智能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法
2023-05-23 18:50:31 1
專利名稱：智能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法
技術領域：
本發明涉及一種電力系統的變電站控制方法，特別是一種智能變電站內對單間隔或多間隔中一次設備分、合、檢修狀態的自動切換方法。
背景技術：
目前國內變電站自動化系統經過多年發展已達到較高的技術水平，其中一些重要變電站的一次設備和二次設備已經具有很高的可靠性和可控性，具備了實施程序化操作的條件。另外在變電站自動化系統中，採用程序化操作，可提高一次設備和二次設備的運行工作效率和操作正確率，有效防止運行過程中的誤操作。程序化操作逐漸成為無人值班變電站發展的必然。傳統變電站內通過自動化控制系統的遙控操作或人工就地電氣操作來實現對一次設備中開關、刀閘的操作，程序化控制是根據變電站內常用的工作票操作模式，將原來單個的設備操作項順序組合排列成程序化控制操作隊列，操作隊列的類型分類如下1、單間隔單裝置典型工作票在本工作票的操作隊列中，只涉及本間隔測控裝置可控設備的操作，例如某線路運行轉冷備用。2、單間隔跨裝置典型工作票針對某單個間隔的操作過程，除需要本間隔測控裝置外，還需要其他間隔層測控裝置參與才可以完成操作，例如雙母線接線方式下，將某線路由I母轉II母運行，除需要本間隔測控裝置外，還涉及母聯測控裝置，需要合上母聯開關等設備。線路由旁路代送時，除本間隔測控裝置配合外，還需旁路測控裝置和旁路間隔保護裝置(定值區切換)參與實現操作。3、跨間隔工作票為實現母線、主變一次設備分、合、檢修狀態切換的一鍵操作，需要多個間隔的測控裝置和保護裝置參與，例如雙母線其中一條母線停電檢修熱倒、主變由運行轉檢修、饋線批量停電送電。目前國內較為普遍的程序化操作實現方式有兩種1、以監控伺服器或遠動工作站為核心的集中式方案。2、以間隔層測控裝置為核心的分布式方案。集中式方案即程序化操作功能集中至某一臺站控層設備實現，例如程序化操作完全在監控伺服器實現或完全在遠動工作站實現。集中式的優點是在實現上對目前變電站已有的運行管理模式影響小，缺點主要如下(1)、所有程序化操作集中控制，可能導致實現程序化操作的站控層設備故障後無法進行程序化操作。( 、集中式方案中，每個單步操作都由程序化操作的監控伺服器或遠動工作站發出，由被控的測控裝置執行，通訊效率較低。 (3)、單純由監控伺服器或遠動工作站實現的程序化操作，遠動工作站與監控伺服器存在非常規的接口，並且違背站控層設備設置分層分布的原則，對電力系統結構改動較大，影響到程序化操作的安全可靠性。分布式方案的核心是將單個測控裝置可以實現的操作隊列存儲在對應的間隔層測控裝置中，該操作隊列的存儲、執行，包括操作規則的判斷全部由該間隔層測控裝置完成。
間隔層測控裝置程序化操作的優勢(1)、充分利用變電站分層分布式的優勢，利用負責本間隔的測控裝置實現本間隔程序化控制功能。( 、針對遠動工作站轉發的程序化操作命令，轉發至站端測控裝置執行即可，如果僅針對單一間隔，單一測控裝置可以完成， 測控裝置不需針對遠動工作站做過多的配置。( 、充分利用嵌入式系統穩定的優勢，在遠方進行程序化操作時，減少站端測控裝置故障導致命令無法執行的情況。(4)、在間隔層測控裝置的直接控制下，控制速率應明顯高於監控伺服器或遠動工作站分步驟控制。(5)、變電站擴建新的間隔時，對已運行的一次設備無影響。鑑於程序化操作在站端測控裝置中實現的優勢明顯，如果跨間隔測控裝置的程序化操作需求能夠得到很好的解決和實現，則分布式為核心的方案是程序化操作變電站的發展方向。如中國專利申請號200710133763. 3公開的遠動裝置軟體防誤邏輯閉鎖及全站程序化操作，提出通過遠動裝置遙控的方式實現全站的程序化操作功能，屬於以監控伺服器或遠動工作站為核心的集中式方案。中國專利申請號201010034269. 3公開的基於一體化五防操作票系統的變電站程序化控制系統，提出從已經預演完成的操作票中，配置為可進行程序化控制的操作項，按照順序自動遙控完成，該系統側重於監控伺服器的自動配置和單個測控裝置對操作項命令的傳統配合執行，未涉及到在單個測控裝置上對單間隔跨裝置典型工作票、跨間隔工作票等複雜工作票的實現方法，屬於以監控伺服器或遠動工作站為核心的集中式方案。中國專利申請號201110124818. 0公開的電網集中監控中心程序化遙控作業系統及其操作方法，圖形模塊實現監控操作票智能生成、操作項目預演、程序化自動遙控操作、 安全校核提示的人機界面；程序化操作模塊用於實現操作前程序化預演、程序化自動遙控操作功能。該方法同屬於以監控伺服器或遠動工作站為核心的集中式方案。
