一种数字化变电站集中式录波系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于ＩＥＣ６１８５０的数据共享数字化变电站集中式录波系统，面向数字化变电站，遵循ＩＥＣ６１８５０标准，对变电站内的数据进行记录和分析管理，设备支持ＸＭＬ，这使得采用多种手段、工具对设备进行配置成为可能，更便于信息在不同系统、不同平台间的交换、共享；采用标准的变电站配置语言ＳＣＬ对设备进行通信相关的配置，任何厂家的符合ＩＥＣ６１８５０的配置工具都可识别，新型数字化变电站集中式录波系统具有数字化、开放、易于维护和扩展方便的优点，同时位于站控层的分析管理软件可以方便的对数据进行分析处理并对录波器进行管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统自动化领域，具体涉及一种基于IEC61850的数据共享数字化变 电站集中式录波系统。
技术介绍
数字化变电站及其相关技术是近几年电力系统自动化领域的热点问题，是计算机技术 和网络技术，以及电力系统需求发展的结果。IEC61850标准、多功能IED (智能电子设备) 和通信网络是其重点的研究内容。IEC 61850标准(变电站通信网络和系统标准)是国际电工委员会TC57工作组在总结 以往通信协议的基础上，为实现来自不同厂家的设备之间无缝通信而制定的。其核心内容 包括以功能为基础的模型和通信，以及配置管理。其中，模型是面向对象的；通信是抽象 的、不依赖具体网络和协议的；配置则采用SCL (变电站配置语言)进行管理。传统的变电站故障录波系统，信号来源于传统的电压互感器、电流互感器和开关信号 量。功能由微机来实现，集故障动态记录、分析计算、结果输出于一体。它可以记录因短 路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等大扰动引起的系统电流、电压及其导出量，如 有功、无功、非周期分量、系统频率的变化以及故障距离等，输出分析结果。主要用于检 测继电保护与安全自动装置的动作行为，了解系统暂态过程中系统中各电参量的变化规 律，校核电力系统计算程序及模型参数的正确性。随着数字式互感器和全数字化的变电站综合自动化系统的日益推广，模拟信号和数字 信号的采集者和使用者分布于不同的设备，数据在变电站内外可以通过网络实现共享。数 据的共享要求数据必须标准化，这使得数字化变电站的数据记录分析装置也必须由传统的 录波装置发展到面向IEC61850标准的数字化集中式录波系统，记录变电站内的以通讯报文 形式传递的数据，作为变电站运行和维护的重要依据。
技术实现思路
依据本专利技术的新型数字化变电站集中式录波系统，分为两个部分录波器装置，以及位于站控层的录波分析管理软件。录波器采用双机、双网冗余配置，即两套录波装置为一组，实现主、备功能。装置针 对实时嵌入式系统平台，将IEC 61850标准、数字化变电站录波功能结合起来，提供数字 化变电站的通用集中式录波功能。录波器的嵌入式软件，结构完全遵照IEC61850标准的 逻辑节点设计，采用面向对象的动态建模技术，内置相关逻辑节点，支持功能自由分布， 满足IEC61850标准的全部通信要求。录波器将基于IEC61850标准的数据报文，转化为通 用的comtrade格式的录波文件，同时录波器的人机界面提供就地的录波分析和录波器管 理功能。位于站控层的录波分析管理软件，通讯采用IEC61850标准，对标准comtrade格 式录波文件进行分析，提供强大而丰富的数据分析功能，除了记录所采集的录取量的实时 动态变化过程外，并能根据记录的电流、电压、开关量，对有关元件的有功、无功、非周 期分量、系统频率的变化及故障距离进行计算，输出分析结果，并管理录波器的运行参数 及启动定值，为现场运行提供保障。本专利技术的数字化变电站集中式录波系统的两个组成部分，既可以组合使用，也可以各 自独立运行。因此，本专利技术提出了一种数字化变电站集中式录波系统，通过网络获得全部变电站的 模拟量和开关量数据，对全部变电站的数据进行集中式数据记录和分析，包括录波器装置 和位于站控层的录波分析管理软件，所述录波器采用双机、双网冗余配置，所述录波器的 硬件采用嵌入式处理器单元，多CPU并行处理技术，提供双以太网接口和RS232、RS485/422 接口，所述录波器将基于IEC61850标准(变电站通信网络和系统)的数据报文，转化为 通用的conrtrade格式的录波文件，同时录波器的人机界面提供就地的录波分析和录波器 管理功能，所述位于站控层的录波分析管理软件，采用IEC61850标准进行通讯，对标准 comtrade格式的录波文件进行分析，记录所采集的录取量的实时动态变化过程，并根据记 录的电流、电压、开关量，对有关元件的有功、无功、非周期分量、系统频率的变化及故 障距离进行计算，输出分析结果，并管理录波器的运行参数及启动定值。