一種智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)，包括：具備變電站內(nèi)保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防閉鎖邏輯等功能組態(tài)編輯的變電站保護(hù)測(cè)控邏輯功能組態(tài)模塊，虛擬插件分布式功能配置模塊，和具有標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)端口，可按定制需求實(shí)現(xiàn)配置虛擬插件功能映射實(shí)現(xiàn)的智能變電站通用智能插件模塊。本發(fā)明可用于智能變電站內(nèi)，方便的實(shí)現(xiàn)單間隔保護(hù)測(cè)控功能和整個(gè)變電站所有保護(hù)/測(cè)控功能的集中管理，和基于統(tǒng)一智能插件的功能分布配置及其實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)裝置功能插件接口的統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化，可有效提升變電站二次設(shè)備的智能化水平，減少了設(shè)備調(diào)試及后期檢修、維護(hù)成本，提高了變電站運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】一種智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)智能變電站

【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 智能變電站是智能電網(wǎng)的重要組成部分，它的建設(shè)水平直接關(guān)系到發(fā)輸變配用等 多個(gè)環(huán)節(jié)的安全和可靠性。根據(jù)IEC 61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的通信架構(gòu)，智能變電 站內(nèi)根據(jù)設(shè)備功能按"過(guò)程層"、"間隔層"、"站控層"分為三個(gè)層次結(jié)構(gòu)，各層間由網(wǎng)絡(luò)連 接，全站以信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、 測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能。
[0003] 智能變電站新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用對(duì)二次設(shè)備的安全性、可靠性、靈活性以及性能 指標(biāo)等提出了更高的要求。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，采樣值IEC61850-9-1/9-2規(guī)約、變電站事件 GOOSE規(guī)約、站控層麗S規(guī)約的應(yīng)用，對(duì)傳統(tǒng)的保護(hù)測(cè)控、五防聯(lián)閉鎖邏輯等的編輯、生成、 端口定義、配置下裝等提出了更復(fù)雜的功能要求。傳統(tǒng)的二次設(shè)備按接口功能板件進(jìn)行功 能定義劃分，如主DSP板(保護(hù)采樣接收計(jì)算和邏輯功能實(shí)現(xiàn))/G00SE板(基于GOOSE規(guī)約的 開(kāi)關(guān)量和保護(hù)控制命令下發(fā)執(zhí)行)/C0M通訊板(與站內(nèi)后臺(tái)或者通訊管理機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)三遙 信號(hào)上傳功能）等板件功能劃分的方式，在變電站網(wǎng)絡(luò)功能融合如過(guò)程層總線網(wǎng)絡(luò)、SV采 樣值/GOOSE/站控層MMS三網(wǎng)合一技術(shù)應(yīng)用方式下，上述板件功能和接口固定、難以滿足一 次設(shè)備對(duì)二次系統(tǒng)的功能集成和分布配置需要。這種情況下，需將主DSP板/G00SE板/COM 通訊板板件的功能和硬件端口進(jìn)行合并設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)通用的智能插件來(lái)滿足靈活配置的功能 需要。為向下兼容并滿足不同現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的需要，多塊智能插件應(yīng)該也可以分布式配合工作， 組合實(shí)現(xiàn)原來(lái)保護(hù)測(cè)控邏輯和接口功能。
