一种智能变电站间隔电气设备测控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能变电站间隔电气设备测控系统及方法，其中测控系统包括：单间隔实体测控模块和集群测控模块；单间隔实体测控模块包括若干个单间隔实体测控单元，单间隔实体测控单元对智能变电站间隔电气设备进行测控；集群测控模块包括与单间隔实体测控单元一一对应的间隔虚拟测控单元，集群测控模块实时检测若干个单间隔实体测控单元的状态信号，并在单间隔实体测控单元故障时切换为相应间隔虚拟测控单元。通过采用单间隔实体测控加集群测控的模式，将虚拟测控单元与实体测控单元一一对应，在实体测控单元故障后切换对应的虚拟测控单元，解决了间隔层测控配置单一无冗余备用的问题，提升了智能变电站监控系统的鲁棒性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种智能变电站间隔电气设备测控系统及方法
本专利技术涉及电力设备
，特别涉及一种智能变电站间隔电气设备测控系统及方法。
技术介绍
电力行业从2009年开展智能变电站建设并逐渐大规模推广应用，相对于传统变电站而言，智能变电站具有诸多优势，主要体现在：(1)采用数字信号传输和处理，适用范围广、精度高、稳定高效，便于数据共享。(2)全面采用IEC61850协议，统一了信息和通讯模型，采用“三层两网”的分层架构，实现了变电站信息的数字采集和网络化信息交换。目前，国内在运行的智能变电站测控装置均为单套配置，按间隔实现测量、控制功能，缺乏功能冗余。国内也曾经对测控功能冗余进行过研究，通过采用双重化配置的间隔测控实现功能冗余，但是简单的双重化配置，增加了设备数量，增加了运维工作量和投资成本。2012年电力行业对新一代智能变电站进行了间隔内功能集成的尝试，采用了集成测控、PMU、计量功能的多功能测控方式，该方式仅仅减少了站内设备数量，并未实现间隔测控功能自愈，同时多专业的融合也增加了现场运维难度。2015年以来，针对集成测控开展了更广泛深入的研究，提出基于分组式原理的多间隔测控集中方案，该方案通过集成测控双重化配置实现了测控功能冗余，但基于间隔功能相似相关集成的模式，不能实现间隔功能的动态部署，运行便捷性和改扩建便利性较差。目前变电站测控装置在实际运行过程中存在一些不足，主要有以下几点：一是二次设备功能冗余度不够，间隔层测控装置为单套配置，装置故障后测控功能缺乏自愈能力，存在单点故障导致数据中断、遥控失效的隐患，严重影响电力系统的安全稳定运行；二是二次系统整体功能的集成与优化不足，装置硬件重复配置，二次设备智能化水平低，信息共享不充分，缺乏全站系统层的协调和功能优化，整体投资成本较大、运行维护成本较高；三是与常规变电站相比，二次设备数量大幅增加，设备间耦合程度高、交互信息量大，故障定位困难，隔离措施复杂，作业安全风险高，增加了运维人员的日常工作量。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种智能变电站间隔电气设备测控系统及方法，通过对智能变电站间隔电气设备采用单间隔实体测控加集群测控的模式，将虚拟测控单元与实体测控单元一一对应，在实体测控单元故障后切换为集群测控模块中对应的虚拟测控单元，解决了间隔层测控配置单一无冗余备用的问题，实现了间隔电气设备测控功能的自愈，提升了智能变电站监控系统的鲁棒性和可靠性。为解决上述技术问题，本专利技术实施例的第一方面提供了一种智能变电站间隔电气设备测控系统，包括：单间隔实体测控模块和集群测控模块；所述单间隔实体测控模块包括若干个单间隔实体测控单元，所述单间隔实体测控单元对智能变电站间隔电气设备进行测控；所述集群测控模块包括与所述单间隔实体测控单元一一对应的间隔虚拟测控单元，所述集群测控模块实时检测若干个所述单间隔实体测控单元的状态信号，并在所述单间隔实体测控单元故障时切换为相应所述间隔虚拟测控单元。进一步地，所述间隔虚拟测控单元与相应所述单间隔实体测控单元具有相同的IP地址、模型、参数和配置。进一步地，所述单间隔实体测控单元和所述间隔虚拟测控单元均可实时进行自检；所述单间隔实体测控单元进行自检的状态信号包括：运行状态或故障状态；所述间隔虚拟测控单元进行自检的状态包括：运行状态、热备状态或故障状态。进一步地，所述间隔虚拟测控单元处于热备状态或故障状态时，其站控层和过程层网口通信功能关闭；所述网口通信通能关闭为：正常接收过程层GOOSE、SV，正常接收站控层GOOSE，不发送站控层及过程层GOOSE，不上送MMS，不响应MMS下行命令。进一步地，所述集群测控模块设有控制模块控制字；所述控制模式控制字为第一预设数值时，所述集群测控模块为手动投入模式，可手动将处于故障状态的所述单间隔实体测控单元切换为相应的所述间隔虚拟测控单元；所述控制模式控制字为第二预设数值时，所述集群测控模块为自动投入模式，在接收到所述单间隔实体测控单元的故障信号后自动切换为相应的所述间隔虚拟测控单元。进一步地，所述集群测控模块还包括：间隔虚拟测控单元n投退软压板；在所述单间隔实体测控单元故障时可通过所述间隔虚拟测控单元n投退软压板手动投入相应的所述间隔虚拟测控单元；其中，n为数值范围为1-N，N为所述集群测控模块中所述间隔虚拟测控单元的最大数量值。进一步地，所述集群测控模块处于自动投入模式时，所述实体测控模块和所述集群测控模块通过站控层GOOSE进行信息交互；和/或所述集群测控模块的若干个所述间隔虚拟测控单元之间的信息交互通过所述站控层GOOSE收发，采用LOOPBACK环回技术实现报文的自收自发；和/或所述集群测控模块依据配置文件将接收到的所述GOOSE信息转发至相应所述间隔虚拟测控单元，可将多个所述间隔虚拟测控单元同时投入。相应地，本专利技术实施例的第二方面提供了一种智能变电站间隔电气设备测控方法，使用上述智能变电站间隔电气设备测控系统对智能变电站的若干个间隔电气设备进行测控，包括如下步骤：实时获取若干个单间隔实体测控单元的状态信号；判断所述单间隔实体测控单元的状态信号是否为故障信号；如所述单间隔实体测控单元的状态信号为故障信号，则将与处于故障状态的所述单间隔实体测控单元相应的间隔虚拟测控单元切换为运行状态；如所述单间隔实体测控单元的状态信号不为故障信号，则将与所述单间隔实体测控单元相应的间隔虚拟测控单元维持为热备状态。进一步地，所述将与处于故障状态的所述单间隔实体测控单元相应的间隔虚拟测控单元切换为运行状态之后，还包括：实时检测处于故障状态的所述单间隔实体测控单元的状态信号；如所述处于故障状态的所述单间隔实体测控单元的状态信号恢复为运行状态，则将处于运行状态的相应所述间隔虚拟测控单元切换为热备状态。进一步地，所述实时检测处于故障状态的所述单间隔实体测控单元的状态信号，包括：实时检测过程层GOOSE报文和站控层GOOSE报文的发送状态；依据所述GOOSE报文的发送状态判断所述单间隔实体测控单元的在线状态；如所述间隔虚拟测控单元同时接收到所述过程层GOOSE报文和站控层GOOSE报文，则确定相应所述单间隔实体测控单元为在线状态，并闭锁所述间隔虚拟测控单元的投入；如所述间隔虚拟测控单元未同时接收到所述过程层GOOSE报文和站控层GOOSE报文，则确定相应所述单间隔实体测控单元为不在线状态；如所述间隔虚拟测控单元未接收到所述过程层GOOSE报文和站控层GOOSE报文，将所述间隔虚拟测控单元由热备状态切换为运行状态。本专利技术实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：通过对智能变电站间隔电气设备采用单间隔实体测控加集群测控的模式，将虚拟测控单元与实体测控单元一一对应，在实体测控单元故障后切换为集群测控模块中对应的虚拟测控单元，解决了间隔层测控配置单一无冗余备用的问题，实现了间隔电气设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能变电站间隔电气设备测控系统，其特征在于，包括：单间隔实体测控模块和集群测控模块；/n所述单间隔实体测控模块包括若干个单间隔实体测控单元，所述单间隔实体测控单元对智能变电站间隔电气设备进行测控；/n所述集群测控模块包括与所述单间隔实体测控单元一一对应的间隔虚拟测控单元，所述集群测控模块实时检测若干个所述单间隔实体测控单元的状态信号，并在所述单间隔实体测控单元故障时切换为相应所述间隔虚拟测控单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能变电站间隔电气设备测控系统，其特征在于，包括：单间隔实体测控模块和集群测控模块；
所述单间隔实体测控模块包括若干个单间隔实体测控单元，所述单间隔实体测控单元对智能变电站间隔电气设备进行测控；
所述集群测控模块包括与所述单间隔实体测控单元一一对应的间隔虚拟测控单元，所述集群测控模块实时检测若干个所述单间隔实体测控单元的状态信号，并在所述单间隔实体测控单元故障时切换为相应所述间隔虚拟测控单元。