依据本专利技术的数字化变电站集中式录波系统，其特征在于所述位于站控层的录波分 析管理软件以IEC 61850标准第五部分为基础，构建信息和通信模型库。依据本专利技术的数字化变电站集中式录波系统，其特征在于采用变电站配置语言(SCL)，并使用统一的工具对所述录波器装置进行配置和管理。本专利技术的优点是，面向数字化变电站，以IEC 61850标准为基础，适用于其通信体系的任一层次；可以记录变电站过程层和间隔层之间的所有交换数据；新型数字化变电站集中式录波系统具有数字化、开放、易于维护和扩展方便的优点，同时位于站控层的分析管理软件可以方便的对数据进行分析处理并对录波器进行管理。 附图说明图1是本专利技术的数字化变电站集中式录波系统接线示意图2是本专利技术的录波器的硬件结构示意图3是本专利技术的录波分析管理软件的功能设计模块示意图。具体实施例方式传统的故障录波装置，采集的数据都是模拟信号和开关量，新型数字化变电站集中式 录波系统，所采集的数据都来源于IEC61850报文。因此，基于IEC61850的通用软硬件平 台的建立成为关键。依据本专利技术的录波器硬件采用嵌入式处理器单元，多CPU并行处理技术，提供双以太 网接口和RS232、 RS485/422接口，用于调试、维护，具有高速处理、稳定可靠、资源丰 富和便于扩展的特点。配有就地人机接口，可以实现录波器的就地管理和数据分析。本专利技术的数字化变电站集中式录波系统的软件结构完全遵照IEC61850标准的逻辑节 点设计，采用面向对象的动态建模技术，内置相关逻辑节点，支持功能自由分布，满足 IEC61850标准的全部通信要求。配有统一的符合IEC61850标准的工程化系统集成工具， 解析、生成SCL配置文件，支持离线、在线配置。设备能够根据工具生成的IED配置文件 提供的配置信息静态建立通信模型。充分支持SCSM协议栈TCP/IP， UDP， IEEE802.3等； 采用自主开发的顧S协议栈，可以实现基于全部变电站系统的统一配置和GPS对时。本专利技术的数字化变电站集中式录波系统的位于站控层的录波分析管理软件，提供数据 分析功能，除了记录所采集的录取量的实时动态变化过程外，并能根据记录的电流、电压、 开关量，对有关元件的有功、无功、非周期分量、系统频率的变化及故障距离进行计算， 输出分析结果，并管理录波器的运行参数及启动定值。此处己经根据特定的示例性实施例对本专利技术进行了描述。对本领域的技术人员来说在 不脱离本专利技术的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例 证性的，而不是对本专利技术的范围的限制，本专利技术的范围由所附的权利要求定义。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字化变电站集中式录波系统，其特征在于所述系统通过网络获得全部变电站的模拟量和开关量数据，对全部变电站的数据进行集中式数据记录和分析；包括录波器装置和位于站控层的录波分析管理软件，所述录波器采用双机、双网冗余配置，所述录波器的硬件采用嵌入式处理器单元，多ＣＰＵ并行处理技术，提供双以太网接口和ＲＳ２３２、ＲＳ４８５／４２２接口，所述录波器将基于ＩＥＣ６１８５０标准的数据报文，转化为通用的ｃｏｍｔｒａｄｅ格式的录波文件，同时录波器的人机界面提供就地的录波分析和录波器管理功能；所述位于站控层的录波分析管理软件，采用ＩＥＣ６１８５０标准进行通讯，对标准ｃｏｍｔｒａｄｅ格式的录波文件进行分析，记录所采集的录取量的实时动态变化过程，并根据记录的电流、电压、开关量，对有关元件的有功、无功、非周期分量、系统频率的变化及故障距离进行计算，输出分析结果，并管理录波器的运行参数及启动定值。

【技术特征摘要】
1、一种数字化变电站集中式录波系统，其特征在于所述系统通过网络获得全部变电站的模拟量和开关量数据，对全部变电站的数据进行集中式数据记录和分析；包括录波器装置和位于站控层的录波分析管理软件，所述录波器采用双机、双网冗余配置，所述录波器的硬件采用嵌入式处理器单元，多CPU并行处理技术，提供双以太网接口和RS232、RS485/422接口，所述录波器将基于IEC61850标准的数据报文，转化为通用的comtrade格式的录波文件，同时录波器的人机界面提供就地的录波分析和录波器管理功能；所述位于站控层的录波分析管理软件，采用IEC61850标准进...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃剑，潘宇辉，王冬青，葛维春，李冰，胡绍刚，曲春辉，顾洪群，宋合志，李言谙，王庆平，刘志伟，张鹏，刘君，侯鹏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，辽宁省电力有限公司鞍山供电公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]