專利名稱：Rtds與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)，特別是涉及一種智能化繼電保護(hù)裝置在RTDS動(dòng)模試驗(yàn)中的接口方式與方法。
背景技術(shù)：
[0002]為了支持并推進(jìn)我國(guó)能源戰(zhàn)略的調(diào)整，國(guó)有電力企業(yè)在經(jīng)過(guò)多年的探索后，開(kāi)始在行業(yè)內(nèi)大力發(fā)展并推廣智能電網(wǎng)的建設(shè)。智能化變電站是智能電網(wǎng)的有機(jī)載體，智能變電站能否安全、穩(wěn)定的運(yùn)行關(guān)乎智能電網(wǎng)建設(shè)的命運(yùn)。智能變電站在建設(shè)中給傳統(tǒng)的二次設(shè)備、二次回路，甚至是基本實(shí)現(xiàn)原理方面帶來(lái)了技術(shù)革命，尤其是給繼電保護(hù)裝置帶來(lái)了技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備更新和試驗(yàn)方法等諸多變化。[0003]傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的RTDS試驗(yàn)，在近些年的專業(yè)發(fā)展過(guò)程中已經(jīng)形成了相應(yīng)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，RTDS仿真設(shè)備也已經(jīng)面向電力系統(tǒng)的仿真和試驗(yàn)，設(shè)計(jì)并定義了完整的模型庫(kù)和I/O接口。而智能化繼電保護(hù)裝置，完全采用光數(shù)字的通訊模式，無(wú)法與RTDS既有的I/O接口相適應(yīng)，如果不能解決這一問(wèn)題，就無(wú)法建立起完善的智能化繼電保護(hù)裝置動(dòng)模試驗(yàn)體系。因此，需要一種將智能化繼電保護(hù)裝置應(yīng)用于現(xiàn)有RTDS設(shè)備的解決方案。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)。智能化繼電保護(hù)裝置與RTDS既有的I/O接口相適應(yīng)的接口系統(tǒng)與方法，解決繼電保護(hù)裝置智能化后帶來(lái)的無(wú)法進(jìn)行RTDS動(dòng)模試驗(yàn)的問(wèn)題，豐富針對(duì)智能化繼電保護(hù)裝置的試驗(yàn)手段。[0005]本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:[0006]RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)，包括:[0007]交流模擬量接口，用于連接RTDS仿真設(shè)備與智能化繼電保護(hù)裝置的采樣環(huán)節(jié)，將RTDS中的模擬量輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字量輸出信號(hào)，提供給智能化繼電保護(hù)裝置；[0008]開(kāi)關(guān)量接口，用于在RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置之間通訊“O”、“I”狀態(tài)信號(hào)，將RTDS的輸出電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字開(kāi)關(guān)量接點(diǎn)信號(hào)，提供給智能化繼電保護(hù)裝置；同時(shí)，將智能化繼電保護(hù)裝置的數(shù)字開(kāi)關(guān)量接點(diǎn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)，提供給RTDS ；[0009]用戶接口，用于內(nèi)部功能模塊與外部設(shè)備和用戶接口之間的通訊。[0010]所述交流模擬量接口，包括:模擬小信號(hào)輸入端口、采集配置模塊、對(duì)時(shí)模塊、合并模塊、輸出模塊；其中:所述模擬小信號(hào)輸入端口，用于接入RTDS輸出的0-10V交流小電壓信號(hào)，對(duì)模擬輸出的電子式互感器進(jìn)行數(shù)字化處理；所述采集配置模塊，用于根據(jù)用戶需要，完成參數(shù)配置和系數(shù)調(diào)整的功能，并將輸出送至所述合并模塊；所述合并模塊，用于合并多路所述采集配置模塊的輸出，然后按照IEC61850 9-1/2標(biāo)準(zhǔn)格式和被試?yán)^電保護(hù)裝置的SCD文件配置要求，完成對(duì)輸出通道和參數(shù)的配置；所述對(duì)時(shí)模塊，用于接入同步時(shí)鐘源的對(duì)時(shí)信號(hào)，在所述合并模塊環(huán)節(jié)對(duì)多路所述采集配置模塊發(fā)送的數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行同步處理；所述輸出模塊，用于根據(jù)用戶需要，輸出數(shù)字報(bào)文，給智能化繼電保護(hù)裝置作為模擬量輸入。