[发明专利]一种集中式数字化变电站系统

摘要

本发明提供一种集中式数字化变电站系统，通过采用多种新技术和新设备，实现新层次上的集中式多功能智能设备和系统，从而为数字化电网的建设奠定基础。系统基于IEC 61850标准、高速以太网交换和虚拟局域网(VLAN)技术构建了数字化变电站信息模型和通信网络，实现了全站信息的共享；在此基础上，实现数字化变电站功能的整合，同时简化了系统结构。间隔层多功能智能电子设备——系统控制器，集保护、测控、录波等功能于一体，极大简化间隔层设备和接线；过程层智能终端集成了合并单元和智能操作箱的功能；各层设备均提供符合IEC 61850标准的模型和接口。

主权项

一种集中式数字化变电站系统，包括变电站层、间隔层和过程层，其特征在于：基于IEC 61850标准构建变电站系统的信息模型和通信架构；采用高速以太网交换技术和虚拟局域网(VLAN)技术，实现变电站系统的信息共享；所述间隔层包括系统控制器，所述系统控制器是多功能智能电子设备，具有保护、测控和录波的功能，从而使得间隔层设备和接线得以简化，所述过程层的智能终端整合了合并单元和智能操作箱的功能；遵照IEC61850标准，该系统采用三层逻辑体系结构，包括变电站层、间隔层和过程层；(1)所述变电站层包括变电站的工程师站，该工程师站可兼用作操作员站或远动主站，该工程师站包括个人计算机或服务器，并至少配置有2个以太网接口，分别接入变电站系统的通信网络和调度通信网络；所述变电站层接收来自所述间隔层的信息，并使用站控软件系统来实现所述变电站层的运行、维护、打印以及远方通信的功能，所述站控软件系统集成了基于IEC 61850标准的通信和工程化工具软件，能够提供完善、方便的配置、测试和维护手段，包括系统的配置/组态、实时库的管理、模型/通信的一致性测试、SCL配置文件的管理功能；(2)所述间隔层设备包括系统控制器，该系统控制器包括至少12个CPU插件，每个插件提供双光纤以太网接口，接入变电站系统的通信网络；所述间隔层采集过程层的信息，接收来自变电站层的命令，实现对变电站系统的保护、测控和计量功能，所述间隔层采用模块化设计，各插件可通过配置进行组合，实现多种功能，过程层基于IEC61850通信标准的共享数据采集系统为间隔层的功能整合奠定了基础，从而将监控、电能计量、录波、PMU(向量测量单元)和电能质量监测的功能集成到统一的多功能单元：所述系统控制器中，系统控制器可收集到变电站系统的全部电气量及电气状态，能够完成对变电站系统的集中保护、监控和测量任务；(3)所述过程层设备包括智能终端，所述智能终端包括采集单元插件和智能操作箱插件，并具有双光纤以太网接口，通过该双光纤以太网接口接入变电站系统的通信网络；所述合并单元插件将电子式电流/电压互感器的输出信号进行处理，转换为符合IEC61850规约的数据，并将转换后的数据在变电站系统中共享，以供所述间隔层的设备订阅；所述智能操作箱采集和处理一次设备的数据，通过通用面向对象变电站事件GOOSE服务发送设备信息和接收控制命令，实现一次设备的数字化接口，并具有对所代表设备的自我描述和诊断功能；所述工程师站、系统控制器和智能终端通过各自的以太网接口接入由工业以太网交换机构成的变电站系统的通信网络中，通过统一建模和配置，实现变电站系统的信息共享。