CN211428996U - 基于信息化、网络化和智能化电力控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于信息化、网络化和智能化电力控制***，涉及变电站技术领域，包括变电站层、间隔层和过程层，所述变电站层包括***服务器兼操作台一、***服务器兼操作二、工作站一、工作站二、监视终端、信息管理终端和联动服务器。该基于信息化、网络化和智能化电力控制***，采用集中组屏方式，将高低压开关设备、配电变压器和配电装置按要求配备保护监控装置，集中安装在保护屏上，保护屏配备电脑完成人机交互，同时具备通讯***与区域调度中心连接，对站内设备进行远方的集中控制与监控，实现远程监控，在特定自主软件配合下，能完成故障区段自动定位、故障切除、负荷转带、网络重构等功能。

Description

基于信息化、网络化和智能化电力控制***

技术领域

本实用新型涉及变电站技术领域，具体为一种基于信息化、网络化和智能化电力控制***。

背景技术

国内正在大力发展电力***的智能化，高压变电站作为电力传输分配的重要一环，其安全可靠、智能化、运行维护等综合性能对提升电力***的整体技术指标尤其重要。然而，目前的基于信息化、网络化和智能化电力控制***很难对电力设备进行智能化管理和电力***的智能化运行，为此，提出一种能够对电力设备进行智能化管理的基于信息化、网络化和智能化电力控制***。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于信息化、网络化和智能化电力控制***，能够对电力设备进行智能化管理，保证了电力***的正常运行。

本实用新型为解决上述技术问题，提供如下技术方案：一种基于信息化、网络化和智能化电力控制***，包括变电站层、间隔层和过程层，所述变电站层包括***服务器兼操作台一、***服务器兼操作二、工作站一、工作站二、监视终端、信息管理终端和联动服务器，所述变电站层通过变电站层网络与间隔层进行网络交互连接，变电站层设备包括变电站就地操作后台***、外部数据交互接口(控制中心数据转发、保护信息管理***数据接口、设备管理***)和通用功能服务等，通用功能服务模块通过间隔层设备传送来的信息实现变电站级跨间隔的控制服务，如变电站防误闭锁功能、电压无功控制，也可接收来自控制中心的命令实现区域***防误操作、区域安全稳定控制和区域电压无功优化控制等功能，所述间隔层包括保护测控、故障录波、电能计量和其他智能设备，所述间隔层通过过程层网络与过程层进行网络交互连接，间隔层设备主要实现保护和监控功能，并实现相关的控制闭锁和间隔级信息的人机交互功能，间隔层设备可以通过间隔层总线实现设备间相互对话机制，间隔层设备可以集中组屏或就地下放，所述过程层包括合并单元、电子互感器、智能单元和开关设备，该层直接和一次设备的传感器信号、状态信号接口和执行器相接，该层设备可以和一次设备一起实现就地现场安装，通过合并单元和智能单元实现电力一次设备工作状态和设备属性的数字化，过程层设备通过过程层总线和间隔层设备相连，并通过GPS授时信号产生***同步时钟信号，基于信息化、网络化和智能化电力控制***通过过程层网络和变电站层网络连接过程层、间隔层和变电站层设备。

进一步的，所述监视终端包括信号传感器、状态信号接口、执行器和测控装置。

进一步的，所述变电站层包括后台和高级应用。

进一步的，所述变电站层网络包括MMS/GOOSE网络，功能和结构与传统变电站的监控网络基本类似，依靠MMS/GOOSE进行通信，实现全站信息的汇总及防误闭锁等功能。

进一步的，所述过程层网络分为SMV采样值网络和GOOSE网络，过程层网络分为SMV采样值网络和GOOSE网络，前者的主要功能是实现电流、电压交流量的上传，后者的主要功能是实现开关量的上传及分合闸控制量的下行，过程层通信网络上的数据流按照功能的不同可划分为：合并单元向智能电子设备周期性发送的采样值报文；智能开关柜向IED周期性发送的面向通用对象的变电站事件报文，即开关量输入报文；IED向ISG发送的GOOSE报文，即开关量输出报文，包括开关分合、设备投退、分接头调整、档位切换等；简单网络时间协议或IEEE1588时间同步报文。

