[發明專利]混合高壓直流輸電系統運行指標分布式歸集裝置及方法

有效

• 申請號: 202011162558.1
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112398158B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 韓豐;雷云凱;劉建琴;李婷;易海瓊;楊林;陳政琦;王云玲;唐權;劉美;汪瑩;高源;孟健
• 申請（專利權）人: 國網經濟技術研究院有限公司;國網四川省電力公司經濟技術研究院;華中科技大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J1/00;H02J13/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

1.一種混合高壓直流輸電系統運行指標分布式歸集裝置，其特征在于，包括：數據收發單元、數據存儲單元、數據處理單元和數據采集單元；

所述歸集裝置設置為多個，采用分布式趨同的方式連接，進而由當前所述歸集裝置與其他所述歸集裝置中的所述數據收發單元收發高壓直流輸電系統換流站運行狀態物理數據；并將所述數據采集單元得到的各種指標運行狀態物理數據經所述數據處理單元處理后，由所述數據收發單元反饋至區域電網運行控制中心；同時，經所述數據處理單元處理后的各種指標運行數據分別傳輸至所述數據存儲單元和人機交互單元，由所述數據存儲單元進行存儲，由所述人機交互單元進行顯示；

所述數據處理單元將獲取的運行狀態物理數據處理后得到混合高壓直流輸電系統運行初級指標；并根據數據收發單元的延遲時間，決策某一個歸集裝置作為中樞歸集裝置，接收其他歸集裝置發送的運行數據，生成中高級運行指標，并存儲至所述數據存儲單元。

2.如權利要求1所述分布式歸集裝置，其特征在于：所述數據采集單元用于采集高壓直流輸電系統換流站運行狀態物理數據，并傳輸至所述數據處理單元；采集的所述運行狀態物理數據包括高壓直流輸電系統換流站的交直流接口處電壓電流運行狀態物理數據，以及換流站內部電力電子開關器件的電壓電流以及溫度。

3.如權利要求2所述分布式歸集裝置，其特征在于：所述數據采集單元包括傳感器、低通濾波器和模數轉換芯片；所述傳感器與被測量的高壓直流輸電系統換流站的交流端口和直流端口連接，用于測量高壓直流輸電系統換流站總交流和直流接口處的電壓和電流信號，以及站內電力電子開關器件的電壓電流以及溫度；所述低通濾波器對所述傳感器輸出的模擬信號數據進行濾波處理后，通過所述模數轉換芯片轉換得到的數字信號。

4.如權利要求1所述分布式歸集裝置，其特征在于：所述數據處理單元包括一片DSP芯片和一片FPGA芯片；所述DSP芯片和FPGA芯片間由物理連線直接連接，進行信息交互；所述FPGA芯片用于控制所述數據收發單元和數據采集單元工作，控制所述數據收發單元進行數據實時接收和發送，控制所述數據采集單元中的模數轉換芯片工作；所述FPGA芯片還與所述數據存儲單元連接，用于向所述數據存儲單元寫入或讀取數據。

5.如權利要求4所述分布式歸集裝置，其特征在于：所述FPGA芯片通過所述數據收發單元，獲取本歸集裝置與其他歸集裝置之間通訊延遲數據；通過計算自身與其他歸集裝置之間的數據收發延遲，計算最大延遲時間結果，基于最大延遲最小的選擇原則，選定某一歸集裝置作為中樞數據歸集裝置，歸集混合高壓直流輸電系統所有換流站單元的運行數據。

6.如權利要求5所述分布式歸集裝置，其特征在于：當某些歸集裝置失去與中樞裝置之間的通訊連接時，該歸集裝置自動從其余所有存在著通訊連接的歸集裝置中選擇通訊延遲最小的歸集裝置連接，轉發自身的運行初級指標數據，由接收該數據的歸集裝置再轉發給中樞數據歸集裝置。

7.如權利要求1至6任一項所述分布式歸集裝置，其特征在于：所述數據收發單元包括5G網絡收發接口芯片以及配套的通訊天線，用于進行數據的收發。

8.如權利要求1至6任一項所述分布式歸集裝置，其特征在于：所述數據存儲單元采用由傳統磁盤接口和SD卡接口構成的雙接口結構；用于將運行初級指標數據和中高級運行指標同時存儲于傳統磁盤和SD存儲卡。

9.一種混合高壓直流輸電系統運行指標分布式歸集方法，其特征在于，包括以下步驟：

用于數據采集的步驟，采集高壓直流輸電系統換流站運行狀態物理數據；

對數據進行計算處理的步驟，將獲取的運行狀態物理數據處理后得到混合高壓直流輸電系統運行初級指標；

決策中樞歸集單元的步驟；根據數據收發的延遲時間，決策某一個歸集裝置作為中樞歸集裝置，接收其他歸集裝置發送的運行數據；

用于數據收發傳輸的步驟，通過5G數據收發單元與中樞歸集裝置進行數據發送；并根據接收到的運行數據，進一步計算全系統的全景運行狀態，生成中高級運行指標，將中高級運行指標進行備份存儲；

對指標數據進行存儲的步驟，存儲初級運行數據指標和中高級運行指標，在本地存儲單元內的硬盤和SD卡進行存儲。