智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迁移的方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能变电站保护控制功能双重化配置运行自动迁移的方法,包括：某一套嵌入式硬件设备复位后重新启动时，其中的各保护控制功能模块先侦测当前是否已有相同功能的保护控制功能模块正在运行；根据是否侦测到其它嵌入式硬件设备中相同功能的保护控制功能模块的数量、其发布的迁移顺序编号以及侦测到的迁移顺序编号大小，确定本套嵌入式硬件设备上的保护控制功能模块的具体运行状态；本发明通过设置迁移顺序编号，优化了各个嵌入式硬件设备的工作量，避免了各个嵌入式硬件设备之间的功能运行不平衡的问题，极大地提高了系统了工作效率和设备的使用寿命。
【专利说明】
智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迁移的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种智能变电站保护控制软件技术，尤其涉及一种智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迀移的方法。
【背景技术】
[0002]随着智能变电站技术的不断提升优化，智能变电站保护控制软件功能也在向功能集成的方向发展，也就是说原来依赖多套嵌入式硬件设备实现的保护软件功能将能够集成到一套硬件设备中实现。为了保证整个系统的可靠性和安全性，在实际应用中，集成多套保护控制功能模块的嵌入式硬件设备会采用多套冗余配置，此时多套硬件中同时集成的相同保护控制功能模块就会存在运行冲突和管理问题。
[0003]变电站保护控制系统是一种要求高可靠的系统，为了确保保护控制系统能够快速有效切除故障和完成紧急控制，《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中明确要求“重要线路和设备按双重化原则配置相互独立的保护”。在实际应用中还会出现三套保护控制功能同时运行的可能性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了解决相同保护控制功能模块存在的运行冲突问题，提供了一种智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迀移的方法。该方法实现了智能变电站中的保护控制功能模块自动迀移，避免了相同保护控制功能模块运行冲突的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:
[0006]智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迀移的方法，包括以下步骤:
[0007]I)先在每一套嵌入式硬件设备中预先配置上全部预期需要实现的保护控制功能丰旲块;
[0008]2)初始配置好嵌入式硬件设备中所有保护控制功能模块的迀移顺序编号、优先级顺序以及用以确认功能模块运行状态的延时等待时间，然后这些硬件设备及其功能模块才允许投入运行，其中迀移顺序编号优先级越高的模块，其延时等待时间越短；
[0009]3)本套嵌入式硬件设备复位后重新启动时，其中的各保护控制功能模块先侦测当前是否已有相同功能的保护控制功能模块正在运行或正在发布迀移顺序编号；
[0010]4)如果当前已有N套相同功能的保护控制功能模块正在运行或正在发布迀移顺序编号，NS3;则本套嵌入式硬件设备自动将本设备上非闭锁状态的保护控制功能模块置位为待命状态，并实时侦测正在运行的保护控制功能模块的心跳信息；
[0011]5)如果复位后重新启动的保护控制功能模块侦测到当前相同功能模块正在运行或正在发布迀移顺序编号的数量小于N时，或者正常运行时处于待命状态的保护控制功能模块侦测到能够发出正常心跳信息和正在发布迀移顺序编号的相同功能模块数量小于N时，则本套嵌入式硬件设备上非闭锁状态的保护控制功能模块广播发布自己的迀移顺序编号；
[0012]6)在预先设定的延时等待时间内，侦测其它嵌入式硬件设备中相同功能的保护控制功能模块是否发布了迀移顺序编号；
