专利名称：一种数字化变电站实验室的数据记录分析装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力系统领域，具体涉及一种实现数字化变电站实验室数据记 录、分析的装置。
背景技术：
我国电网目前已有数百个基于IEC61850标准的数字化变电站试点工程投入试运 行，随着智能电网的发展，还会有更多的数字化变电站投运。已有机构开始建设数字化变电 站设备检测实验室。由于，数字化变电站的通讯基于网络报文，常规测试记录设备采集的数 据都是模拟信号和开关量，不能满足数字化变电站的应用需求。国内在数字化变电站体系架构方面还没有形成共识，尤其是在过程层数据传输方 式上，有多种设计方案共存，实验录波系统需要适应各种过程层数据传输方式，并且不能因 为实验录波系统的接入改变过程层数据网络拓扑结构。
实用新型内容本实用新型目的在于，解决数字化变电站实验室全数字信号没有测试验证手段的 问题，而提供了一种可为全数字继电保护闭环测试系统服务，实现数字化变电站实验室试 验数据的记录与分析，为验证保护、控制设备性能提供依据的数字化变电站实验室的数据 记录装置，具有波形记录、多方式启动录波、实时跟踪、过程层设备有效性检查、数据格式转 换、波形编辑、信号分析、曲线运算、打印输出、波形重构、录波文件合并等功能。为实现上述目的，本实用新型提供了一种数字化变电站实验室的数据记录分析装 置，其改进在于所述装置包括管理单元和录波单元，所述管理单元连接所述录波单元，通 过网络协议向录波单元下载定值、读取录波数据、实时采样计算值，所述录波单元连接被测 系统，所述录波单元负责数据的采集、存储和发送；所述管理单元为具有波形记录、启动录波、实时跟踪、过程层设备有效性检查、数 据格式转换、波形编辑、信号分析、曲线运算、打印输出、波形重构、录波文件合并功能的分 析软件载体，采用台式电脑或便携式笔记本电脑；所述录波单元包括主CPU、网络防火墙主板，所述网络防火墙主板上设有4个光网 口和4个电网口，所述主CPU有4个电网接口，所述光网口和电网口内部通过交换机与所述 主CPU的4个电网接口之一相连，所述光网口和电网口接收符合IEC61850标准的采样值数 据和GOOSE信息。本实用新型的一个优选技术方案为所述的一种数字化变电站实验室的数据记录 分析装置的改进在于，所述管理单元和录波单元采用交叉网线连接。本实用新型的另一个优选技术方案为所述一种数字化变电站实验室的数据记录 分析装置的改进在于，所述管理单元和录波单元通过交换机连接，所述管理单元最多能与4 台录波单元同时通信。本实用新型的再一个优选技术方案为所述一种数字化变电站实验室的数据记录分析装置的改进在于，所述录波单元采用交叉网线与被测系统连接。本实用新型的第四优选技术方案为所述一种数字化变电站实验室的数据记录分 析装置的改进在于，所述录波单元通过交换机与被测系统连接。本实用新型的进一步的优选技术方案为所述一种数字化变电站实验室的数据记 录分析装置的改进在于，所述被测系统包括合并单元和开关控制器。本实用新型的一个更优选技术方案为所述一种数字化变电站实验室的数据记录 分析装置的改进在于，所述被测系统只有开关控制器，且所述交换采用GOOSE交换机。本实用新型的另一个更优选技术方案为所述一种数字化变电站实验室的数据记 录分析装置的改进在于，所述被测系统只有合并单元，所述交换机采用采样值交换机。本实用新型的再一个更优选技术方案为所述一种数字化变电站实验室的数据记 录分析装置的改进在于，所述一个录波单元最多同时连接有4个合并单元和2个开关控制
