[實(shí)用新型]應(yīng)用于數(shù)字化變電站的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)集中器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920189599.2
• 申請(qǐng)日: 2009-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN201518429U
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛建波;上官帖;孫閔;蘇永春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西省電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J13/00
• 分類號(hào): H02J13/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 姚伯川

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于數(shù)字化電站的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)集中器，屬智能電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電力需求的不斷增長(zhǎng)，系統(tǒng)中各種電力電子設(shè)備、非線性負(fù)荷及沖擊性負(fù)荷不斷增加，使得電網(wǎng)中的諧波含量、三相不對(duì)稱、電壓波動(dòng)和閃變等電能質(zhì)量指標(biāo)日益嚴(yán)重，引起變壓器發(fā)熱、網(wǎng)損增加、計(jì)量?jī)x表誤差、運(yùn)行設(shè)備壽命降低、繼電保護(hù)和自動(dòng)控制裝置的誤動(dòng)作及通訊干擾等，對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重危害。

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)作為電能質(zhì)量監(jiān)控的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在系統(tǒng)運(yùn)行管理和技術(shù)監(jiān)督中起著重要作用，同時(shí)也是保證系統(tǒng)良好供電質(zhì)量的必要條件。功能強(qiáng)大的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的建立，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電能質(zhì)量指標(biāo)的集中管理，全面跟蹤系統(tǒng)運(yùn)行過程中的電能質(zhì)量指標(biāo)變化、監(jiān)督電能質(zhì)量污染源、為電網(wǎng)運(yùn)行過程中的暫態(tài)現(xiàn)象及各種故障情況提供分析依據(jù)，并進(jìn)一步為改善電網(wǎng)總體電能質(zhì)量指標(biāo)創(chuàng)造條件，對(duì)保障系統(tǒng)電氣設(shè)備和各種用電設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

數(shù)字化變電站三個(gè)主要的特征就是“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，符合IEC?61850標(biāo)準(zhǔn)”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，通信模型達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，使各種設(shè)備和功能共享統(tǒng)一的信息平臺(tái)。對(duì)數(shù)字化電站進(jìn)行電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的重要環(huán)節(jié)。

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由主站和子站兩個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。主站子系統(tǒng)通過電力專用網(wǎng)絡(luò)或公用電話網(wǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子站子系統(tǒng)的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備獲取的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)和變化情況，自動(dòng)對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，形成報(bào)告。隨著電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)領(lǐng)域出現(xiàn)了各種設(shè)備和系統(tǒng)。由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，不同廠家的設(shè)備各自采用不同的物理接口(例如RS232/RS485接口和RJ45以太網(wǎng)接口)，通信協(xié)議更是千差萬別。硬件標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，特別是通信協(xié)議互不兼容，信息內(nèi)容復(fù)雜、格式不一，不同廠家的設(shè)備、系統(tǒng)間具有很強(qiáng)的排斥性，以至于用戶通常只能選擇由同一開發(fā)商所提供的匹配的外圍設(shè)備來實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建。一旦系統(tǒng)定型，用戶就只能僅僅局限于系統(tǒng)固有的功能和特性，無法進(jìn)行原有功能的改進(jìn)和新功能的增加，因而使得系統(tǒng)無法適應(yīng)如今快速變化的市場(chǎng)需求，難以實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)資源的共享，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)成本高。

針對(duì)異構(gòu)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備集成問題，國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界進(jìn)行了廣泛的研究，并提出了兩種解決方法：一種是緊耦合模式，另一種是松耦合模式。兩種方法都存在以下的缺陷：(1)均不具有通用性和開發(fā)性，不能實(shí)現(xiàn)不同廠家的主站和子站之間的無縫互連、互通，不能滿足未來基于IEC?61850的數(shù)字化變電站的接口需求，不能適應(yīng)未來若干年系統(tǒng)運(yùn)行要求及電力信息化改造的要求；(2)不利于系統(tǒng)的擴(kuò)展升級(jí)，最終會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是，為解決上述技術(shù)問題，將IEC?61850標(biāo)準(zhǔn)與OPC有機(jī)結(jié)合，提供一種應(yīng)用于數(shù)字化變電站的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)集中器，接收來自各種異構(gòu)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)映射后，建立IEC?61850電能質(zhì)量對(duì)象模型，通過OPC服務(wù)接口，統(tǒng)一對(duì)外提供IEC?61850服務(wù)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

所述電能質(zhì)量數(shù)據(jù)集中器由基本功能子系統(tǒng)和基于IEC?61850的OPC服務(wù)功能子系統(tǒng)組成。

基本功能子系統(tǒng)由采用現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和信息集中管理功能的系統(tǒng)主控模塊和進(jìn)程管理模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、系統(tǒng)配置維護(hù)模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊等七部分構(gòu)成。系統(tǒng)主控模塊和進(jìn)程管理模塊負(fù)責(zé)各個(gè)模塊的協(xié)調(diào)；協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊用于將現(xiàn)場(chǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備按相關(guān)通信協(xié)議連接，完成系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的通信數(shù)據(jù)接收和控制；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理模塊按照預(yù)先的設(shè)定，對(duì)數(shù)據(jù)來源進(jìn)行上、下限檢查、量程轉(zhuǎn)換、簡(jiǎn)單濾波、開方等處理后再進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊將采集到的錄波數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為IEEE-COMTRADE標(biāo)準(zhǔn)格式的文件，必要時(shí)可按間隔對(duì)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行分解或重組；歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊提供本地?cái)?shù)據(jù)備份，保證在通信中斷時(shí)，不丟失任何數(shù)據(jù)，中斷時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)保證重要事件不丟失；系統(tǒng)配置維護(hù)模塊提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)原則、通信參數(shù)、通信配置等維護(hù)工作；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)采集或人工計(jì)算、統(tǒng)計(jì)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以“組態(tài)”的方式，按指定或標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議與其他系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行連接。