一种二次系统信息管理方法及平台与流程

本发明涉及电网控制领域，尤其涉及一种二次系统信息管理方法及平台。

背景技术：

在新能源接入的背景下，电网二次系统需要遵循电网运行的客观规律，以电网安全、稳定和经济运行，以及向用户提供优质可靠的电力为目的，组织电能的生产、传输和销售，保证电网安全、稳定和经济运行。在新能源接入的环境下，发电侧和用电侧都发生了较大变化，这就引起电力二次系统的业务需要相应的变化，并催生出新的需求。因此，为了适应新能源接入和电网安全运行的新需求，亟待研究新能源接入下二次系统信息管理平台。研究新能源接入背景下的电网二次系统信息管理平台，是研究探索解决目前电网二次系统遇到的不适应问题，保证未来电网安全发展的有效途径。

目前，电力二次系统是一种三层两网的架构，多台保护与多台智能终端一一对应。以线路保护为例，当线路出现故障时，对应的保护接收来自间隔层合并单元的一次电气量采样值SV报文判断网络状况，并通过过程层网络向智能终端发送面向通用对象的变电站事件GOOSE报文。在线路断路器出现失灵或故障导致线路故障无法切除的情况下，则由相邻线路后备保护切除故障。

目前，多对多的常规电力二次系统主要存在以下缺陷：

1.未有效利用二次系统全网信息。多对多的常规二次系统未有效利用智能电网信息流网络化交换带来的全网信息共享，故障的判断仅依赖于单个或局部的采样值信息，不能从宏观的视角判断整个电网网络状态。

2.保护控制手段单一。多对多的常规电力二次系统通常使用单台保护对电网状况进行判断，一旦保护出现故障，则很容易出现保护误动、拒动等情况。

3.后备保护动作缓慢。常规后备采用阶梯状的时限整定方法，为了保证馈线保护的选择性，后备保护通常设置0.7-1.0s的动作时限。动作时限的存在从原理上限制了保护的速动性和可靠性，造成了一定时间内的持续故障隐患。

上面提及的常规电力二次系统未有效利用二次系统全网信息、保护控制手段单一、后备保护动作缓慢都是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种二次系统信息管理方法及平台，用于解决常规电力二次系统保护控制手段单一的技术问题。

本发明实施例提供一种二次系统信息管理方法，包括：

通过调度监控系统根据电网运行情况动态更新设定紧急控制系统的控制基准值，所述控制基准值用于为所述紧急控制系统提供故障判断依据；

通过调度监控系统根据所述控制基准值和电网运行情况设置包含至少一个策略整定值的定值区作为控制策略，所述策略整定值用于为所述紧急控制系统提供相关控制参数。

优选地，所述通过调度监控系统根据所述控制基准值和电网运行情况设置包含至少一个策略整定值的定值区作为控制策略之后还包括：

通过调度监控系统当电网设备扰动时根据当前电网运行情况切换所述控制策略。

优选地，本发明实施例方法还包括：

当检测到所述控制策略无法达到预设的目标时，修改所述控制策略的策略整定值。

优选地，所述通过调度监控系统根据所述控制基准值和电网运行情况设置包含至少一个策略整定值的定值区作为控制策略之后还包括：

根据电网运行方式启用部分的所述控制策略。

优选地，所述根据电网运行方式启用部分的所述控制策略之后还包括：

根据电网运行方式停用部分的所述控制策略。

本发明实施例提供一种二次系统信息管理平台，基于上述的二次系统信息管理方法进行管理，包括：调度监控系统、紧急控制系统、内部数据总线；

所述调度监控系统与所述紧急控制系统通过所述内部数据总线连接；

所述内部数据总线通过广域保护控制通信网络与变电站保护设备连接；

所述内部数据总线通过调度数据网与远动装置和保信子站连接；

其中，调度监控系统根据电网运行情况动态更新设定紧急控制系统的控制基准值，根据所述控制基准值和电网运行情况设置包含至少一个策略整定值的定值区作为控制策略。

优选地，所述调度监控系统包括EMS系统、PIS保信主站；

所述EMS系统、所述PIS保信主站分别与所述内部数据总线数据交互。

优选地，所述紧急控制系统包括广域控制主站；

优选地，所述广域控制主站用于根据变电站保护设备周期性上送的采样值信息与策略整定值判断是否出现馈线故障，若是，则向馈线保护开关发送跳闸命令，并且通过监测馈线保护开关位置信息判断馈线保护开关是否跳闸，若否，则启动后备保护。