进一步的，所述保护测控包括测控装置和保护装置，故障录波包括故障录波及网络分析。

进一步的，所述过程层具体指电子式互感器、高低压设备、智能终端和合并单元。

与现有技术相比，该基于信息化、网络化和智能化电力控制***具备如下有益效果：

1、本实用新型基于信息化、网络化和智能化电力控制***的“两网”都采用双星形拓扑结构，通过双星形结构实现网络的冗余，以此保证***的稳定性和安全性，同时又不失去信息传递的快速性，弥补了星形拓扑结构的不足，基于信息化、网络化和智能化电力控制***采用集中组屏方式，将高低压开关设备、配电变压器和配电装置按要求配备保护监控装置，集中安装在保护屏上，保护屏配备电脑完成人机交互，同时具备通讯***与区域调度中心连接，对站内设备进行远方的集中控制与监控，实现远程监控，在特定自主软件配合下，能完成故障区段自动定位、故障切除、负荷转带、网络重构等功能，同时基于信息化、网络化和智能化电力控制***亦可安装能耗监测***对区域配电能耗进行检测，数据集中上传区域调度中心，方便集中分析区域内各处能耗，合理配置电能与节能。

附图说明

图1为本实用新型基于信息化、网络化和智能化电力控制***流程图；

图2为本实用新型基于信息化、网络化和智能化电力控制***结构图。

图中：1-电子式互感器；2-高低压设备；3-智能终端；4-合并单元；5-测控装置；6-保护装置；7-故障录波及网络分析；8-后台；9-高级应用。

具体实施方式

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种基于信息化、网络化和智能化电力控制***，包括变电站层、间隔层和过程层，变电站层包括***服务器兼操作台一、***服务器兼操作台二、工作站一、工作站二、监视终端、信息管理终端和联动服务器，监视终端包括信号传感器、状态信号接口、执行器和测控装置，所述变电站层通过变电站层网络与间隔层进行网络交互连接，所述变电站层包括后台和高级应用，变电站层设备包括变电站就地操作后台***、外部数据交互接口(控制中心数据转发、保护信息管理***数据接口、设备管理***)和通用功能服务等，通用功能服务模块通过间隔层设备传送来的信息实现变电站级跨间隔的控制服务，如变电站防误闭锁功能、电压无功控制，也可接收来自控制中心的命令实现区域***防误操作、区域安全稳定控制和区域电压无功优化控制等功能，间隔层包括保护测控、故障录波、电能计量和其他智能设备，所述间隔层通过过程层网络与过程层进行网络交互连接，保护测控包括测控装置5和保护装置6，由于智能终端承担了部分测控的功能，如开关状态信息的处理，使得测控装置5在功能上发生了一些变化：通过组态工具，导入对于过程层设备的联/闭锁逻辑，实现间隔层对于过程层设备的逻辑闭锁；增加网络模块。通过不同的网络模块，完成站控层和过程层间的信息交换，保护装置6首先保护原理不变，由于基于信息化、网络化和智能化电力控制***中的智能设备间通过光纤连接且通过电子式互感器1对电流/电压进行采样，使保护装置6可以通过对过程层数据的共享和交换来实现保护逻辑联系，从而取代传统变电站中的电气回路，故障录波包括故障录波及网络分析7，这是基于信息化、网络化和智能化电力控制***独有的设备，通过把故障录波装置的功能进行延伸，产生网络分析和故障录波相结合的分析记录，不同于传统的变电站中的录波装置，仅仅只是记录故障发生前后的波形，智能变电站中的网络分析和故障录波装置可以实时监视并分析网络报文，通过人机界面即可更为详尽直观地了解当前或故障时的网络、设备信息以及故障原因，并利用录波装置功能把这些状态信息和波形记录下来，形成分析变电站事故所需的依据，间隔层设备主要实现保护和监控功能，并实现相关的控制闭锁和间隔级信息的人机交互功能，间隔层设备可以通过间隔层总线实现设备间相互对话机制，间隔层设备可以集中组屏或就地下放，所述过程层包括合并单元、电子互感器、智能单元和开关设备，过程层具体指电子式互感器1、高低压设备2、智能终端3和合并单元4，电子式互感器1的应用是智能变电站的重要标志，这一技术的出现推动了智能变电站的工程化，本***高、中压侧部分采用罗氏线圈和电容分压原理构成的电子式电流互感器/电子式电压互感器，互感器输出毫伏级模拟信号给远端模块，远端模块进行模拟量/数字量转换，应用IEC61850-44-8规约输出光信号给合并单元4，低压侧采用了带铁心微型电流互感器，输出150mV保护信号和4V测量信号给采集器，通过集成在采集器中的采集卡输出光信号给低压侧合并单元，合并单元4主要用于连接智能化输出的电子式互感器1(远端模块)与保护装置6、测控装置5，主要功能是同步采集多路ECT/EVT输出数字信号后，按照规定的格式把采样测量信息发送给保护装置6、测控装置5等智能电子设备，合并单元4在设计时主要需满足3个功能需求：同步、多路数据处理和通信，本***通过对时网对合并单元4进行统一对时，并按照IEC61850-9-2规约，采用以太网通信方式进行采样测量值的传输。由于采样信息需实时、循环发送，为了保证采样测量信息的正确、有效，保护装置6、测控装置5直接通过合并单元4进行采样，不采取网络传输采样测量值的方式，在相应间隔内对远端模块、合并单元4和保护装置6、测控装置5进行冗余配置，实现信息冗余，保证了采样测量信息的完整性和有效性，该层直接和一次设备的传感器信号、状态信号接口和执行器相接，该层设备可以和一次设备一起实现就地现场安装，通过合并单元和智能单元实现电力一次设备工作状态和设备属性的数字化，过程层设备通过过程层总线和间隔层设备相连，并通过GPS授时信号产生***同步时钟信号，基于信息化、网络化和智能化电力控制***通过过程层网络和变电站层网络连接过程层、间隔层和变电站层设备，智能终端3采用模块化的微处理机设计制造，除具备传统操作箱的功能还具有对于I/O信息的处理、发送能力，所以也叫智能操作箱。智能终端3和汇控柜在开关场组成智能组件柜，由智能终端3进行开关量的采集，处理并完成间隔层高低压设备2的操作控制，由于通过网络传输跳闸报文存在网络延时等网络传输质量问题，本***采取“直跳”方式，即保护跳闸信息不经过网络传输，由保护装置6直接对智能终端3发命令信号。对于实时性不高的信息，如遥控操作、告警、开关状态等，通过网络进行信息交换。

