換流站極控系統極間、站間通訊冗餘裝置和通訊方法與流程
2023-08-04 10:34:01 1
本發明涉及高壓直流輸電領域，特別涉及一種換流站極控系統極間、站間通訊冗餘裝置和一種換流站極控系統極間、站間通訊方法。
背景技術：
換流站極控系統是高壓、特高直流輸電工程控制保護系統的核心，極控系統對兩端換流器的快速調節、直流線路輸送功率大小和方向的控制等起著極為重要的作用。極控系統極間通訊、站間通訊對極控系統穩定可靠運行具有非常重要的意義，冗餘的兩套極控系統間通訊是保證極控系統具有100％的可用性的重要環節，極控系統依靠極間通信完成雙極功率控制方式，協調雙極功率分配，依靠站間通信完成整流側和逆變側的聯合控制，協調兩側的解鎖和閉鎖操作。
目前，已投運的高壓、特高直流輸電工程控制保護系統的高壓直流輸電換流站極控系統站間通訊未實現完全冗餘設計，極控系統間通訊、極控站間通訊均存在非冗餘設計缺陷，無非保障高壓直流輸電系統運行的可靠性。
技術實現要素：
本發明的實施方式旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的實施方式需要提供一種換流站極控系統極間、站間通訊冗餘裝置和一種換流站極控系統極間、站間通訊方法。
本發明提出的一種換流站極控系統極間、站間通訊冗餘裝置，應用於直流高壓或特高壓控制保護系統，該換流站極控系統極間、站間通訊冗餘裝置包括值班系統和備用系統兩部分，每個極包括主通道和備用通道，值班系統包含第一值班通訊板卡，備用系統包含第一備用通訊板卡，
其特徵在於，
所述值班系統還包含第二值班通訊板卡。
本發明提出的一種使用上述換流站極控系統極間、站間通訊冗餘裝置進行極間、站間通訊的方法，其特徵在於，所述方法包括：
確定當值班系統正常運行，備用系統發生預設的故障情況被切換至試驗狀態時，站間通訊通過第一值班通訊板卡的第一通訊口作為第一通道完成和通過第二值班通訊板卡的第一通訊口作為第二通道完成；
站間通訊第一值班通訊板卡和第二值班通訊板卡被設置成互為備用，每個值班通訊板卡的第二通訊口可作為相同值班通訊板卡第一通訊口的備用口。
本發明提出的一種換流站極控系統極間、站間通訊冗餘裝置和一種換流站極控系統極間、站間通訊方法，結合當前運行換流站極控系統間通訊、站間通訊結構和原理，指出極控系統間通訊、極控系統站間通訊均存在非完全冗餘設計缺陷，並在此基礎上提出相應的改進措施，即增加新的通訊板卡，並適應性地設置了對應的通訊通道，有效提高了高壓直流輸電系統運行的可靠性。
本發明的附加方面的優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
附圖說明
本發明的實施方式的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施方式的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1是現有技術直流極控系統站間通訊示意圖；
圖2是現有技術中直流極控系統間通訊結構示意圖；
圖3是本發明提出的新的直流極控系統間通訊結構示意圖；
圖4是本發明提出的新的換流站極控系統極間、站間通訊方法流程圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施方式，實施方式的示例在附圖中示出，其中相同或類似的標號自始至終表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅可用於解釋本發明的實施方式，而不能理解為對本發明的實施方式的限制。
如圖1所示，每極極控系統在連接到2M接口通訊適配設備以前，都是相互獨立的。每個極都需要兩個通道，分別作為主通道和備用通道。為了保證兩個極的遠動系統的可靠性，一般會把一個極的主通道和另一個極的備用通道走同一路光纖。這樣當某一路光纖故障時，只有一個極的主通道受到影響。
極控制系統由冗餘的雙系統組成，其切換邏輯保證每個時刻只有一個更健康的系統處於值班系統。在和對站通信時，每個極的值班和備用系統都能收到對站同一極的值班系統發送的數據；另一方面，兩個系統都在往外發出數據，它們發出的數據送到PCS-9518通道切換裝置，在該裝置上通過系統的值班信號，即「Active」信號進行選擇。通過選擇後，只有值班系統的數據才能送到對站。
極控系統站間通訊是指同塔雙回換流站某一回極1(或極2)極控系統與對端換流站同一回極1極(或極2)控系間的通訊，或者常規換流站極1(或極2)極控系統與對端換流站同一回極1極(或極2)控系間的通訊。即換流站兩端同一直流極極控系統的通訊。
