一種綜合自動化變電站調試裝置的製作方法

2023-08-05 11:41:46

專利名稱：一種綜合自動化變電站調試裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種綜合自動化變電站調試裝置，尤其涉及一種綜合自動化變電站SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition，監控與數據採集)調試裝置。
背景技術：
目前，綜合自動化系統在變電站中的應用越來越廣泛，它不僅給設備運行帶來方便，而且提高了供電質量和供電可靠性，但是，綜合自動化變電站的調試工作卻十分繁瑣、費時。通常，調試過程是先後由站內設備調試和站內、站外設備聯調兩個階段完成，其缺點是，這兩個階段中都需要核對信息量，造成重複勞動，且所有環節都是「串聯」進行，一旦某個環節的問題不能及時得到解決，將嚴重影響整個調試周期，調試效率低下，調試質量不高，給日後的運行維護工作帶來隱患。
綜合自動化變電站調試的關鍵問題在於缺少一套能正確仿真主站端的數據採集、處理系統。雖然調度自動化系統可以滿足綜合自動化變電站調試的需要，但是它對硬體資源要求較高，其最低要求是基於工作站，系統龐大，不方便「移動式工作」。

發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種既能便利地移動式調試又可正確仿真主站端的數據採集與處理的綜合自動化變電站SCADA調試裝置。
為了解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案一種綜合自動化變電站調試裝置，它包括可攜式後臺機和數據線，其中，可攜式後臺機中含有一套SCADA仿真軟體，該SCADA仿真軟體由前置通訊子系統和SCADA應用子系統組成，且前置通訊子系統包括數據採集子系統、數據處理子系統和遙控與升降子系統，SCADA應用子系統包括信息交換子系統、控制伺服器和繪圖子系統；可攜式後臺機通過數據線與綜合自動化系統連接；數據採集子系統能實現各種類型電力通訊規約的通訊，接收來自綜合自動化系統不同格式的遙測量、遙信量、電度量及事件順序記錄信息，並將其預處理為系統要求的統一格式後傳輸給數據處理子系統；數據處理子系統將處理後的數據傳輸給信息交換子系統，信息交換子系統再把數據傳輸給繪圖子系統，實現數據的可視化顯示；控制伺服器可接受來自人機互動界面的指令，並將指令傳輸給信息交換子系統，再經數據處理子系統傳輸給遙控與升降子系統，最後通過數據線把控制命令的數據信息傳輸給綜合自動化系統，實現遠方控制。
由於採用上述技術方案，本發明綜合自動化變電站調試裝置使調試實現「移動式工作」，只要攜帶一臺筆記本電腦、幾根數據線及多功能數據機即可完成調試任務，而以往的綜合自動化變電站調試因為要經過站內設備調試和站內、外設備聯調兩個階段，調試工作繁瑣、費時、效率低下，且調試質量不高。所以，本發明綜合自動化變電站調試裝置大大縮短了調試周期，提高了調試效率和質量，從而確保綜合自動化變電站的順利投運。


圖1是本發明綜合自動化變電站調試裝置的系統結構圖；圖2是本發明的SCADA仿真軟體示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步詳細說明。
本發明綜合自動化變電站調試裝置包括可攜式後臺機和數據線，可攜式後臺機通過數據線與綜合自動化系統1連接，實現對綜合自動化變電站的調試，其中，可攜式後臺機中包括一套SCADA仿真軟體，該SCADA仿真軟體由前置通訊子系統4和SCADA應用子系統5組成。如圖1所示，本發明綜合自動化變電站調試裝置還可包括多功能數據機(MODEM)，該多功能數據機有兩個，第一個多功能數據機2與綜合自動化系統1連接，用於綜合自動化系統1中數字量與模擬量的轉換，第二個多功能數據機3與前置通訊子系統4連接，用於調試裝置中數字量與模擬量的轉換，而兩個數據機之間通過數據線連接，使第一個多功能數據機2中的模擬量穩定傳輸給第二個多功能數據機3。前置通訊子系統4再把數據解包後傳輸給SCADA應用子系統5，經SCADA應用子系統5處理的信息最後顯示於人機互動界面6。