2.根据权利要求1所述的智能变电站间隔电气设备测控系统，其特征在于，
所述间隔虚拟测控单元与相应所述单间隔实体测控单元具有相同的IP地址、模型、参数和配置。


3.根据权利要求1所述的智能变电站间隔电气设备测控系统，其特征在于，
所述单间隔实体测控单元和所述间隔虚拟测控单元均可实时进行自检；
所述单间隔实体测控单元进行自检的状态信号包括：运行状态或故障状态；
所述间隔虚拟测控单元进行自检的状态包括：运行状态、热备状态或故障状态。


4.根据权利要求3所述的智能变电站间隔电气设备测控系统，其特征在于，
所述间隔虚拟测控单元处于热备状态或故障状态时，其站控层和过程层网口通信功能关闭；
所述网口通信通能关闭为：正常接收过程层GOOSE、SV，正常接收站控层GOOSE，不发送站控层及过程层GOOSE，不上送MMS，不响应MMS下行命令。


5.根据权利要求1所述的智能变电站间隔电气设备测控系统，其特征在于，
所述集群测控模块设有控制模块控制字；
所述控制模式控制字为第一预设数值时，所述集群测控模块为手动投入模式，可手动将处于故障状态的所述单间隔实体测控单元切换为相应的所述间隔虚拟测控单元；
所述控制模式控制字为第二预设数值时，所述集群测控模块为自动投入模式，在接收到所述单间隔实体测控单元的故障信号后自动切换为相应的所述间隔虚拟测控单元。


6.根据权利要求5所述的智能变电站间隔电气设备测控系统，其特征在于，
所述集群测控模块还包括：间隔虚拟测控单元n投退软压板；
在所述单间隔实体测控单元故障时可通过所述间隔虚拟测控单元n投退软压板手动投入相应的所述间隔虚拟测控单元；
其中，n为数值范围为1-N，N为所述集群测控模块中所述间隔虚拟测控单元的最大数量值。


7.根据权利要求5所述的智能变电站间...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓茂军，樊占峰，张艳超，余高旺，刘志文，姜帅，闫凯，李文正，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41