一种35kV集成型智能变电站的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种35kV集成型智能变电站，包括一体化信息平台、集成站域保护测控装置和综合智能组件；综合智能组件接收一次智能设备的采样值和状态信息，并传送给集成站域保护测控装置，通过集成站域保护测控装置进行变电站的全站保护、测控逻辑判断，并下达GOOSE命令给综合智能组件，实现对一次设备的智能测控；同时集成站域保护测控装置将逻辑判断结果传送给一体化信息平台，并接受一体化信息平台的调度和控制命令。本发明提供一种35kV集成型智能变电站，更新了35kV智能变电站的建设模式，提高站内软硬件设备的集成化程度，减少二次智能设备的种类和数量，降低运维难度，降低35kV智能变电站自动化建设成本，以利于在农网建设与改造中推广应用。
【专利说明】—种35kV集成型智能变电站
【技术领域】
[0001]本发明属于变电站自动化【技术领域】，具体涉及一种35kV集成型智能变电站。
【背景技术】
[0002]35kV变电站是连接农村智能输电网和智能配电网的关键环节，而目前35kV常规变电站的综合自动化系统的各专业设备重复配置、重复采集、数据源不一致，且设备之间不能进行信息交互，保护缺乏协调性，“各自为政”，设备制造没有遵循统一标准和规范，不具备互操作和互换性，不能适应智能电网的要求。
[0003]目前，智能变电站试点工程主要集中在110千伏及以上电压等级，自动化系统采用分层分散式布置方式，其典型建设模式为:基于IEC61850通信标准的“三层两网”结构，过程层采用“主设备+智能终端”和“互感器+合并单元”方式实现一次设备智能化，间隔层按主设备单元间隔分别配置独立测控保护装置，站控层按应用功能配置独立工作站，采样SV网、GOOSE网、对时网分立组网，实现了少量二次设备整合和应用功能集成。
[0004]35kV变电站属于配电网终端变电站，靠近负荷中心,数量众多，分布广泛，与高电压等级的变电站相比，具有单体建设规模小、自动化系统投资敏感、运维难度大的特点，更加强调“结构简化、设备整合、功能集成、先进可靠、经济高效、运维便捷”等实用化原则。对于35kV智能变电站，目前并没有相应建设标准和规范，若直接套用分层分散式典型建设模式，存在智能元件数量增加、技术集成度低、二次设备投资占比过大的问题，不具有实用价值。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种35kV集成型智能变电站，更新了35kV智能变电站的建设模式，提高站内软硬件设备的集成化程度，减少二次智能设备的种类和数量，降低运维难度，降低35kV智能变电站自动化建设成本，以利于在农网建设与改造中推广应用。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0007]本发明提供一种35kV集成型智能变电站，所述变电站包括一体化信息平台、集成站域保护测控装置和综合智能组件；所述综合智能组件接收一次智能设备的采样值和状态信息，并传送给所述集成站域保护测控装置，通过所述集成站域保护测控装置进行变电站的保护、测控逻辑判断，并下达GOOSE命令给所述综合智能组件，实现对所述一次智能设备的测控；同时集成站域保护测控装置将逻辑判断结果传送给所述一体化信息平台，并接受所述一体化信息平台的调度和控制命令。
[0008]所述一体化信息平台位于站控层，集成站域保护测控装置位于间隔层，综合智能组件装置位于过程层。
[0009]所述一体化信息平台集成了操作员站、监控系统、五防系统、状态检测系统和视频安防系统，实现了变电站监控、设备管理、运行维护及辅助系统的协同互动的融合。[0010]所述集成站域保护测控装置包括多个保护插板、通讯插板、i/o插板、同步对时及扩展插板、电源插板、录波插板和母板，各个插板均插在母板上，各个插板通过母板上电路板相互连接，实现各插板之间的信号传输与交换。