变电站层网络包括MMS/GOOSE网络，功能和结构与传统变电站的监控网络基本类似，依靠MMS/GOOSE进行通信，实现全站信息的汇总及防误闭锁等功能，过程层网络分为SMV采样值网络和GOOSE网络，过程层网络分为SMV采样值网络和GOOSE网络，前者的主要功能是实现电流、电压交流量的上传，后者的主要功能是实现开关量的上传及分合闸控制量的下行，过程层通信网络上的数据流按照功能的不同可划分为：合并单元4向智能电子设备周期性发送的采样值报文；智能开关柜向IED周期性发送的面向通用对象的变电站事件报文，即开关量输入报文；IED向ISG发送的GOOSE报文，即开关量输出报文，包括开关分合、设备投退、分接头调整、档位切换等；简单网络时间协议或IEEE1588时间同步报文。

过程层功能指与过程接口的全部功能，装置典型是与远方过程接口，如与过程总线连接的输入/输出、智能传感器和控制器等，过程层是随着一、二次设备技术和网络技术的发展而出现的，在传统站内不具备这一逻辑分层。过程层设备主要有非常规互感器、智能单元、气体全封闭组合电气，高低压开关设备等，间隔层主要功能是：汇总本间隔过程层实时数据信息；实施对一次设备的保护控制功能；实施本间隔操作闭锁功能；实施操作同期及其他控制功能；对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别控制；执行数据的承上启下通信传输功能，同时告诉完成与过程层及变电站层的网络通信功能，站控层功能有两类：“过程有关”变电站层功能，即使用多个间隔或者全站的数据，并且对多个间隔或全站的一次设备进行监视和控制；“接口有关”变电站层功能，表示变电站自动化***与本站运行人员的接口，与远方控制中心的接口，与监视和维护远方工程管理接口，本层内装置由配有数据库的站级计算机、操作场所、远方通信接口等组成，站控层设备和传统站配置类似，其中新出现了高级应用9，主要包括集成在“后台”8的顺序控制等功能和集成在“在线监测***”内的状态检修等功能。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种基于信息化、网络化和智能化电力控制***，包括变电站层、间隔层和过程层，其特征在于：所述变电站层包括***服务器兼操作台一、***服务器兼操作二、工作站一、工作站二、监视终端、信息管理终端和联动服务器，所述变电站层通过变电站层网络与间隔层进行网络交互连接，所述间隔层包括保护测控、故障录波、电能计量，所述间隔层通过过程层网络与过程层进行网络交互连接，所述过程层包括合并单元、电子互感器、智能单元和开关设备。

2.根据权利要求1所述的基于信息化、网络化和智能化电力控制***，其特征在于：所述监视终端包括信号传感器、状态信号接口、执行器和测控装置。

3.根据权利要求1所述的基于信息化、网络化和智能化电力控制***，其特征在于：所述变电站层网络包括MMS/GOOSE网络。

4.根据权利要求1所述的基于信息化、网络化和智能化电力控制***，其特征在于：所述过程层网络分为SMV采样值网络和GOOSE网络。

5.根据权利要求1所述的基于信息化、网络化和智能化电力控制***，其特征在于：所述保护测控包括测控装置(5)和保护装置(6)，故障录波包括故障录波及网络分析(7)。

6.根据权利要求1所述的基于信息化、网络化和智能化电力控制***，其特征在于：所述过程层具体指电子式互感器(1)、高低压设备(2)、智能终端(3)和合并单元(4)。

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