[發(fā)明專利]數(shù)字化變電站全站電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410180543.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN103995193A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐長(zhǎng)寶;高吉普;王宇;肖小兵;熊少華;馮維剛;袁泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州電力試驗(yàn)研究院;武漢中元華電科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)數(shù)字化變電站電能質(zhì)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種基于數(shù)字化變電站的全站電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)

智能電網(wǎng)是電力系統(tǒng)未來的發(fā)展方向，數(shù)字化變電站是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。相對(duì)于傳統(tǒng)變電站，數(shù)字化變電站有著很大的優(yōu)勢(shì)。數(shù)字化變電站采用電子式或光電式互感器實(shí)現(xiàn)信號(hào)測(cè)量，并在二次側(cè)直接輸出數(shù)字信號(hào)通過光纖傳輸至合并單元，數(shù)據(jù)按照IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、IEC60044-8協(xié)議打包后，再經(jīng)光纖實(shí)現(xiàn)批量數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)字化變電站采用智能開關(guān)或智能終端，采用GOOSE報(bào)文和光纖以太網(wǎng)傳輸開關(guān)量信號(hào)。大大提高了信號(hào)的可用性和信號(hào)的抗干擾能力，更便于數(shù)據(jù)共享和高級(jí)應(yīng)用功能的開發(fā)實(shí)現(xiàn)。

目前，在國(guó)外已經(jīng)建成和投運(yùn)的數(shù)字化變電站中還沒有出現(xiàn)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的應(yīng)用報(bào)道；國(guó)內(nèi)部分?jǐn)?shù)字化變電站中已經(jīng)逐步開始使用數(shù)字化電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，但其解決思想仍如同常規(guī)變電站那樣按照間隔回路進(jìn)行監(jiān)測(cè)裝置配置，不能順應(yīng)數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備建設(shè)需要；同時(shí)，這部分裝置普遍存在以下幾個(gè)問題：

(1)接入能力不夠，這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

硬件平臺(tái)性能不足，計(jì)算能力不能滿足多監(jiān)測(cè)點(diǎn)接入時(shí)的計(jì)算需求，而且考慮到后續(xù)MU輸出采樣率的提升，對(duì)平臺(tái)的處理性能要求進(jìn)一步提高，現(xiàn)有公開裝置無法滿足計(jì)算性能的需求。

(2)接入端口不足。目前運(yùn)行的很多數(shù)字化變電站采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接入方式(MU信號(hào)不通過交換機(jī)直接接入裝置)，或者組網(wǎng)接入時(shí)MU較多導(dǎo)致組網(wǎng)復(fù)雜，在這些地區(qū)，至少需要具備24個(gè)光以太網(wǎng)接入口才能滿足全站電能質(zhì)量信號(hào)接入需求。現(xiàn)有公開電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置均無法滿足此接入需求。

(3)無法給出相應(yīng)的報(bào)文錯(cuò)誤分析。在報(bào)文錯(cuò)誤的情況下依舊分析電能質(zhì)量指標(biāo)，這給運(yùn)行人員造成很大的困擾。運(yùn)行人員常常需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間和精力，從網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析裝置上分析造成電能質(zhì)量數(shù)據(jù)不對(duì)的原因，通過人工方式來整合才能進(jìn)行綜合分析，這不僅給運(yùn)行、維護(hù)、調(diào)試和事故檢修帶來不便，還會(huì)延長(zhǎng)故障排除時(shí)間，降低供電質(zhì)量。

(4)不滿足IEEE1588精密時(shí)鐘信號(hào)的接入，后續(xù)擴(kuò)展能力不足。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種數(shù)字化變電站全站電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警數(shù)字化變電站中電能質(zhì)量的運(yùn)行工況，從而完成全站電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、告警以及綜合評(píng)估分析。

本發(fā)明提供的一種數(shù)字化變電站全站電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置，包括：信號(hào)接入模塊、通用報(bào)文解析模塊、電能質(zhì)量分析處理模塊、信號(hào)輸出模塊，其中，

所述信號(hào)接入模塊，用于接收數(shù)字化變電站的電能質(zhì)量信號(hào)，并對(duì)所述電能質(zhì)量信號(hào)打上時(shí)標(biāo)后發(fā)送給所述通用報(bào)文解析模塊；

所述通用報(bào)文解析模塊，用于對(duì)所述信號(hào)接入模塊發(fā)送的電能質(zhì)量信號(hào)進(jìn)行解析，然后發(fā)送給所述電能質(zhì)量分析處理模塊

所述電能質(zhì)量分析處理模塊，用于接收并分析所述通用報(bào)文解析模塊發(fā)送的解析后的電能質(zhì)量信號(hào)，得到分析結(jié)果；

所述信號(hào)輸出模塊，用于將所述電能質(zhì)量分析處理模塊得到的分析結(jié)果進(jìn)行輸出。

所述信號(hào)接入模塊包括光以太網(wǎng)接入子模塊、IEC60044-8報(bào)文數(shù)據(jù)接入子模塊以及支持電信號(hào)和光信號(hào)的對(duì)時(shí)信號(hào)接入子模塊；其中，

所述光以太網(wǎng)接入子模塊，用于接收包括二次報(bào)文信號(hào)的IEC61850-9-1規(guī)約采樣值報(bào)文、IEC61850-9-2規(guī)約采樣值報(bào)文、GOOSE開關(guān)量報(bào)文和IEEE1588高精度時(shí)鐘報(bào)文的電能質(zhì)量信號(hào)；

所述IEC60044-8報(bào)文數(shù)據(jù)接入子模塊，用于接收包括IEC60044-8以太網(wǎng)報(bào)文的電能質(zhì)量信號(hào)；

所述對(duì)時(shí)信號(hào)接入子模塊，用于接收GPS的IRIG-B碼對(duì)時(shí)信號(hào)。

所述通用報(bào)文解析模塊，接收用戶的配置文件，基于IEC61850及IEC60044報(bào)文編碼規(guī)則，對(duì)電能質(zhì)量信號(hào)進(jìn)行報(bào)文解析，得到所述配置文件中各個(gè)MU控制塊中所選通道的采集量，同時(shí)判斷報(bào)文是否異常，并將得到的采集量以及判斷出的異常信號(hào)傳送給所述電能質(zhì)量信號(hào)處理分析單元，其中，

所述配置文件，用于描述接入的MU通道配置信息、GOOSE通道配置信息、一次元件配置信息、定值配置信息、裝置基本配置信息等。配置文件是裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)、解析報(bào)文、分析電能質(zhì)量指標(biāo)的前提。

所述通用報(bào)文解析模塊采用FPGA哈希表處理機(jī)制，在MAC層攔截非協(xié)議報(bào)文，大大減少CPU分析平臺(tái)的計(jì)算負(fù)荷，提高裝置整體性能，可作為通用部件適用于其他數(shù)字化變電站二次設(shè)備裝置。