变电站设备监控方法
【专利摘要】一种变电站设备监控方法，包括步骤：将变电站的所有间隔层设备的装置信息上传至站控层；在站控层分别构建数据单元、监视单元及控制单元；根据装置信息中的一次设备信息，二次设备信息及一、二次设备之间的关联关系建立变电站信息模型；根据变电站信息模型将上传的装置信息存储在数据单元中；通过监视单元访问所述数据单元，从数据单元中读取监视的装置信息并将其进行展示；以及根据所述展示的装置信息，并通过控制单元接收的控制指令对该装置信息对应的间隔层设备进行控制。本发明的技术，实现了站内系统数据完全共享，降低系统的运行与维护工作变得异常复杂度和难度，提高了变电站的监控效率，降低了监控系统的了维护成本。
【专利说明】变电站设备监控方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力工程【技术领域】，特别是涉及一种变电站设备监控方法。
【背景技术】
[0002]变电站是电网的重要节点，是电网运行数据的基础，为了满足变电站设备的运行 需求，需要对变电站设备进行监控。
[0003]目前，针对于变电站各种类型的自动化设备的监控，建立了建设了大量设备监控 系统，不同专业领域的设备监控系统均独立设置，各自都有不同的操作与控制系统，操作界 面风格不同，系统间的数据无法共享，导致系统的运行与维护工作变得异常复杂和困难。
[0004]随着智能变电站技术的推广，变电站的自动化系统也在不断发展，变电站内的设 备种类在不断增加，系统的繁杂与维护的困难将成为变电站运行的一大难题，严重影响了 变电站的监控效率，增加了维护成本。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要针对独立设置的设备监控系统严重影响变电站的监控效率的问 题，提供一种变电站设备监控方法。
[0006]一种变电站设备监控方法，包括如下步骤:
[0007]将变电站的所有间隔层设备的装置信息上传至站控层；
[0008]在站控层分别构建用于处理和共享数据信息的数据单元、用于展示装置信息的监 视单元及用于控制指令交互的控制单元；
[0009]根据装置信息中的一次设备信息，二次设备信息及一、二次设备之间的关联关系 建立变电站信息模型；
[0010]根据所述变电站信息模型将所述上传的装置信息存储在所述数据单元中；
[0011]通过所述监视单元访问所述数据单元，从数据单元中读取监视的装置信息并将其 进行展示；
[0012]以及根据所述展示的装置信息，并通过所述控制单元接收的控制指令对该装置信 息对应的间隔层设备进行控制。
[0013]上述变电站设备监控方法，所有间隔层设备的装置信息统一上传至站控层，通过 构建用于处理和共享数据信息的数据单元、用于展示装置信息的监视单元及用于控制指令 交互的控制单元；对变电站进行统一建模。针对于变电站各种类型的自动化设备的监控，各 个专业领域的设备监控统一进行设置，构建的监控平台具有统一的操作与控制系统和操作 界面风格，实现了站内系统数据完全共享，降低系统的运行与维护工作变得异常复杂度和 难度，提高了变电站的监控效率，降低了监控系统的了维护成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为一个实施例的变电站设备监控方法流程示意图。【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明的变电站设备监控方法的【具体实施方式】作详细描述。
[0016]参见图1所示，图1为一个实施例的变电站设备监控方法流程示意图。
[0017]本发明提供的变电站设备监控方法，包括如下步骤:
[0018](I)将变电站的所有间隔层设备的装置信息上传至站控层。
[0019]在本步骤中，首先在变电站内利用数据总线搭建统一的站控层网络，该网络接入 所有间隔层设备和站控层设备，然后通过站控层网络上传各种专业的间隔层设备的装置信 肩、O
