一种特高压变电站和换流站合建监控系统及合建方法技术方案

本发明专利技术公开了一种特高压换流站和变电站监控系统及合建方法，针对特高压变电站先期建设、换流站后期建设的交直流合建工程，变电站和换流站的监控系统分别按各自的技术原则进行配置，变电站监控系统通过变电站远动机将变电站的测控信息上送至换流站网关机，并接收换流站监控系统发送的遥控命令；换流站监控系统通过换流站网关机接收并处理变电站的测控信息，并向变电站远动机发送由换流站监控系统发出的遥控命令，实现特高压变电站和换流站监控系统的后台融合。本发明专利技术具有通用性强、易于实现、运维方便、经济性好等特点，对提高交直流合建工程运维能力，提升交直流合建工程运行可靠性具有重要的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种特高压变电站和换流站合建监控系统及合建方法
本专利技术涉及高压直流输电工程
，具体地指一种特高压变电站和换流站合建监控系统及合建方法。
技术介绍
换流站与变电站同址合建在整合资源、降低投资、减少运行维护费用等方面具有显著的优势。由于交直流合建工程中换流站和变电站在同一个围墙内运行，对全站的监控系统进行融合建设有利于运行人员在主控室利用一套监控系统实现对交直流合建工程全站的监视、控制与操作。国内较早建设的交直流合建工程，变电站和换流站的监控系统分别单独配置，运行人员仍需采取“同址合建，分站值守”的模式，不利于交直流合建工程的高效运行与维护，特别是对于共用交流设备的交直流合建工程，采用两套监控系统同时监控共用交流设备将对全站的运维带来极大的风险。目前，针对交直流合建工程的技术原则已开展了多方面的研究工作，如针对±500kV及以上电压等级的换流站，(见张劲松.高压换流站交、直流合建主要技术原则[J].电力建设,2009,5(30):21-24.)从系统接入方案、电气主接线等方面对交直流合建工程进行了分析，提出了交直流合建工程的主要技术原则，但该研究未对交直流合建工程的监控系统的技术要求进行说明；将练塘500kV变电站站控层信息接入沪西1000kV变电站站控层网络，进行了沪西1000kV变电站与练塘500kV变电站监控系统融合建设，实现全站一体化监控和运行(见简辉,王焕新.沪西1000kV变电站和已运行的练塘500kV变电站一体化建设实施方案[J].建设管理,2015,10:69-73.)。但研究仅给出了变电站合建工程的监控系统融合建设方法，实际上相当于对变电站的监控系统进行扩容。由于换流站监控系统的配置要求较变电站更为复杂，因此，该监控系统合建方法在交直流合建工程中并不实用。换流站和变电站的监控系统配置模式各不相同。换流站监控系统采用模块化、分层分布式网络结构，由站控层、控制层和就地层构成，监控系统的控制层设备采用双重化配置；特高压变电站监控系统采用“两层设备、单层网络”结构，即站控层、间隔层设备以及站控层网络(MMS网)，监控系统的间隔层设备采用单套配置。在工程上，变电站和换流站的核准和建设时序将给交直流合建工程的建设带来施工和运行交叉等问题，在一定程度上将影响交直流合建工程监控系统的配置方案。针对变电站先行建设，换流站后期建设的交直流合建工程，在换流站建设时，变电站监控系统已按交流工程的原则建设，实现变电站和换流站监控系统合建较为困难。已建成的交直流合建工程进行了监控系统融合的初步尝试，如高岭站、银川东站、哈密站等工程，先期建设了交流500kV或750kV变电站，在后期建设换流站时，将先期变电站的测控装置拆除，重新按照换流站监控系统的技术原则进行双重化配置，这极大地增加了监控系统合建的设备费用和施工费用。
技术实现思路
