[發明專利]一種基于能效提升的牽引變電站數字化與組網優化方法

有效

• 申請號: 202011131086.3
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112366820B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 閆兆輝;王傳啟;趙雙石;董文寬;陳東陽
• 申請（專利權）人: 天津凱發電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H04L41/0823;H04L41/044;H04L41/14;G06F30/20;G06F113/04;G06F111/04
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 李彥彥

1.一種基于能效提升的牽引變電站數字化與組網優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：解析牽引變電站主接線圖，獲取牽引變電站分層架構模型、功能模塊a₁,a₂,a₃,…,a_k，其中k為正整數，獲取各功能模塊間的通信組網方式，定義各功能模塊的能效因子a_eef1,a_eef2,a_eef3,…,a_eefk；

S2：簡化牽引變電站分層架構模型，整合臨近分層，得到牽引變電站新分層架構模型，并約束新分層功能；

S3：依據已約束新分層功能，添加新功能模塊b₁,b₂,b₃,…,b_j，其中j為小于k的正整數,定義各新功能模塊能效因子b_eef1,b_eef2,b_eef3,…,b_eefk；

S4：分析新功能模塊的分布情況，優化各功能模塊間的通信組網方式；

S5：設置能效提升率η目標值N，根據步驟S1、S2、S3、S4，計算能效提升率η，若η大于N，表明牽引變電站數字化與組網優化方案合格，可執行該方案，若η小于N，表明牽引變電站數字化與組網優化方案不合格，返回步驟S1，直至合格；

所述步驟S2中，得到的牽引變電站新分層架構模型為站控層和新間隔層，新間隔層的約束為包含原有間隔層及過程層功能；

所述步驟S3中，添加的新功能模塊為合并單元、智能終端與數字化保護三種智能裝置的集合，該集合為新數字化保護裝置，得到的新數字化保護裝置包含所述合并單元、智能終端與數字化保護的全部功能；

所述的新數字化保護裝置包括數字化保護模塊、合并單元模塊與智能終端模塊，所述的新數字化保護裝置包括CPU與FPGA插件、AC/DC兼容輸入電源插件、GOOSE插件、SV插件、交流量采集插件及出口插件，所述CPU與FPGA插件通過背板分別與GOOSE插件、SV插件、交流量采集插件、出口插件連接，所述AC/DC兼容輸入電源插件分別與CPU、FPGA插件、AC/DC兼容輸入電源插件、GOOSE插件、SV插件、交流量采集插件、出口插件連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于能效提升的牽引變電站數字化與組網優化方法，其特征在于：步驟S1中獲取的牽引變電站分層架構模型包括站控層、間隔層、過程層，過程層分別與站孔層、間隔層連接。

3.根據權利要求1所述的一種基于能效提升的牽引變電站數字化與組網優化方法，其特征在于：所述步驟S1中，功能模塊包括管理機、站域保護、后臺監控、數字化保護裝置、合并單元、智能終端、互感器及斷路器。

4.根據權利要求1所述的一種基于能效提升的牽引變電站數字化與組網優化方法，其特征在于：所述步驟S1中，各功能模塊間的組網方式包括管理機、站域保護、后臺監控與數字化保護裝置間通過MMS站控層網絡組網通信，數字化保護裝置與合并單元、智能終端以點對點光纖連接方式組網通信，或通過GOOSE和SV網絡進行數據共享與交互，合并單元與互感器通過電纜組網相連，智能終端與斷路器通過電纜組網相連。

5.根據權利要求1所述的一種基于能效提升的牽引變電站數字化與組網優化方法，其特征在于：所述步驟S4中，優化各功能模塊間的通信組網方式包括：管理機、站域保護、后臺監控與新數字化保護裝置間通過MMS站控層網絡組網通信，新數字化保護裝置間通過GOOSE和SV網絡進行數據共享與交互，新數字化保護裝置與互感器和斷路器通過電纜組網相連。

6.根據權利要求1所述的一種基于能效提升的牽引變電站數字化與組網優化方法，其特征在于：所述步驟S5中，設置能效提升率η目標值N的數值區間為10％≤N≤30％。

7.根據權利要求1所述的一種基于能效提升的牽引變電站數字化與組網優化方法，其特征在于：所述步驟S5中利用的能效提升率的計算過程為：

S91：分別計算所有功能模塊的總能耗E_a和新添加功能模塊E_b：

E_a＝∑a_eefk＝a_eef1+a_eef+a_eef3+…+a_eefk

E_b＝∑b_eefk＝b_eef1+b_eef+b_eef3+…+b_eefk；

S92：求能耗差值ΔE：

ΔE＝E_a-E_b；

S93：求牽引變電站數字與組網優化后的能效提升率η：