[0013]7)如果侦测到其它嵌入式硬件设备中相同功能的保护控制功能模块发布了迀移顺序编号，则根据侦测到的迀移顺序编号，确定本套嵌入式硬件设备上的保护控制功能模块的具体运行状态；
[0014]8)在延时等待的时间到后，如果正在运行的相同功能模块数量仍然小于N，则本嵌入式硬件设备自动将本设备上的该保护控制功能模块置位运行状态，并发布本功能模块投入运行记录信息，同时定时发布本模块的心跳信息；如果正在运行的相同功能模块数量已经达到N，则本嵌入式硬件设备自动将本设备上的该保护控制功能模块置位待命状态，并实时侦测优先顺序更高的运行模块的心跳信息。
[0015]所述步骤4)中，当运行中的保护控制功能模块硬件或软件出现故障无法正常运行时，该保护控制功能模块的心跳信息异常;处于待命状态的具有相同功能的保护控制功能模块侦测到该保护控制功能模块的心跳信息异常后，处于待命状态的具有相同功能的保护控制功能模块发布自己的迀移顺序编号。
[0016]所述步骤7)中，如果侦测到其它嵌入式硬件设备中相同功能的保护控制功能模块发布了相同的迀移顺序编号(系统预先配置信息出错)，则本嵌入式硬件设备自动将本设备上的该保护控制功能模块置位为永久闭锁状态，并进行报错处理。
[0017]所述步骤8)中，如果正在运行的保护控制功能模块侦测到其它嵌入式硬件设备中相同功能的保护控制功能模块发布了相同的迀移顺序编号(系统预先配置信息出错)，则本嵌入式硬件设备立即自动将本设备上的该保护控制功能模块置位为永久闭锁状态，并进行报错处理。此时，正常运行时处于待命状态的保护控制功能模块按照步骤5)、步骤6)、步骤
7)、步骤8)重新进行该功能模块的迀移部署。
[0018]所述步骤8)中，如果正在运行的保护控制功能模块在运行过程中侦测到相同功能发布心跳信息的保护控制功能模块数量大于N时，这表明系统中出现异常状况导致超过N套相同功能的保护控制功能模块处于运行状态。此时所有发布心跳信息的该保护控制功能应立即发布告警信息，并分别按照预先设定的延时等待时间将自己退出运行，直至整个系统中相同功能的保护控制功能模块只剩下N套在发布心跳信息，最终仅保留该N套保护控制功能丰旲块运行。
[0019]所述保护控制功能模块包括但不限于:线路保护、电容器保护、电动机保护、变压器保护、母差保护、区域/广域电网保护、低压低频减载控制、区域/广域电网紧急控制、区域/广域电网供电自愈控制以及辅助决策支撑服务。
[0020]所述嵌入式硬件设备指智能变电站中集成了不同软件保护控制功能的设备，该设备具备至少两种智能变电站保护控制装置或系统的功能，智能变电站保护控制装置或系统包括但不限于:线路保护装置、电容器保护装置、电动机保护装置、变压器保护装置、母差保护装置、区域/广域电网保护装置、低压低频减载控制装置、区域/广域电网紧急控制系统、区域/广域电网供电自愈控制系统以及辅助决策支撑服务系统。
[0021]本发明的有益效果是:
[0022]采用本发明所述技术方案，能够实现智能变电站多套硬件中同时集成的相同保护控制功能模块多选N(N< 3)运行，并且保护控制功能模块的具有自动迀移功能，即其中某套硬件设备损坏后该硬件设备上的保护控制功能模块能够自动迀移至完好硬件设备上运行，从而解决多套保护功能同时运行所带来的冲突和管理问题。
[0023]通过设置迀移顺序编号，优化了各个嵌入式硬件设备的工作量，避免了各个嵌入式硬件设备之间的功能运行不平衡的问题，极大地提高了系统可靠性、工作效率和设备的使用寿命。
【附图说明】
[0024]图1为保护控制软件功能多套配置运行自动迀移方法的实施步骤图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0026]需要说明的是，本发明方法适用于智能变电站中，将多套保护控制功能模块集成到一个嵌入式硬件设备中的情况下，为了解决多个嵌入式硬件设备中的相同功能的保护功能模块的运行冲突和管理问题。
[0027]本发明涉及到的保护控制功能模块指的是集成在嵌入式硬件设备中的各种保护控制功能的软件模块，根据实际需要进行配置，这些保护控制功能模块包括但不限于:线路保护、电容器保护、电动机保护、变压器保护、母差保护、区域/广域电网保护、低压低频减载控制、区域/广域电网紧急控制、区域/广域电网供电自愈控制、辅助决策支撑服务等。
