高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统，其特征在于：本监控系统按软件结构组成分为三层，第一层为各个一次设备数据及信号采集层；第二层是由设备状态检测模块、系统数据采集模块共同搭建而成的底层数据处理层，分别由高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台设备系统状态监控模块、系统数据采集模块、系统操作控制模块组成，第三层是基于NS3000综合集控系统开发而成的高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统平台。该系统可以对被测的光伏并网运行单元的各项运行数据进行实时监控，能实时了解并网单元的运行特性，为试验人员提供可靠的运行试验依据。

【技术实现步骤摘要】
高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统
本专利技术涉及光伏发电站电网故障模拟系统的移动式检测，尤其涉及一种高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统。
技术介绍
国标《光伏发电站接入电力系统技术规定》要求：大功率光伏并网逆变器必须具有低电压穿越（LVRT）能力。当电力系统事故引起光伏发电站并网点电压跌落时，在一定的电压跌落范围和时间间隔内，光伏发电站能够保证不脱网连续运行。目前适用于高海拔地区的大规模并网光伏电站的移动式检测设备由于其设备本身的结构与设计问题，其本身只适用于其自身设备的调试与检测，没有针对检测设计专门的后台操作系统，界面可操作性有待提高，人机沟通界面简单，不能直接的了解系统的运行工况，操作性较低。截止目前为止，适用于高海拔地区大规模并网光伏电站电网故障模拟检测设备所用的后台操作界面，其本身只适用于该设备的操作与控制，其界面设计简单，可操作性局限，后台监控内容缺乏继电保护等相关安全性数据的监控。操作存在危险性，不能对检测过程进行全程监控，不能对整套检测设备进行全程实时监控与操作。有鉴于此，本专利技术提供一种高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统，以满足实际应用需要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了更好地开展电网故障模拟检测工作，本专利技术提供一种高海拔并网光伏发电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统，该系统是国内首套针对高海拔光伏电站电网故障模拟测试系统移动检测设备定制的后台操作与监控，用于光伏发电站、光伏发电单元并网检测试验过程中的各项试验设备工况的运行数据、事故告警的展示，以及相关设备的控制，达到配合实验人员顺利、安全完成试验的目的。本专利技术所采用的技术方案是：一种高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统，其特征在于：本监控系统按软件结构组成分为三层，第一层为各个一次设备数据及信号采集层；第二层是由设备状态检测模块、系统数据采集模块共同搭建而成的底层数据处理层，分别由高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台设备系统状态监控模块、系统数据采集模块、系统操作控制模块组成，第三层是基于NS3000综合集控系统开发而成的高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统平台；第一层数据及信号采集层主要完成各个一次设备的信号机数据采集功能，包括：电抗器状态监控模块，主要监控和采集电抗器设备的电气量数据及信号，包括35KV电抗器及10KV电抗器共4组12台电抗器红外测温仪的温度、湿度信号；分接开关状态监控模块，主要接收35KV及10KV分接开关的档位信号、状态信号，通过档位判断分接开关的运行状态，并将状态信号及时传输给系统状态监控模块；开关柜状态监控模块，主要监控各个开关柜内断路器、隔离刀闸及接地刀闸的分、合状态，监控开关柜的综合保护装置的运行状态，通过以太网将开关量信号传输给系统状态监控模块，进行分析判断，确定系统的运行状况；单极接触器监控模块，主要监控机接收8台接触器的开关量及运行状况，通过以太网传输机上一级系统；开关柜数据采集模块，主要完成各个开关柜的数据采集功能，包括四台开关柜的电气量信号，三相电压信号、三相电流信号、频率及运行工况的数据；分接开关数据采集模块，主要完成分接开关的运行数据，并传输给上一级系统，进行处理；系统软件结构第二层主要对第一层数据及信号采集层采集的数据进行比较和分析，其中：系统数据采集模块主要完成系统的电气量数据分析，将下一层系统报送的数据进行处理，根据选取的电压等级的不同，与软件模块的初始设置值进行比较，如果系统数据在初始设置值的范围内，则系统状态监控模块判定系统运行正常，并将比较结果与原始数