[0011]所述综合智能组件综合智能组件装置包括主板和功能插件，功能插件包括信号采集转换及同步接口插件、基本I/o及电源插件和扩展输出及操作回路插件；所述主板用于程序运行和数据的处理及存储；信号采集转换及同步接口插件实现互感器信号采集并转换为标准的9-2格式输出和装置的同步对时；基本I/O及电源插件用于开关量输出和装置电源的输入输出；扩展输出及操作回路插件用于扩展经各种安全闭锁的开关量输出及断路器的操作输出回路。
[0012]在过程层，综合智能组件就地安装在一次智能设备间隔内，实现一次智能设备的就地智能化；采样SV网、GOOSE网和对时网在过程层合并组网，并通过光纤进行信息采集和控制操作传输。
[0013]所述变电站还包括一次智能设备。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0015]1.利用35kV变电站规模相对较小,一次系统相对简单,站内信息量相对较少的特点，在遵循智能变电站一般技术原则，满足安全可靠运行要求前提下，通过对智能变电站的“三层两网”进行整合和集成，减少智能设备种类和数量，减少35kV智能变电站建设和运维成本；
[0016]2.本发明提供的35kV集成型智能变电站，创新了 35kV智能变电站的建设模式，提高站内软硬件设备的集成化程度，减少二次智能设备的种类和数量，降低运维难度，降低35kV智能变电站自动化建设成本，以利于在农网建设与改造中推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是35kV智能变电站优化集成化方案图；
[0018]图2是综合智能组件功能架构图；
[0019]图3是集成站域保护测控装置功能架构图；
[0020]图4是集成站域保护测控装置硬件构成图；
[0021]图5是典型35kV智能变电站集成化建设方案图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0023]图1为35kV智能变电站优化集成方案图，该图说明了 35kV集成型智能变电站的集成化思想，其在过程层利用综合智能组件集成实现合并单元和智能终端功能，扩展型智能组件还可实现本间隔保护功能；在间隔层利用一台集成站域保护测控装置实现全站的保护、测控、站域控制、故障录波、电能质量在线监测等功能；在站控层整合集成监控、五防、状态监测、辅助决策等功能到一个统一的信息平台上。
[0024]在图1中35kV集成式智能变电站站控层包括一体化信息平台和远动通信、对时系统、一体化电源等；一体化信息平台集成监控、五防、状态监测、辅助决策等功能，通过网络汇集全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按既定规约将有关信息送向调度、控制和在线监测中心，接受调度、控制和在线监测中心的命令并发送至间隔层和过程层执行。平台利用主流操作系统，具有在线可编程的全站操作闭锁，对间隔层和过程层设备进行在线监测、维护、修改参数及变电站顺序控制、故障分析、智能告警等功能。
[0025]如图2，综合智能组件主要用于过程层一次设备的就地智能化，虽然其在逻辑功能上可以按照合并单元、智能终端和测控保护(扩展型)功能分类，但是该装置在软硬件结构上为一体化设计，包括核心处理器单元、同步对时单元、开入开出处理单元、模拟量(或数字量)接入单元、IEC61850协议支持包、网络接入单元、状态监测接口单元；IEC61850协议支持包包括MMS信息服务模块、GOOSE信息收发模块、采样值(SV)发送模块、XML配置文件解析模块；核心处理器单元与同步处理单元、开入开出处理单元、模拟量(或数字量)接入单元、IEC61850协议支持包、网络接入单元连接。整个装置硬件采用高性能的通用平台，软件采用RTOS实时操作系统，设计采用面向对象的设计和编程，可以根据不同的间隔功能进行灵活配置，以实现相应的功能需求，如线路智能组件、电容器智能组件、变压器智能组件。