[0028]本发明中涉及到的嵌入式硬件设备指的是智能变电站中集成了不同软件保护控制功能的设备，该设备具备以下两种或多种保护控制装置或系统的功能，包括但不限于:线路保护装置、电容器保护装置、电动机保护装置、变压器保护装置、母差保护装置、区域/广域电网保护装置、低压低频减载控制装置、区域/广域电网紧急控制系统、区域/广域电网供电自愈控制系统、辅助决策支撑服务系统等。
[0029]另外，本发明中涉及到的保护控制功能模块处于永久闭锁状态，是指该保护控制功能模块停止运行;保护控制功能模块处于待命状态，是指该保护控制功能模块可以正常运行，满足启动条件即可启动。
[0030]如图1所示，本发明智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迀移的方法(假设为N套，NS 3)，包括以下步骤:
[0031]I)先在每一套嵌入式硬件设备中预先配置上全部预期需要实现的保护控制功能丰旲块;
[0032]2)根据实际情况初始配置好系统所有嵌入式硬件设备中保护控制功能模块的迀移顺序编号，并设置迀移顺序编号的优先级顺序;然后这些硬件设备及其功能模块才允许投入运行;在每一套嵌入式硬件设备中预先设置优先运行的保护控制功能模块，各嵌入式硬件设备均正常运行时，按照预先设定的优先运行顺序，在嵌入式硬件设备中运行相应的保护控制功能模块。
[0033]3)某一套嵌入式硬件设备复位后重新启动时，其中的各保护控制功能模块先侦测其他嵌入式硬件设备中当前是否已有相同保护控制功能模块正在运行。
[0034]4)如果当前已有N套(N<3)相同功能的保护控制功能模块正在运行，则本套嵌入式硬件设备自动将本设备上非闭锁状态的保护控制功能模块置位为待命状态，并实时侦测正在运行的保护控制功能模块的心跳信息；
[0035]5)如果复位后重新启动的保护控制功能模块侦测到当前相同功能模块正在运行的数量小于N(N<3)时，或者正常运行时处于待命状态的保护控制功能模块侦测到能够发出正常心跳信息的相同功能模块数量小于N(N<3)时，则本套嵌入式硬件设备上非闭锁状态的保护控制功能模块广播发布自己的迀移顺序编号；
[0036]6)在预先设定的延时等待时间内，侦测其它嵌入式硬件设备中相同功能的保护控制功能模块是否发布了迀移顺序编号；
[0037]7)如果侦测到其它硬件设备该保护控制功能模块发布了相同的迀移顺序编号，则本嵌入式硬件设备自动将本设备上的该保护控制功能模块置位为永久闭锁状态，并进行报错提示。
[0038]8)如果侦测到其它硬件设备该保护控制功能模块发布了优先顺序更高的迀移顺序编号，则本嵌入式硬件设备自动将本设备上的该保护控制功能模块置位为待命状态，并实时侦测优先顺序更高的运行模块的心跳信息。
[0039]9)如果未测到其它硬件设备发布该保护控制功能模块迀移顺序编号，则在延时等待的时间到后，本嵌入式硬件设备自动将本设备上的该保护控制功能模块置位运行状态，并发布本功能模块投入运行记录信息，同时定时发布本模块的心跳信息。
[0040]10)当运行中的保护控制功能模块硬件或软件出现故障无法正常运行时，运行模块的心跳信息异常(错误或缺失)。待命运行的其它硬件设备上的保护控制功能模块侦测到运行模块的心跳信息异常后，重新返回第5)项重新判断。
[0041]如果正在运行的保护控制功能模块在运行过程中侦测到相同功能发布心跳信息的保护控制功能模块数量大于N时，这表明系统中出现异常状况导致超过N套相同功能的保护控制功能模块处于运行状态。此时所有发布心跳信息的该保护控制功能应立即发布告警信息，并分别按照预先设定的延时等待时间将自己退出运行，直至整个系统中相同功能的保护控制功能模块只剩下N套在发布心跳信息，最终仅保留该N套保护控制功能模块运行。
[0042]需要说明的是，本方案描述中，迀移顺序编号的优先级顺序可在实际应用中采用不同方法，比如优先级按照迀移顺序编号从小到大或者从大到小的顺序进行设定。
[0043]下面通过一个具体实现方法描述一个实例。本实例中假设存在四套硬件设备，期望在其中三套硬件设备上实现变电站母差保护功能。
[0044]I)四套硬件设备分别标记为A/B/C/D，配置于其中的母差保护模块的迀移顺序编号分别为①/②/③/④，编号小的优先级为高，设定的延时等待时间分别为T1/T2/T3/T4，其中 T1<T2<T3<T4。
