一種電力系統分布式多功能一體化測量方法
2023-04-25 17:09:01 1
專利名稱：一種電力系統分布式多功能一體化測量方法
技術領域：
本發明涉及電力系統領域，具體涉及一種對電力系統二次設備的分布式多功能一體化
背景技術：
隨著電網結構的日趨複雜，用於監測與控制的二次設備相對增加。對電網的穩態、動 態、暫態三個過程監控的要求也越來越高。目前在電網運行中使用的監控設備(定義為應用) 包括RTU、相量檢測裝置PUM、用於自動電壓調控AVC/AQC裝置、安穩裝置、故障錄波、 電度計量、故障測距、電能質量監測、小電流接地選線、保護測控單元。
二次測量設備的增多，使CT/PT迴路在不同的應用屏櫃之間穿梭，增加了二次迴路的 複雜程度，加重了 CT/PT的負載強度，給設備維護，現場施工帶來了難度，同時帶來了不 安全隱患。
每一個應用都需要判斷開關的狀態，都要佔用開關的輔助接點。監測設備的增加使開 關的輔助接點緊張，甚至不夠用。
發明內容
本發明的分布式多功能一體化測量系統利用嵌入式計算機技術和高速數據總線通訊 技術，提出了對傳統電力系統二次測量設備技術方案的改進，提出了數據採集單元與應用 層設備單元的分布式系統概念。實現將所有二次設備整合到一個裝置中，各應用層設備
(PMU、 RTU、故障錄波、故障測距等)通過高速數據總線共享數據採集單元數據。本發明 的分布式多功能一體化測量方法，所有的二次測量設備被集成到一個裝置中。數據採集單 元完成數據採集任務，根據不同的應用功能配備不同的應用單元，形成分布式結構設計。 數據採集單元與應用單元之間通過高速數據總線接口，以數據流的形式實現數據共享。任
何應用單元設備的投入退出不影響其它應用單元設備的運行。
無論面向什麼應用的電力系統二次設備，其都需要一個CT/PT輸入、信號調理、信號 放大、A/D轉換的過程。將所有設備的這部分功能整合到一起實現一個通用的數據採集單元，數據採集單元將A/D轉換完成的原始採樣數據以總線和數據流的形式傳輸到各應用層 設備。
因此，本發明提出了一種電力系統分布式多功能一體化測量方法，其特徵在於將電力 系統中所有的二次測量設備集成到一個裝置中，數據採集單元完成數據採集任務，根據不 同的應用功能配備不同的應用單元，形成分布式結構設計，數據採集單元與應用單元之間 通過高速數據總線接口，以數據流的形式實現數據共享，任何應用單元設備的投入退出不 影響其它應用單元設備的運行，數據採集單元通過電流電壓互感器測量電力信號及波形， 利用A/D轉換電路將電力模擬信號或狀態信號轉換為數位化的測量數據信息，數據採集過 程通過精準時鐘信號進行時間同歩，每個採樣數據都具有時間標籤信息，採樣數據通過串 行數據總線發送出去，供各應用層設備使用，所述各應用層設備通過數據總線接收所述數 字化的測量數據信息，並根據不同的應用進行不同的數據計算與數據處理，完成各種應用 功能，實現電力系統具體的測量功能，每個測量設備並行共享數據採集單元的採集數據， 不再需要單獨通過電流電壓互感器和A/D轉換電路獲取測量信號。
依據本發明的對電力系統二次設備的分布式多功能一體化測量方法，具有以下優點
1、 降低二次設備綜合成本，包括設備本身和二次迴路電纜等；
2、 減少二次設備佔用空間；
3、 減少工程施工難度和安全風險；
4、 減少設備維護量，降低維護成本；
5、 減少設備與外界數據通訊的佔用通道；
6、 適應未來數位化變電站發展的需要。
圖1是依據本發明的對電力系統二次設備的分布式多功能一體化測量方法的結構示意
圖2是依據本發明的對電力系統二次設備的分布式多功能一體化測量方法的流程圖。
具體實施例方式