[0004] 因此，需要設(shè)計(jì)一種智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)，能夠基于通用的智能 插件，實(shí)現(xiàn)保護(hù)測(cè)控裝置功能，及整個(gè)變電站所有保護(hù)/測(cè)控功能的功能分布配置及其實(shí) 現(xiàn)，提升變電站二次設(shè)備的智能化水平，更好地滿足智能變電站技術(shù)發(fā)展的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)裝置功能插件接口 的統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化，方便變電站內(nèi)二次設(shè)備邏輯和接口功能的集成或分布配置，提高變電 站二次系統(tǒng)功能分布、設(shè)備配置的靈活組態(tài)，更好地滿足一次設(shè)備的運(yùn)行控制需要。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)，包括： 變電站保護(hù)測(cè)控邏輯功能組態(tài)模塊：可按整變電站或者單個(gè)間隔，進(jìn)行圖形化組態(tài)編 輯搭建生成智能變電站內(nèi)一次設(shè)備的保護(hù)、測(cè)量、控制和在線五防的邏輯； 虛擬插件分布式功能配置模塊：通過(guò)邏輯功能組態(tài)配置工具，按設(shè)計(jì)方案或者現(xiàn)場(chǎng)需 求將生成的邏輯按保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防進(jìn)行邏輯功能分解，分布式組合配置到一塊 或者多塊虛擬功能插件上，并按虛擬功能插件映射生成相應(yīng)的邏輯和配置文件；同時(shí)，虛擬 插件分布式功能配置模塊對(duì)各虛擬功能插件的采樣及數(shù)據(jù)報(bào)文規(guī)約進(jìn)行配置，對(duì)虛擬功能 插件端口地址、功能和信號(hào)收發(fā)進(jìn)行定義； 若干個(gè)智能變電站通用智能插件模塊：通過(guò)功能配置模塊下裝不同的邏輯和配置文件 到相應(yīng)的通用智能插件模塊上，并對(duì)各通用智能插件模塊的采樣及數(shù)據(jù)報(bào)文規(guī)約、端口地 址、端口功能和信號(hào)收發(fā)進(jìn)行定義，使虛擬功能插件和通用智能插件模塊一一相對(duì)應(yīng)，然后 根據(jù)下裝的邏輯和配置文件執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防或者各種組合功能。
[0007] 前述的變電站保護(hù)測(cè)控邏輯功能組態(tài)模塊，具備多種標(biāo)準(zhǔn)邏輯和自定義擴(kuò)展功能 模塊，可進(jìn)行積木式圖形化組態(tài)編輯搭建，模塊運(yùn)算順序自動(dòng)排定，編譯生成現(xiàn)場(chǎng)需要的單 間隔或者跨間隔保護(hù)、測(cè)量、控制及在線五防閉鎖邏輯程序。
[0008] 前述的標(biāo)準(zhǔn)邏輯模塊包括與/或/非門電路模塊、加減乘除計(jì)算模塊。
[0009] 前述的自定義擴(kuò)展功能模塊包括低壓重合閘功能模塊、低壓備自投功能模塊。
[0010] 前述的虛擬插件分布式功能配置模塊支持以下3種模式下的任意功能分布組合 配置： 模式1 :不需分立配置，則將保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防集成配置到同一塊虛擬插件 中； 模式2 :需分立配置到單裝置中，則將保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防根據(jù)需要分別配置到 多塊虛擬插件中； 模式3 :需分立配置到多個(gè)裝置中，則將保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防根據(jù)不同裝置的需 要分別配置到多塊虛擬插件中。
[0011] 前述的智能變電站通用智能插件模塊，具有統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和端口，它與虛擬 插件分布式功能配置模塊配置的虛擬插件一一映射對(duì)應(yīng)。
[0012] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明可用于變電站內(nèi)保護(hù)、測(cè)控、在線五防閉鎖功能的 獨(dú)立或者集成配置的自由定制實(shí)現(xiàn)，提升變電站二設(shè)備的智能化水平，實(shí)現(xiàn)裝置功能插件 接口的統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化，有效提高了變電站運(yùn)行的可靠性。本發(fā)明為目前智能變電站內(nèi)二 次設(shè)備板件功能集成化配置，現(xiàn)場(chǎng)需求靈活多變，以及用戶定制功能快速實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題提供 了 一種便捷有效的解決方案。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案、技術(shù)特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合