極控系統極間通訊是指同塔雙回換流站某一回極1極控系統與極2極控系間的通訊，或者常規換流站某一回極1極控系統與極2極控系間的通訊。
現有技術中，極控站間通訊在極控A值班運行，極控B系統發生嚴重故障、緊急故障等情況切換至試驗狀態進行檢修期間，值班極控A系統主機的站間通訊板卡異常導致極控站間通訊完全故障。本發明將根據此提出新的換流站極控系統極間、站間通訊冗餘裝置和極控系統極間、站間通訊方法。
實施例1
本發明提出了一種換流站極控系統極間、站間通訊冗餘裝置，應用於直流高壓或特高壓控制保護系統，該換流站極控系統極間、站間通訊冗餘裝置包括值班系統和備用系統兩部分，每個極包括主通道和備用通道，值班系統包含第一值班通訊板卡，備用系統包含第一備用通訊板卡，值班系統還包含第二值班通訊板卡。
具體地，第一值班通訊板卡和第二值班通訊板卡都包括第一通訊口和第二通訊口，極控系統站間通訊通過第一值班通訊板卡的第一通訊口作為第一通道完成和通過第二值班通訊板卡的第一通訊口作為第二通道完成，第一值班通訊板卡和所述第二值班通訊板卡的第二通訊口被設置為站間通訊的備用通道。
具體地，第一值班通訊板卡和所述第二值班通訊板卡都包括第三通訊口和第四通訊口，極控系統極間通訊通過第一值班通訊板卡的第三通訊口作為第一通道完成和通過第二值班通訊板卡的第三通訊口作為第二通道完成，第一值班通訊板卡和所述第二值班通訊板卡的第四通訊口被設置為極間通訊的備用通道。
如圖2所示，極控系統站間通訊由位於極控主機中通訊板卡NR1127A的第1和2號口作為極控系統站間通訊的兩個通道完成。極控系統極間通訊由位於極控主機中通訊板卡NR1127A第3和4號口作為極控系統極間通訊的兩個通道完成。其中，PCS9518表示通道切換裝置，MUX-2MM表示接口裝置，NR0212表示站間通信接口單元。
由於一般光纖通信裝置故障判別原則為判收不判發，當本裝置接收端RX收不到對側發射端TX發來的光信號時，本裝置會發出告警信號，而當本裝置發射端TX不能正常發出，而接收端RX可以正常收到對側發來的光時，本裝置不發出告警信號。通信機房回二直流站間通信接口櫃B內MUX-2MM接口裝置的回二直流極1極控站間通道B對應的站間通信接口單元NR0212內光口FLOS告警紅燈常亮，電口ELOS告警燈未亮，運行RUN運行指示燈熄滅。據此可判斷光纖直連通信機房通信接口櫃B內MUX-2MM接口裝置的極控B櫃通信通道切換單元NR0211故障導致直流極1極控系統A/B主機站間通信B通道故障。
極控冗餘雙系統在和對站通信時，極控值班和備用系統都能收到對站同一極的值班系統發送的數據；另一方面，本站極控冗餘雙系統都在往外發出數據，它們發出的數據送到PCS-9518通道切換裝置通過選擇後，只有值班系統的數據才能送到對站。極控站間通訊在極控系統主機A值班運行，極控系統主機B發生嚴重故障、緊急故障等情況切換至試驗狀態進行檢修期間，存在值班極控A系統主機的站間通訊板卡NR1127A一旦任何異常均可導致極控站間通訊完全故障，進而會整流側和逆變側聯合控制、兩側解閉鎖協調操作等的隱患，即極控系統站間通訊迴路未實現完全冗餘設計。
為解決該問題，在兩站極控系統A/B主機上B10號槽位增加站間通訊板卡NR1127A作為極控站間通訊的冗餘板卡。如圖3所示，極控系統站間通訊由位於極控主機第一個NR1127A通訊板卡第1號口作為極控系統站間通訊的第一個通道完成，極控主機第二個NR1127A板卡第1號口作為極控系統站間通訊的第二個通道完成，極控主機的兩個NR1127A板卡第2號口作為極控系統站間通訊備用通道。其中，第一個NR1127A板卡對應著權利要求中的第一值班通訊板卡，第二個NR1127A板卡對應著權利要求中的第二值班通訊板卡，該板卡的第1號和第2號分別作為第一通訊口和第二通訊口。
極控系統極間通訊由位於極控主機第一個NR1127A通訊板卡第3號口作為極控系統極間通訊的第一個通道完成，極控主機第二個NR1127A通訊板卡第3號口作為極控系統站間通訊的第二個通道完成，極控主機的兩個NR1127A板卡第4號口作為極控系統極間通訊備用通道。其中，該板卡的第3號和第4號分別作為第三通訊口和第四通訊口。
即改進後極控主機有兩個NR1127A通訊板卡，其中每個NR1127A板卡均有四個開放的通訊口，極控系統站間通訊用1號口，2號口作為極控系統站間通訊備用口；極控系統極間通訊用3號口，4號口作為極控系統站間通訊備用口。
類似地，對於備用系統來說，也可以使用相同的設計。即備用系統包含第二備用通訊板卡，第一備用通訊板卡和第二備用通訊板卡都包括第一通訊口和第二通訊口，極控系統站間通訊通過第一備用通訊板卡的第一通訊口作為第一通道完成和通過第二備用通訊板卡的第一通訊口作為第二通道完成，第一備用通訊板卡和所述第二備用通訊板卡的第二通訊口被設置為站間通訊的備用通道。