[0011 ] 所述模擬小信號(hào)輸入端口支持同時(shí)接入RTDS輸出的雙AD源。[0012]本實(shí)用新型具有以下有益效果:[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)與方法，現(xiàn)有的RTDS仿真系統(tǒng)可以適用于智能化繼電保護(hù)裝置的動(dòng)模試驗(yàn)，有助于加強(qiáng)對(duì)智能化繼電保護(hù)裝置的性能考核，從而保障智能電網(wǎng)二次系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。[0014]下面結(jié)合本實(shí)用新型的附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型加以詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說(shuō)明，并不用于限制本實(shí)用新型。


[0015]圖1是本實(shí)用新型的交流模擬量接口示意圖；[0016]圖2是本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)量接口不意圖；[0017]圖3是本實(shí)用新型的工作原理圖。[0018]圖中:模擬量小信號(hào)輸入端口1，采集配置模塊2，合并模塊3，對(duì)時(shí)模塊4，輸出模塊5，IEC61850-9-1/2報(bào)文輸出模塊6，IEC60044-8報(bào)文輸出模塊7，控制輸出端口 8，光電轉(zhuǎn)換模塊9，主配置模塊10，數(shù)字通訊模塊11，通道配置模塊12，文件配置模塊13，用戶接口14。
具體實(shí)施方式
[0019]本實(shí)用新型是一種RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)。包括:[0020]交流模擬量接口，用于連接RTDS仿真設(shè)備與智能化繼電保護(hù)裝置的采樣環(huán)節(jié)，將RTDS中的模擬量輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字量輸出信號(hào)，提供給智能化繼電保護(hù)裝置；[0021]開(kāi)關(guān)量接口，用于在RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置之間通訊“0”、“ I ”狀態(tài)信號(hào)，將RTDS的輸出電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字開(kāi)關(guān)量接點(diǎn)信號(hào)，提供給智能化繼電保護(hù)裝置；同時(shí)，將智能化繼電保護(hù)裝置的數(shù)字開(kāi)關(guān)量接點(diǎn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)，提供給RTDS ；[0022]用戶接口，用于內(nèi)部功能模塊與外部設(shè)備和用戶接口之間的通訊。所述交流模擬量接口，包括:模擬小信號(hào)輸入端口、采集配置模塊、對(duì)時(shí)模塊、合并模塊、輸出模塊，其中:模擬小信號(hào)輸入端口，用于接入RTDS輸出的0-10V交流小電壓信號(hào),對(duì)模擬輸出的電子式互感器進(jìn)行數(shù)字化處理。采集配置模塊，用于根據(jù)用戶需要，完成參數(shù)配置和系數(shù)調(diào)整的功能，并將輸出送至所述合并模塊。合并模塊，用于合并多路所述采集配置模塊的輸出，然后按照IEC61850 9-1/2標(biāo)準(zhǔn)格式和被試?yán)^電保護(hù)裝置的S⑶文件配置要求，完成對(duì)輸出通道和參數(shù)的配置。對(duì)時(shí)模塊，用于接入同步時(shí)鐘源的對(duì)時(shí)信號(hào)，在所述合并模塊環(huán)節(jié)對(duì)多路所述采集配置模塊發(fā)送的數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行同步處理。