[0026]如图3，集成站域保护测控装置将间隔层实现不同功能的多个智能装置集成在一台装置内，，完成全站的保护、测控、站域控制、故障录波、电能质量在线监测等自动化功能。装置采用高性能的硬件平台，硬件平台包括多个功能插件板(如图4)，根据功能需求可以灵活配置，通过其上的保护主板、数据处理板和IO板可以完成变电站内按间隔划分对象的保护和测控等功能，例如馈线间隔、电容器间隔、变压器间隔、站用变间隔等分别由不同的模块配置实现，在集成保护装置内部各个间隔的保护测控软件独立运行；同时，功能插件板通过母板卡总线可以获得全站信息，从而根据需求可实现站域保护控制、故障录波、电能质量监控及其他高级应用功能。装置满足IEC61850的采样值协议接收及GOOSE收发协议，支持MMS通讯处理；能够支持多个过程层综合智能组件发送的信息，并进行各种电量计算、保护测控逻辑判断、出口配置管理及执行对综合智能组件的控制策略，发送控制命令至综合智能组件进行相应的控制操作；同步对时系统支持IRIG-B、IEC61588、秒脉冲三种对时方式。
[0027]图5为在本发明主体思想下形成的35kV集成型智能变电站系统方案图，该方案中:在过程层，按间隔布置的智能终端和合并单元有一台综合智能组件代替，实现本间隔一次设备的信息采集和控制操作传输。在间隔层，利用一台集成站域保护测控装置实现全站的保护、测控、站域控制、故障录波、电能质量在线监测等功能；为增强可靠性，该装置双机冗余配置。在站控层整合集成监控、五防、状态监测、辅助决策等功能到一个一体化监控信息平台上。
[0028]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种35kV集成型智能变电站，其特征在于:所述变电站包括一体化信息平台、集成站域保护测控装置和综合智能组件；所述综合智能组件接收一次智能设备的采样值和状态信息，并传送给所述集成站域保护测控装置，通过所述集成站域保护测控装置进行变电站的保护、测控逻辑判断，并下达GOOSE命令给所述综合智能组件，实现对所述一次智能设备的测控；同时集成站域保护测控装置将逻辑判断结果传送给所述一体化信息平台，并接受所述一体化信息平台的调度和控制命令。
2.根据权利要求1所述的35kV集成型智能变电站，其特征在于:所述一体化信息平台位于站控层，集成站域保护测控装置位于间隔层，综合智能组件装置位于过程层。
3.根据权利要求2所述的35kV集成型智能变电站，其特征在于:所述一体化信息平台集成了操作员站、监控系统、五防系统、状态检测系统和视频安防系统，实现了变电站监控、设备管理、运行维护及辅助系统的协同互动的融合。
4.根据权利要求2所述的35kV集成型智能变电站，其特征在于:所述集成站域保护测控装置包括多个保护插板、通讯插板、I/O插板、同步对时及扩展插板、电源插板、录波插板和母板，各个插板均插在母板上，各个插板通过母板上电路板相互连接，实现各插板之间的信号传输与交换。
5.根据权利要求2所述的35kV集成型智能变电站，其特征在于:所述综合智能组件综合智能组件装置包括主板和功能插件，功能插件包括信号采集转换及同步接口插件、基本I/O及电源插件和扩展输出及操作回路插件；所述主板用于程序运行和数据的处理及存储；信号采集转换及同步接口插件实现互感器信号采集并转换为标准的9-2格式输出和装置的同步对时；基本I/O及电源插件用于开关量输出和装置电源的输入输出；扩展输出及操作回路插件用于扩展经各种安全闭锁的开关量输出及断路器的操作输出回路。
6.根据权利要求5所述的35kV集成型智能变电站，其特征在于:在过程层，综合智能组件就地安装在一次智能设备间隔内，实现一次智能设备的就地智能化；采样SV网、GOOSE网和对时网在过程层合并组网，并通过光纤进行信息采集和控制操作传输。
7.根据权利要求1所述的35kV集成型智能变电站，其特征在于:所述变电站还包括一次智能设备。
【文档编号】H02J13/00GK103887885SQ201410140628
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】宋祺鹏, 盛万兴, 王金宇, 梁英, 王金丽, 方恒福, 寇凌峰, 李宁 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 山东电力集团公司