專利名稱：一種用于數(shù)字化變電站的站域智能控制主機(jī)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于數(shù)字化變電站站域控制設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種用于數(shù)字化變電站內(nèi)的站域智能控制主機(jī)裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的三道防線的思想是我國(guó)電力工作者對(duì)電力技術(shù)的重要貢獻(xiàn)，保證了我國(guó)相對(duì)薄弱的電網(wǎng)長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。之所以這樣對(duì)一個(gè)統(tǒng)一的大型電網(wǎng)采用三道相對(duì)獨(dú)立的防線來保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行，主要是受到通信及硬件水平的限制。一方面，傳統(tǒng)電網(wǎng)控制系統(tǒng)采用了分散、相對(duì)獨(dú)立的控制模式，在控制性能上受到了一定的影響，為此需要用更加復(fù)雜的保護(hù)及控制原理來進(jìn)行彌補(bǔ)；另一方面，由于絕大部分采用傳統(tǒng)模擬量的采樣技術(shù)，各保護(hù)裝置采集到的模擬量不能實(shí)現(xiàn)共享，前置計(jì)算結(jié)果也不能共享，造成了每套繼電保護(hù)、失步解列、穩(wěn)定控制等裝置必須采用獨(dú)立的硬件系統(tǒng)，造成重復(fù)投資，運(yùn)行維護(hù)工作量大幅度增加，傳統(tǒng)三道相對(duì)獨(dú)立的防線之間也缺乏更加緊密的信息交換，削弱了對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的協(xié)同控制能力。隨著越來越多數(shù)字化變電站的建設(shè)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，以及電力光纖通信網(wǎng)的推廣應(yīng)用，已經(jīng)具備了建設(shè)基于實(shí)時(shí)站域信息的站域智能控制系統(tǒng)的物質(zhì)條件。站域保護(hù)裝置集全站的備自投、線路、主變和母差等保護(hù)功能于一體。與傳統(tǒng)的保護(hù)裝置相比，該保護(hù)可通過一套裝置實(shí)現(xiàn)原十多套獨(dú)立式保護(hù)裝置的功能，大量減少了保護(hù)配置的成本。此外，該保護(hù)數(shù)據(jù)采集采用光纖直連，跳閘采用網(wǎng)絡(luò)出口。這種方式不僅大量減少了線纜的排布，而且接線簡(jiǎn)單方便，有效地提高了安裝效率。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于IEC61850通訊協(xié)議、以光纖以太網(wǎng)為傳輸媒介，控制過程自動(dòng)化高且快速、準(zhǔn)確的用于數(shù)字化變電站的站域智能控制主機(jī)裝置?！N用于數(shù)字化變電站的站域智能控制主機(jī)裝置，本實(shí)用新型包括智能斷路器、智能控制單元、光纖以太網(wǎng)交換機(jī)、電子式互感器合并單元、通信處理模塊、光耦處理模塊、人機(jī)界面處理模塊、內(nèi)部千兆交換機(jī)、多個(gè)輸入輸出處理器和保護(hù)微處理器；其中，智能斷路器設(shè)置在供電線路I上，智能控制單元的一端連接智能斷路器，另一端通過光纖以太網(wǎng)交換機(jī)分別并聯(lián)不少于一個(gè)輸入輸出處理器；所述電子式互感器合并單元的一端分別并聯(lián)電子式電流互感器和電子式電壓互感器，另一端通過光纖以太網(wǎng)交換機(jī)連接輸入輸出處理器；輸入輸出處理器、通信處理模塊、光耦處理模塊和保護(hù)微處理器分別通過內(nèi)部千兆交換機(jī)相連接；通信處理模塊還連接一人機(jī)界面處理模塊；在輸入輸出處理器與光纖以太網(wǎng)交換機(jī)之間設(shè)有MAC接口模塊、網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器和光電轉(zhuǎn)換模塊；所述輸入輸出處理器與智能控制單元的連接結(jié)構(gòu)是:輸入輸出處理器的輸入輸出端口連接MAC接口模塊的一端，MAC接口模塊的另一端連接網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器的一端，網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器的另一端連接光電轉(zhuǎn)換模塊的一端，光電轉(zhuǎn)換模塊的另一端通過光纖以太網(wǎng)交換機(jī)連接智能控制單兀；所述電子式互感器合并單元的輸出端通過光纖以太網(wǎng)交換機(jī)后順序連接光電轉(zhuǎn)換模塊、網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器、MAC接口模塊、輸入輸出處理器再連接內(nèi)部千兆交換機(jī)。本實(shí)用新型所述通信處理模塊與人機(jī)界面處理模塊連接關(guān)系是:通信處理模塊通過以太網(wǎng)端口連接人機(jī)界面處理模塊。