輸出模塊，用于根據(jù)用戶需要，輸出數(shù)字報(bào)文，給智能化繼電保護(hù)裝置作為模擬量輸入。所述模擬小信號(hào)輸入端口支持同時(shí)接入RTDS輸出的雙AD源。[0023]本實(shí)用新型所述和采集配置模塊包括:版本CRC校驗(yàn)功能，用于查看程序的版本號(hào)、CRC校驗(yàn)碼與FPGA的版本號(hào)。額定輸入與輸出功能，用于根據(jù)用戶需要，靈活設(shè)置模擬量的額定輸入與相對(duì)應(yīng)的額定輸出的數(shù)字量。零漂與系數(shù)調(diào)整功能，用于進(jìn)行零漂調(diào)整，和在信號(hào)傳輸損耗時(shí)，調(diào)整通道系數(shù)。固化信息功能，用于防止已配置的采樣率、零漂、系數(shù)等系統(tǒng)參數(shù)在裝置掉電時(shí)丟失，在配置完成后應(yīng)進(jìn)行固化操作。[0024]本實(shí)用新型所述輸出模塊包括:IEC61850-9_l/2報(bào)文輸出模塊，用于適用標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)約接口的智能化繼電保護(hù)裝置。IEC60044-8報(bào)文輸出模塊，用于適用FT3非標(biāo)接口的智能化繼電保護(hù)裝置。輸出端口，同時(shí)支持ST和LC的接口方式。[0025]本實(shí)用新型所述開(kāi)光量接口模塊，包括:光電轉(zhuǎn)換模塊、主配置模塊、數(shù)字通訊模塊。其中:光電轉(zhuǎn)換模塊，用于將RTDS識(shí)別的電平信號(hào)與外部數(shù)字邏輯信號(hào)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)送至RTDS或所述主配置模塊。主配置模塊，用于將所述光電轉(zhuǎn)換模塊處理后的數(shù)字邏輯信號(hào)與跟智能化繼電保護(hù)裝置之間的數(shù)字通訊信號(hào)進(jìn)行匹配，匹配后發(fā)送至所述光電轉(zhuǎn)換模塊，或所述的數(shù)字通訊模塊。數(shù)字通訊模塊，用于接收或發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)GOOSE報(bào)文，支持ST和LC接口方式。[0026]本實(shí)用新型所述主配置模塊，包括:通道配置模塊，用于將所述光電轉(zhuǎn)換模塊輸出的各邏輯信號(hào)置入邏輯通道庫(kù)，或從邏輯通道庫(kù)導(dǎo)出相應(yīng)的邏輯信號(hào)，發(fā)送至所述光電轉(zhuǎn)換模塊。文件配置模塊，用于將所述邏輯通道庫(kù)與被試智能化繼電保護(hù)裝置適用的SCD文件進(jìn)行匹配，建立RTDS電平信號(hào)與GOOSE變位的對(duì)應(yīng)關(guān)系。[0027]所述合并模塊和主配置模塊包括顯示屏幕，用于顯示合并后的輸出值和各項(xiàng)配置信息。[0028]所述交流模擬量接口和所述開(kāi)關(guān)量接口包括異常報(bào)警功能，用于指示用戶模塊處于不正常工作狀態(tài)。[0029]如圖1所示，圖1為本實(shí)用新型的交流模擬量接口工作原理圖。其中，交流模擬量接口包括:模擬量小信號(hào)輸入端口 I，其可以是直接與RTDS輸出的0-10V交流小電壓信號(hào)進(jìn)行連接的端口，對(duì)模擬小信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理；采集配置模塊2，其可以是預(yù)置的軟件程序，預(yù)留用戶接口完成參數(shù)配置和系數(shù)調(diào)整功能，并將輸出送至合并模塊3 ;合并模塊3可以預(yù)留用戶接口導(dǎo)入被試?yán)^電保護(hù)裝置的SCD文件，配置輸出通道和參數(shù)；對(duì)時(shí)模塊4，其可以接入外部同步對(duì)時(shí)信號(hào)，對(duì)多路采集配置模塊2發(fā)送的數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行同步處理；輸出模塊5，可以是ST或LC光纖接口，其根據(jù)被試裝置的不同可以輸出不同規(guī)約的數(shù)字信號(hào)，正常情況下由IEC61850-9-1/2報(bào)文輸出模塊6控制輸出端口 8 ;若被試裝置需要FT3格式報(bào)文，可以人工短接采集配置模塊2和IEC60044-8報(bào)文輸出模塊7，由IEC60044-8報(bào)文輸出模塊7控制輸出端口 8。