据共同报送到上一层系统，如果系统状态监控模块判定数据超限，系统状态监控模块将发送系统运行故障状态给上一级系统，由上一级系统将状态监控数据系统进行综合分析后，发出系统运行异常指令，下发给系统操作控制模块，并由系统操作控制模块执行告警或跳闸令，将系统切除运行状态；系统状态监控模块主要完成对底层状态监控量的综合分析，将收集的状态信息与模块初始运行正常状态进行比较，状态正常则发正常状态数据传输，如果运行状态与初始设置值有差异则发送状态故障信号给上一级系统，由上一级系统进行处理；系统操作控制模块主要功能是根据系统监控与操作系统下发的不同控制指令，对不同的控制指令进行分类，将数据类指令转换成电气量控制信号，并第一时间发送给不同的一次设备的操作控制模块，完成相应的系统控制与操作；各个一次设备完成相应操作后，将相应的状态信号传输至各个一次设备的状态监控模块，定期上传给系统状态监控模块进行分析；一次设备的操作控制模块定期将状态量发送给系统状态监控模块，以保证状态量数据的实时采集与上传，保证系统运行的安全性；系统软件结构第三层是整个系统的综合处理与控制系统，对第二层的数据进行综合，通过软件内部的算法，综合判断系统的运行状态和操作流程，通过不同的输入指令完成不同状态的控制，最终完成不同的操作，根据对下层数据与状态的综合分析，判断系统是否运行正常，是否满足实验要求，并给出提示，是否进行下一项实验内容，并将各个状态量和数据量通过后台进行显示。如上所述的高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统，其特征在于，系统状态监控模块监视的设备包括：开关柜集装箱环境温湿度、电抗器集装箱环境温湿度、CB1~CB4断路器状态，包括分合闸状态、操作机构信息、相关告警和事故，流过CB1~CB4断路器的电信号，包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率，K1~K4接触器分合状态、S1~S3分接开关档位、电抗器温度、10kV/35kV一次设备鉴别信息。如上所述的高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统，其特征在于，系统接入RTU的数量：每台前置机最多可接入64路RTU，采用并联方式，多台前置机可组合成一个前置机系统，系统最多可接入N×64路RTU。如上所述的高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统，其特征在于，历史数据、文档资料保存容量：采样数据分1分钟、5分钟、15分钟采样量和1小时采样量四种，采样点数不受限制，采样数据保存周期用户可自行定义，只受外设存贮空间限制。本专利技术的有益效果是：该系统可以对被测的光伏并网运行单元的各项运行数据进行实时监控，能实时了解并网单元的运行特性，为试验人员提供可靠的运行试验依据。对检测设备的各项运行信息进行实时上报，及时真实的反映检测设备的遥测信号，为检测人员实时了解设备的试验状况提供依据。该系统能对各个试验点进行实时设置，可操作性强，灵活性大。该操作系统能对相关设备进行远程控制，能全程控制设备的启停，增强了设备的灵活性。该套系统能对各项事故告警展示，为实验人员进行事故分析提供依据，保证了设备运行的可靠性和安全性。图1为高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统软件结构图。附图说明为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。具体实施方式高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统是基于NS3000综合集控系统平台开发，NS3000安装过程参见《NS300本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统，其特征在于：本监控系统按软件结构组成分为三层，第一层为各个一次设备数据及信号采集层；第二层是由设备状态检测模块、系统数据采集模块共同搭建而成的底层数据处理层，分别由高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台设备系统状态监控模块、系统数据采集模块、系统操作控制模块组成，第三层是基于NS3000综合集控系统开发而成的高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统平台；第一层数据及信号采集层主要完成各个一次设备的信号机数据采集功能，包括：电抗器状态监控模块，主要监控和采集电抗器设备的电气量数据及信号，包括35KV电抗器及10KV电抗器共4组12台电抗器红外测温仪的温度、湿度信号；分接开关状态监控模块，主要接收35KV及10KV分接开关的档位信号，状态信号，通过档位判断分接开关的运行状态，并将状态信号及时传输给系统状态监控模块；开关柜状态监控模块，主要监控各个开关柜内断路器、隔离刀闸及接地刀