智能一次设备包括所述合智一体单元、合并单元和智能终端；存储每个所述智能一次设备的媒体访问控制MAC地址与IP地址的映射关系。
9.根据权利要求8所述的智能变电站保护控制***，其特征在于，所述智能电力服务器在采集测控信息和保护信息过程中，根据所述智能一次设备的MAC地址与IP地址的映射关系，将所述测控信息和保护信息中的MAC地址替换为对应的IP地址，将携带所述IP地址的测控信息和保护信息传送给操作员工作站。
10.根据权利要求1-4任一所述的智能变电站保护控制***，其特征在于，还包括：操作员工作站；
所述智能电力服务器与所述操作员工作站连接；所述操作员工作站，用于通过所述智能电力服务器对所述智能变电站的运行进行监控和管理。
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