[0030]如圖2所示，其為本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)量接口工作原理圖。其中，開(kāi)關(guān)量接口包括:光電轉(zhuǎn)換模塊9、主配置模塊10、數(shù)字通訊模塊11。其中，光電轉(zhuǎn)換模塊9，可以將RTDSI/O設(shè)備提供的電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字邏輯信號(hào)，并發(fā)送至主配置模塊10，而主配置模塊10中通道配置模塊12可以將數(shù)字邏輯信號(hào)實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)寫入邏輯通道庫(kù)；文件配置模塊13，可以按被試智能化繼電保護(hù)裝置適用的SCD文件配置輸出報(bào)文格式；數(shù)字通訊模塊11，可以是ST或LC光纖接口，輸出規(guī)定的GOOSE報(bào)文給智能繼電保護(hù)裝置。反過(guò)程亦然。[0031]現(xiàn)有系統(tǒng)支持的外部設(shè)備包括:配置端口，可以選RS-232或USB方式，訪問(wèn)目的是配置通道和導(dǎo)入SCD文件；顯示屏，用于顯示合并后的輸出值和各項(xiàng)配置信息。[0032]如圖3所示，現(xiàn)以智能化線路保護(hù)裝置的動(dòng)模試驗(yàn)為例說(shuō)明RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)。試驗(yàn)前，將被試線路保護(hù)裝置使用的SCD文件通過(guò)用戶接口 14的外設(shè)接口，分別導(dǎo)入合并模塊3和文件配置模塊13 ;按照試驗(yàn)要求，將線路電流和線路電壓通道通過(guò)用戶接口 14的外設(shè)接口配置采集配置模塊2 ;按照被試裝置的邏輯要求，將線路開(kāi)關(guān)跳閘信號(hào)、合閘信號(hào)和位置信號(hào)通道通過(guò)用戶接口 14的外設(shè)接口配置通道配置模塊12 ;將RTDS的GTAO或DDAC板卡按設(shè)定通道連接模擬量小信號(hào)輸入端口 1，設(shè)定通道與采集配置模塊2中電流、電壓通道相對(duì)應(yīng)；將RTDS的GTDI和GTDO板卡按設(shè)定的通道連接光電轉(zhuǎn)化模塊9，設(shè)定通道與通道配置模塊12相對(duì)應(yīng)；將輸出端口 8通過(guò)光纖與保護(hù)裝置SV端口連接，數(shù)字通訊模塊11與保護(hù)裝置GOOSE端口連接。在RTDS中運(yùn)行仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，模型中一次值通過(guò)RTDS的GTAO或DDAC輸出電壓小信號(hào)至模擬量小信號(hào)輸入端口 1，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后經(jīng)過(guò)采集配置模塊2和合并模塊3，三相電流和三相電壓數(shù)字量在合并模塊3進(jìn)行同步處理并打上時(shí)標(biāo)，同步后的數(shù)據(jù)包發(fā)送至IEC61850-9-1/2報(bào)文輸出模塊6，最后經(jīng)過(guò)光輸出模塊8提供給保護(hù)裝置，傳輸正確性通過(guò)顯示屏和保護(hù)裝置顯示菜單進(jìn)行檢驗(yàn)。在保護(hù)裝置中傳動(dòng)跳、合閘出口，GOOSE出口命令通過(guò)數(shù)字通訊模塊11，發(fā)送至文件配置模塊13，按照S⑶文件的配置在邏輯通道庫(kù)中對(duì)應(yīng)通道配置模塊12中的邏輯通道，然后通過(guò)光電轉(zhuǎn)換模塊9變成24V或5V的電平信號(hào)，提供給RTDS的GTDI板卡，在仿真模型中檢驗(yàn)跳、合閘命令正確；同時(shí)，RTDS的GTDO板卡將上述開(kāi)關(guān)的分、合閘位置通過(guò)GTDO的電平信號(hào)傳送給光電轉(zhuǎn)換模塊9，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字邏輯信號(hào)經(jīng)過(guò)通道配置模塊12和文件配置模塊13，匹配成有效的GOOSE報(bào)文，最終通過(guò)數(shù)字通訊模塊11提供給保護(hù)裝置，在保護(hù)裝置的開(kāi)入量菜單檢驗(yàn)分、合閘位置信號(hào)的正確性。[0033]本實(shí)用新型的RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)，可以根據(jù)具體情況將內(nèi)部的交流模擬量接口或開(kāi)關(guān)量接口單獨(dú)使用。此外，本實(shí)用新型還可以應(yīng)用于諸如智能化安全自動(dòng)裝置等其他基于IEC61850通訊標(biāo)準(zhǔn)、采用光纖接口的設(shè)備與RTDS仿真系統(tǒng)的連接試驗(yàn)當(dāng)中。
