CN107453482A - 一种子站通讯管理机和电网调度*** - Google Patents
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Abstract
本发明的子站通讯管理机和电网调度***，采用多个子站组成子站团模式，以便在故障出现时，能够快速、准确的实现故障的定位、处理；同时在每个子站团内，增设二级主站设定装置，实现二级主站的确定，能够有效的对***的子站进行管理、控制；而且二级主站的密码设定也提高了子站设备的安全性和运营性；FTU装置的多功能模块提升了整个***的功能性。
Description
技术领域
本发明涉及一种子站通讯管理机，尤其是一种用于电网的子站通讯管理机和电网调度***。
背景技术
随着电网的不断发展，电力***对安全、稳定、经济运行的要求越来越高。电网继电保护故障信息管理***的运用使二次装置的综合管理、分析、应用水平不断提高，其作为电网重要分析手段之一广泛应用于各电网，并逐渐产生了良好的经济效益及作用。然而生活及企业生产中不断发生的事故，说明电力***在预防重大事故的发生方面存在着很大漏洞，同时多次事故原因的迟迟难以确定，说明电网故障信息***的不完善。
因此，及时、准确分析故障和保护动作信息，充分利用故障数据信息，对提高继电保护及安全自动装置的运行水平有及其重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种子站通讯管理机以及使用多个该子站通讯管理机的电网调度***，以提高调度***的控制效率和精确度，快速、准确地掌握故障情况并处理。
本发明具体方案为：
一种子站通讯管理机，应用于包括多个子站的子站***中，包括子站团装置、二级主站设定装置、FTU装置以及与FTU装置一一对应的调控装置，其中，子站***用于采集处理二次设备上送的各类运行数据，接受来自调度端的控制命令并能下发给由调度端指定的二次设备；对上则通过设立开放式结构的站级网络接口，与管理层建立联系，将数据传送给主站***内的调度端管理后台。
优选的，子站团装置设有CPU控制板和4G通讯电路板，CPU控制板通过串口、以太网两种方式接入主站数据，并将接收到的数据发给4G通讯电路板，4G通讯电路板将数据压缩、加密后以专网发送至主站安全隔离与加密装置；主站发送加密备用主站信号到二级主站设定装置，密码匹配即可启动，该子站作为二级主站；二级主站发送控制信号到子站团装置，判定及启用附近几个子站组成子站团。
优选的，所述FTU装置包括子站***主模块、子站人机接口模块、主站接入模块、二次设备接入模块、故障信息上报及提示模块和存储模块。
优选的，所述子站***主模块，负责协议的解析和站内二次设备的接入通信；所述子站人机接口模块，与所述子站***主模块连接，实现用户与子站之间的人机交互，即人工查询、分析和控制等操作；所述主站接入模块，与所述子站***主模块连接，用于将当前子站接入到主站，并实现相互交互；所述二次设备接入模块，与所述子站***主模块连接，包括继电保护装置接入模块和故障录波装置接入模块，采集该继电保护装置和故障录波装置在运行状态下产生的各种瞬间数据，并将不同类型的数据按不同规约转换后传送传至相关的主站；所述故障信息上报及提示模块，与所述子站***主模块连接，当发现保护动作出口时，将保护动作的报告上传至主站***，并发出声音提示；所述存储模块，用于存储子站数据库。
一种电网调度***，使用一个主站和多个所述的子站通讯管理机和子站，其中，多个子站可以组成一个子站团，每个子站团设定一个二级主站，由主站控制所有二级主站，由二级主站控制该子站团内的其他子站。
优选的，***运行时，先由主站发送信号到二级主站，再由二级主站控制每个子站团的子站的运行；出现故障时，先由二级主站对每个子站团的子站进行判定，然后处理，事件信息存储在存储模块内；若出现无法判定的故障，二级主站发送数据信息到主站，接收主站反馈指令进行处理，再将事件信息存储在存储模块内。
优选的，每个子站团的子站数量为2～10个。
优选的，所述主站还包含主控制器模块以及分别与其连接的显示模块、报警模块、数据存储模块、时钟模块和数据传输模块。
优选的，所述数据传输模块用于与多个配电子站进行数据传输及通信，所述数据存储模块用于存储FTU终端提供配电***运行情况和各种参数即监测控制所需信息，包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数，所述时钟模块用于实时记录数据存储模块存储的时间；当接收到配电网故障则通过主控制器模块控制报警模块发出警报，同时通过显示模块实时显示是哪个配电子站出现故障；主控制器模块根据FTU终端采集的数据参数控制调控装置执行主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电功能
优选的，每个子站团内的子站之间采用Zigbee相互通讯。
本发明的有益效果在于：
采用多个子站组成子站团模式，以便在故障出现时，能够快速、准确的实现故障的定位、处理；同时在每个子站团内，增设二级主站设定装置，实现二级主站的确定，能够有效的对***的子站进行管理、控制；而且二级主站的密码设定也提高了子站设备的安全性和运营性；FTU装置的多功能模块提升了整个***的功能性。
附图说明
图1是本发明子站通讯管理机的结构示意图；