为克服现有交直流合建工程监控系统合建面临的技术缺陷，针对变电站先期建设，换流站后期建设的交直流合建工程，本专利技术提出了一种特高压变电站和换流站合建监控系统及合建方法，通过合建后的监控系统对特高压变电站和换流站所有设备进行统一监控，进一步提高交直流合建工程的运维能力，提升交直流合建工程的运行可靠性。为实现上述目的，本专利技术所涉及的一种特高压变电站和换流站合建监控系统，其特殊之处在于，包括换流站监控系统和变电站监控系统；所述换流站监控系统包括交直流操作员工作站、控制主机、就地数据采集I/O接口设备、换流站监控系统服务器和换流站网关机，所述交直流操作员工作站、控制主机、换流站监控系统服务器、换流站网关机之间通过站LAN网通信，控制主机通过现场总线与就地数据采集I/O接口设备交换数据；所述变电站监控系统包括交流操作员工作站、测控单元、变电站监控系统服务器和变电站远动机，所述交流操作员工作站、测控单元、变电站监控系统服务器和变电站远动机之间通过站控层网络通信。进一步地，所述换流站网关机和变电站远动机之间采用IEC104规约进行数据传输。本专利技术还提出一种特高压变电站和换流站合建监控系统的合建方法，其特殊之处在于，包括下述步骤：(1)针对变电站先期建设，换流站后期建设的交直流合建工程，换流站监控系统和变电站监控系统分别按照各自的技术原则进行配置，即换流站监控系统的控制主机和就地数据采集I/O接口设备双重化配置，变电站监控系统的测控单元保持原有的单套配置方案；(2)将变电站和换流站共用交流设备的状态信号通过硬接点和模拟量开入的方式分别接入变电站对应的测控单元和换流站对应的就地数据采集I/O接口设备，以完善各自监控系统的软件联锁逻辑；(3)所述变电站远动机通过IEC104规约将变电站一次设备的测量量、信号量信息发送至换流站网关机，并接收换流站网关机发送的遥控命令，所述换流站网关机用于接收并处理变电站一次设备的测量量、信号量信息，通过交直流操作员工作站显示，并采用IEC104规约向变电站远动机发送由交直流操作员工作站发出的遥控命令；(4)所述换流站网关机与变电站远动机之间的IEC104通信报文通过网络分析仪记录，用于对换流站网关机和变电站远动机之间传输的数据进行分析；(5)所述变电站监控系统的交流操作员工作站和变电站监控系统服务器的功能均由换流站监控系统的交直流操作员工作站和换流站监控系统服务器实现，所述交流操作员工作站和变电站监控系统服务器退出运行或作为备用运行；(6)所述换流站监控系统的交直流操作员工作站除了能够对换流站内所有的断路器、隔离开关和接地刀闸进行操作和控制外，针对先期建设的变电站监控系统，所涉及的监控系统合建范围为所述变电站监控系统的所有测控单元，即通过所述换流站监控系统的交直流操作员工作站实现对变电站所有的断路器、隔离开关和接地刀闸进行操作和控制，且合建后的监控系统要求为变电站的远期扩建设备预留相应的监控数据通道；(7)在换流站主控楼内设置1面用于安装换流站网关机的网关机屏，在变电站主控楼内设置1面用于安装变电站远动机的远动机屏。优选地，所述步骤(3)具体为：(1)所述变电站远动机实现遥控直控模式，变电站一次设备的联闭锁逻辑由所述变电站监控系统完成，所述换流站监控系统不负责变电站一次设备的逻辑判断，仅根据所述变电站远动机所提供的变电站一次设备的状态及联闭锁逻辑允许位进行控制操作；(2)所述变电站监控系统对变电站一次设备的控制方式为：控分/控合允许位满足自身的联锁条件，变电站一次设备的分/合位与控分/控合允许位没有关联，实际操作时，需要对设备的状态和控分/控合允许位进行综合判断后，再下发控制命令；除远方/就地控制之外，执行控分/控合命令的逻辑判断由变电站的断路器、隔离开关、接地刀闸自身的电气闭锁完成；(3)所述换流站监控系统对变电站一次设备的控制方式为：当变电站设备满足合位+控分允许位两个条件时，所述换流站监控系统向变电站一次设备下发直接执行控分命令；当变电站一次设备满足分位+控合允许位两个条件时，所述换流站监控系统向变电站一次设备下发直接执行控合命令。