一种智能变电站专用数据交互方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种智能变电站专用数据交互方法及装置，实现对过程层交换机发往继电保护装置的SMV采样值控制块进行单向过滤与隔离，对交换机发往继电保护装置及继电保护装置发往交换机的GOOSE控制块，保持双向交互，并可采用光数字继电保护测试仪从专用数据交互装置其它输入端口添加测试所需要的SMV采样值控制块，添加的SMV采样值控制块与GOOSE控制块在同一对光纤中传输至继电保护装置，从而实现继电保护装置与智能终端的一体化传动测试。基于该方法的智能变电站专用数据交互装置串接于过程层交换机和继电保护装置之间，方便实现采样值SMV和GOOSE合并组网的智能变电站继电保护及其它安全自动装置的一体化传动测试。

【技术实现步骤摘要】
一种智能变电站专用数据交互方法及装置
本专利技术涉及电力系统智能变电站二次系统继电保护测试领域，具体涉及一种智能变电站专用数据交互方法与装置。
技术介绍
智能变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建、建立在IEC61850体系基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。智能变电站具有二次系统结构简单，二次回路无开路引入高压危险，光纤传输抗电磁干扰能力强等特点，采用电子式、光纤式或磁光玻璃式互感器的智能变电站，还具有占地面积小、无CT饱和和互感器铁磁谐振，不充油不充气，无易爆易燃危险的优势，因此，智能变电站正逐步进入大范围推广建设阶段。 目前，已建和在建的智能变电站，根据过程层保护装置采样值的获取方式和GOOSE的跳闸方式，大致可分为三种模式。一是“直采直跳”的智能变电站，二是SMV与采样值独立组网的智能变电站，三是SMV/G00SE合并组网的智能变电站。“直采直跳”模式下，合并单元(MU)至保护装置采用单根光纤点对点传输SMV信号，保护至智能终端也是采用单对光纤点对点传输GOOSE信号，这种模式下保护的正常工作可不依赖于交换机和GPS时钟同步系统，但它的缺点也是十分突出的，二次系统结构复杂，光纤数量大，保护装置、MU、智能终端光接口数量多，发热严重。SMV与GOOSE独立组网变电站，信息的共享程度要优于“直采直跳”模式，光纤数量减少很多，二次系统也简单很多。相对于前两种模式，SMV与GOOSE合并组网智能变电站，具有光纤数量少、系统最简洁、信息共享最充分、最接近IEC61850体系架构的特点，将会成为智能变电站的发展方向。它存在的问题是对时钟同步系统的依赖和对网络交换设备工作可靠性的依赖，随着这两方面技术的突破，合并组网模式智能变电站在智能电网的应用会越来越多,从而会成为智能变电站的主流模式。根据时钟同步系统的不同,合并组网变电站又可分为基于IRIG-B码同步的SMV/G00SE合并组网变电站和基于PTP同步的“三网合一”智能变电站。采用PTP网络对时与同步方式，更可以大大地简化整个变电站的对时与同步系统，但限于目前IEEE1588交换机技术成熟度和价格的原因，基于PTP同步的三网合一智能变电站的大范围推广受到了限制。 国内目前已有一定数量的基于IRIG-B码同步的SMV/G00SE共网及“三网合一”智能变电站投入运行。合并组网变电站系统结构简洁，但过程层信号传输的关联性强，交换机至保护装置采样值(SMV)和GOOSE信号在同一根光纤中传输，对于三网合一变电站，光纤中还会有PTP对时同步信号，这些信号的相互关联，会给继电保护装置的定期检验带来极大的困难。 存在的主要问题如下: I)定期检验如果只完成保护装置、MU、智能终端独立的各单体测试是不够的，会给变电站的安全运行留下一定的隐患。这三个设备的正常工作是密切关联的，保护正确动作与MU采样值(SMV)传输的正确性及保护至智能终端GOOSE传输正确性相关联，任何一个环节和装置出了问题，都是非常危险的。限于目前对关联信号处理技术手段的限制，大部分SMV/GOOSE合并组网智能变电站目前都只能采用单体测试方式进行保护装置的定期检验，或只能在变电站全部或局部停电方式下进行保护定期检验，这样可能拖延了定期检验的时间，影响了供电的连续性； 2)智能变电站中，母线电压MU输出SMV报文接入交换机，交换机至线路保护装置的光纤中，既有线路MU电压电流采样值控制块，也有母线电压控制块，对线路保护装置的定期检验，母线MU是不能停用的，否则需母线停电。如既要实现保护与智能终端的GOOSE传动，又要母线MU不停止工作，难以做到； 3)采用重新划分过程层交换机局域网ID可以进行设备和信号的隔离与重组，但在实际运行的变电中，重新设置交换机，修改网络的虚拟局域网号(VLANID)，交换机需停电，测试完后又改回来，又存在交换机需重新测试的问题； 随着智能变电站的批量建设，以上SMV/G00SE合并组网变电站的定期检验问题会越来越突出，甚至会直接影响到变电站的安全稳定运行。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种智能变电站专用数据交互方法，用于对采样值和GOOSE合并组网的智能变电站继电保护装置进行测试，对于过程层交换机发往继电保护装置的采样值控制块进行单向过滤与隔离。 