本實(shí)用新型所述輸入輸出處理器和保護(hù)微處理器使用的芯片是DSP處理芯片。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:1.本裝置可靈活配置多個(gè)網(wǎng)絡(luò)輸入輸出處理器、保護(hù)處理模塊、通信處理模塊，通過內(nèi)部千兆交換機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸共享，適應(yīng)不同的數(shù)字化變電站結(jié)構(gòu),提高了對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理能力。2.本裝置中的微處理器(ARM處理器)負(fù)責(zé)通信、打印功能，方便了控制中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的調(diào)試，提高了工作效率。3.本裝置中使用電子式互感器對(duì)電流、電壓等電氣量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)了一、二次系統(tǒng)電氣上的有效隔離，其電氣量動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍大，測(cè)量精度高。4.本裝置在通信處理模塊上還連接一人機(jī)界面處理模塊，通過該通信處理模塊的以太網(wǎng)端口連接人機(jī)界面處理模塊，使現(xiàn)場(chǎng)人員可以快速的獲得相關(guān)信息，提高了人機(jī)交互性。5.本實(shí)用新型以DSP處理芯片為核心，以光纖以太網(wǎng)為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集以及控制指令準(zhǔn)確、快速的傳遞，不僅簡(jiǎn)化了接線，提高了系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作的執(zhí)行速度，也降低了整體的成本，而且抗干擾能力強(qiáng)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。如圖1所示，一種用于數(shù)字化變電站的站域智能控制主機(jī)裝置，本實(shí)用新型包括智能斷路器、智能控制單元、光纖以太網(wǎng)交換機(jī)、電子式互感器合并單元、通信處理模塊、光耦處理模塊、人機(jī)界面處理模塊、內(nèi)部千兆交換機(jī)、多個(gè)輸入輸出處理器和保護(hù)微處理器；其中，智能斷路器設(shè)置在供電線路I上，智能控制單元的一端連接智能斷路器，另一端通過光纖以太網(wǎng)交換機(jī)分別并聯(lián)不少于一個(gè)輸入輸出處理器；所述電子式互感器合并單兀的一端分別并聯(lián)電子式電流互感器2和電子式電壓互感器3，另一端通過光纖以太網(wǎng)交換機(jī)連接輸入輸出處理器；輸入輸出處理器、通信處理模塊、光耦處理模塊和保護(hù)微處理器分別通過內(nèi)部千兆交換機(jī)相連接；通信處理模塊還連接一人機(jī)界面處理模塊；在輸入輸出處理器與光纖以太網(wǎng)交換機(jī)之間設(shè)有MAC接口模塊、網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器和光電轉(zhuǎn)換模塊；所述輸入輸出處理器與智能控制單元的連接結(jié)構(gòu)是:輸入輸出處理器的輸入輸出端口連接MAC接口模塊的一端，MAC接口模塊的另一端連接網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器的一端，網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器的另一端連接光電轉(zhuǎn)換模塊的一端，光電轉(zhuǎn)換模塊的另一端通過光纖以太網(wǎng)交換機(jī)連接智能控制單兀；所述電子式互感器合并單元的輸出端通過光纖以太網(wǎng)交換機(jī)后順序連接光電轉(zhuǎn)換模塊、網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器、MAC接口模塊、輸入輸出處理器再連接內(nèi)部千兆交換機(jī)。本實(shí)用新型所述通信處理模塊與人機(jī)界面處理模塊連接關(guān)系是:通信處理模塊通過以太網(wǎng)端口連接人機(jī)界面處理模塊。本實(shí)用新型所述輸入輸出處理器和保護(hù)微處理器使用的芯片是DSP處理芯片。比如:TI公司專用的DSP處理芯片TMS320C645X系列等。為了提高整體的人機(jī)交互性能，輸入輸出處理器和保護(hù)微處理器共同通過內(nèi)部千兆交換機(jī)連接一 ARM微處理器，該ARM微處理器負(fù)責(zé)通信、打印功能。輸入輸出處理器的輸入輸出端口還連接一用于接收GPS對(duì)時(shí)信息的RS485模塊。本實(shí)用新型的工作原理是:1.輸入輸出處理器(以下簡(jiǎn)稱網(wǎng)絡(luò)DSP)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文接收，對(duì)IEC61850-9-2和GOOSE報(bào)文進(jìn)行解碼、運(yùn)算，通過內(nèi)部千兆交換機(jī)和保護(hù)微處理器(以下簡(jiǎn)稱保護(hù)DSP)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換；網(wǎng)絡(luò)DSP接收保護(hù)DSP的跳閘命令，形成GOOSE網(wǎng)絡(luò)報(bào)文后，發(fā)送給智能控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)智能斷路器的控制，同時(shí)完成事件記錄、錄波等功能。