具體地，第一備用通訊板卡和所述第二備用通訊板卡都包括第三通訊口和第四通訊口，極控系統極間通訊通過第一備用通訊板卡的第三通訊口作為第一通道完成和通過第二備用通訊板卡的第三通訊口作為第二通道完成，所述第一備用通訊板卡和所述第二備用通訊板卡的第四通訊口被設置為極間通訊的備用通道。
由於備用系統和值班系統是作為冗餘雙系統，相互間的設計基本保持相同，增加的通訊板卡以及站間通訊方式、極間通訊方式都相同，在此不再贅述。
實施例2
本發明還同時提出一種使用上述換流站極控系統極間、站間通訊冗餘裝置進行極間、站間通訊的方法，該方法包括：
步驟1，確定當值班系統正常運行時，備用系統發生預設的故障情況被切換至試驗狀態，此處指當極控系統主機A處於值班運行狀態時，極控系統主機B發生嚴重故障、緊急故障等情況被切換至試驗狀態。此處預設的故障情況包括嚴重故障、緊急故障或者其他需要被切換狀態進行檢修的故障。
步驟2，站間通訊通過第一值班通訊板卡的第一通訊口作為第一通道完成和通過第二值班通訊板卡的第一通訊口作為第二通道完成。以NR1127A通訊板卡作為本實施例中的第一值班通訊板卡和第二值班通訊板卡的具體表現形式，在當極控系統主機A處於值班運行狀態時，極控系統主機B發生嚴重故障、緊急故障等情況被切換至試驗狀態時，站間通訊由位於極控主機第一個NR1127A通訊板卡第1號口作為極控系統站間通訊的第一個通道完成，極控主機第二個NR1127A板卡第1號口作為極控系統站間通訊的第二個通道完成，極控主機的兩個NR1127A板卡第2號口作為極控系統站間通訊備用通道。
站間通訊第一值班通訊板卡和第二值班通訊板卡實現互為備用，每個值班通訊板卡的第二通訊口可作為相同值班通訊板卡第一通訊口的備用口，即同一值班通訊板卡的第二通訊口可作為其第一通訊口的備用口。
較佳地，使用上述換流站極控系統極間、站間通訊冗餘裝置進行極間、站間通訊的方法，該方法還包括：
步驟3，確定當備用系統是發生預設的故障情況被切換至試驗狀態時，極控系統極間通訊通過第一值班通訊板卡的第三通訊口作為第一通道完成和通過第二值班通訊板卡的第三通訊口作為第二通道完成。
即指當極控系統主機A處於值班運行狀態時，極控系統主機B發生嚴重故障、緊急故障等情況被切換至試驗狀態時，極控系統極間通訊由位於極控主機第一個NR1127A通訊板卡第3號口作為極控系統極間通訊的第一個通道完成，極控主機第二個NR1127A通訊板卡第3號口作為極控系統站間通訊的第二個通道完成，極控主機的兩個NR1127A板卡第4號口作為極控系統極間通訊備用通道。
極控系統極間通訊第一值班通訊板卡和第二值班通訊板卡實現互為備用，每個值班通訊板卡的第四通訊口可作為相同值班通訊板卡第三通訊口的備用口，即同一值班通訊板卡的第四通訊口可作為其第三通訊口的備用口。
由於本實施例中使用上述換流站極控系統極間、站間通訊冗餘裝置進行極間、站間通訊的方法，詳細內容可以參考上述實施例1，在此不再贅述。
在本發明的實施方式的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明的實施方式和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的實施方式的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特徵。在本發明的實施方式的描述中，「多個」的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
在本發明的實施方式的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接或可以相互通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明的實施方式中的具體含義。
在本發明的實施方式中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵之「上」或之「下」可以包括第一和第二特徵直接接觸，也可以包括第一和第二特徵不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特徵接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」包括第一特徵在第二特徵正下方和斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
