[發明專利]一種基于IEC61850標準的智能配電終端及智能配電系統

無效

• 申請號: 201210539430.1
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103023149A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 梁偉;王楠;王旭東;時燕新;王崢;陳培育;王瑤
• 申請（專利權）人: 天津市電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

1.一種基于IEC61850標準的智能配電終端，其特征在于，該智能配電終端包括：

雙核數據處理板件，與人機界面、站級通信、IED通信輸入輸出通道相連接，用于將多路渠道獲取的信息進行快速綜合處理；

模擬量采集板件，與模擬量輸入輸出通道相連接，用于控制并實現對模擬量信息的采集處理；

遙信板件，與遙信量輸入輸出通道相連接，用于處理遠程傳遞信息，諸如開關位置或閥門位置等此類狀態信息；

遙控板件，與開出信號通道相連接，用于實現對遠程信息的控制和處理；

電源類模塊，與裝置電源相連接，用于實現對儲能元件的控制，為相應的部件提供電能；

高速串行總線，與所述雙核數據處理板件、模擬量采集板件、遙信板件、遙控板件及電源類模塊相連接，用于實現雙核數據處理板件、模擬量采集板件、遙信板件、遙控板件及電源類模塊信息交互與傳遞。

2.如權利要求1所述的智能配電終端，其特征在于，所述高速串行總線通過高速總線接口與所述雙核數據處理板件、模擬量采集板件、遙信板件、遙控板件及電源類模塊相連接。

3.一種基于IEC61850標準的智能配電系統，其特征在于，該智能配電系統包括：

數據層，包含數據獲取功能模塊、數據篩選功能模塊、數據存儲功能模塊，用于采集各種運行數據；

過程層，包含任務調度功能模塊及信息傳遞功能模塊，用于管理終端運行時的系統資源，并進行任務調度以及任務間數據信息傳遞；

應用層，包含人機界面功能模塊及通信接口功能模塊，用于按照終端實際應用要求，實現相應的應用功能。

4.如權利要求3所述的智能配電系統，其特征在于，該智能配電系統設置的功能模塊包括：

配電監測功能模塊，用于實現對系統的配電信息實時采集及控制處理；

狀態監測功能模塊，用于實現開關狀態、接地刀閘位置狀態量采集；實現配電設備溫度、直流電源、電纜頭溫度、SF6氣體、水位、火災、環境溫度狀態量的在線監測；

電能質量監測功能模塊，用于實現對1～50次諧波分量計算；三相不平衡度的分析計算，具有電能質量監測數據記錄本地存儲功能，電能質量事件觸發的波形記錄功能；

故障判斷功能模塊，用于通過采集線路的電壓、電流量，提供零序過電壓、零序過電流、線路過負荷、線路三相過電流檢測功能；根據采集到的電流大小及設置的定值自動快速判別線路是否發生故障，區分故障電流方向、識別單相接地或相間短路故障，并將故障信息和性質及時主動上報給配電自動化系統；

無功補償功能模塊，用于實現實時無功動態響應，具備多種投切控制方式，可根據系統特點配置為前饋或反饋控制模型，并可兼顧諧波濾波控制；對電容單元容量進行靈活設置，并對電容器組狀態進行實時監測，當系統電壓出現過壓、欠壓、缺相情況時，對電容器進行閉鎖保護；還可對無功補償電容的投切動作、開關機各種事件進行記錄，并打以時標；

繼電保護功能模塊，針對每條出線設計有過負荷、過電流、零序電壓、零序電流集中繼電保護功能，過電流保護同時具有低壓閉鎖和重合閘功能，當出線發生單相接地或短路故障時，能快速判別并跳相應斷路器，切除故障線路；具有一次重合閘功能，瞬時性故障時通過配置重合閘功能，可快速排除故障，并恢復全線路供電；

分布式電源接入監測及儲能裝置監測功能模塊，具有接入設備影響分析、接入設備故障診斷、隔離控制功能，具有遠程有線/無線通訊功能及設備間的拉手信息通報功能，確定最佳切換組合及分布式電源最優配置類型及配置容量，解決用電高峰時段剛性電力供應不足問題，改善由于切換控制和接入過程對智能配電網造成的沖擊擾動；

需求側管理功能模塊，通過采集配電線路、配電變壓器、電力大用戶的用電信息和電網數據，完成電能量數據的準確采集和抄收，并對數據進行準確計算、統計、分析，在此基礎上輔助系統主站準確分析出購電側、供電側、售電側、用電側的電網電量信息及用電信息，及時分析當前負荷缺口、線損、諧波、無功功率、供電情況，進行負荷管理、線損管理、電能質量管理、防竊電的有效措施。

5.如權利要求3所述的智能配電系統，其特征在于，該智能配電系統采用了IEC61850的技術和方法對智能配電終端通信進行建模，規范配電終端的數據接口、通信方式、信息交換服務與通信方式間的映射關系，實現信息的標準化傳輸；

1）信息建模

分為3個邏輯設備（LD），LD1主要完成常規SCADA功能，實現遙信、遙測、遙控；LD2主要完成保護和故障檢測功能；LD3主要完成智能電源模塊管理，每個邏輯設備都包含LLN0和LPHD，LLN0包含物理裝置IED的相關信息、控制IED自檢；LPDH為物理裝置的公共信息建模；

2）信息交換

信息交換包括主站與終端、終端與終端、終端與過程層設備電流互感器、電壓互感器、開關、配變的信息交換，在IEC61850中，主要由客戶/服務器模型、面向變電站事件的通用對象（GOOSE）模型、采樣值傳輸模型、時間同步模型實現配電終端的信息交換；

3）服務映射

按照IEC61850的標準，將配電終端用到的信息交換服務映射到具體的通信方式；

①客戶/服務器模型，映射到制造業報文規范MMS（Manufacturing?Message?Specification）或者IEC60870-5-101／104上實現；

②GOOSE報文，參照IEC61850-8-1直接映射到ISO/IEC?8802-3以太網數據鏈路層；

③采用值傳輸，參照IEC61850-9-2進行映射；

④時間同步采用簡單網絡時間協議（SNTP）進行映射；

另外，采用IEC61850-6標準的自描述功能，取代遠動協議點表的人工配置和修改工作，自描述ICD文件由硬件編碼器自動生成，配電主站通過FTP方式獲取智能配電終端的ICD文件，從中解析出三遙信息表和網絡拓撲信息，配電主站SCADA系統可據此實現前置協議點表和圖庫的自動生成功能，將以往遠動協議點表的“逐點對試”簡化為“抽點驗證”。