本专利技术提出的一种特高压变电站和换流站合建监控系统及合建方法，针对特高压变电站先期建设，换流站后期建设的交直流合建工程，变电站和换流站的监控系统分别按各自的技术原则进行配置。变电站监控系统通过变电站远动机将变电站的测控信息上送至换流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特高压变电站和换流站合建监控系统，其特征在于：包括换流站监控系统(1)和变电站监控系统(2)；所述换流站监控系统(1)包括交直流操作员工作站(1‑1)、控制主机(1‑2)、就地数据采集I/O接口设备(1‑3)、换流站监控系统服务器(1‑4)和换流站网关机(1‑5)，所述交直流操作员工作站(1‑1)、控制主机(1‑2)、换流站监控系统服务器(1‑4)、换流站网关机(1‑5)之间通过站LAN网通信，控制主机(1‑2)通过现场总线与就地数据采集I/O接口设备(1‑3)交换数据；所述变电站监控系统(2)包括交流操作员工作站(2‑1)、测控单元(2‑2)、变电站监控系统服务器(2‑3)和变电站远动机(2‑4)，所述交流操作员工作站(2‑1)、测控单元(2‑2)、变电站监控系统服务器(2‑3)和变电站远动机(2‑4)之间通过站控层网络通信。

【技术特征摘要】
1.一种特高压变电站和换流站合建监控系统，其特征在于：包括换流站监控系统(1)和变电站监控系统(2)；所述换流站监控系统(1)包括交直流操作员工作站(1-1)、控制主机(1-2)、就地数据采集I/O接口设备(1-3)、换流站监控系统服务器(1-4)和换流站网关机(1-5)，所述交直流操作员工作站(1-1)、控制主机(1-2)、换流站监控系统服务器(1-4)、换流站网关机(1-5)之间通过站LAN网通信，控制主机(1-2)通过现场总线与就地数据采集I/O接口设备(1-3)交换数据；所述变电站监控系统(2)包括交流操作员工作站(2-1)、测控单元(2-2)、变电站监控系统服务器(2-3)和变电站远动机(2-4)，所述交流操作员工作站(2-1)、测控单元(2-2)、变电站监控系统服务器(2-3)和变电站远动机(2-4)之间通过站控层网络通信。2.根据权利要求1所述的一种特高压变电站和换流站合建监控系统，其特征在于：所述换流站网关机(1-5)和变电站远动机(2-4)之间采用IEC104规约进行数据传输。3.根据权利要求1所述的一种特高压变电站和换流站合建监控系统的合建方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)针对变电站先期建设，换流站后期建设的交直流合建工程，换流站监控系统(1)和变电站监控系统(2)分别按照各自的技术原则进行配置，即换流站控制主机(1-2)和就地数据采集I/O接口设备(1-3)双重化配置，变电站测控单元(2-2)保持原有的单套配置方案；(2)将变电站和换流站共用交流设备的状态信号通过硬接点和模拟量开入的方式分别接入变电站对应的测控单元(2-2)和换流站对应的就地数据采集I/O接口设备(1-3)，以完善各自监控系统的软件联锁逻辑；(3)所述变电站远动机(2-4)通过IEC104规约将变电站一次设备的测量量、信号量信息发送至换流站网关机(1-5)，并接收换流站网关机(1-5)发送的遥控命令，所述换流站网关机(1-5)用于接收并处理变电站一次设备的测量量、信号量信息，通过交直流操作员工作站(1-1)显示，并通过IEC104规约向变电站远动机(2-4)发送由交直流操作员工作站(1-1)发出的遥控命令；(4)所述换流站网关机(1-5)与变电站远动机(2-4)之间的IEC10...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，曾静，张巧玲，邹荣盛，肖筱煜，崔宗清，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42