發明內容
本發明的目的是提供一種智能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法， 要解決的技術問題是實現間隔層跨測控裝置操作。本發明採用以下技術方案一種能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法，包括以下步驟一、間隔層測控裝置上的工作票操作隊列中的操作項按智能終端操作一次設備的時間順序排列；二、建立間隔層測控裝置之間數據通信聯接，本間隔層測控裝置將工作票操作隊列中的被聯鎖信號集發送給其他間隔層測控裝置，接收其他間隔層測控裝置發送來的被聯鎖信號集後，更新本間隔層測控裝置聯鎖信號集的數據狀態；三、本間隔層測控裝置預演或執行工作票操作隊列，啟動時，判斷有工作票操作隊列的預演或執行信號，測控裝置開始計時，在一個操作項執行的限定時間內，將操作前條件規定的聯鎖信號狀態與實際的聯鎖信號狀態進行比較，一致給出啟動信號，發往其他間隔層測控裝置；結束時，預演或執行完畢後，本間隔層測控裝置根據操作後的條件聯鎖信號狀態與實際的聯鎖信號狀態進行比較判斷，在操作項執行的限定時間內一致，給出該操作項結束的信號，發往其他間隔層測控裝置。本發明的方法啟動時，判斷有工作票操作隊列的預演標誌或執行信號，測控裝置開始計時，在一個操作項執行的限定時間內，將操作前條件規定的聯鎖信號狀態與實際的聯鎖信號狀態進行比較，不一致中止該工作票操作隊列的預演或執行。本發明的方法結束時，預演或執行完畢後，本間隔層測控裝置根據操作後的條件聯鎖信號狀態與實際的聯鎖信號狀態進行比較判斷，在操作項執行的限定時間內不一致， 中止該工作票操作隊列的預演或執行。本發明的方法本測控裝置在前一個操作項結束後給出本次操作項啟動信號。本發明的方法負責執行最後一個操作項的測控裝置在本次操作項執行的限定時間內，根據操作後的條件聯鎖信號的狀態與實際的聯鎖信號狀態判斷一致，表示最後一個操作項預演或執行成功，給出最後一個操作項結束的信號，發往其他測控裝置。本發明的方法工作票操作隊列為操作項順序組合排列的操作項隊列。本發明的方法操作項為一次設備的分、合或檢修操作指令。本發明的方法聯鎖信號集為其他間隔層測控裝置傳輸來的遙信信號、操作項的結束信號；所述被聯鎖信號集為本間隔層測控裝置傳輸到其他間隔層測控裝置的遙信信號、 操作項的結束信號。本發明的方法預演為測控裝置按照工作票操作隊列的順序模擬操作項的執行。本發明的方法執行為測控裝置發送報文給智能終端操作一次設備。本發明與現有技術相比，採用以間隔層測控裝置為核心的分布式控制方式，建立間隔層測控裝置之間數據通信聯接，在間隔層測控裝置上實現單間隔跨測控裝置操作控制、跨間隔操作控制，解決了單間隔單測控裝置不能執行跨間隔操作的問題，使得間隔層的單個測控裝置能夠快速有效穩定地執行跨間隔操作，且在測控裝置界面上能清晰完整地展示整個操作隊列的執行步驟及過程，使得程序化控制實現了真正意義上地程序化控制，能夠更好地發揮以間隔層測控裝置為核心的分布式方案的優勢，大大化解了以監控伺服器或遠動工作站為核心的集中式方案中監控伺服器在執行跨間隔操作時的複雜拆解過程，提高了現場的操作效率。
圖1是數位化智能變電站的間隔層測控裝置結構示意圖。圖2是間隔層測控裝置之間信息傳遞示意圖。圖3是本發明的方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。在數位化變電站中，間隔層的測控裝置之間、間隔層的測控裝置與站控層的監控伺服器之間基於IEC61850標準的mms服務實施規範通信；間隔層測控裝置與過程層的智能終端、合併單元MU採集器之間以基於IEC61850標準的G00SE/SMV服務實施規範通信。本發明的方法中，操作項工作票操作隊列中的基本操作信息，操作信息為某個具體一次設備的分、 合或檢修操作指令，如220kV#l主變22011刀閘分、220kV#l主變22011刀閘合。操作項包含有以下操作信息負責執行操作項的測控裝置地址Address，啟動標誌舊tart，結束標誌bEnd，操作項執行的限定時間Time，操作項的設備狀態Matus，操作項的操作類型OperType 分/合/檢修，操作前的條件以條件表達式給出，操作後的條件以條件表達式給出。如條件表達式的形式