2.網(wǎng)絡(luò)DSP和保護(hù)DSP之間通信基于內(nèi)部千兆交換機(jī)，實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)。保護(hù)DSP獲取網(wǎng)絡(luò)DSP采樣和開關(guān)位置信息后，進(jìn)行對(duì)應(yīng)保護(hù)邏輯判斷，形成控制指令，再實(shí)時(shí)傳輸給網(wǎng)絡(luò)DSP，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能斷路器的控制。3.光耦處理模塊獲取外部開入信息，通過內(nèi)部千兆交換機(jī)與網(wǎng)絡(luò)DSP、保護(hù)DSP交
互數(shù)據(jù)。4.ARM微處理器負(fù)責(zé)通信、打印功能，后臺(tái)調(diào)試軟件通過網(wǎng)絡(luò)同ARM微處理器通信，對(duì)網(wǎng)絡(luò)DSP和保護(hù)DSP進(jìn)行調(diào)試，包括數(shù)據(jù)區(qū)的讀寫，程序下載等。5.通信處理模塊與人機(jī)界面處理模塊配合完成站域智能控制主機(jī)的人機(jī)交互。
權(quán)利要求1.一種用于數(shù)字化變電站的站域智能控制主機(jī)裝置，其特征在于:包括智能斷路器、智能控制單元、光纖以太網(wǎng)交換機(jī)、電子式互感器合并單元、通信處理模塊、光耦處理模塊、人機(jī)界面處理模塊、內(nèi)部千兆交換機(jī)、多個(gè)輸入輸出處理器和保護(hù)微處理器；其中智能控制單元的一端連接智能斷路器，另一端通過光纖以太網(wǎng)交換機(jī)分別并聯(lián)不少于一個(gè)輸入輸出處理器；所述電子式互感器合并單元的一端分別并聯(lián)電子式電流互感器和電子式電壓互感器，另一端通過光纖以太網(wǎng)交換機(jī)連接輸入輸出處理器；輸入輸出處理器、通信處理模塊、光耦處理模塊和保護(hù)微處理器分別通過內(nèi)部千兆交換機(jī)相連接；通信處理模塊還連接一人機(jī)界面處理模塊； 在輸入輸出處理器與光纖以太網(wǎng)交換機(jī)之間設(shè)有MAC接口模塊、網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器和光電轉(zhuǎn)換模塊；所述輸入輸出處理器與智能控制單元的連接結(jié)構(gòu)是:輸入輸出處理器的輸入輸出端口連接MAC接口模塊的一端，MAC接口模塊的另一端連接網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器的一端，網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器的另一端連接光電轉(zhuǎn)換模塊的一端，光電轉(zhuǎn)換模塊的另一端通過光纖以太網(wǎng)交換機(jī)連接智能控制單元； 所述電子式互感器合并單元的輸出端通過光纖以太網(wǎng)交換機(jī)后順序連接光電轉(zhuǎn)換模塊、網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器、MAC接口模塊、輸入輸出處理器再連接內(nèi)部千兆交換機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于數(shù)字化變電站的站域智能控制主機(jī)裝置，其特征在于:所述通信處理模塊與人機(jī)界面處理模塊連接關(guān)系是:通信處理模塊通過以太網(wǎng)端口連接人機(jī)界面處理模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于數(shù)字化變電站的站域智能控制主機(jī)裝置，其特征在于:所述輸入輸出處理器和保護(hù)微處理器使用的芯片是DSP處理芯片。
專利摘要一種用于數(shù)字化變電站的站域智能控制主機(jī)裝置，包括智能斷路器、智能控制單元、電子式互感器合并單元、光纖以太網(wǎng)交換機(jī)、輸入輸出處理器和保護(hù)微處理器。本實(shí)用新型以DSP處理芯片為核心，以光纖以太網(wǎng)為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集以及控制指令準(zhǔn)確、快速的傳遞，不僅簡(jiǎn)化了接線，提高了系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作的執(zhí)行速度，也降低了整體的成本，而且抗干擾能力強(qiáng)。
文檔編號(hào)H02J13/00GK203056694SQ201320038289
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者張凌, 黃滇生, 張可, 熊西林, 段宗佐, 蘇沛軒, 何永東, 胡燕玲, 胡祖?zhèn)? 尹文兆, 楊文波, 馮健, 張翔, 田皞, 楊瑾, 楊士俊 申請(qǐng)人:云南電網(wǎng)公司大理供電局