闸的分、合状态，开关柜的综合保护装置的运行状态，通过以太网将开关量信号传输给系统状态监控模块，进行分析判断，确定系统的运行状况；单极接触器监控模块，主要监控机接收8台接触器的开关量及运行状况，通过以太网传输机上一级系统；开关柜数据采集模块，主要完成各个开关柜的数据采集功能，包括四台开关柜的电气量信号，三相电压信号、三相电流信号、频率及运行工况的数据；分接开关数据采集模块，主要完成分接开关的运行数据，并传输给上以及系统，进行处理；系统软件结构第二层主要对第一层数据及信号采集层采集的数据进行比较和分析，其中：系统数据采集模块主要完成系统的电气量数据分析，将下一层系统报送的数据进行处理，根据选取的电压等级的不同，与软件模块的初始设置值进行比较，如果系统数据在初始设置值的范围内，则系统模块判定系统运行正常，并将比较结果与原始数据共同报送到上一层系统，如果模块判定数据超限，模块将发送系统运行故障状态给上一级系统，由上一级系统将状态监控数据系统进行综合分析后，发出系统运行异常指令，下发给操作模块，并由操作模块执行告警或跳闸令，将系统切除运行状态；系统状态监控模块主要完成对底层状态监控量的综合分析，将收集的状态信息与模块初始运行正常状态进行比较，状态正常则发正常状态数据传输，如果运行状态与初始设置值有差异则发送状态故障信号给上一级系统，由上一级系统进行处理；系统操作控制模块主要功能是根据系统监控与操作系统下发的不同控制指令，对不同的控制指令进行分类，将数据类指令转换成电气量控制信号，并第一时间发送给不同的一次设备的操作控制模块，完成相应的系统控制与操作；各个一次设备完成相应操作后，将相应的状态信号传输至各个一次设备的状态监控模块，定期上传给系统状态监控模块进行分析；一次设备的操作控制模块定期将状态量发送给系统状态监控模块，以保证状态量数据的实时采集与上传，保证系统运行的安全性；系统软件结构第三层是整个系统的综合处理与控制系统，对第二层的数据进行综合，通过软件内部的算法，综合判断系统的运行状态和操作流程，通过不同的输入指令完成不同状态的控制，最终完成不同的操作，根据对下层数据与状态的综合分析，判断系统是否运行正常，是否满足实验要求，并给出提示，是否进行下一项实验内容，并将各个状态量和数据量通过后台进行显示。...

【技术特征摘要】
1.一种高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统，其特征在于：本监控系统按软件结构组成分为三层，第一层为各个一次设备数据及信号采集层；第二层是由设备状态检测模块、系统数据采集模块共同搭建而成的底层数据处理层，分别由高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台设备系统状态监控模块、系统数据采集模块、系统操作控制模块组成，第三层是基于NS3000综合集控系统开发而成的高海拔光伏电站电网故障模拟检测设备后台操作监控系统平台；第一层数据及信号采集层主要完成各个一次设备的信号机数据采集功能，包括：电抗器状态监控模块，主要监控和采集电抗器设备的电气量数据及信号，包括35KV电抗器及10KV电抗器共4组12台电抗器红外测温仪的温度、湿度信号；分接开关状态监控模块，主要接收35KV及10KV分接开关的档位信号、状态信号，通过档位判断分接开关的运行状态，并将状态信号及时传输给系统状态监控模块；开关柜状态监控模块，主要监控各个开关柜内断路器、隔离刀闸及接地刀闸的分、合状态，监控开关柜的综合保护装置的运行状态，通过以太网将开关量信号传输给系统状态监控模块，进行分析判断，确定系统的运行状况；单极接触器监控模块，主要监控机接收8台接触器的开关量及运行状况，通过以太网传输机上一级系统；开关柜数据采集模块，主要完成各个开关柜的数据采集功能，包括四台开关柜的电气量信号，三相电压信号、三相电流信号、频率及运行工况的数据；分接开关数据采集模块，主要完成分接开关的运行数据，并传输给上一级系统，进行处理；系统软件结构第二层主要对第一层数据及信号采集层采集的数据进行比较和分析，其中：系统数据采集模块主要完成系统的电气量数据分析，将下一层系统报送的数据进行处理，根据选取的电压等级的不同，与软件模块的初始设置值进行比较，如果系统数据在初始设置值的范围内，则系统状态监控模块判定系统运行正常，并将比较结果与原始数据共同报送到上一层系统，如果系统状态监控模块判定数据超限，系统状态监控模块将发送系统运行故障状态给上一级系统，由上一级系统将状态监控数据系统进行综合分析后，发出系统运行异常指令，下发给系统操作控制模块，并由系统操作控制模块执行告警或跳闸令，将系统切除运行状态；系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，张海宁，杨小库，李春来，孟可风，杨立滨，宋锐，李正曦，孔祥鹏，丛贵斌，杨嘉，王轩，赵世昌，梁英，张杰，马勇飞，刘可，杨文丽，王少飞，汪凤月，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：青海;63