220kV#l主變22011刀閘分規則 22012刀閘 2201開關合規則
位位分分
22012刀閘 2201開關 2201B0地刀
分位分位分位
2201K0地刀分位工作票操作隊列若干個操作項順序組合排列成一個操作項隊列，針對不同的隊列，隊列前分別設有預演標誌bSimulate、執行標誌bExecute，完成標誌bSuccess。預演標誌、執行標誌、完成標誌，既是測控裝置之間的聯鎖信號，也是測控裝置之間的被聯鎖信號， 因為工作票操作隊列既可以由本測控裝置預演、執行，也可以由本測控裝置之外的其他測控裝置預演、執行。工作票操作隊列由測控裝置從監控伺服器中獲得，通過使用監控伺服器上的輔助資料庫配置工具配置生成，存儲在負責執行各操作項的測控裝置上，由監控伺服器上的輔助資料庫配置工具根據操作項中的操作信息來判斷哪些測控裝置應該保存該工作票操作隊列。操作信息為負責執行操作項的測控裝置地址Address。預演測控裝置按照工作票操作隊列的順序模擬操作項的執行，不發送執行操作項的分、合或檢修操作指令給智能終端操作一次設備。測控裝置根據操作項的操作前條件是否可以被執行操作，來預判操作項是否滿足執行條件。如滿足條件，測控裝置根據操作項的操作類型來虛擬設置操作項操作後的設備狀態^atus。然後再根據操作項的操作後條件來判斷操作項是否結束。預演的作用是在執行工作票操作隊列命令前，先校驗該工作票操作隊列的各操作項命令是否具備執行條件。執行測控裝置根據預演判斷操作項命令滿足執行條件後，根據操作項的操作類型發送GOOSE報文給智能終端去操作一次設備，然後再根據操作項的操作後條件來判斷操作項是否結束。聯鎖信號集本測控裝置所有的工作票操作隊列使用到的信號中，由其他測控裝置傳輸來的遙信信號、其他測控裝置操作項的結束信號，結束信號為結束標誌bEnd。聯鎖信號集由測控裝置使用監控伺服器上的輔助資料庫配置工具從監控伺服器配置生成，存儲在本測控裝置上。被聯鎖信號集由本測控裝置傳輸到其他測控裝置的遙信信號、本測控裝置操作項的結束信號，結束信號為結束標誌bEnd。被聯鎖信號集由測控裝置使用監控伺服器上的輔助資料庫配置工具從測控裝置配置生成，存儲在本測控裝置上。如圖1所示，數位化智能變電站每個間隔層中的一次設備通過過程層的智能終端接入到本間隔層的測控裝置，各間隔層的測控裝置與站控層的監控伺服器或遠動工作站通過乙太網建立聯接通信，遠動工作站再單獨接入到調度主站。如圖2所示，建立間隔層1的測控裝置與間隔層2的測控裝置之間數據通信聯接。 每個測控裝置分別設置有聯鎖信號集和被聯鎖信號集。間隔層1測控裝置的聯鎖信號集信號，接收間隔層2的被聯鎖信號集信號。間隔層2測控裝置的聯鎖信號集信號，接收間隔層 1的被聯鎖信號集信號。本實施例中，技術人員使用監控伺服器上的輔助資料庫配置工具從監控伺服器上配置變電站內的工作票操作隊列，輔助資料庫配置工具以單個測控裝置為單位，按照程序化控制的數據格式輸出工作票操作隊列文件、站控層關聯信號集文件，並通過輔助資料庫配置工具從監控伺服器下載至測控裝置上。工作票操作隊列文件，以二進位數據流格式，描述了本測控裝置的所有工作票操作隊列，每個工作票操作隊列順序排列了配置的操作項信息。站控層關聯信號集文件，以二進位數據流格式，描述了本測控裝置的聯鎖信號集和被聯鎖信號集。建立間隔層1測控裝置與間隔層2測控裝置數據通信聯接的過程為(1)、測控裝置開始上電運行時，獲取所有工作票操作隊列的信息。具體為測控裝置按照二進位數據流格式讀取工作票操作隊列文件，如表1所示。表1工作票操作隊列文件
權利要求