[0020]在一个实施例中，步骤(I)的过程具体如下:根据IEC61850通信标准建立站控层 与间隔层设备之间的通信连接，，利用前置通讯服务从站控层的数据总线上获取所有间隔 层设备的装置信息。
[0021 ] 在本实施例中，所述装置信息包括:变压器的电压数据、电流数据及断路器位置信 息，开关信息、避雷器信息，保护设备上送的保护事件故障数据信息和故障录波设备上送的 录波故障数据信息，PMU设备数据，电能质量监测数据，以及一次设备在线监测主IED信息， 遥测数据、遥信数据、遥脉数据等。
[0022]例如，220kV及以上智能变电站自动化系统，间隔层设备包括保护设备、测控设备、 故障录波器、PMU设备、电能质量监测设备、一次设备在线监测设备、变电站辅助设备等智能 设备(IED)组成，将这些智能设备产生的装置信息统一上传到站控层。
[0023]对于PMU设备数据等非IEC61850设备，可以采用IEEE stdl344规约通信进行上 传，其它类型的IEC61850设备信息采用IEC61850通讯标准进行上传。
[0024]上述步骤中，通过在变电站建立统一的站控层网络，将间隔层的所有智能设备的 信息统一上送到站控层。
[0025](2)在站控层分别构建用于处理和共享数据信息的数据单元、用于展示装置信息 的监视单元及用于控制指令交互的控制单元。
[0026]在本步骤中，可以采用智能远动机技术，其中，智能远动机是一种软硬件集合，可 以实现主站端与厂站端的数据交换，具备厂站数据单元功能的装置，具体的，即利用智能远 动机构建数据单元、监视单元及控制单元。数据单元用于对变电站内各种专业的间隔层设 备的装置信息进行统一的采集、统一建模与统一存储，并通过数据总线供数据共享和访问 服务。监视单元、控制单元作用于变电站内的监控业务平台，可以通过数据总线访问数据单 元，根据设定参数提取数据，并对数据的进一步分析处理及应用。
[0027](3)根据装置信息中的一次设备信息，二次设备信息及一、二次设备之间的关联关 系建立变电站信息模型。
[0028]在本步骤中，是在站控层根据间隔层设备上传的装置信息进行统一建模，针对于 间隔层的各种专业设备，建立统一的涵盖一次设备信息，二次设备信息及一、二次设备之间 的关联关系的数据模型。
[0029]在一个实施例中，步骤(3)的过程具体如下:
[0030]I)利用系统配置器对变电站的间隔层设备的IEC61850模型文件进行模型订阅， 获得变电站的全站系统的SCD文件。[0031]具体的，即对IEC61850的智能设备分别进行模型订阅得到变电站全站的SCD文 件，S⑶文件为全站系统配置文件。
[0032]2)导出变电站设备实例的CID文件及IEC61850通信客户端通信配置文件，并将 CID文件下传至IEC61850智能设备中。其中，I⑶文件为智能电子设备能力描述文件，CID 文件为智能电子设备实例配置文件。
[0033]具体的，将配置好的各个IEC61850智能设备的CID文件分别下载至对应IEC61850 智能设备，同时，配置好站控层中用于接收各个IEC61850智能设备上传数据的IEC61850通 信客户端的通信配置文件。
[0034]3)根据所述S⑶文件建立变电站内各类型IEC61850 二次设备的数据模型，以及建 立非IEC61850设备的数据模型。
[0035]具体的，即配置数据单元接收IEC61850 二次设备的数据模型以及非IEC61850设 备(如PMU设备)的数据模型。
[0036]4)利用图形编辑器创建一次设备图形；具体的，根据变电站内一次设备信息，利 用图像编辑技术创建所有一次设备的图形，得到站内一次设备的数据模型。
[0037]5)根据所述数据模型将图形上的一次设备与所述二次设备进行关联获得变电站 的变电站信息模型。
[0038]具体的，根据IEC61850 二次设备、非IEC61850设备的数据模型以及一、二次设备 之间的关联关系，在一次设备的图形上关联一次设备和二次设备，以一次设备中容纳二次 智能设备的方式进行关联，得到变电站全站统一的变电站信息模型。