【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0015] 如圖1所示，本發(fā)明的智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)包括： 變電站保護(hù)測(cè)控邏輯功能組態(tài)模塊：具備多種標(biāo)準(zhǔn)邏輯，如與/或/非門電路模塊、 加減乘除計(jì)算模塊，以及自定義擴(kuò)展功能模塊，如低壓重合閘功能模塊、低壓備自投功能模 塊，可進(jìn)行積木式圖形化組態(tài)編輯搭建，模塊運(yùn)算順序自動(dòng)排定，按整變電站或者單個(gè)間 隔，進(jìn)行圖形化組態(tài)編輯搭建生成現(xiàn)場(chǎng)需要的智能變電站內(nèi)單間隔或者跨間隔一次設(shè)備的 保護(hù)、測(cè)量、控制和在線五防的邏輯。
[0016] 虛擬插件分布式功能配置模塊：通過(guò)邏輯功能組態(tài)配置工具，按設(shè)計(jì)方案或者現(xiàn) 場(chǎng)需求將生成的邏輯按保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防進(jìn)行邏輯功能分解，分布式組合配置到 一塊或者多塊虛擬功能插件上，并按虛擬功能插件映射生成相應(yīng)的邏輯和配置文件；同時(shí)， 虛擬插件分布式功能配置模塊對(duì)各虛擬功能插件的采樣及數(shù)據(jù)報(bào)文規(guī)約進(jìn)行配置，對(duì)虛擬 功能插件的端口地址、功能和信號(hào)收發(fā)進(jìn)行定義。
[0017] 虛擬插件分布式功能配置模塊支持以下3種模式下的任意功能分布組合配置： 模式1 :不需分立配置，則將保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防集成配置到同一塊虛擬插件 中； 模式2 :需分立配置到單裝置中，則將保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防根據(jù)需要分別配置到 多塊虛擬插件中； 模式3 :需分立配置到多個(gè)裝置中，則將保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防根據(jù)不同裝置的需 要分別配置到多塊虛擬插件中。
[0018] 若干個(gè)智能變電站通用智能插件模塊：具有統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和端口，與虛擬插 件分布式功能配置模塊配置的虛擬插件一一映射對(duì)應(yīng)，通過(guò)功能配置模塊下裝不同的邏輯 和配置文件到相應(yīng)的通用智能插件模塊上，并對(duì)各通用智能插件模塊的采樣及數(shù)據(jù)報(bào)文規(guī) 約、端口地址、端口功能和信號(hào)收發(fā)進(jìn)行定義，使虛擬功能插件和通用智能插件模塊一一相 對(duì)應(yīng)；然后根據(jù)下裝的邏輯和配置文件執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防或者各種組 合功能。
[0019] 以線路間隔為例，本發(fā)明的智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法包括 步驟主要為： (1)保護(hù)測(cè)控及邏輯組態(tài)編輯步驟： 通過(guò)變電站保護(hù)測(cè)控邏輯組態(tài)模塊編輯實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)跨間隔或單間隔的保護(hù)測(cè)控功 能的邏輯。主要包括線路保護(hù)、測(cè)控及在線五防邏輯。
[0020] (2)虛擬插件分布式功能配置步驟： 根據(jù)功能需求，如不需分立配置，則將線路的保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防功能集成配置 到同一塊虛擬插件中，如圖1中的模式1。
[0021] 如需分立配置到單裝置，則將保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防根據(jù)需要分別配置到多 塊虛擬插件中。如圖1中的模式2,將保護(hù)功能配置在一塊虛擬插件，將測(cè)量，控制，在線五 防集中配置到另一塊虛擬插件，即該模式2下有2塊虛擬插件。實(shí)際中，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求， 進(jìn)行多種組合配置方式，使用多塊虛擬插件。
[0022] 如需分立配置到多個(gè)裝置中，則將保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防根據(jù)不同裝置的需 要分別配置到多塊虛擬插件中。如圖1中的模式3,將一臺(tái)裝置所需的保護(hù)和測(cè)量功能配置 到一塊虛擬插件中，將另一臺(tái)裝置所需要的保護(hù)，控制和在線五防功能配置到另一塊虛擬 插件中，將第三臺(tái)裝置所需要的保護(hù)和在線五防功能配置到再另一塊虛擬插件中，即該模 式3下有3塊虛擬插件。該實(shí)施例中，是將每臺(tái)裝置所需的功能配置到一塊虛擬插件中，實(shí) 際中，也可以根據(jù)裝置需求，每臺(tái)裝置按照各自的需求組合配置到多塊虛擬插件中。
