一种备自投装置和系统 |
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| 申请号 | CN202311704585.0 | 申请日 | 2023-12-12 | 公开(公告)号 | CN117955231A | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
| 申请人 | 许继电气股份有限公司; 河南许继继保电气自动化有限公司; 许继集团有限公司; 国网山东省电力公司电力科学研究院; 国家电网有限公司; | 发明人 | 毛林; 游建军; 马志敏; 唐毅; 李聪聪; 马永念; 王晓锋; 王宏杰; 白申义; 孔晓民; 庄恒悦; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种备自投装置和系统，属于变电站多端通讯领域，该备自投装置通过设置一个以上的通讯 接口 ，通讯接口获取对应变电站的运行数据，处理单元根据所连接的变电站的运行数据和本身的运行数据综合判断所连接变电站和本变电站的运行状况，根据运行状态分析出 电网 故障点的 位置 ；使得该备自投装置可以适用于多个变电站互联的区域电网，该方案解决了现有的单端备自投装置不能实现多个供电站互联的备自投功能的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种备自投装置，其特征在于，包括有一个以上的通讯接口和处理单元，所述通讯接口和与本变电站电力连接的变电站上的备自投装置的相应通讯接口连接，用于获取电力连接的变电站的运行数据； |
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| 说明书全文 | 一种备自投装置和系统技术领域[0001] 本发明属于变电站多端通讯领域，特别是涉及一种备自投装置和系统。 背景技术[0002] 环网布置、开环运行是110kV及以下电网普遍采用的接线方式，目前在开环联络线的两站点变电站内各装设一台单端备自投装置，该备自投装置利用纵联通道实现两站间双端模拟量、有无、无压状态等信息交互；即，通过远方备自投功能实现两站间的互为备用电源功能。备自投功能指的是当工作母线电压下降时，会自动投入备用电源作为工作电源。 [0003] 现有的远方备自投装置采用单端纵联通道的通讯方式，仅能实现两站间点对点运行模式下远方备自投功能。将备自投装置设置在每个供电站侧，通过备自投装置的通道与另一个变电站备自投装置的通道连接实现两个变电站之间的数据交互，备自投装置根据获取的数据确定需不需要作为对应供电站的备用电源，为故障的供电站供电。 [0004] 随着智能电网技术发展以及新能源厂站的大量接入电网，电网可靠性及输变电设备智能化程度得到较大提升，出现三个及以上串供变电站、T接多端等复杂电网架构；即电网中一个供电站与多个供电站连接。由于现有的备自投装置只有一个通道，该通道与一个供电站连接后，就不能再与其他供电站进行通讯连接了；即，仅采用单端纵联通道的备自投装置已不能实现多个供电站互联的备自投功能。 [0005] 综上，现有的单端备自投装置不能实现多个供电站互联的备自投功能。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种备自投装置和系统，以解决现有技术中单端备自投装置不能实现多个供电站互联的备自投功能的技术问题。 [0007] 为实现上述目的，本发明所提供的一种备自投装置和系统的技术方案是： [0008] 一种备自投装置，包括有一个以上的通讯接口和处理单元，通讯接口和与本变电站电力连接的变电站上的备自投装置的相应通讯接口连接，用于获取电力连接的变电站的运行数据；处理单元用于根据获取的所连接的变电站的运行数据和自身的运行数据判断电网故障点，当故障点位于所连接的变电站的电源间隔时，控制本变电站与故障变电站的电源间隔的电力连接线上靠近本站的备用电源断路器进行合闸，使本变电站参与故障变电站的备自投；当故障点位于本变电站时，选择一个与本变电站所连接的变电站的电源间隔，控制该电源间隔的电力线上靠近本变电站的备用电源断路器进行合闸，利用对应的变电站电力间隔为本变电站供电。 [0009] 作为进一步地改进，备自投装置的每个通讯接口上均设置有唯一的电源识别码，用于标识所连接的变电站电源间隔，根据通讯接口接收数据携带的电源识别码来判断通讯接口连接是否正确。 [0010] 作为进一步地改进，处理单元采用双核架构，双核架构包括第一处理器和第二处理器；第一处理器用于缓存接收到的所连接的变电站的运行数据和需要发送的自身的运行数据；第二处理器用于根据获取的数据控制变电站的备自投操作。 [0011] 作为进一步地改进，第一处理器与第二处理器通过高速总线交互数据。 [0012] 作为进一步地改进，高速总线交互数据时采用轮询的方式定时交互数据。 [0013] 作为进一步地改进，第一处理器包括N个光差数据管理单元，光差数据管理单元用于管理对应通讯接口缓存的接收的数据和需要发送的数据，所述N根据通讯接口的个数确定。 [0014] 作为进一步地改进，第二处理器包括有中央互联单元和内存单元；内存单元用于存储高速总线从第一处理器获取的数据，中央互联单元根据内存单元的数据控制变电站电源间隔的自投操作。 [0015] 作为进一步地改进，处理单元判断电网故障点时，利用的所连接的变电站的运行数据和自身的运行数据为同一时刻的数据。 [0016] 作为进一步地改进，处理单元用于在选择一个与本变电站所连接的变电站的电源间隔时，依据变电站的电源间隔设定的优先级进行选择。 [0017] 本发明还公开了一种备自投系统，包括有多个上述的备自投装置，备自投装置用于设置在电网的每个变电站上，各个备自投装置的通讯接口按照各变电站的各电源间隔的电力连接线的连接网络进行通讯连接。 [0018] 本发明的备自投装置有益效果是：该备自投装置通过设置一个以上的通讯接口，通讯接口获取对应变电站的运行数据，处理单元根据所连接的变电站的运行数据和本身的运行数据综合判断所连接变电站和本变电站的运行状况，根据运行状态分析出电网故障点的位置；使得该备自投装置可以适用于多个变电站互联的区域电网，该方案解决了现有的单端备自投装置不能实现多个供电站互联的备自投功能的问题。附图说明 [0019] 图1为本发明中备自投系统实施例的结构示意图； [0021] 图3为本发明中备自投装置实施例的通讯接口结构示意图。 具体实施方式[0022] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。 [0023] 备自投系统实施例： [0024] 如图1所示，备自投系统包括有多个备自投装置，备自投装置用于设置在电网的每个变电站上，各个备自投装置的通讯接口按照各变电站的各电源间隔的电力连接线的连接网络进行通讯连接。具体地，本实施例以图1中的B站为例进行说明，该电网中B变电站与A变电站、C变电站和D变电站通过电力线缆连接，其中，D变电站与E变电站通过电力线缆连接。A变电站和E变电站为220kV的变电站，所连接的变电站为110kV的变电站。在与220kV的变电站相连时，通过两条电力线连接，这是为了保障提高电网的可靠性，如果其中一条线缆故障，则另一条线缆上仍然可以正常运行。 [0025] 如图2、图3所示，包括有一个以上的通讯接口和处理单元，通讯接口和与本变电站电力连接的变电站上的备自投装置的相应通讯接口连接，用于获取所连接的变电站的运行数据。备自投装置的每个通讯接口上均设置有唯一的电源识别码，用于标识所连接的变电站电源间隔，根据通讯接口接收数据携带的电源识别码来判断通讯接口连接是否正确。 [0026] 如图2所示，本实施例以备自投装置包括有6个通讯接口为例，该通讯接口采用2M光串通信通讯接口，通信通讯接口可采用复用方式(复接PDH或SDH系统的数字通讯接口)或专用方式，复用通讯接口装置兼容曼彻斯特码和1B4B两种编码。 [0027] 在B变电站中仅使用了4个通讯接口，另外两个通讯接口空闲。