[0045]2)假设仅有一台C设备首先上电，上电时C设备上母差保护模块侦测不到其他设备上存在相同母差保护模块正在运行，则C设备上母差保护模块发布本模块的迀移顺序编号③，延时等待T3时间之后，因为正在运行的相同功能模块数量小于三套，C设备自动将本设备上迀移顺序编号为③的母差保护置为运行状态，并定时发布本模块的心跳信息。假设D设备随后第二个上电，上电时D设备上母差保护模块侦测到处于运行状态的相同母差保护模块不足三套，则D设备上母差保护模块发布本模块的迀移顺序编号④，延时等待T4时间之后，因为正在运行的相同功能模块数量仍然小于三套，C设备自动将本设备上迀移顺序编号为④的母差保护置为运行状态，并定时发布本模块的心跳信息。假设A设备随后第三个上电，上电时A设备上母差保护模块侦测到处于运行状态的相同母差保护模块不足三套，则A设备上母差保护模块发布本模块的迀移顺序编号①，延时等待Tl时间之后，因为正在运行的相同功能模块数量仍然小于三套，A设备自动将本设备上迀移顺序编号为①的母差保护置为运行状态，并定时发布本模块的心跳信息。之后上电的设备中的母差保护模块，由于上电时会侦测到处于运行状态的相同母差保护模块已经达到三套，所以会自动将自己置位为待命状态而不会投入运行，保证整个系统中不超过三套母差保护模块处于运行状态。
[0046]3)假设A/B/C/D四台设备同时上电，上电时A/B/C/D四台设备均未侦测相同母差保护模块正在运行，则A/B/C/D四台设备上母差保护模块同时发布本模块的迀移顺序编号①/②/③/④，T1/T2/T3延时等待时间的之后，A/B/C设备先后自动将本设备上迀移顺序编号为①/②/③的母差保护置为运行状态，并定时发布本模块的心跳信息。仍处于延时等待状态的D设备侦测已经有三套母差保护模块处于运行状态，所以会自动将自己置位为待命状态而不会投入运行，保证整个系统中不超过三套母差保护模块处于运行状态。
[0047]4)假设A/B/C设备中编号为①/②/③的三套母差保护模块处于运行状态，运行一段时间之后发生C设备中编号③的母差保护模块运行瘫痪，则编号③的母差保护模块无法定时正常发布本模块的心跳信息，从而出现母差保护模块发出正常运行心跳信息的不足三套，此时D设备上的母差保护模块发布本模块的迀移顺序编号④，延时等待T4时间之后，D设备上迀移顺序编号为④的母差保护模块由待命状态变更为运行状态，保证整个系统中仍保持三套母差保护模块处于运行状态。
[0048]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迀移的方法，其特征是，包括以下步骤: 1)先在每一套嵌入式硬件设备中预先配置上全部预期需要实现的保护控制功能模块； 2)初始配置好嵌入式硬件设备中所有保护控制功能模块的迀移顺序编号、优先级顺序以及用以确认功能模块运行状态的延时等待时间，然后这些硬件设备及其功能模块才允许投入运行，其中迀移顺序编号优先级越高的模块，其延时等待时间越短； 3)本套嵌入式硬件设备复位后重新启动时，其中的各保护控制功能模块先侦测当前是否已有相同功能的保护控制功能模块正在运行或正在发布迀移顺序编号； 4)如果当前已有N套相同功能的保护控制功能模块正在运行或正在发布迀移顺序编号，NS3;则本套嵌入式硬件设备自动将本设备上非闭锁状态的保护控制功能模块置位为待命状态，并实时侦测正在运行的保护控制功能模块的心跳信息； 5)如果复位后重新启动的保护控制功能模块侦测到当前相同功能模块正在运行或正在发布迀移顺序编号的数量小于N时，或者正常运行时处于待命状态的保护控制功能模块侦测到能够发出正常心跳信息和正在发布迀移顺序编号的相同功能模块数量小于N时，则本套嵌入式硬件设备上非闭锁状态的保护控制功能模块广播发布自己的迀移顺序编号； 6)在预先设定的延时等待时间内，侦测其它嵌入式硬件设备中相同功能的保护控制功能模块是否发布了迀移顺序编号； 7)如果侦测到其它嵌入式硬件设备中相同功能的保护控制功能模块发布了迀移顺序编号，则根据侦测到的迀移顺序编号，确定本套嵌入式硬件设备上的保护控制功能模块的具体运行状态； 8)在延时等待的时间到后，如果正在运行的相同功能模块数量仍然小于N，则本嵌入式硬件设备自动将本设备上的该保护控制功能模块置位运行状态，并发布本功能模块投入运行记录信息，同时定时发布本模块的心跳信息；如果正在运行的相同功能模块数量已经达到N，则本嵌入式硬件设备自动将本设备上的该保护控制功能模块置位待命状态，并实时侦测优先顺序更高的运行模块的心跳信息。2.