權(quán)利要求1.RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)，其特征在于，包括: 交流模擬量接口，用于連接RTDS仿真設(shè)備與智能化繼電保護(hù)裝置的采樣環(huán)節(jié)，將RTDS中的模擬量輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字量輸出信號(hào)，提供給智能化繼電保護(hù)裝置； 開(kāi)關(guān)量接口，用于在RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置之間通訊狀態(tài)信號(hào)，將RTDS的輸出電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字開(kāi)關(guān)量接點(diǎn)信號(hào)，提供給智能化繼電保護(hù)裝置；同時(shí)，將智能化繼電保護(hù)裝置的數(shù)字開(kāi)關(guān)量接點(diǎn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)，提供給RTDS ； 用戶接口，用于內(nèi)部功能模塊與外部設(shè)備和用戶接口之間的通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)，其特征在于，所述交流模擬量接口，包括:模擬小信號(hào)輸入端口、采集配置模塊、對(duì)時(shí)模塊、合并模塊、輸出模塊；其中:所述模擬小信號(hào)輸入端口，用于接入RTDS輸出的O-1OV交流小電壓信號(hào)，對(duì)模擬輸出的電子式互感器進(jìn)行數(shù)字化處理； 所述采集配置模塊，用于根據(jù)用戶需要，完成參數(shù)配置和系數(shù)調(diào)整的功能，并將輸出送至所述合并模塊； 所述合并模塊，用于合并多路所述采集配置模塊的輸出，然后按照IEC61850 9-1/2標(biāo)準(zhǔn)格式和被試?yán)^電保護(hù)裝置的SCD文件配置要求，完成對(duì)輸出通道和參數(shù)的配置； 所述對(duì)時(shí)模塊，用于接入同步時(shí)鐘源的對(duì)時(shí)信號(hào)，在所述合并模塊環(huán)節(jié)對(duì)多路所述采集配置模塊發(fā)送的數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行同步處理； 所述輸出模塊，用于根據(jù)用戶需要，輸出數(shù)字報(bào)文，給智能化繼電保護(hù)裝置作為模擬量輸入。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬小信號(hào)輸入端口支持同時(shí)接入RTDS輸出的雙AD源。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)，特別是涉及一種智能化繼電保護(hù)裝置在RTDS動(dòng)模試驗(yàn)中的接口方式與方法。本實(shí)用新型包括交流模擬量接口，開(kāi)關(guān)量接口及用戶接口。根據(jù)本實(shí)用新型的RTDS與智能化繼電保護(hù)裝置接口系統(tǒng)，現(xiàn)有的RTDS仿真系統(tǒng)可以適用于智能化繼電保護(hù)裝置的動(dòng)模試驗(yàn)，有助于加強(qiáng)對(duì)智能化繼電保護(hù)裝置的性能考核，從而保障智能電網(wǎng)二次系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號(hào)G01R1/04GK202975204SQ201220677310
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者楊飛, 于同偉, 張延鵬, 王學(xué)超, 朱鈺, 張武洋, 鄭志勤, 王昊 申請(qǐng)人:遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 東北電力科學(xué)研究院有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司