下文的公開提供了許多不同的實施方式或例子用來實現本發明的實施方式的不同結構。為了簡化本發明的實施方式的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，並且目的不在於限制本發明。此外，本發明的實施方式可以在不同例子中重複參考數字和/或參考字母，這種重複是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施方式和/或設置之間的關係。此外，本發明的實施方式提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的應用和/或其他材料的使用。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施方式」、「一些實施方式」、「示意性實施方式」、「示例」、「具體示例」或「一些示例」等的描述意指結合所述實施方式或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施方式或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施方式或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施方式或示例中以合適的方式結合。
流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用於實現特定邏輯功能或過程的步驟的可執行指令的代碼的模塊、片段或部分，並且本發明的優選實施方式的範圍包括另外的實現，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執行功能，這應被本發明的實施例所屬技術領域的技術人員所理解。
在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認為是用於實現邏輯功能的可執行指令的定序列表，可以具體實現在任何計算機可讀介質中，以供指令執行系統、裝置或設備(如基於計算機的系統、包括處理模塊的系統或其他可以從指令執行系統、裝置或設備取指令並執行指令的系統)使用，或結合這些指令執行系統、裝置或設備而使用。就本說明書而言，"計算機可讀介質"可以是任何可以包含、存儲、通信、傳播或傳輸程序以供指令執行系統、裝置或設備或結合這些指令執行系統、裝置或設備而使用的裝置。計算機可讀介質的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下：具有一個或多個布線的電連接部(電子裝置)，可攜式計算機盤盒(磁裝置)，隨機存取存儲器(RAM)，只讀存儲器(ROM)，可擦除可編輯只讀存儲器(EPROM或閃速存儲器)，光纖裝置，以及可攜式光碟只讀存儲器(CDROM)。另外，計算機可讀介質甚至可以是可在其上列印所述程序的紙或其他合適的介質，因為可以例如通過對紙或其他介質進行光學掃描，接著進行編輯、解譯或必要時以其他合適方式進行處理來以電子方式獲得所述程序，然後將其存儲在計算機存儲器中。
應當理解，本發明的實施方式的各部分可以用硬體、軟體、固件或它們的組合來實現。在上述實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執行系統執行的軟體或固件來實現。例如，如果用硬體來實現，和在另一實施方式中一樣，可用本領域公知的下列技術中的任一項或他們的組合來實現：具有用於對數據信號實現邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現場可編程門陣列(FPGA)等。
本技術領域的普通技術人員可以理解實現上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體完成，所述的程序可以存儲於一種計算機可讀存儲介質中，該程序在執行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
此外，在本發明的各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能模塊的形式實現。所述集成的模塊如果以軟體功能模塊的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。
上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁碟或光碟等。
儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。