在圖2中，前置通訊子系統4包括數據採集子系統101、數據處理子系統102和遙控與升降子系統103，SCADA應用子系統5包括信息交換子系統104、控制伺服器105和繪圖子系統106。多功能數據機2將綜合自動化系統1的數字量轉變成模擬量後傳輸給多功能數據機3，由多功能數據機3再把模擬量轉換成數字量後傳輸給數據採集子系統101，數據採集子系統101把接收到的不同格式的遙測量、遙信量、電度量及事件順序記錄信息處理為系統要求的統一格式後傳輸給數據處理子系統102，數據處理子系統102把數據處理後傳輸給信息交換子系統104，信息交換子系統104再把表格數據信息直接傳輸給繪圖子系統106，而把圖形信息傳輸給控制伺服器105，然後由控制伺服器105傳輸給繪圖子系統106；控制伺服器105可接受來自人機互動界面6的指令，並將指令傳輸給信息交換子系統104，再經數據處理子系統102傳輸給遙控與升降子系統103，最後由多功能數據機3和多功能數據機2把控制命令的數據信息傳輸給綜合自動化系統1。
所述的數據採集子系統能實現各種類型電力通訊規約的通訊，包括CDT、Polling方式常用規約，如部頒CDT92、SC1801，u4F等；支持全雙工方式通訊，傳輸速率300，600，1200，2400，4800，9600bps可選；高速數字通道的傳輸速率在系統設計上無限制，主要取決於所採用的採集通訊伺服器部件的技術指標；能接收處理不同格式的遙測量(模擬量，帶符號二進位數)、遙信量(數據量)、電度量(脈衝累計量)及事件順序記錄信息(SOE)，將它們處理為系統要求的統一格式，並在數據採集庫內循環記錄SOE；可以單通道或雙通道方式收發同一RTU數據，雙通道工作時，可各自使用不同通信模式(數字或模擬通信)，並能根據通道狀態判優切換主/備通道，且可接收同步/異步通道信號，支持一點多址方式通訊；後臺資料庫通過邏輯站的概念，支持遠方站重組，例如多臺RTU傳送同一廠站的信息時，可將這幾個RTU的信息，組成一個邏輯站，在多級站傳輸情況下，可將某中間站傳來的本來屬於多個廠站的信息分離成多個邏輯站；具有對通訊過程監視診斷作用，可統計通道停運時間，能在線關閉和打開指定通道，且能動態復位通訊口；具有GPS時鐘接口，且以廠站為單位分類組織實時數據。
所述的數據處理子系統可分為遙信處理和遙測處理。其中，在遙信處理時，變壓器檔位遙信信號轉變為遙測量上屏，且由儀表/數值多種畫面顯示，對不可用狀態的開關進行屏蔽(告警和遙控操作)，並根據事故總信號是否動作，對開關作出事故跳閘或人工拉閘的告警，在沒有事故總信號時，可根據相關保護等進行判斷。遙測處理有三種方式數字濾波，規定數據的最大合法值和最小合法值，當數據超出範圍時，視為不合格數據被濾掉；零飄處理，規定數據的零值範圍，當數據處於該範圍內時，視為零值；跳變濾波，規定數據的相鄰兩幀的最大跳變量，當數據一次跳變超量時，視為不合格數據被濾掉。遙測在開關分時歸零處理，且遙測處理能完成連續模擬量輸出記錄，如遙測類曲線，包括電壓曲線、負荷曲線、頻率曲線等，曲線可設置採樣密度。
所述的遙控與升降子系統能對變電站內接入的斷路器及隔離開關進行控制，且對有載調壓變壓器分接頭調節，控制功能具有防誤閉鎖功能。此外，它使操作運用對話框進行，安全可靠，所有遙控命令都在顯示畫面上操作。
所述的信息交換子系統能將數據採集子系統採集到的各種數據，包括遙測(有功、無功、電流、電壓、溫度等)、遙信(開關、刀閘、保護信號、事故總信號、變壓器分接頭位置等)、電度量(包括有功電度、無功電度等)等，發送給SCADA伺服器，使其在主畫面中顯示，同時，它還接收來自SCADA系統的控制命令，並將其通過數據採集子系統發送給綜合自動化前置機，如遙控、遙調、系統校時、召喚保護定值命令等。
所述的繪圖子系統採用三維圖形OpenGL的畫面顯示，提供跨平臺、跨應用的統一圖形平臺，此三維圖形畫面可無級縮放，可變焦，可漫遊，可分層分級。該子系統可基於圖形的資料庫錄入，且得到多種圖像格式的支持，如BMP、GIF。
下面是應用本發明的綜合自動化變電站調試裝置進行調試的過程。
在變電站調試現場，需要對各個遙信量逐一試驗，以驗證信號量在各傳遞環節的正確性，保證正確反映現場實際狀態。比如說，要驗證某開關合、分狀態，以及開關變位後系統的正確顯示，調試人員需要做如下工作在現場將調試裝置與綜合自動化系統1按照連線要求連接，手動合(分)上開關，綜合自動化系統1檢測到開關變位後，將變位信息根據相應的規約數位化成相應的報文，並通過綜合自動化系統1的數據機2(數字量變為模擬量)、連接線發送給調試裝置的數據機3，調試裝置的數據機3(模擬量變為數字量)將數據送入可攜式後臺機，該可攜式後臺機中的SCADA仿真軟體通過數據採集子系統101監視收到的報文，對收到的數據進行初步校驗，合格的則送入數據處理子系統102，否則，將相應的數據拋棄，並做相應的記錄。數據處理子系統102對收到的數據進行解包後傳遞給信息交換子系統104，在該子系統中，將識別到的數據存入實時資料庫，並通過控制伺服器105觸發繪圖子系統106中數據更新，顯示開關狀態。如果開關狀態顯示不正確，則根據數據流查找問題。