如权利要求1所述的一种智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迀移的方法，其特征是，所述步骤4)中，当运行中的保护控制功能模块硬件或软件出现故障无法正常运行时，该保护控制功能模块的心跳信息异常;处于待命状态的具有相同功能的保护控制功能模块侦测到该保护控制功能模块的心跳信息异常后，处于待命状态的具有相同功能的保护控制功能模块发布自己的迀移顺序编号。3.如权利要求1所述的一种智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迀移的方法，其特征是，所述步骤5)中，当运行中的保护控制功能模块出现故障无法正常运行时，该保护控制功能模块的心跳信息异常;处于待命状态的具有相同功能的保护控制功能模块侦测到该保护控制功能模块的心跳信息异常后，处于待命状态的具有相同功能的保护控制功能模块发布自己的迀移顺序编号。4.如权利要求1所述的一种智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迀移的方法，其特征是，所述步骤7)中，如果侦测到其它嵌入式硬件设备中相同功能的保护控制功能模块发布了相同的迀移顺序编号，则本嵌入式硬件设备自动将本设备上的该保护控制功能模块置位为永久闭锁状态，并进行报错处理。5.如权利要求1所述的一种智能变电站保护控制功能单套配置运行自动迀移的方法，其特征是，所述步骤7)中，如果侦测到其它硬件设备中的相同功能的保护控制功能模块发布了优先顺序高于本套嵌入式硬件设备上的保护控制功能模块的迀移顺序编号，则本嵌入式硬件设备自动将本设备上的该保护控制功能模块置位为待命状态，并实时侦测具有更高优先顺序的迀移顺序编号的保护控制功能模块的心跳信息。6.如权利要求1所述的一种智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迀移的方法，其特征是，所述步骤8)中，如果正在运行的保护控制功能模块侦测到其它嵌入式硬件设备中相同功能的保护控制功能模块发布了相同的迀移顺序编号，则本嵌入式硬件设备立即自动将本设备上的该保护控制功能模块置位为永久闭锁状态，并进行报错处理;此时，正常运行时处于待命状态的保护控制功能模块按照步骤5)、步骤6)、步骤7)、步骤8)重新进行该功能模块的迀移部署。7.如权利要求1所述的一种智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迀移的方法，其特征是，所述步骤8)中，如果正在运行的保护控制功能模块在运行过程中侦测到相同功能发布心跳信息的保护控制功能模块数量大于N时，表明系统中出现异常状况导致超过N套相同功能的保护控制功能模块处于运行状态;此时所有发布心跳信息的具有该保护控制功能的保护控制功能模块应立即发布告警信息，并分别按照预先设定的延时等待时间将自己退出运行，直至整个系统中相同功能的保护控制功能模块只剩下N套在发布心跳信息，最终仅保留该N套保护控制功能_旲块运行。8.如权利要求1所述的一种智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迀移的方法，其特征是，所述保护控制功能模块包括但不限于:线路保护、电容器保护、电动机保护、变压器保护、母差保护、区域/广域电网保护、低压低频减载控制、区域/广域电网紧急控制、区域/广域电网供电自愈控制以及辅助决策支撑服务。9.如权利要求1所述的一种智能变电站保护控制功能多套配置运行自动迀移的方法，其特征是，所述嵌入式硬件设备指智能变电站中集成了不同软件保护控制功能的设备，该设备具备至少两种智能变电站保护控制装置或系统的功能，智能变电站保护控制装置或系统包括但不限于:线路保护装置、电容器保护装置、电动机保护装置、变压器保护装置、母差保护装置、区域/广域电网保护装置、低压低频减载控制装置、区域/广域电网紧急控制系统、区域/广域电网供电自愈控制系统以及辅助决策支撑服务系统。
【文档编号】H02H7/22GK106058822SQ201610541001
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】李伟硕, 高华, 傅孟潮, 焦之明, 王秉钧, 纪洪伟, 姚舜
【申请人】山东鲁能智能技术有限公司