[0039]通过上述统一建模的步骤，由此，站控层可以获取到统一格式的一次设备运行状 态、一次设备检测信息，对应二次设备信息及其之间关联信息。
[0040](4)根据所述变电站信息模型将所述上传的装置信息存储在所述数据单元中。
[0041]在本步骤中，是利用统一的变电站信息模型，将间隔层设备上传的装置信息，以统 一的格式存储在数据单元可共享访问的数据库中，以供各个应用系统(监视单元、控制单 元)通过数据总线进行数据访问。
[0042]例如，数据单元统一从、IED设备(IEC61850 二次设备)及PMU设备(非IEC61850 设备)获取装置信息，并存储在可共享访问的数据库中，监视单元、控制单元统一从共享数 据单元获取信息。
[0043]相对于传统的监控技术，本发明的数据单元通过信息数据的处理与共享，实现三 态数据(稳态数据、暂态数据、动态数据)的统一建模、读取及存储，形成基于同一断面的的 基础信息，只需要一个IEC61850通信客户端通过IEC61850标准统一访问各个IEC61850智 能设备，减少了 IEC61850通信客户端的数量，降低了运行与维护的复杂度。
[0044](5)通过所述监视单元访问所述数据单元，从数据单元中读取监视的装置信息并 将其进行展示。
[0045]在本步骤中，是通过监视单元访问数据单元共享的数据库，将统一格式的装置信 息，以统一界面、统一风格进行展示，实现对不同业务数据的监视及对变电站内所有一、二 次设备的运行状态监视。可以包括一、二次设备运行信息、设备监测信息、电能计量信息、电 能质量信息和视频信息及环境信息等。
[0046]在一个实施例中，信息展示的方式包括:图形展示方式、报表展示方式、曲线展示方式等。
[0047]作为一个实施例，对于监视单元的功能，可以如下:
[0048]I)三态监视功能；
[0049]监视单元对三态(稳态、暂态、动态)数据的业务实现监视，动态数据:包括PMU设 备采集的同步采样数据、电能质量数据等；暂态数据:包括保护测控装置、录波装置记录的 瞬态采样数据；稳态数据:包括遥测、遥信、遥脉等数据。
[0050]a、图形；
[0051]将变电站内的数据，以图表方式直观地体现给运行人员，通过图形展示，运行人员 可以对相应设备进行挂牌/摘牌工作，以配合实际设备的检修、调试、操作工作。
[0052]b、报表及曲线；
[0053]通过报表或曲线的形式浏览、打印变电站过去设定时间段内任意时期的历史数据。
[0054]C、智能告警；
[0055]智能告警对告警信息进行综合分类管理和信号过滤，实现全站信息的分类告警功 能。根据告警信息的级别，实行优先级管理，方便重要告警信息的及时处理，有助于变电站 应对各类突发事件。根据预先设定的逻辑和推理模型，智能告警对变电站的运行状态进行 在线实时分析和推理，自动报告变电站异常并提出故障处理指导意见。
[0056]d、设备在线监测；
[0057]通过对变电站的开关、变压器、避雷器等一次设备的在线数据监测，并给出故障诊 断及专家预警，以及对站控层的智能远动机运行状况(cpu负荷、内存占用等)、交换机通断 状态、间隔层设备电源等进行监测。
[0058]e、状态估计；
[0059]利用遥测遥信信息估算电力系统运行状态，实现对量测坏数据的筛查。
[0060]f、故障信息；
[0061]监测常规的故障信息子站的二次设备，并进行故障分析功能，以及故障信息综合 分析决策功能。
[0062]g、电能质量监测；
[0063]根据上传的装置信息，计算并监视供电电压偏差、频率偏差，并给出阀值告警。
[0064]2)视频及环境监视功能；
[0065]h、监视单元与视频系统进行信息交互，从而实现开关位置变化、保护动作发生时 的视频联动功能。
[0066]1、监视单元与环境监控系统进行信息交互，实现厂站内温度、湿度、水浸、风力、通 风风机运行状态的监视及告警功能。
[0067]j、与安防、消防系统进行信息交互，实现安防、消防信息的实时监视及告警功能。
[0068](6)根据所述展示的装置信息，并通过所述控制单元接收的控制指令对该装置信 息对应的间隔层设备进行控制。
