一種二次系統信息管理方法及平臺與流程

2023-10-11 02:20:14 4

本發明涉及電網控制領域，尤其涉及一種二次系統信息管理方法及平臺。

背景技術：

在新能源接入的背景下，電網二次系統需要遵循電網運行的客觀規律，以電網安全、穩定和經濟運行，以及向用戶提供優質可靠的電力為目的，組織電能的生產、傳輸和銷售，保證電網安全、穩定和經濟運行。在新能源接入的環境下，發電側和用電側都發生了較大變化，這就引起電力二次系統的業務需要相應的變化，並催生出新的需求。因此，為了適應新能源接入和電網安全運行的新需求，亟待研究新能源接入下二次系統信息管理平臺。研究新能源接入背景下的電網二次系統信息管理平臺，是研究探索解決目前電網二次系統遇到的不適應問題，保證未來電網安全發展的有效途徑。

目前，電力二次系統是一種三層兩網的架構，多臺保護與多臺智能終端一一對應。以線路保護為例，當線路出現故障時，對應的保護接收來自間隔層合併單元的一次電氣量採樣值SV報文判斷網絡狀況，並通過過程層網絡向智能終端發送面向通用對象的變電站事件GOOSE報文。在線路斷路器出現失靈或故障導致線路故障無法切除的情況下，則由相鄰線路後備保護切除故障。

目前，多對多的常規電力二次系統主要存在以下缺陷：

1.未有效利用二次系統全網信息。多對多的常規二次系統未有效利用智能電網信息流網絡化交換帶來的全網信息共享，故障的判斷僅依賴於單個或局部的採樣值信息，不能從宏觀的視角判斷整個電網網絡狀態。

2.保護控制手段單一。多對多的常規電力二次系統通常使用單臺保護對電網狀況進行判斷，一旦保護出現故障，則很容易出現保護誤動、拒動等情況。

3.後備保護動作緩慢。常規後備採用階梯狀的時限整定方法，為了保證饋線保護的選擇性，後備保護通常設置0.7-1.0s的動作時限。動作時限的存在從原理上限制了保護的速動性和可靠性，造成了一定時間內的持續故障隱患。

上面提及的常規電力二次系統未有效利用二次系統全網信息、保護控制手段單一、後備保護動作緩慢都是本領域技術人員需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種二次系統信息管理方法及平臺，用於解決常規電力二次系統保護控制手段單一的技術問題。

本發明實施例提供一種二次系統信息管理方法，包括：

通過調度監控系統根據電網運行情況動態更新設定緊急控制系統的控制基準值，所述控制基準值用於為所述緊急控制系統提供故障判斷依據；

通過調度監控系統根據所述控制基準值和電網運行情況設置包含至少一個策略整定值的定值區作為控制策略，所述策略整定值用於為所述緊急控制系統提供相關控制參數。

優選地，所述通過調度監控系統根據所述控制基準值和電網運行情況設置包含至少一個策略整定值的定值區作為控制策略之後還包括：

通過調度監控系統當電網設備擾動時根據當前電網運行情況切換所述控制策略。

優選地，本發明實施例方法還包括：

當檢測到所述控制策略無法達到預設的目標時，修改所述控制策略的策略整定值。

優選地，所述通過調度監控系統根據所述控制基準值和電網運行情況設置包含至少一個策略整定值的定值區作為控制策略之後還包括：

根據電網運行方式啟用部分的所述控制策略。

優選地，所述根據電網運行方式啟用部分的所述控制策略之後還包括：

根據電網運行方式停用部分的所述控制策略。

本發明實施例提供一種二次系統信息管理平臺，基於上述的二次系統信息管理方法進行管理，包括：調度監控系統、緊急控制系統、內部數據總線；

所述調度監控系統與所述緊急控制系統通過所述內部數據總線連接；

所述內部數據總線通過廣域保護控制通信網絡與變電站保護設備連接；

所述內部數據總線通過調度數據網與遠動裝置和保信子站連接；

其中，調度監控系統根據電網運行情況動態更新設定緊急控制系統的控制基準值，根據所述控制基準值和電網運行情況設置包含至少一個策略整定值的定值區作為控制策略。

優選地，所述調度監控系統包括EMS系統、PIS保信主站；

所述EMS系統、所述PIS保信主站分別與所述內部數據總線數據交互。

優選地，所述緊急控制系統包括廣域控制主站；

優選地，所述廣域控制主站用於根據變電站保護設備周期性上送的採樣值信息與策略整定值判斷是否出現饋線故障，若是，則向饋線保護開關發送跳閘命令，並且通過監測饋線保護開關位置信息判斷饋線保護開關是否跳閘，若否，則啟動後備保護。

