[發明專利]智能電網模擬量采集裝置、方法及系統

有效

• 申請號: 201410145617.2
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103969500B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 曾幼松;王新華;劉豐;劉云;劉軍;韋云云;夏洪超;林國梁;裴玉剛;李俊;吳國輝;王闖;龍云星
• 申請（專利權）人: 深圳市中電電力技術股份有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 于標

技術領域

本發明涉及電能領域，尤其涉及智能電網模擬量采集裝置、方法及系統。

背景技術

智能電網模擬量采集方式相對傳統而言，發生了根本性的變化。智能電網中，一次電壓、電流模擬量通過電子式互感器就地采集變為數字量，再傳輸到合并單元，由合并單元進行同步處理與匯總后，再分發給保護、測控、計量、電能質量等間隔層設備。

采用這種方式面臨的一個問題是，不同應用下間隔層設備對采樣值報文的要求并不同，例如保護設備要求采樣值動態范圍寬，頻帶范圍窄，對采樣率要求并不高（典型值為80點/周波），而電能質量設備要求采樣率高（典型值為512點/周波），頻帶范圍寬，動態響應范圍要求不高。由于間隔層設備的不同要求，就需要電子式互感器及合并單元能夠輸出不同性能的采樣值報文。

目前電子式互感器及其合并單元的研制主要仍是針對保護領域，也有專門針對電能質量領域的合并單元。但是，這種應用領域的單一性造成了資源的浪費，也違背了智能電網數據共享的目標。因此，研究一種能夠解決保護、測控、計量、電能質量等應用一體化的模擬量采集方法及其系統，對于智能電網的全面推廣應用具備重要意義。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種智能電網模擬量采集裝置。

本發明提供了一種智能電網模擬量采集裝置，包括電子式互感器、合并單元，所述電子式互感器包括電子式電流互感器、電子式電壓互感器，所述合并單元包括母線合并單元、間隔合并單元，所述母線合并單元輸入端與所述電子式電壓互感器相連，所述母線合并單元輸出端與所述間隔合并單元相連，所述母線合并單元用于接收所述電子式電壓互感器的輸出信號，組合各段母線電壓采樣值，輸出給所述間隔合并單元；所述間隔合并單元與所述電子式電流互感器相連，所述間隔合并單元用于獲取所述母線合并單元的電壓采樣信號、以及所述電子式電流互感器輸出的電流采樣值，且所述間隔合并單元用于將電壓電流統一合并后輸出給間隔層設備。

作為本發明的進一步改進，所述母線合并單元完成電壓并列功能，所述間隔合并單元完成電壓切換功能，所述母線合并單元完成常規的電壓合并與處理功能，所述母線合并單元將各路電壓采集信號進行同步處理后組幀轉發給所述間隔合并單元；所述電子式電流互感器包括傳感單元、采集單元、保護模塊、測量模塊、計算模塊，所述傳感單元包括羅氏線圈、LPCT線圈，所述羅氏線圈與所述保護模塊相連，所述LPCT線圈分別與所述測量模塊和所述計算模塊相連。

本發明還提供了一種使用所述智能電網模擬量采集裝置進行的通道和采樣率配置方法，所述間隔合并單元執行如下步驟：

A.配置初始化，通過解析SCL配置文件，獲取每個MSVCB對應的通道內容，以及采樣速率；

B.采樣數據讀取與打時標，實時偵聽間隔合并單元所連接的電子式電流互感器采樣信號、以及所級聯的母線合并單元發過來的電壓采樣信號，記錄采樣數據值并打上數據接收時刻時標；

C.數據緩存與隊列管理，采用循環緩存方式按順序記錄每個采樣信息，每個信息包括采樣值及其時標，緩存區長度根據采樣率與角差補償范圍確定；

D.采樣跟蹤，根據實際采樣率對緩存隊列進行跟蹤、以獲取所需要采樣率的數據；

E.同步插值，使用采樣跟蹤信號獲取當前發送報文時刻的采樣值，保證不同通道采樣同步；

F.編碼組幀，按照IEC61850-9-2協議格式要求，根據MSVCB對應數據集內容，選取對應通道插值計算后的數據進行編碼組幀，然后發送出去。

作為本發明的進一步改進，在所述步驟A中，定義配置內容的格式，配置內容通過符合IEC61850-6標準的SCL配置文件來描述，并使用符合IEC61850-7標準的方式建模，其配置與建模方式包括：

每一個輸入的電子式互感器采樣信號通過單獨的邏輯節點來建模，保護、測量、計量三相電流分別建模TCTR1～TCTR3、TCTR4～TCTR6、TCTR7～TCTR9，保護、測量三相電壓分別建模TVTR1～TVTR3、TVTR4～TVTR6；

每一個多播采樣值控制塊（MSVCB）對應合并單元的一個采樣值報文輸出端口，控制塊名依次為MSVCB01～MSVCB08，每個控制塊引用一個數據集，數據集包含了對應采樣值發送報文所包含的采樣通道內容，數據集名稱依次為PhsMeas1～PhsMeas8；

通過配置數據集內容來實現通道可配置，配置方法是將對應邏輯節點數據放置到數據集下；