[0069]在本步骤中，是通过控制单元访问数据单元获取全站的装置信息，以监视单元为 展示平台，实现对变电站站一、二次设备的控制操作。
[0070]在一个实施例中，其控制指令包括:变电站一次设备指令、二次设备指令和辅助设备指令。控制功能的实现包括:一、二次设备操作及参数设置、程序化控制、防误闭锁、电压 无功控制等。
[0071]作为一个应用示例，主要控制单元主要实现的功能可以如下:
[0072]I)人工控制与调节；
[0073]实现对变电站内一次设备(开关、刀闸、变压器、无功补偿设备)的控制；对变电站 内二次设备(保护、录波器、PMU的定值、软压板)的控制；对辅助设备(通风、空调、消防、 门禁等)的控制与调节。
[0074]2)程序化操作；
[0075]通过人机界面，经过安全校核正确后，由智能远动机根据变电站设备的运行状况， 依据操作票的执行顺序，代替人自动完成操作票的执行过程。
[0076]3)防误闭锁；
[0077]执行五防逻辑及操作票的功能，对于就地操作的则配合电脑钥匙实现。
[0078]4)电压无功控制；
[0079]利用变压器自动调压，无功补偿设备自动调节，执行电压无功控制，实现系统的安 全经济运行及优化控制。
[0080]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种变电站设备监控方法，其特征在于，包括如下步骤:将变电站的所有间隔层设备的装置信息上传至站控层；在站控层分别构建用于处理和共享数据信息的数据单元、用于展示装置信息的监视单 元及用于控制指令交互的控制单元；根据装置信息中的一次设备信息，二次设备信息及一、二次设备之间的关联关系建立 变电站信息模型；根据所述变电站信息模型将所述上传的装置信息存储在所述数据单元中；通过所述监视单元访问所述数据单元，从数据单元中读取监视的装置信息并将其进行 展示；以及根据所述展示的装置信息，并通过所述控制单元接收的控制指令对该装置信息对 应的间隔层设备进行控制。
2.根据权利要求1所述的变电站设备监控方法，其特征在于，所述装置信息包括: 变压器的电压数据、电流数据及断路器位置信息，开关信息、避雷器信息，保护设备上送的保护事件故障数据信息和故障录波设备上送的录波故障数据信息，PMU设备数据，电能 质量监测数据，以及一次设备在线监测信息，遥测数据、遥信数据、遥脉数据。
3.根据权利要求2所述的变电站设备监控方法，其特征在于，所述PMU设备数据采用 IEEE stdl344规约进行上传。
4.根据权利要求1所述的变电站设备监控方法，其特征在于，所述根据装置信息中的 一次设备信息，二次设备信息及一、二次设备之间的关联关系建立变电站信息模型的步骤 包括:利用系统配置器对变电站的间隔层设备的IEC61850模型文件进行模型订阅，获得变 电站的全站系统的S⑶文件；导出变电站设备实例的CID文件及IEC61850通信客户端通信配置文件，并将CID文件 下传至IEC61850智能设备中；根据所述SCD文件建立变电站内各类型IEC61850 二次设备的数据模型，以及建立非 IEC61850设备的数据模型；利用图形编辑器创建一次设备图形；根据所述数据模型将图形上的一次设备与所述二次设备进行关联获得变电站的变电 站信息模型。
5.根据权利要求1所述的变电站设备监控方法，其特征在于，从数据单元中读取监视 的装置信息并将其进行展示的方式包括:图形展示方式、报表展示方式和/或曲线展示方 式。
6.根据权利要求1所述的变电站设备监控方法，其特征在于，所述控制指令包括:变电 站一次设备指令、二次设备指令和辅助设备指令。
【文档编号】H02J13/00GK103441572SQ201310328884
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】张喜铭, 胡荣, 余江, 陶文伟, 李鹏, 汪际峰, 房萍, 陈宇恩, 潘合玉, 赵娜 申请人:中国南方电网有限责任公司, 北京四方继保自动化股份有限公司