一种提高变电站自动化系统的可用性方法技术方案

本发明专利技术提出了一种提高变电站自动化系统的可用性方法，所述电力网络分成一个或更多区段，并且具有以通信方式连接在通信网络中的多个IED，所述多个IED被配置用于所述电力网络的一个或更多区段中的电力管理功能，所述多个IED连接有调度中心，所述方法包括：将所述调度中心实时接收所述IED监测的电力网络数据；检测IED的活动状态，定义不活动的IED依次为第一IED；利用调度中心控制不活动的IED生成不活动标识，根据所述不活动标识，生成电力不平稳状态，生成电力负载触发指令，并根据电力负载触发指令确定替换IED；利用第一替换IED代替第一IED，本发明专利技术能够提高变电站自动化系统的可用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力
，特别涉及一种提高变电站自动化系统的可用性方法。
技术介绍
高压和中压电力网络中的变电站包括通常设置在开关场地和/或间隔(bay)中的一次设备，例如电缆、线、母线、开关、电力变压器和仪表变压器。经由变电站自动化(SA，SubstationAutomation)系统以自动化的方式操作这些一次设备。SA系统包括基于微处理器的可编程二次设备，即负责对一次设备进行保护、控制和监视的所谓的智能电子设备(IED，IntelligentElectronicDevice)。通常将IED分配到三个层级即站层、间隔层以及通过过程接口从间隔层分离出的过程层中的一个。SA系统的站层包括具有人机接口(HMI，Human-MachineInterface)的操作员工作站(OWS，OperatorWorkStation)。此外，SA系统包括到网络控制中心(NCC，NetworkControlCentre)的网关。NCC包括用于管理电力产生和到消费者的潮流的中央能量管理系统(EMS，EnergyManagementSystem)和/或数据采集和监控(SCADA，SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统。间隔层的IED也称为间隔单元，依次彼此连接，并且经由光学内部间隔或者站总线连接到站层的IED。过程层的IED例如包括用于电压、电流和气体密度测量的非常规或者电子传感器、用于感测开关和变压器抽头转换器位置的触点探头、或者用于控制例如断路开关或者断路器的开关装置的智能致动器。如果屏蔽了电磁干扰，甚至可以将断路器IED直接集成到开关装置或者各个智能一次设备中。这些过程层IED经由优选光学总线的过程总线连接到间隔单元，可以将过程总线视为代替传统上将开关场地设备连接到间隔层设备的硬件配线过程接口的过程接口。当今的SA系统要求在所有变电站设备之间具备互操作性。这需要来自不同制造商的变电站IED可彼此互操作。为了实现这一点，国际电工委员会(IEC，InternationalElectrotechnicalCommittee)引入了国际间接受的用于在变电站的二次设备之间进行通信的通信标准，作为名称为“communicationnetworkandsysteminsubstations(变电站通信网络和系统)”的标准IEC61850的一部分。IEC61850定义了适应变电站的抽象对象模型和通过网络访问这些对象的方法。这允许例如OWS的特定变电站应用与标准对象一起工作，而变电站中的实际对象可以由不同制造商的IED来不同地实现。根据上述标准的抽象对象模型按照分配给作为物理设备的IED的逻辑设备内的逻辑节点表示SA功能。使用在开放系统互连(OSI，OpenSystemsInterconnection)、传输控制协议(TCP，TransmissionControlProtocol)、因特网协议(IP，InternetProtocol)和以太网(Ethernet)上建立的制造报文规范(MMS，ManufacturingMessageSpecification)通信栈，经由IEC61850协议针对瞬息临界(non-timecritical)消息对IED之间的实际通信进行处理。前述互操作性要求的一个结果是可以将来自不同的供应商的IED结合到一个SA系统中。由于在工程阶段期间对IED进行初始配置，因此相应的专用工程或者不同供应商的SA配置工具需要能够交换关于IED的信息。为此，需要以计算机可读的方式规范(specify)整个SA系统，包括其所有一次设备、IED和通信链路。这能够通过作为IEC61850标准的一部分的基于XML的综合变电站配置描述语言(SCL，SubstationConfigurationdescriptionLanguage)来实现。简而言之，IEC61850SCL语言为一次设备、二次设备提供其保护、控制和监视(PCM，protecting，controllingandmonitoring)功能、通信系统的逻辑结构以及IED和一次设备之间的关系的标准化描述。SCL语言用于在IED能力描述(ICD，IEDCapabilityDescription)文件中描述特定IED或者IED类型的能力。IED能力描述(ICD)文件列出物理设备的应用功能，例如其实现的保护功能。SCL语言的变电站配置描述(SCD，SubstationConfigurationDescription)文件描述一次对象、按照逻辑节点在每一个IED中实现的功能、以及特定变电站的通信连接。