優選地，所述廣域控制主站還用於判斷一段時間內是否不再出現電流電壓故障信息，若是，則繼續監測所述採樣值信息，若否，則啟動下一級後備保護。

優選地，當初始化二次系統信息管理平臺時，所述調度監控系統設置所述廣域控制主站與所述變電站保護設備之間的訂閱關係和訂閱內容，並設置策略整定值。

從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點：

本發明實施例提供的一種二次系統信息管理方法，通過調度監控系統根據電網運行情況動態更新設定緊急控制系統的控制基準值，所述控制基準值用於為所述緊急控制系統提供故障判斷依據；通過調度監控系統根據所述控制基準值和電網運行情況設置包含至少一個策略整定值的定值區作為控制策略，所述策略整定值用於為所述緊急控制系統提供相關控制參數，從而通過至少一個策略整定值實現了至少一種控制手段，解決了常規電力二次系統保護控制手段單一的技術問題。

此外，本發明實施例提供的一種二次系統信息管理平臺通過內部數據總線連接廣域保護控制通信網絡接收來自變電站保護設備的數據，通過內部數據總線連接調度數據網接收來自遠動裝置和保信子站的數據，解決了常規電力二次系統未有效利用二次系統全網信息的技術問題；本發明實施例通過廣域保護控制通信網絡整合各種保護控制手段，解決了常規電力二次系統保護控制手段單一的技術問題；本發明實施例通過緊急控制系統中的廣域控制主站控制保護變電站保護設備，解決了常規電力二次系統後備保護動作緩慢的技術問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種二次系統信息管理平臺的一個實施例的示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種二次系統信息管理平臺的一個實施例中用於說明的信息分層變電站二次系統的示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種二次系統信息管理方法的一個實施例的示意圖；

圖4為本發明實施例提供的一種二次系統信息管理方法的一個實施例的示意圖。

具體實施方式

本發明實施例提供了一種二次系統信息管理方法及平臺，用於解決常規電力二次系統保護控制手段單一的技術問題。

為使得本發明的發明目的、特徵、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1，本發明實施例提供一種二次系統信息管理平臺的一個實施例，包括：調度監控系統、緊急控制系統、內部數據總線；

調度監控系統與內部數據總線數據交互；

緊急控制系統與內部數據總線數據交互；

內部數據總線通過廣域保護控制通信網絡接收來自變電站保護設備的數據；

內部數據總線通過調度數據網接收來自遠動裝置和保信子站的數據。

調度監控系統包括EMS系統、PIS保信主站；

EMS系統、PIS保信主站分別與內部數據總線數據交互。

緊急控制系統包括廣域控制主站。

請參閱圖2，變電站遠動裝置、保信子站、監控計算機和保護設備採集站內的一、二次設備信息，實現面向變電站的保護控制功能。由於變電站遠動裝置、保信子站、監控計算機和保護設備需要接入站內多個間隔/設備的信息，數位化變電站結構是優選方案。變電站遠動裝置、保信子站、監控計算機和保護設備可以直接接入站內過程層網絡，採集站內設備信息。

請參閱圖1，廣域控制子站通過各變電站保護設備採集整個廣域電網範圍內的所需信息，實現面向廣域電網的保護控制功能(如切負荷命令等)。根據廣域電網的規模以及承載功能的複雜程度，在實現形式上可以是一套廣域控制主站設備或由多個互相協同的IED構成的廣域控制主站系統。

廣域保護控制系統的變電站保護設備、廣域控制主站還與調度監控系統之間形成交互，滿足保護控制策略優化的需求。在變電站，變電站保護設備接入站控層網絡，與變電站監控計算機或智能遠動機交互。在廣域電網，廣域控制主站與EMS系統建立通信聯繫。根據廣域控制主站安裝位置的不同，可以採用專用通信方式(廣域控制主站安裝在調度端時，與EMS系統直接建立通信聯繫)或變電站間隔設備接入方式(廣域控制主站安裝在某一變電站內時，等同於一臺間隔層設備，通過站控層設備和調度數據網接入調度監控系統)。