參見圖1是依據本發明的對電力系統二次設備的分布式多功能一體化測量方法的結構 示意圖，將發電廠或變電站CT/PT 二次迴路接入多功能一體化測量裝置數據採集單元的模 擬量輸入接口，數據採集單元通過信號變換迴路、A/D轉換迴路將模擬量信號轉換為數字量信號保存。將發電廠或變電站的開關輔助接點信號或其它信號接入多功能一體化測量裝 置數據採集單元的開關量輸入接口，數據採集單元通過光電隔離將開關量信號存入數據採 集單元保存。
模擬量、開關量數據的採集利用GPS接收器或其它精準時鐘源同步，並將時間標籤信 息標註到每個採樣數據上。使每一組採樣數據即有測量信息又有精確的時間信息。
數據採集單元將其採集的帶有時間信息的採樣數據以串行數據流的方式發送到數據 總線。
串行數據流的傳輸介質(總線)即可以是光纖也可以是電纜或無線通訊。
電力系統的各種測量設備，如相量測量、故障錄波、故障測距不再以數據採集單元相 同的方式採集測量數據，而是接收數據採集單元的測量數據量獲得。並通過應用軟體計算 完成不同的應用功能。
參見圖2是依據本發明的對電力系統二次設備的分布式多功能一體化測量方法的流程 圖，數據採集單元完成電力系統二次測量的數據獲取過程，它主要包括與電力系統二次回 路的接口，數據預處理(如信號放大、光電隔離)，信號變換與存儲(A/D轉換)、時間同步、 數據緩衝、並串轉換過程。
標準化的數據流在數據總線上傳送，任何應用設備以此數據格式接收串行數據流的數 據作為該應用的數據源。
數據應用單元用於實現電力系統的測量應用，串行接收數據總線的格式化測量數據， 數據緩存後根據應用要求進行數據計算和數據處理，並將處理完成的數據輸出給應用輸出 接口，實現顯示、列印、報警、記錄、分析等應用功能。
己經根據優選的實施例描述了本發明。顯然，在閱讀和理解了上述詳細說明書後能做 出多種修正和替換。本發明意欲的是本申請構建成包括了落入附屬的權利要求書或其等同 物的範圍之內的所有這些修正和替換。
權利要求
1、一種電力系統分布式多功能一體化測量方法，其特徵在於將電力系統中所有的二次測量設備集成到一個裝置中，數據採集單元完成數據採集任務，根據不同的應用功能配備不同的應用單元，形成分布式結構設計，數據採集單元與應用單元之間通過高速數據總線接口，以數據流的形式實現數據共享，任何應用單元設備的投入退出不影響其它應用單元設備的運行，數據採集單元通過電流電壓互感器測量電力信號及波形，利用A/D轉換電路將電力模擬信號或狀態信號轉換為數位化的測量數據信息，數據採集過程通過精準時鐘信號進行時間同步，每個採樣數據都具有時間標籤信息，採樣數據通過串行數據總線發送出去，供各應用層設備使用，所述各應用層設備通過數據總線接收所述數位化的測量數據信息，並根據不同的應用進行不同的數據計算與數據處理，完成各種應用功能，實現電力系統具體的測量功能，每個測量設備並行共享數據採集單元的採集數據，不再需要單獨通過電流電壓互感器和A/D轉換電路獲取測量信號。
全文摘要
分布式多功能一體化測量系統利用嵌入式計算機技術和高速數據總線通訊技術，提出了對傳統電力系統二次設備測量技術方案的改進，提出了數據採集單元與應用層設備單元的分布式系統概念。實現將所有二次設備整合到一個裝置中，各應用層設備(PMU、RTU、故障錄波、故障測距等)通過高速數據總線共享數據採集單元數據。
文檔編號G01R19/25GK101446603SQ20081022644
公開日2009年6月3日 申請日期2008年11月11日 優先權日2008年11月11日
發明者輝 張, 張麗坤, 張金平, 飛 湯, 敏 熊, 董志猛, 鄭國太 申請人:中國電力科學研究院