[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于數(shù)字化變電站的集中式母線保護裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910243409.5
• 申請日: 2009-12-21
• 公開（公告）號: CN101719696A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王冬青;李冰;曲春輝;曹楠;宋合志;李剛;蘇瑞;侯鵬;申仲濤;鹿洪剛;劉潤花;萬博;王化鵬;汪一;陳翔宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02H7/22
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域，具體涉及一種基于IEC61850的數(shù)據(jù)共享 數(shù)字化變電站的集中式母線保護裝置及其方法。

背景技術(shù)：

數(shù)字化變電站及其相關(guān)技術(shù)是近幾年電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域的熱點問題，是 計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及電力系統(tǒng)需求發(fā)展的結(jié)果。IEC61850標準、多功 能IED(智能電子設(shè)備)和通信網(wǎng)絡(luò)是其重點的研究內(nèi)容。

IEC?61850標準(變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)標準)是國際電工委員會TC57工 作組在總結(jié)以往通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，為實現(xiàn)來自不同廠家的設(shè)備之間的無縫通 信而制定的。其核心內(nèi)容包括以功能為基礎(chǔ)的模型和通信，以及配置管理。其 中，模型是面向?qū)ο蟮模煌ㄐ攀浅橄蟮摹⒉灰蕾嚲唧w網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議的；配置則采 用SCL(變電站配置語言)進行管理。

傳統(tǒng)的變電站的模擬量和開關(guān)量數(shù)據(jù)，信號來源于傳統(tǒng)的電壓互感器、電 流互感器和開關(guān)信號量。信號的多少由設(shè)備的功能來確定，信號處理功能由微 機來實現(xiàn)，集數(shù)據(jù)采集、分析計算、結(jié)果輸出于一體。

隨著數(shù)字式互感器和全數(shù)字化的變電站綜合自動化系統(tǒng)的日益推廣，模擬 信號和數(shù)字信號的采集者和使用者分布于不同的設(shè)備，數(shù)據(jù)在變電站內(nèi)外可以 通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)共享，這使得傳統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)都是模擬信號和開關(guān)量，且信號采 集處理一體化的變電站的保護設(shè)備無法適用于IEC61850標準的數(shù)字化變電站。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明目的在于，提供一種面向數(shù)字化變電站，采用以IEC61850標準為基 礎(chǔ)，可以實現(xiàn)數(shù)字化變電站內(nèi)的集中式母線保護功能的裝置及方法，其具有數(shù) 字化、無需考慮互感器飽和、二次回路簡單、開放、易于維護和擴展方便等優(yōu) 點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于數(shù)字化變電站的集中式母線保護 裝置，其特征在于：所述母線保護裝置包括硬件裝置和軟件處理系統(tǒng)，所述硬 件裝置采用嵌入式處理器單元，多CPU并行處理技術(shù)，提供雙千兆以太網(wǎng)接口 和RS232、RS485/422接口；所述軟件處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接收處理模塊，母線保 護邏輯模塊、通訊處理模塊和系統(tǒng)管理模塊，所述數(shù)據(jù)接收處理模塊經(jīng)以太網(wǎng) 接口通過網(wǎng)絡(luò)接收基于IEC61850標準的模擬量和開關(guān)量的數(shù)據(jù)報文，并對所述 數(shù)據(jù)報文進行分析處理，為所述母線保護邏輯模塊提供數(shù)據(jù)支持；所述母線保 護邏輯模塊根據(jù)母線保護邏輯的要求，對所述數(shù)據(jù)接收處理模塊提供的數(shù)據(jù)進 行合理判斷，并通過網(wǎng)絡(luò)向變電站母線設(shè)備下達控制命令；所述通訊處理模塊 管理母線保護裝置的通訊部分，為所述雙千兆以太網(wǎng)接口和RS232、RS485/422 接口提供通訊支持；所述系統(tǒng)管理模塊保證母線保護裝置的正常運行，為母線 保護裝置提供維護。

本發(fā)明一種應(yīng)用于數(shù)字化變電站的集中式母線保護裝置的一個優(yōu)選技術(shù)方 案為：所述通訊處理模塊以IEC61850標準第五部分為基礎(chǔ)，構(gòu)建信息和通信模 型庫。

本發(fā)明一種應(yīng)用于數(shù)字化變電站的集中式母線保護裝置的另一個優(yōu)選技術(shù) 方案為：所述通訊處理模塊采用變電站配置語言，并使用統(tǒng)一的工具對所述軟 件處理系統(tǒng)進行配置和管理。

本發(fā)明一種應(yīng)用于數(shù)字化變電站保護的集中式母線保護裝置的再一優(yōu)選技 術(shù)方案為：所述母線保護數(shù)據(jù)處理模塊對來自站內(nèi)多個間隔的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處 理記錄，采用集中式母線保護邏輯，對過程層進行集中式控制。

本發(fā)明一種應(yīng)用于數(shù)字化變電站保護的集中式母線保護裝置的的一個更優(yōu) 選技術(shù)方案為：所述母線保護裝置的二次回路設(shè)計簡單，無需考慮互感器飽和， 母線保護與站內(nèi)其他保護以及過程層的溝通全部通過GOOSE實現(xiàn)。

本發(fā)明一種應(yīng)用于數(shù)字化變電站的集中式母線保護裝置的方法，所述方法 的步驟如下：

步驟一：集中式母線保護裝置的系統(tǒng)管理模塊在母線保護裝置運行后，啟 動采樣中斷任務(wù)、保護邏輯計算任務(wù)、站控層通訊任務(wù)、人機接口任務(wù)、系統(tǒng) 時鐘任務(wù)，并對上述任務(wù)進行維護管理，在上述任一任務(wù)發(fā)生鎖死后啟動看門 狗，重新啟動母線保護裝置。

步驟二：集中式母線保護裝置的數(shù)據(jù)接收處理模塊通過以太網(wǎng)接口接收基 于IEC61850-9-1或IEC61850-9-2標準的變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)報文， 對數(shù)據(jù)報文進行分析處理，同時記錄所采集的數(shù)據(jù)的實時動態(tài)變化過程、分析 結(jié)果和數(shù)據(jù)的正常異常信息，為母線保護邏輯模塊提供數(shù)據(jù)支持；