优选地，所述广域控制主站还用于判断一段时间内是否不再出现电流电压故障信息，若是，则继续监测所述采样值信息，若否，则启动下一级后备保护。

优选地，当初始化二次系统信息管理平台时，所述调度监控系统设置所述广域控制主站与所述变电站保护设备之间的订阅关系和订阅内容，并设置策略整定值。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供的一种二次系统信息管理方法，通过调度监控系统根据电网运行情况动态更新设定紧急控制系统的控制基准值，所述控制基准值用于为所述紧急控制系统提供故障判断依据；通过调度监控系统根据所述控制基准值和电网运行情况设置包含至少一个策略整定值的定值区作为控制策略，所述策略整定值用于为所述紧急控制系统提供相关控制参数，从而通过至少一个策略整定值实现了至少一种控制手段，解决了常规电力二次系统保护控制手段单一的技术问题。

此外，本发明实施例提供的一种二次系统信息管理平台通过内部数据总线连接广域保护控制通信网络接收来自变电站保护设备的数据，通过内部数据总线连接调度数据网接收来自远动装置和保信子站的数据，解决了常规电力二次系统未有效利用二次系统全网信息的技术问题；本发明实施例通过广域保护控制通信网络整合各种保护控制手段，解决了常规电力二次系统保护控制手段单一的技术问题；本发明实施例通过紧急控制系统中的广域控制主站控制保护变电站保护设备，解决了常规电力二次系统后备保护动作缓慢的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种二次系统信息管理平台的一个实施例的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种二次系统信息管理平台的一个实施例中用于说明的信息分层变电站二次系统的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种二次系统信息管理方法的一个实施例的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种二次系统信息管理方法的一个实施例的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种二次系统信息管理方法及平台，用于解决常规电力二次系统保护控制手段单一的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供一种二次系统信息管理平台的一个实施例，包括：调度监控系统、紧急控制系统、内部数据总线；

调度监控系统与内部数据总线数据交互；

紧急控制系统与内部数据总线数据交互；

内部数据总线通过广域保护控制通信网络接收来自变电站保护设备的数据；

内部数据总线通过调度数据网接收来自远动装置和保信子站的数据。

调度监控系统包括EMS系统、PIS保信主站；

EMS系统、PIS保信主站分别与内部数据总线数据交互。

紧急控制系统包括广域控制主站。

请参阅图2，变电站远动装置、保信子站、监控计算机和保护设备采集站内的一、二次设备信息，实现面向变电站的保护控制功能。由于变电站远动装置、保信子站、监控计算机和保护设备需要接入站内多个间隔/设备的信息，数字化变电站结构是优选方案。变电站远动装置、保信子站、监控计算机和保护设备可以直接接入站内过程层网络，采集站内设备信息。

请参阅图1，广域控制子站通过各变电站保护设备采集整个广域电网范围内的所需信息，实现面向广域电网的保护控制功能(如切负荷命令等)。根据广域电网的规模以及承载功能的复杂程度，在实现形式上可以是一套广域控制主站设备或由多个互相协同的IED构成的广域控制主站系统。

广域保护控制系统的变电站保护设备、广域控制主站还与调度监控系统之间形成交互，满足保护控制策略优化的需求。在变电站，变电站保护设备接入站控层网络，与变电站监控计算机或智能远动机交互。在广域电网，广域控制主站与EMS系统建立通信联系。根据广域控制主站安装位置的不同，可以采用专用通信方式(广域控制主站安装在调度端时，与EMS系统直接建立通信联系)或变电站间隔设备接入方式(广域控制主站安装在某一变电站内时，等同于一台间隔层设备，通过站控层设备和调度数据网接入调度监控系统)。