本专利技术还提供了一种智能变电站专用数据交互装置，其包括数据交互输出模块、处理控制模块、SCD文件解析与配置模块、数据交互输入模块；其特征在于: 所述数据交互输入模块包括多路光以太网接口，其中一路光以太网接口接入过程层交换机或者智能组件，其它光以太网接口中的一路或多路接入光数字继电保护测试仪； 所述数据交互输出模块包括至少一路连接至保护装置的光以太网接口 ； 所述处理控制模块包括PTP时钟处理模块和报文传输控制模块；所述报文传输控制模块，包括FPGA及其附属电路，在完成报文交互控制、报文过滤及报文路径控制功能的同时保证报文传输延时的确定性与一致性； 其中，所述过程层交换机或者智能组件向所述保护装置发送SMV控制块、GOOSE控制块、PTP信号中的一个或者多个；所述光数字继电保护测试仪向所述保护装置发送SMV控制块；所述智能变电站专用数据交互装置对过程层交换机发向所述保护装置的SMV控制块进行单向过滤和隔离。 将所述过程层交换机或者智能组件发向所述保护装置的SMV控制块替换为光数字继电保护测试仪输出的SMV控制块。 在上述技术方案中，所述光数字继电保护测试仪向保护装置发送的SMV控制块的APPID、MAC地址、通道数与所述过程层交换机或者智能组件向保护装置发送的SMV控制块的APPID、MAC地址、通道数完全相同。 在上述技术方案中，所述S⑶文件解析与配置模块，包括一个作为配置网口的电以太网口，以及一个32位处理器；其中所述配置网口用来与笔记本电脑相连以载入变电站S⑶文件，32位处理器对载入的变电站S⑶文件进行解析，确定端口路径与对应关系；通过配置软件中所选择的待测保护装置并进行相应设置，根据输入输出的SMV控制块和GOOSE控制块的APPID和MAC地址进行交互路径规划。 在上述技术方案中，所述PTP时钟处理模块包括本地时钟、时间控制模块以及多个上游时间端时标生成器和多个下游时间端时标生成器；所述本地时钟用以延续、保持所述PTP时钟处理模块的本地时间；所述时间控制模块用实现以计算、控制与PTP时间相关的工作同时对本地时钟进行调整；上游时间端时标生成器用以实现对接收报文的时标产生；下游时间端时标生成器用以实现对发送报文的时标产生；所述上游时间端时标生成器与数据交互输入模块的光以太网接口对应，所述下游时间端时标生成器与数据交互输出模块的光以太网接口——对应。 在上述技术方案中，所述过程层交换机接入线路合并单元、变压器合并单元、母线合并单元、智能终端、测控、网络记录这些IED设备中的一种或多种。 在上述技术方案中，所述智能组件具有合并单元和智能终端的功能。 在上述技术方案中，所述智能变电站专用数据交互装置的交互延时恒定且小于1us ;所述保护装置包括智能变电站线路保护装置、变压器保护装置、母线保护装置中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能变电站专用数据交互方法，用于对采样值和GOOSE合并组网的智能变电站继电保护装置进行测试，其特征在于：对于过程层交换机发往继电保护装置的采样值控制块进行单向过滤与隔离。

【技术特征摘要】
1.一种智能变电站专用数据交互方法，用于对采样值和GOOSE合并组网的智能变电站继电保护装置进行测试，其特征在于:对于过程层交换机发往继电保护装置的采样值控制块进行单向过滤与隔离。2.一种智能变电站专用数据交互装置，其包括数据交互输出模块、处理控制模块、SCD文件解析与配置模块、数据交互输入模块；其特征在于: 所述数据交互输入模块包括多路光以太网接口，其中一路光以太网接口接入过程层交换机或者智能组件，其它光以太网接口中的一路或多路接入光数字继电保护测试仪； 所述数据交互输出模块包括至少一路连接至保护装置的光以太网接口； 所述处理控制模块包括PTP时钟处理模块和报文传输控制模块；所述报文传输控制模块，包括FPGA及其附属电路，在完成报文交互控制、报文过滤及报文路径控制功能的同时保证报文传输延时的确定性与一致性； 其中，所述过程层交换机或者智能组件向所述保护装置发送SMV控制块、GOOSE控制块、PTP信号中的一个或者多个；所述光数字继电保护测试仪向所述保护装置发送SMV控制块；所述智能变电站专用数据交互装置对过程层交换机发向所述保护装置的SMV控制块进行单向过滤和隔离； 将所述过程层交换机或者智能组件发向所述保护装置的SMV控制块替换为光数字继电保护测试仪输出的SMV控制块。3.根据权利要求2所述的智能变电站专用数据交互装置，其特征在于:所述光数字继电保护测试仪向保护装置发送的SMV控制块的APPID、MAC地址、通道数与所述过程层交换机或者智能组件向保护装置发送的SMV控制块的APPID、MAC地址、通道数完全相同。4.根据权利要求3所述的智能变电站专用数据交互装置，其特征在于:所述SCD文件解析与配置模块，包括一个作为配置网口的电以太网口，以及一个32位处理器；其中所述配置网口用来与笔记本电脑相连以载入变电站S⑶文件，32位处理器对载入的变电站S⑶文件进行解析，确定端口路径与对应关系；通过配置软件中所选择的待测保护装置并进行相应设置，根据输入输出的SMV控制块和GOOSE控制块的APPID和MAC地址进行交互路径规划。5.根据权利要求4所述的智能变...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁楠，杨经超，肖宁，张广梅，王磊，赵轩，陈刚，
申请(专利权)人：贵州电网公司六盘水供电局，武汉凯默电气有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52