1.一種能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法，包括以下步驟一、間隔層測控裝置上的工作票操作隊列中的操作項按智能終端操作一次設備的時間順序排列； 二、建立間隔層測控裝置之間數據通信聯接，本間隔層測控裝置將工作票操作隊列中的被聯鎖信號集發送給其他間隔層測控裝置，接收其他間隔層測控裝置發送來的被聯鎖信號集後，更新本間隔層測控裝置聯鎖信號集的數據狀態；三、本間隔層測控裝置預演或執行工作票操作隊列，啟動時，判斷有工作票操作隊列的預演或執行信號，測控裝置開始計時，在一個操作項執行的限定時間內，將操作前條件規定的聯鎖信號狀態與實際的聯鎖信號狀態進行比較，一致給出啟動信號，發往其他間隔層測控裝置；結束時，預演或執行完畢後，本間隔層測控裝置根據操作後的條件聯鎖信號狀態與實際的聯鎖信號狀態進行比較判斷，在操作項執行的限定時間內一致，給出該操作項結束的信號，發往其他間隔層測控裝置。
2.根據權利要求1所述的能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法，其特徵在於所述啟動時，判斷有工作票操作隊列的預演標誌或執行信號，測控裝置開始計時，在一個操作項執行的限定時間內，將操作前條件規定的聯鎖信號狀態與實際的聯鎖信號狀態進行比較，不一致中止該工作票操作隊列的預演或執行。
3.根據權利要求1所述的能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法，其特徵在於所述結束時，預演或執行完畢後，本間隔層測控裝置根據操作後的條件聯鎖信號狀態與實際的聯鎖信號狀態進行比較判斷，在操作項執行的限定時間內不一致，中止該工作票操作隊列的預演或執行。
4.根據權利要求1所述的能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法，其特徵在於所述本測控裝置在前一個操作項結束後給出本次操作項啟動信號。
5.根據權利要求1所述的能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法，其特徵在於負責執行最後一個操作項的測控裝置在本次操作項執行的限定時間內，根據操作後的條件聯鎖信號的狀態與實際的聯鎖信號狀態判斷一致，表示最後一個操作項預演或執行成功，給出最後一個操作項結束的信號，發往其他測控裝置。
6.根據權利要求1所述的能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法，其特徵在於所述工作票操作隊列為操作項順序組合排列的操作項隊列。
7.根據權利要求6所述的能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法，其特徵在於所述操作項為一次設備的分、合或檢修操作指令。
8.根據權利要求7所述的能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法，其特徵在於所述聯鎖信號集為其他間隔層測控裝置傳輸來的遙信信號、操作項的結束信號；所述被聯鎖信號集為本間隔層測控裝置傳輸到其他間隔層測控裝置的遙信信號、操作項的結束信號。
9.根據權利要求8所述的能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法，其特徵在於所述預演為測控裝置按照工作票操作隊列的順序模擬操作項的執行。
10.根據權利要求9所述的能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法，其特徵在於所述執行為測控裝置發送報文給智能終端操作一次設備。
全文摘要
本發明公開了一種智能變電站程序化控制間隔層跨測控裝置操作的方法，要解決的技術問題是實現間隔層跨測控裝置操作。本發明採用以下技術方案間隔層測控裝置上的的操作項按智能終端操作一次設備的時間順序排列；建立間隔層測控裝置之間數據通信聯接，本間隔層測控裝置預演或執行工作票操作隊列。本發明與現有技術相比，採用以間隔層測控裝置為核心的分布式控制方式，建立間隔層測控裝置之間數據通信聯接，在間隔層測控裝置上實現單間隔跨測控裝置操作控制、跨間隔操作控制，使得間隔層的單個測控裝置能夠快速有效穩定地執行跨間隔操作，能夠更好地發揮以間隔層測控裝置為核心的分布式方案的優勢，提高了現場的操作效率。
文檔編號H02J13/00GK102570606SQ20111045405
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者孫一民, 張高林, 陳遠生, 陳銳 申請人:長園深瑞繼保自動化有限公司