權利要求
1.一種綜合自動化變電站調試裝置，其特徵在於，該裝置包括可攜式後臺機和數據線，其中，可攜式後臺機中含有一套SCADA仿真軟體，該SCADA仿真軟體由前置通訊子系統(4)和SCADA應用子系統(5)組成，且前置通訊子系統(4)包括數據採集子系統(101)、數據處理子系統(102)和遙控與升降子系統(103)，SCADA應用子系統(5)包括信息交換子系統(104)、控制伺服器(105)和繪圖子系統(106)；可攜式後臺機通過數據線與綜合自動化系統(1)連接；數據採集子系統(101)實現各種類型電力通訊規約的通訊，接收來自綜合自動化系統(1)不同格式的遙測量、遙信量、電度量及事件順序記錄信息，並將其預處理為系統要求的統一格式後傳輸給數據處理子系統(102)；數據處理子系統(102)將處理後的數據傳輸給信息交換子系統(104)，信息交換子系統(104)再把數據傳輸給繪圖子系統(106)，實現數據的可視化顯示；控制伺服器(105)可接受來自人機互動界面(6)的指令，並將指令傳輸給信息交換子系統(104)，再經數據處理子系統(102)傳輸給遙控與升降子系統(103)，最後通過數據線把控制命令的數據信息傳輸給綜合自動化系統(1)，實現遠方控制。
2.如權利要求1所述的綜合自動化變電站調試裝置，其特徵在於，所述裝置還可包括多功能數據機，該多功能數據機有兩個，第一個多功能數據機(2)與綜合自動化系統(1)連接，用於綜合自動化系統(1)中模擬量與數字量的轉換，第二個多功能數據機(3)與前置通訊子系統(4)連接，用於調試裝置中模擬量與數字量的轉換，而兩個數據機之間通過數據線連接，使第一個多功能數據機(2)中的模擬量穩定傳輸給第二個多功能數據機(3)。
3.如權利要求1所述的綜合自動化變電站調試裝置，其特徵在於，所述的來自人機互動界面(6)的指令最後可由遙控與升降子系統(103)傳輸給多功能數據機(3)，再通過多功能數據機(2)把數據信息傳輸給綜合自動化系統(1)。
4.如權利要求1所述的綜合自動化變電站調試裝置，其特徵在於，所述的數據線是雙絞線或光纖。
5.如權利要求1所述的綜合自動化變電站調試裝置，其特徵在於，所述的信息交換子系統(104)把表格數據信息直接傳輸給繪圖子系統(106)，而把圖形信息傳輸給控制伺服器(105)，再由控制伺服器(105)傳輸給繪圖子系統(106)。
6.如權利要求1所述的綜合自動化變電站調試裝置，其特徵在於，所述的繪圖子系統(106)可基於圖形的資料庫錄入，實現圖模一體化。
7.如權利要求1所述的綜合自動化變電站調試裝置，其特徵在於，所述的數據採集子系統(101)可以單通道或雙通道方式收發同一RTU數據，雙通道工作時，可各自使用數字或模擬通信模式，並能根據通道狀態判優切換主/備通道。
8.如權利要求1所述的綜合自動化變電站調試裝置，其特徵在於，所述的遙控與升降子系統(103)的控制功能具有防誤閉鎖功能，通過邏輯判斷相關設備的狀態和本設備的狀態，從而確定能否操作本設備，若狀態相符，可進行操作，若不相符，則不允許操作。
全文摘要
本發明公開了一種綜合自動化變電站調試裝置，包括可攜式後臺機和數據線，可攜式後臺機中含有一套SCADA仿真軟體，該軟體由前置通訊子系統(4)和SCADA應用子系統(5)組成，且前置通訊子系統(4)包括數據採集子系統(101)、數據處理子系統(102)和遙控與升降子系統(103)，SCADA應用子系統(5)包括信息交換子系統(104)、控制伺服器(105)和繪圖子系統(106)。本發明能正確仿真主站端的數據採集與處理，使綜合自動化變電站的調試工作便利、高效，最終實現移動式工作。
文檔編號G01R31/28GK1929223SQ20051002947
公開日2007年3月14日 申請日期2005年9月7日 優先權日2005年9月7日
發明者吳曉茵, 陳學軍, 葉關順, 孫陽盛 申請人:上海東捷建設(集團)有限公司