[發(fā)明專利]一種變電站數(shù)據(jù)的傳輸方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410838403.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN104715596A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇斕;仝杰;張睿汭;張庚;丁慧霞;閆志學(xué);滕玲;李丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;中國(guó)電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G08C17/02
• 分類號(hào): G08C17/02;H04L29/08;H02J13/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變電站采集數(shù)據(jù)傳輸方式，具體講涉及一種變電站數(shù)據(jù)的傳輸方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)對(duì)象是以單臺(tái)獨(dú)立的設(shè)備為主，這種系統(tǒng)監(jiān)測(cè)效率太低，時(shí)效性不強(qiáng)，以整個(gè)變電站的所有電力設(shè)備作為監(jiān)測(cè)對(duì)象的分布式在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成為研究熱點(diǎn)。構(gòu)建分布式在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)面臨的最主要的困難就是通信方式的選擇，選擇合適的通信方式及數(shù)據(jù)交互平臺(tái)，是保證各個(gè)監(jiān)測(cè)單元之間以及監(jiān)測(cè)單元與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)之間高效、可靠、安全通信的關(guān)鍵。具有抗強(qiáng)電磁干擾的短距離無線通信技術(shù)可以解決底層數(shù)據(jù)采集問題，IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了智能電子設(shè)備(IED)互操作問題，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)面向?qū)ο蟮男畔⒔Ｋ枷雽?duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的IED進(jìn)行統(tǒng)一的信息描述，使不同廠商的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。

智能變電站面臨的監(jiān)測(cè)環(huán)境越來越復(fù)雜，監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)逐漸增多，網(wǎng)絡(luò)電磁干擾愈加增強(qiáng)。分析主流的短距離無線通信技術(shù)發(fā)現(xiàn)，工業(yè)無線WIA-PA通信協(xié)議相對(duì)于Zigbee，wifi，wireless等短距離無線通信技術(shù)，更加符合變電站復(fù)雜的電磁環(huán)境及大規(guī)模的接入節(jié)點(diǎn)。WIA-PA節(jié)點(diǎn)部署與工業(yè)環(huán)境相關(guān)，并且嚴(yán)格按照工藝要求安裝工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，集中式的無線網(wǎng)絡(luò)，高可靠性、實(shí)時(shí)性為網(wǎng)絡(luò)首要優(yōu)化目標(biāo)，應(yīng)對(duì)干擾和遮擋，獲取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

目前，現(xiàn)有的基于IEC61850的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)還處于起步階段，雖然各種廠家都在積極研制支持IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)裝置，但是真正實(shí)際應(yīng)用的很少。在現(xiàn)有的智能變電站中，在線監(jiān)測(cè)裝置基本不支持或者部分支持IEC61850協(xié)議，所以想要實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)階段的初步狀態(tài)過渡到全面實(shí)現(xiàn)IEC61850系統(tǒng)，必須要有一個(gè)過渡期。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種變電站數(shù)據(jù)的傳輸方法，具體涉及一種基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的體系架構(gòu)及WIA‐PA短距離無線通信協(xié)議的變電站采集數(shù)據(jù)傳輸方法。變電站通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)協(xié)議IEC61850標(biāo)準(zhǔn)提出了變電站內(nèi)信息分層的概念，明確的將變電站分為3層，即變電站層、間隔層和過程層。WIPA‐PA技術(shù)主要應(yīng)用在變電站過程?層和間隔層之間。在過程層WIA‐PA傳感器節(jié)點(diǎn)附屬在各種電器設(shè)備上，如避雷器、電壓電流互感器、GIS、高壓斷路器等電器設(shè)備，采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)并通過跳頻技術(shù)將信號(hào)發(fā)送至間隔層IED，同時(shí)該節(jié)點(diǎn)還可以接受來自間隔層的控制信息；在間隔層，基于WIA‐PA協(xié)議的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)用來收集信號(hào)供IED做出分析和判斷，并向下層發(fā)送參數(shù)設(shè)置和各種指令，實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)控、故障信息管理等功能；在間隔層還要實(shí)現(xiàn)WIA‐PA通信協(xié)議向IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)化過程，依據(jù)WIA‐PA協(xié)議的報(bào)文結(jié)構(gòu)，發(fā)送機(jī)制和各類功能碼實(shí)現(xiàn)的功能，實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換方法，數(shù)據(jù)將按照新的報(bào)文規(guī)約上傳到站控層。站控層包括主控通信單元，收集間隔層通信單元的數(shù)據(jù)送網(wǎng)調(diào)度主站，然后把主站下發(fā)的控制命令分發(fā)到相應(yīng)的間隔層通信單元。

具有確定性時(shí)間調(diào)度、低時(shí)延、低功耗、易擴(kuò)展的短距離工業(yè)無線通信技術(shù)應(yīng)用于變電站自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)，滿足了數(shù)字變電站就地獲取信息、快速做出反應(yīng)、通IEC61850通信規(guī)約配合的要求，還克服布線的麻煩、維護(hù)不便等困難，提高了系統(tǒng)靈活性，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)、防誤的最優(yōu)協(xié)調(diào)。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種變電站數(shù)據(jù)的傳輸方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括

(1)變電站過程層連接設(shè)備并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)，將采集數(shù)據(jù)上傳到至間隔層IED；

(2)間隔層IED對(duì)接收的間隔層網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)做出分析和判斷，并向過程層發(fā)送參數(shù)設(shè)置和控制指令，將數(shù)據(jù)上傳站控層并接收下發(fā)的控制指令；

(3)站控層接收間隔層通信單元的數(shù)據(jù)送至網(wǎng)調(diào)度主站，把主站下發(fā)的控制命令分發(fā)到間隔層通信單元。

優(yōu)選的，所述步驟(1)包括

(1.1)變電站過程層連接變電站的一次二次設(shè)備；

(1.2)通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；

(1.3)通過WIA-PA無線網(wǎng)絡(luò)把采集信息上傳到路由設(shè)備上；

(1.4)接受來自間隔層的控制信息。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中過程層采用WIA-PA工業(yè)無線通信技術(shù)，多個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)和路由中心節(jié)點(diǎn)形成mesh網(wǎng)絡(luò)，并通過跳頻自組網(wǎng)技術(shù)，完成最多7跳的跳數(shù)，從而最多接入1000個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)。