图2是本发明子站通讯管理机与其他设备的连接关系图；
图3是本发明主站的结构示意图。
具体实施方式
子站***担负着上传下达的重要任务，对下它可以监控管理本***以外的二次设备如继电保护装置和故障录波装置等，采集处理二次设备上送的(既有周期性的定时上送，也有非周期性的触发方式上送)各类运行数据，接受来自调度端的控制命令并能下发给由调度端指定的二次设备；对上则通过设立开放式结构的站级网络接口，与管理层建立联系，将数据传送给主站***内的调度端管理后台，以便对运行数据的进一步处理。
参见图1，本发明提供了一种子站通讯管理机1，包括子站团装置11、二级主站设定装置12、FTU装置13以及与FTU装置一一对应的调控装置14。
子站团装置11设有CPU控制板和4G通讯电路板，CPU控制板通过串口、以太网两种方式接入主站数据，并将接收到的数据发给4G通讯电路板，4G通讯电路板将数据压缩、加密后以专网发送至主站安全隔离与加密装置；主站发送加密备用主站信号到二级主站设定装置12，密码匹配即可启动，该子站作为二级主站；二级主站发送控制信号到子站团装置11，判定及启用附近几个子站组成子站团。
所述FTU装置13包括子站***主模块131、子站人机接口模块132、主站接入模块133、二次设备接入模块134、故障信息上报及提示模块135和存储模块136。
子站***主模块131，负责协议的解析和站内二次设备的接入通信。
子站人机接口模块132，与所述子站***主模块131连接，实现用户与子站之间的人机交互，即人工查询、分析和控制等操作。
主站接入模块133，与所述子站***主模块131连接，用于将当前子站接入到主站，并实现相互交互。
二次设备接入模块134，与所述子站***主模块131连接，包括继电保护装置接入模块和故障录波装置接入模块，采集该继电保护装置和故障录波装置在运行状态下产生的各种瞬间数据，并将不同类型的数据按不同规约转换后传送传至相关的主站。
故障信息上报及提示模块135，与所述子站***主模块131连接，当发现保护动作出口时，将保护动作的报告上传至主站***，并发出声音或照明提示。
存储模块136，用于存储子站数据库。
所述二次设备接入模块134，通过RS485总线、LonWorks总线、以太网或者虚拟串口与所述二次设备连接。子站团的设置，能够使得多个子站相互协作，准确的获取故障信息，以便主站根据采集信息进行定位，实现故障处理，同时能够对各个子站的状态进行控制，防止出现拥塞；保证***运行的稳定性。
子站***强调的是对厂站内的继电保护装置及故障录波装置的接入能力以及子站***本身的稳定运行能力，接入能力是指子站硬件设备提供的网络通信接口不但能够接入不同时期、不同厂家、不同型号、不同通信接口及规约的继电保护装置及故障录波装置，而且能够准确无误地采集继电保护装置及故障录波装置在运行状态下产生的各种瞬间数据(实时数据)，并能将不同类型的数据按不同规约转换远传至相关的自动化***(电力***里的除主站、子站外的其他***，例如监控后台)和主站。其中，不同规约转换是指不同种类的通讯规约间相互转换，可以是多种转到一种，也可以是一种转到多种，而且可以是双向的转换。与继电保护装置及故障录波装置的接口连接方式多种多样，包括：RS485总线、LonWorks总线、以太网、点对点串行通讯接口、虚拟串口等等，由这些方式中的一种或多种组成图3中的物理网络。子站端完成各种厂家装置数据格式的转换，输出的数据格式与ANSI/IEEE c37，111-1991 COMTRADE格式标准兼容。
所述FTU装置13是安装在配电室或馈线上的智能终端设备。它可以与远方的配电主站通信，将配电设备的运行数据发送到配电主站，还可以接受配电主站的控制命令，对配电设备进行控制和调节。馈线终端装置简称FTU，具有遥控、遥信，故障检测功能，并与配电自动化主站通信，提供配电***运行情况和各种参数即监测控制所需信息，包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数，并执行配电主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电功能。
图2中的串口扩展和SWITCH/HUB也属于子站***的硬件部分，串口扩展最常见的有串口服务器、串口PCI卡等，主要用于将串行通讯接口转成以太网通讯接口，SWITCH/HUB即网络交换机，主要用于扩充以太网接入数量，构建满足现场接入容量需求的物理通讯网络。
本发明还提供了另一个技术方案：一种电网调度***，使用一个主站和多个子站，若干个子站可以组成一个子站团，每个子站团设定一个二级主站，由主站控制所有二级主站，由二级主站控制该子站团内的其他子站。
电网调度***采用的逐级控制的方式，提高了控制效率和精确度，并且快速、准确地处理***故障。
每个子站团的子站数量为2～10个；每个子站团的子站之间采用Zigbee相互通讯。