以上是對本發明實施例提供的一種二次系統信息管理平臺的一個實施例進行詳細的描述，以下將對本發明實施例提供的一種二次系統信息管理方法的一個實施例進行詳細的描述。

請參閱圖3，本發明實施例提供一種二次系統信息管理方法的一個實施例，基於上述的二次系統信息管理平臺進行管理，包括：

101：根據變電站保護設備周期性上送的採樣值信息判斷是否出現饋線故障，若是，則進入102，若否，則返回101；

102：通過變電站保護設備和廣域控制主站分別向同一饋線保護開關發送跳閘命令；

103：通過監測饋線保護開關位置信息判斷饋線保護開關是否跳閘，若是，則返回101，若否，則啟動後備保護。

二次系統信息管理方法之後還包括：

104：判斷一段時間內是否不再出現故障電流電壓信息，若是，則返回101，若否，則啟動下一級後備保護。

二次系統信息管理方法之前還包括：

100：初始化二次系統信息管理平臺，配置訂閱關係和訂閱內容，並整定保護定值。

具體地，圖3的流程也可以解釋為：

1.首先，對二次系統進行初始化，配置訂閱關係和訂閱內容，並整定保護定值。

2.正常工作時，變電站保護設備周期性上送一次系統採樣值信息。

3.當變電站保護設備檢測到故障電流時，立即向饋線保護開關發送跳閘命令；同時，廣域控制主站根據所得採樣值信息也向同一開關下發GOOSE跳閘報文。

4.下發跳閘GOOSE報文後，廣域控制主站監視開關位置。如果開關未動作，則判斷為斷路器失靈，起動後備保護。

5.廣域控制主站判斷一段時間內是否不再出現故障電流電壓信息。如果故障切除，則保護動作完成，否則起動下一級後備保護。

以上是對本發明實施例提供的一種二次系統信息管理方法的一個實施例進行詳細的描述，以下將對本發明實施例提供的一種二次系統信息管理方法的一個實施例進行詳細的描述。

請參閱圖4，本發明實施例提供一種二次系統信息管理方法的一個實施例，基於上述的一種二次系統信息管理平臺進行控制，包括：

201、根據電網運行情況動態更新設定緊急控制系統的控制基準值；

202、根據控制基準值和電網運行情況設置定值區作為控制策略；

203、當電網設備擾動時根據當前電網運行情況切換控制策略。

本發明實施例提供的二次系統信息管理方法之後還包括：

當檢測到控制策略無法達到預設的目標時，修改控制策略的整定值。

步驟202之後還包括：

根據電網運行方式啟用部分的控制策略。

本發明實施例提供的二次系統信息管理方法之後還包括：

根據電網運行方式停用部分的控制策略。

請參閱圖4，本發明實施例提供一種二次系統信息管理方法的一個實施例可以由設定基準值、修改策略整定值、切換策略方案、投退策略功能等方式組成。

設定基準值主要用於動態更新控制基準值，典型的應用為根據電網運行情況動態更新潮流斷面控制目標值。在廣域電網，採用IEC60870-5-104標準的設點/設值命令；在變電站，採用IEC61850標準的MMS設值命令。

切換策略方案主要用在預設的多套策略中，根據當前電網運行情況選擇最優的一套策略。廣域保護控制系統的可在線調整的控制策略通常通過整定值進行描述，預設的多套策略實際為多個預整定好的定值區，切換策略實際為切換定值區。在廣域電網，可通過IEC60870-5-104標準的設點/設值命令設定運行定值區號切換定值，也可通過IEC60870-5-103標準(包括各類支持通用分類服務的、通常用於保信主站系統的類103規約，下同)的通用分類服務寫命令修改運行定值區號切換定值；在變電站，通過IEC61850標準定值控制塊(Setting Group Control Block，SGCB)模型的選擇運行定值區命令切換定值。

有時候，預設的幾套策略無法達到最優控制的目標，可能需要通過修改策略整定值來實現控制策略的精確調整。在廣域電網，可通過IEC60870-5-103標準的通用分類服務寫命令(或在此基礎上擴展的專用寫定值命令)修改運行定值[1]；在變電站，通過IEC61850標準SGCB模型的編輯定值命令修改運行定值。

投退策略功能主要用於控制策略的投入和退出控制，根據當前電網運行方式的需要，投入或退出部分控制功能。控制策略通常可以通過功能軟壓板進行投退，可以通過軟壓板控制命令實現策略投退。在廣域電網，可通過IEC60870-5-104標準的遙控命令投退軟壓板；在變電站，通過IEC61850標準的Control(控制)模型的控制命令投退軟壓板。

在新能源接入背景下，本發明從系統結構和與外部系統的協同模式的角度，提出一種適應新能源接入的二次系統信息管理平臺。結合廣域保護控制系統結構，提出了廣域保護控制系統與調度監控系統之間的交互模式。

本發明研究的新能源接入背景下的二次系統信息管理平臺，將向調度運行和電網規劃部門提供二次系統發展的建議，避免走彎路和浪費建設成本，也將提供電網二次系統的規劃方向，指導二次系統的規劃和優化思路，社會效益和經濟效益巨大。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。