o本实用新型的有益效果(1)本实用新型装置解决了数字化变电站实验室全数字信号没有测试验证手段的 问题。针对传统变电站的实验检测系统已不适于数字化变电站的实验检测系统，本实用新 型可为全数字继电保护闭环测试系统服务，实现数字化变电站实验室试验数据的记录与分 析，为验证保护、控制设备性能提供依据。(2)本实用新型装置具备多个网口，适应各种过程层数据传输方式，能适应多种数 字化变电站实验室设计方案的需求，不会因为该实验录波系统的接入改变过程层数据网络 拓扑结构。(3)本实用新型管理单元具有波形记录、多方式启动录波、实时跟踪、过程层设备 有效性检查、数据格式转换、波形编辑、信号分析、曲线运算、打印输出、波形重构、录波文件 合并等功能，还具有实时显示功能，使用人员可以实时观察系统中的电流、电压、相角、频率 等测量量。采用本实用新型装置可提高测试的自动化水平和测试效率，进而减少工作人员 的人力劳动时间和强度。
图1为本实用新型整体组合形态示意图；图2为本实用新型的录波单元的面板示意图；图3为本实用新型在数字化变电站实验室点对点连接应用示意图；图4为本实用新型在数字化变电站实验室单独组网应用示意图所示；图5为本实用新型在数字化变电站实验室混合组网应用示意图所示；
具体实施方式
如图1所示，本实用新型数字化变电站实验室的数据记录分析装置包括管理单 元1和录波单元2，通过网络协议向录波单元2下载定值、读取录波数据、实时采样计算值。 录波单元2连接被测系统，负责数据的采集、存储和发送。管理单元1只需要与1个录波单 元2联机，可用交叉网线连接，也可用交换机3连接。如管理单元1需要与多台录波单元2 交互，则通过交换机3与录波单元2连接。管理单元1能同时处理最多与4台录波单元2的通信任务。管理单元1为具有波形记录、启动录波、实时跟踪、过程层设备有效性检查、数据 格式转换、波形编辑、信号分析、曲线运算、打印输出、波形重构、录波文件合并功能的分析 软件载体，可采用台式电脑以加强通用性或笔记本电脑增加便携式。管理单元1负责数据 的接收、处理、人机交互功能，具体包括实时显示数据的接收与显示、录波数据文件的接 收、录波参数的下传、波形编辑、信号分析、打印输出，并能直接连接打印机11打印输出。录波单2元包括主CPU和网络防火墙主板，网络防火墙主板上设有4个光网口 21 和4个电网口 22，主CPU有4个电网接口，光网口 21和电网口 22内部通过交换机3与所 述主CPU的4个电网接口之一相连，光网口 21和电网口 22接收符合IEC61850标准的采样 值数据和GOOSE信息。如图2所示，每个录波单元2具有4个光网口 21和4个电网口 22， 既可以通过交换机3接收合并单元4及开关控制器5数据，也可以直接以交叉网线与合并 单元4或开关控制器5相连，接收其数据。被测系统只有开关控制器5时，录波单元2采用 GOOSE交换机31连接开关 控制器5。被测系统只有合并单元4时，录波单元2采用采样值 交换机32连接合并单元4。一个录波单元2最大支持同时处理4个合并单元4和2个开关 控制器5的信息。录波单2元可根据下载的录波时间定值，按照同一采样率持续记录该单元配置的 所有量，通过录波单元软件支持与管理单元软件交互列出存储在本地的录波数据文件，以 供管理单元1上载。录波单元2的数据采集、存储和发送功能具体包括接收基于IEC61850-9标准的 采样值数据接收，录波单元2可以接收符合IEC61850-9-1和IEC61850-9-2标准的数据；接 收基于 IEC61850 标准的 GOOSE (Generic ObjectOriented Substation Event 通用面向对 象的变电站事件)信息，采样值及开关量信息的存储及文件组织，录波数据文件的上送，录 波参数的接收。如图3本实用新型在数字化变电站实验室点对点连接应用示意图所示，本装置 通过直连网线与被测系统的合并单元4和开关控制器5直接连接，符合IEC61850-9-1、 IEC61850-9-2通讯协议的电流电压数据及GOOSE信息通过直连网线送给数字化变电站实 验室数据记录分析装置。如图4本实用新型在数字化变电站实验室单独组网应用示意图所示，本装置分别 接入被测系统的合并单元4和开关控制器5组成的网络，符合IEC61850-9-l、IEC61850-9-2 通讯协议的电流电压数据及GOOSE信息分别通过两台交换机送给数字化变电站实验室数 据记录分析装置。