***运行时，先由主站发送信号到二级主站，再由二级主站控制每个子站团的子站的运行。出现故障时，则先由二级主站对每个子站团的子站进行判定，然后处理，事件信息存储在存储模块136内；若出现无法判定的故障，二级主站发送数据信息到主站，接收主站反馈指令进行处理，再将事件信息存储在存储模块136内。
如图3所示，所述主站还包含主控制器模块21以及分别与其连接的显示模块211、报警模块212、数据存储模块213、时钟模块214和数据传输模块215。所述数据传输模块215用于与多个配电子站进行数据传输及通信，所述数据存储模块213用于存储FTU终端提供配电***运行情况和各种参数即监测控制所需信息，包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数，所述时钟模块214用于实时记录数据存储模块213存储的时间；当接收到配电网故障则通过主控制器模块21控制报警模块212发出警报，同时通过显示模块211实时显示是哪个配电子站出现故障；主控制器模块21根据FTU终端采集的数据参数控制调控装置执行主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电功能。
上述方案中：所述的二级子站作为子方阵的子站，可将接收到的主站***对本子方阵的功率调度指令Pp优化分解为本子方阵下属各子站的功率指令Ph，满足关系式：
(其中m为本子方阵中所含子站的总数目)，并通过遥控、遥调命令向这些发电单元分别下发单元启停命令或单元功率调度指令。
采用多个子站组成子站团模式，以便在故障出现时，能够快速、准确的实现故障的定位、处理；同时在每个子站团内，增设二级主站设定装置，实现二级主站的确定，能够有效的对***的子站进行管理、控制；而且二级主站的密码设定也提高了子站设备的安全性和运营性；FTU装置的多功能模块提升了整个***的功能性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种子站通讯管理机，应用于包括多个子站的子站***中，其特征在于，包括子站团装置、二级主站设定装置、FTU装置以及与FTU装置一一对应的调控装置，其中，子站***用于采集处理二次设备上送的各类运行数据，接受来自调度端的控制命令并能下发给由调度端指定的二次设备；对上则通过设立开放式结构的站级网络接口，与管理层建立联系，将数据传送给主站***内的调度端管理后台。
2.如权利要求1所述的子站通讯管理机，其特征在于，子站团装置设有CPU控制板和4G通讯电路板，CPU控制板通过串口、以太网两种方式接入主站数据，并将接收到的数据发给4G通讯电路板，4G通讯电路板将数据压缩、加密后以专网发送至主站安全隔离与加密装置；
主站发送加密备用主站信号到二级主站设定装置，密码匹配即可启动，该子站作为二级主站；
二级主站发送控制信号到子站团装置，判定及启用附近几个子站组成子站团。
3.如权利要求1或2所述的子站通讯管理机，其特征在于，所述FTU装置包括子站***主模块、子站人机接口模块、主站接入模块、二次设备接入模块、故障信息上报及提示模块和存储模块。
4.如权利要求3所述的子站通讯管理机，其特征在于，所述子站***主模块，负责协议的解析和站内二次设备的接入通信；
所述子站人机接口模块，与所述子站***主模块连接，实现用户与子站之间的人机交互，即人工查询、分析和控制等操作；
所述主站接入模块，与所述子站***主模块连接，用于将当前子站接入到主站，并实现相互交互；
所述二次设备接入模块，与所述子站***主模块连接，包括继电保护装置接入模块和故障录波装置接入模块，采集该继电保护装置和故障录波装置在运行状态下产生的各种瞬间数据，并将不同类型的数据按不同规约转换后传送传至相关的主站；
所述故障信息上报及提示模块，与所述子站***主模块连接，当发现保护动作出口时，将保护动作的报告上传至主站***，并发出声音提示；
所述存储模块，用于存储子站数据库。
5.一种电网调度***，其特征在于，使用一个主站和多个权利要求1～5任一项所述的子站通讯管理机和子站，其中，多个子站可以组成一个子站团，每个子站团设定一个二级主站，由主站控制所有二级主站，由二级主站控制该子站团内的其他子站。
6.如权利要求5所述的电网调度***，其特征在于，***运行时，先由主站发送信号到二级主站，再由二级主站控制每个子站团的子站的运行；出现故障时，先由二级主站对每个子站团的子站进行判定，然后处理，事件信息存储在存储模块内；若出现无法判定的故障，二级主站发送数据信息到主站，接收主站反馈指令进行处理，再将事件信息存储在存储模块内。
7.如权利要求5所述的电网调度***，其特征在于，每个子站团的子站数量为2～10个。
8.如权利要求5所述的电网调度***，其特征在于，所述主站还包含主控制器模块以及分别与其连接的显示模块、报警模块、数据存储模块、时钟模块和数据传输模块。
9.如权利要求8所述的电网调度***，其特征在于，所述数据传输模块用于与多个配电子站进行数据传输及通信，所述数据存储模块用于存储FTU终端提供配电***运行情况和各种参数即监测控制所需信息，包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数，所述时钟模块用于实时记录数据存储模块存储的时间；当接收到配电网故障则通过主控制器模块控制报警模块发出警报，同时通过显示模块实时显示是哪个配电子站出现故障；主控制器模块根据FTU终端采集的数据参数控制调控装置执行主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电功能。
10.如权利要求5所述的电网调度***，其特征在于，每个子站团内的子站之间采用Zigbee相互通讯。
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