[發明專利]基于分體分層架構的集中式保護控制系統

在審

• 申請號: 202010861823.9
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN114123119A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 余群兵;宋忠鵬;董雋
• 申請（專利權）人: 南京首風智慧電力研究院有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了基于基于分體分層架構的集中式保護控制系統，其特征在于：該系統由保護控制主機(PCM)，間隔采集控制模塊(SCM)，電壓輸入模塊(VIM)，以專用光纖為通訊介質，采用專有協議點對點通訊交互組成。所述的保護控制主機(PCM)高度集成，實現各間隔保護控制、變壓器保護、母線保護、站域保護及備自投功能。本發明采用分體集中式保護減少變電站復雜的二次接線，減少綜自系統二次設備設計、制造和維護工作，實現互聯互通免配置自適應；全站數據集中整合、信息共享，簡化保護裝置之間配合，方便實現全站保護控制的整體協調和功能優化，有效支撐站域保護和系統保護。

技術領域

本發明涉及電力系統繼電保護技術領域，特別是中低壓電壓等級的變電站全站保護系統方案。

背景技術

目前變電站二次設備主要采用分層次面向間隔的獨立配置方案。各間隔獨立配置保護、測控、錄波等裝置，裝置相互間獨立與站控層監視設備通訊，各間隔間無信息交互，備自投、母線保護等站域保護設備獨立采集信息，完成特定功能。這種按功能和間隔劃分的模式硬件重復配置、CT和PT負載重、二次回路接線復雜、信息不共享、缺乏整體的協調和功能優化、投資成本大、運行維護成本高。

對繼電保護而言，相鄰間隔的元件信息是十分關鍵的，利用故障相鄰區內的區域的、冗余的信息，可以準確的反映出故障狀態，提供快速可靠的主保護和后備保護功能，簡化保護裝置之間定值和動作時間的配合。對控制系統而言，通過獲取全局冗余信息，有助于實現更優化的控制措施，各種控制措施之間能有機地配合協調，最大限度的減小擾動帶來的影響和損失，所以目前在傳統面向間隔保護存在的同時，也衍生出面向全站的保護測控裝置共存的方案，即增加一個裝置采集全站數據進行計算，實施保護控制。此種方案增加了裝置復雜度和二次回路復雜度，使得架構不清晰，維護難度增加。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提出了一種基于基于分體分層架構的集中式保護控制系統，代替傳統的面向間隔的保護測控裝置，同時掌控全站信息，能夠實現站域級協調控制，同時二次回路簡單，支持即插即用，減少運維工作量。

為了實現上述目的，本發明的解決方案是：

一種基于基于分體分層架構的集中式保護控制系統，該系統由保護控制主機(PCM)，間隔采集控制模塊(SCM)，電壓輸入模塊(VIM)，以專用光纖為通訊介質，采用專有協議點對點通訊交互組成。其保護控制主機(PCM)高度集成，實現各間隔保護控制、變壓器保護、母線保護、站域保護及備自投功能；其采集控制模塊(SCM)分布式安裝于各間隔，采集各間隔的電流模擬量、開關量及控制斷路器、刀閘分閘、合閘；其VIM模塊安裝在母線PT側，采集母線電壓。

上述方案中所述的采集控制模塊(SCM)包括：變壓器高壓側采集控制模塊、變壓器低壓側采集控制模塊、母聯采集控制模塊、間隔采集控制模塊；其中，間隔采集控制模塊具體為：線路采集控制模塊、電容器采集控制模塊、接地變采集控制模塊、所用變采集控制模塊。

上述方案中所述的保護控制主機(PCM)以單段母線為單位配置，與對應母線段內所有間隔采集控制模塊(SCM)相連接，與對應母線段內變壓器高、低壓側采集控制模塊相連接，與對應母線段內電壓輸入模塊(VIM)相連接，與相關聯的母線段電壓輸入模塊(VIM)相連接，與相關聯的母聯采集控制模塊(SCM)相連接，并與相關聯的保護控制主機(PCM)相連接。

上述方案中所述的以單段母線為單位配置的保護控制主機(PCM)連接與之相關聯的母線段內所有間隔采集控制模塊(SCM)，連接與對應母線段內變壓器高、低壓測采集控制模塊，實現對關聯母線的保護控制主機(PCM)的保護功能雙重化冗余配置。

上述方案中所述的保護控制主機(PCM)保護功能包括但不限于：變壓器保護、母線保護、線路保護、電容器保護、接地變保護、所用變保護。

其中，變壓器保護包括但不限于：縱差動保護、高壓側后備保護、低壓側后備保護、過負荷保護；