具体地，B变电站上的备自投装置的通讯接口1、2、4和5分别与A变电站的1母线、C变电站、A变电站的2母线和D变电站上的备自投装置的通讯接口进行连接，构成通讯通道。 [0028] 处理单元用于根据获取的通讯连接变电站的运行数据和自身的运行数据判断电网故障点。当故障点位于所连接的变电站的电源间隔时，控制本变电站与故障变电站的电源间隔的电力连接线上靠近本站的备用电源断路器进行合闸，利用本变电站为故障变电站供电。当故障点位于本变电站时，选择一个与本变电站所连接的变电站的电源间隔，控制该电源间隔的电力线上靠近本变电站的备用电源断路器进行合闸，利用对应的变电站电力间隔为本变电站供电。一个变电站上包括有1个或者多个电源间隔。 [0029] 处理单元用于在选择一个与本变电站所连接的变电站的电源间隔时，依据变电站的电源间隔设定的优先级进行选择。该优先级是人为设定的。 [0030] 处理单元判断电网故障点时，利用的所连接的变电站的运行数据和自身的运行数据为同一时刻的数据。即采集数据时进行同步采集。 [0031] 如图3所示，具体地，处理单元采用双核架构，该双核架构包括第一处理器和第二处理器；上述第一处理器用于缓存接收到的所连接的变电站的运行数据和需要发送的自身的运行数据；第二处理器用于根据获取的数据控制变电站的备自投操作。第一处理器为PL、第二处理器为PS。 [0032] 第一处理器与第二处理器通过高速总线交互数据。高速总线交互数据时采用轮询的方式定时交互数据。保障多个通讯接口接收的数据不会混淆，提高数据处理的效率和准确率。采用轮询的方式获取数据，可以避免现有采用中断的方式会对程序整体逻辑产生影响。平台与驱动之间采用信号量计数器的方式进行交互，驱动采用200μs轮询的方式获取纵联通道的接收数据，不仅保证了数据的实时性，而且可以防止中断丢失和溢出，保证数据的连续性和正确性。 [0033] 具体地，第一处理器包括N个光差数据管理单元，上述光差数据管理单元用于缓存对应通讯接口接收的数据和需要发送的数据，该N根据通讯接口的个数确定，N小于等于通讯接口的个数。本实施例的N＝6，6组的独立的数据管理单元用于实现6组光纤信息的收发，其中下行发送做2级缓存，上行接收做4级缓存，上下行数据通过SOC内部高速AXI总线进行交互，最大限度保证了通道间数据和上下行数据的物理隔离和逻辑隔离，提高了抗干扰能力。 [0034] 从图1中可以看出，假设正常运行状态B变电站由A变电站通过双回电力线路进行供电，与B站相连的C和D站做为备用电源变电站，当A和B变电站间双回电力线路同时出现故障，造成B变电站全站失压，B站会根据自身的数据检测到故障点并切断电源隔离故障，同时B站的备自投装置会根据C和D站的优先级，选择其中一个变电站通过纵联光纤通道向其发出远方合闸命令，接收到远方合闸命令的变电站执行远方合闸命令合备用电源断路器，来达到恢复B站供电的效果，保障变电站的可靠运行。 [0035] 具体地，上述运行数据的类型如下表1所示： [0036] 表1 [0037] [0038] [0039] 备自投装置实施例： [0040] 如图2、图3所示，备自投装置包括有一个以上的通讯接口和处理单元，通讯接口和与本变电站电力连接的变电站上的备自投装置的相应通讯接口连接，用于获取电力连接的变电站的运行数据；处理单元用于根据获取的所连接的变电站的运行数据和自身的运行数据判断电网故障点，当故障点位于所连接的变电站的电源间隔时，控制本变电站与故障变电站的电源间隔的电力连接线上靠近本站的备用电源断路器进行合闸，使本变电站参与故障变电站的备自投；当故障点位于本变电站时，选择一个与本变电站所连接的变电站的电源间隔，控制该电源间隔的电力线上靠近本变电站的备用电源断路器进行合闸，利用对应的变电站电力间隔为本变电站供电。 [0041] 本实施例参照上述备自投系统的实施例实施，此处不再赘述。 [0042] 最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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