如图5本装置在数字化变电站实验室混合组网应用示意图所示，本装置直接接入 被测系统的合并单元4和开关控制器5共同组成的网络，符合IEC61850-9-l、IEC61850-9-2 通讯协议的电流电压数据通过一台交换机3发送给数字化变电站实验室数据记录分析装置。本实用新型设计的数字化变电站实验室数据记录分析装置采用动态信息识别功 能自动识别采用SV9-1或SV9-2标准编码的采样值数据和采用GOOSE编码的快速报文，实 现过程层网络无差异化识别与记录，适应变电站技术发展的趋势，解决数字化变电站实验 室全数字信号没有测试验证手段的问题，达到了降低接线复杂程度、节省人力劳动时间和强度、提高测试效率等效果。 此处根据特定的示例性实施例对本实用新型进行了描述，并非是对本实用新型的 范围的限制。对本领域技术人员来说在不脱离本实用新型的范围下进行适当的替换或修改 将是显而易见的均属于本实用新型保护范围之内。
权利要求一种数字化变电站实验室的数据记录分析装置，其特征在于所述装置包括管理单元(1)和录波单元(2)，所述管理单元(1)连接所述录波单元(2)，通过网络协议向录波单元(2)下载定值、读取录波数据、实时采样计算值，所述录波单元(2)连接被测系统，所述录波单元(2)负责数据的采集、存储和发送；所述管理单元(1)为具有波形记录、启动录波、实时跟踪、过程层设备有效性检查、数据格式转换、波形编辑、信号分析、曲线运算、打印输出、波形重构、录波文件合并功能的分析软件载体，采用台式电脑或便携式笔记本电脑；所述录波单元(2)包括主CPU、网络防火墙主板，所述网络防火墙主板上设有4个光网口(21)和4个电网口(22)，所述主CPU有4个电网接口，所述光网口和电网口内部通过交换机与所述主CPU的4个电网接口之一相连，所述光网口(21)和电网口(22)接收符合IEC61850标准的采样值数据和GOOSE信息。
2.如权利要求1所述的一种数字化变电站实验室的数据记录分析装置，其特征在于 所述管理单元(1)和录波单元(2)采用交叉网线连接。
3.如权利要求1所述的一种数字化变电站实验室的数据记录分析装置，其特征在于 所述管理单元(1)和录波单元(2)通过交换机(3)连接，所述管理单元(1)最多能与4台 录波单元(2)同时通信。
4.如权利要求1所述的一种数字化变电站实验室的数据记录分析装置，其特征在于 所述录波单元(2)采用交叉网线与被测系统连接。
5.如权利要求1所述的一种数字化变电站实验室的数据记录分析装置，其特征在于 所述录波单元(2)通过交换机(3)与被测系统连接。
6.如权利要求4或5所述的一种数字化变电站实验室的数据记录分析装置，其特征在 于所述被测系统包括合并单元(4)和开关控制器(5)。
7.如权利要求6所述的一种数字化变电站实验室的数据记录分析装置，其特征在于 所述被测系统只有开关控制器(5)，且所述交换机(3)采用GOOSE交换机。
8.如权利要求6所述的一种数字化变电站实验室的数据记录分析装置，其特征在于 所述被测系统只有合并单元(4)，所述交换机(3)采用采样值交换机。
9.如权利要求6所述的一种数字化变电站实验室的数据记录分析装置，其特征在于 所述一个录波单元(2)最多同时连接有4个合并单元(4)和2个开关控制器(5)。
专利摘要本实用新型涉及一种数字化变电站实验室的数据记录分析仪器，包括管理单元和录波单元，本实用新型的组成结构使其可灵活的接入数字化变电站实验室的各种数据源，采用动态信息识别功能自动识别采用SV9-1或SV9-2标准编码的采样值数据和采用GOOSE编码的快速报文，实现过程层网络无差异化识别与记录。
文档编号H02J13/00GK201616708SQ200920277588
公开日2010年10月27日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者万博, 侯鹏, 刘润花, 宋合志, 张鹏, 曹楠, 李冰, 李刚, 汪一, 王冬青, 王化鹏, 申仲涛, 苏瑞, 陈翔宇, 鹿洪刚 申请人:中国电力科学研究院