以上是对本发明实施例提供的一种二次系统信息管理平台的一个实施例进行详细的描述，以下将对本发明实施例提供的一种二次系统信息管理方法的一个实施例进行详细的描述。

请参阅图3，本发明实施例提供一种二次系统信息管理方法的一个实施例，基于上述的二次系统信息管理平台进行管理，包括：

101：根据变电站保护设备周期性上送的采样值信息判断是否出现馈线故障，若是，则进入102，若否，则返回101；

102：通过变电站保护设备和广域控制主站分别向同一馈线保护开关发送跳闸命令；

103：通过监测馈线保护开关位置信息判断馈线保护开关是否跳闸，若是，则返回101，若否，则启动后备保护。

二次系统信息管理方法之后还包括：

104：判断一段时间内是否不再出现故障电流电压信息，若是，则返回101，若否，则启动下一级后备保护。

二次系统信息管理方法之前还包括：

100：初始化二次系统信息管理平台，配置订阅关系和订阅内容，并整定保护定值。

具体地，图3的流程也可以解释为：

1.首先，对二次系统进行初始化，配置订阅关系和订阅内容，并整定保护定值。

2.正常工作时，变电站保护设备周期性上送一次系统采样值信息。

3.当变电站保护设备检测到故障电流时，立即向馈线保护开关发送跳闸命令；同时，广域控制主站根据所得采样值信息也向同一开关下发GOOSE跳闸报文。

4.下发跳闸GOOSE报文后，广域控制主站监视开关位置。如果开关未动作，则判断为断路器失灵，起动后备保护。

5.广域控制主站判断一段时间内是否不再出现故障电流电压信息。如果故障切除，则保护动作完成，否则起动下一级后备保护。

以上是对本发明实施例提供的一种二次系统信息管理方法的一个实施例进行详细的描述，以下将对本发明实施例提供的一种二次系统信息管理方法的一个实施例进行详细的描述。

请参阅图4，本发明实施例提供一种二次系统信息管理方法的一个实施例，基于上述的一种二次系统信息管理平台进行控制，包括：

201、根据电网运行情况动态更新设定紧急控制系统的控制基准值；

202、根据控制基准值和电网运行情况设置定值区作为控制策略；

203、当电网设备扰动时根据当前电网运行情况切换控制策略。

本发明实施例提供的二次系统信息管理方法之后还包括：

当检测到控制策略无法达到预设的目标时，修改控制策略的整定值。

步骤202之后还包括：

根据电网运行方式启用部分的控制策略。

本发明实施例提供的二次系统信息管理方法之后还包括：

根据电网运行方式停用部分的控制策略。

请参阅图4，本发明实施例提供一种二次系统信息管理方法的一个实施例可以由设定基准值、修改策略整定值、切换策略方案、投退策略功能等方式组成。

设定基准值主要用于动态更新控制基准值，典型的应用为根据电网运行情况动态更新潮流断面控制目标值。在广域电网，采用IEC60870-5-104标准的设点/设值命令；在变电站，采用IEC61850标准的MMS设值命令。

切换策略方案主要用在预设的多套策略中，根据当前电网运行情况选择最优的一套策略。广域保护控制系统的可在线调整的控制策略通常通过整定值进行描述，预设的多套策略实际为多个预整定好的定值区，切换策略实际为切换定值区。在广域电网，可通过IEC60870-5-104标准的设点/设值命令设定运行定值区号切换定值，也可通过IEC60870-5-103标准(包括各类支持通用分类服务的、通常用于保信主站系统的类103规约，下同)的通用分类服务写命令修改运行定值区号切换定值；在变电站，通过IEC61850标准定值控制块(Setting Group Control Block，SGCB)模型的选择运行定值区命令切换定值。

有时候，预设的几套策略无法达到最优控制的目标，可能需要通过修改策略整定值来实现控制策略的精确调整。在广域电网，可通过IEC60870-5-103标准的通用分类服务写命令(或在此基础上扩展的专用写定值命令)修改运行定值[1]；在变电站，通过IEC61850标准SGCB模型的编辑定值命令修改运行定值。

投退策略功能主要用于控制策略的投入和退出控制，根据当前电网运行方式的需要，投入或退出部分控制功能。控制策略通常可以通过功能软压板进行投退，可以通过软压板控制命令实现策略投退。在广域电网，可通过IEC60870-5-104标准的遥控命令投退软压板；在变电站，通过IEC61850标准的Control(控制)模型的控制命令投退软压板。

在新能源接入背景下，本发明从系统结构和与外部系统的协同模式的角度，提出一种适应新能源接入的二次系统信息管理平台。结合广域保护控制系统结构，提出了广域保护控制系统与调度监控系统之间的交互模式。

本发明研究的新能源接入背景下的二次系统信息管理平台，将向调度运行和电网规划部门提供二次系统发展的建议，避免走弯路和浪费建设成本，也将提供电网二次系统的规划方向，指导二次系统的规划和优化思路，社会效益和经济效益巨大。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。