因此，SCD文件包括(1)开关场地命名和拓扑描述，(2)IED配置描述，(3)开关场地元件和IED功能之间的关系，以及(4)通信网络的描述。通过以下已知措施之一获得SA或任何其它控制系统、或者其关键部件的高可用性：hot-hot(热-热)或者hot-standby(热备份)计算机：对于需要高可用性的每一个IED，在系统中第二计算机在线(on-line)。在hot-hot系统中，两个IED并行运行，对于hot-standby系统，当“热”IED失效时备份IED投入使用，随后由备份IED进行监控。这个概念意味着使每一个(关键)IED加倍。计算机内多个相同的CPU：IED的操作系统(OS，operatingsystem)将应用任务分配到几个CPU。如果其中之一失效，则OS将在其上运行的任务重新分配到其它CPU。由该共用的操作系统透明地管理所有的CPU，所有任务需要能够在该操作系统和这种类型的CPU上运行。通常，例如到程序存储器或者到通信系统的外围接口对所有CPU是共用的，这意味着它们可能失效而没有冗余，或者也需要OS以hot-hot或hot-standby模式对它们进行处理。使用人工维修进行中央监控：中央监控意味着持续检查IED是否正在正确地工作、是否有故障或者是否已完全失效。在后两种情况下，向维护人员报警以替换故障部件。维修的平均时间在6到24小时的等级，这大大降低了系统的可用性。专利US5448766涉及一种无线电通信系统，其包括用于产生有用数据的终端/控制器和用于发送有用数据并且产生状态信息的正常工作发送器。在hot-hot配置中，冗余发送器耦合到终端控制器和正常工作发送器，并且在状态信息表示正常工作发送器的异常操作的情况下稍后发送有用数据。因此，现在亟需一种提高变电站自动化系统的可用性方法，提高变电站自动化系统的可用性。
技术实现思路
本专利技术提出一种提高变电站自动化系统的可用性方法，解决了现有技术中变电站自动化系统可用性低的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：提高变电站自动化系统的可用性方法，所述电力网络分成一个或更多区段，并且具有以通信方式连接在通信网络中的多个IED，所述多个IED被配置用于所述电力网络的一个或更多区段中的电力管理功能，所述多个IED连接有调度中心，所述方法包括：将所述调度中心实时接收所述IED监测的电力网络数据；检测IED的活动状态，定义不活动的IED依次为第一IED；利用调度中心控制不活动的IED生成不活动标识，根据所述不活动标识，生成电力不平稳状态，生成电力负载触发指令，并根据电力负载触发指令确定替换IED本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高变电站自动化系统的可用性方法，其特征在于，所述电力网络分成一个或更多区段，并且具有以通信方式连接在通信网络中的多个IED，所述多个IED被配置用于所述电力网络的一个或更多区段中的电力管理功能，所述多个IED连接有调度中心，所述方法包括：将所述调度中心实时接收所述IED监测的电力网络数据；检测IED的活动状态，定义不活动的IED依次为第一IED；利用调度中心控制不活动的IED生成不活动标识，根据所述不活动标识，生成电力不平稳状态，生成电力负载触发指令，并根据电力负载触发指令确定替换IED；利用第一替换IED代替第一IED。

【技术特征摘要】
1.一种提高变电站自动化系统的可用性方法，其特征在于，所述电力网络分成一个或更多区段，并且具有以通信方式连接在通信网络中的多个IED，所述多个IED被配置用于所述电力网络的一个或更多区段中的电力管理功能，所述多个IED连接有调度中心，所述方法包括：将所述调度中心实时接收所述IED监测的电力网络数据；检测IED的活动状态，定义不活动的IED依次为第一IED；利用调度中心控制不活动的IED生成不活动标识，根据所述不活动标识，生成电力不平稳状态，生成电力负载触发指令，并根据电力负载触发指令确定替换IED；利用第一替换IED代替第一IED。2.根据权利要求1所述的提高变电站自动化系统的可用性方法，其特征在于，第一IED的第一标准化配置数据存储在配置文件中，第一替换IED为第一类型的第一备用IED，对第一备用IED配置所述第一标准化配置数据。3.根据权利要求2所述的提高变电站自动化系统的可用性方法，其特征在于，所述电力平稳条件基于管理指派有优先级的一个或更多个子区段或者负载。4.根据权利要求3所述的提高变电站自动化系统的可用性方法，其特征在于，还包括配置第二标准化配置的第二IED，以及第二IED的第二备用IED，利用调度中心监测第二IED的失效，对第二备用IED配置第二标准化配置数据以及利用配置了第二标准化配置数据的第二备用IED代替失效的第二IED。5.根据权利要求4所述的提高变电站自动化系统的可用性方法，其特征在于，监控备用第一备用IED、第二备用IED的失效，并将失效结果进行报警指示。6.根据权利要求5所述的提高变电站自动化系统的可用性方法，其特征在于，所述第一IED、第二IED通过站总线和过程总线连接到系统中。7.根据权利要求6所述的提高变电站自动化系统的可用性方法，其特征在于，所述调度中心连接有便携式设备，所述便携终端设置有模...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂朝林，
申请(专利权)人：合肥华义电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34