[0023] 分布式配置完成后，按虛擬功能插件映射生成相應(yīng)的邏輯和配置文件，然后虛擬 插件分布式功能配置模塊對(duì)各虛擬功能插件的采樣及數(shù)據(jù)報(bào)文規(guī)約進(jìn)行配置，對(duì)虛擬插件 的端口地址、功能和信號(hào)收發(fā)進(jìn)行定義。
[0024] (3)智能變電站通用智能插件映射實(shí)現(xiàn)步驟： 根據(jù)步驟（2)配置的虛擬插件分布式功能信息，進(jìn)行虛擬插件功能到實(shí)際智能插件模 塊的映射實(shí)現(xiàn)。
[0025] I)對(duì)于需集中配置的情況，即對(duì)應(yīng)模式1，則將集中功能的虛擬插件邏輯及配置 信息對(duì)應(yīng)下裝至單裝置、多功能合一的通用智能插件模塊，如圖1的智能插件模塊a中，實(shí) 現(xiàn)間隔的保護(hù)、測(cè)量、控制及在線五防功能的單板件集中實(shí)現(xiàn)。
[0026] II)對(duì)于需分立配置到單裝置中的情況，即多虛擬插件的情況，則通用智能插件模 塊對(duì)應(yīng)的有多個(gè)，則將分布配置的虛擬插件邏輯及配置信息對(duì)應(yīng)下裝至單裝置多插件的通 用智能插件模塊中，實(shí)現(xiàn)間隔的保護(hù)測(cè)控及在線五防功能的單裝置的分布式組合實(shí)現(xiàn)。如 與圖1所示的模式2相對(duì)應(yīng)，通用智能插件模塊有2個(gè)，將2個(gè)虛擬插件邏輯及配置信息對(duì) 應(yīng)下裝至通用智能插件模塊b和通用智能插件模塊c中。
[0027] III)對(duì)于需分立配置到多個(gè)裝置中配合實(shí)現(xiàn)的情況，也屬于多虛擬插件的情況， 則通用智能插件模塊對(duì)應(yīng)的有多個(gè)，則一一對(duì)應(yīng)的，將多塊分布配置的虛擬插件邏輯及配 置信息對(duì)應(yīng)下裝至多個(gè)裝置的多塊通用智能插件模塊中，實(shí)現(xiàn)間隔的保護(hù)測(cè)控及在線五防 功能的單裝置的分布式組合實(shí)現(xiàn)。如與圖1中的模式3相對(duì)應(yīng)，通用智能插件模塊有3個(gè)， 將3個(gè)虛擬插件邏輯及配置信息對(duì)應(yīng)下裝至通用智能插件模塊d，通用智能插件模塊e和通 用智能插件模塊f中。如果該情況下，每臺(tái)裝置又分布組合配置到多塊虛擬插件中，則也要 增加相應(yīng)數(shù)量的通用智能插件模塊，使每塊虛擬插件均與通用智能插件模塊一一對(duì)應(yīng)。
[0028] 下裝完成后，對(duì)各通用智能插件模塊的采樣及數(shù)據(jù)報(bào)文規(guī)約、端口地址、端口功能 和信號(hào)收發(fā)進(jìn)行定義，然后根據(jù)下裝的邏輯和配置文件執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)、測(cè)量、控制、在線 五防或者各種組合功能。
[0029] 本發(fā)明可用于智能變電站內(nèi)，實(shí)現(xiàn)單間隔保護(hù)測(cè)控功能或者整個(gè)變電站所有保護(hù) /測(cè)控功能的集中管理，實(shí)現(xiàn)裝置功能插件接口的統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化，有效提升了變電站二設(shè) 備的智能化水平，減少了設(shè)備調(diào)試及后期檢修、維護(hù)成本，提高了變電站運(yùn)行的安全性和供 電可靠性。
[0030] 上述實(shí)施例不以任何形式限定本發(fā)明，凡采取等同替換或等效變換的形式所獲得 的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)，其特征在于，包括： 變電站保護(hù)測(cè)控邏輯功能組態(tài)模塊：可按整變電站或者單個(gè)間隔，進(jìn)行圖形化組態(tài)編 輯搭建生成智能變電站內(nèi)一次設(shè)備的保護(hù)、測(cè)量、控制和在線五防的邏輯； 虛擬插件分布式功能配置模塊：通過(guò)邏輯功能組態(tài)配置工具，按設(shè)計(jì)方案或者現(xiàn)場(chǎng)需 求將生成的邏輯按保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防進(jìn)行邏輯功能分解，分布式組合配置到一塊 或者多塊虛擬功能插件上，并按虛擬功能插件映射生成相應(yīng)的邏輯和配置文件；同時(shí)，虛擬 插件分布式功能配置模塊對(duì)各虛擬功能插件的采樣及數(shù)據(jù)報(bào)文規(guī)約進(jìn)行配置，對(duì)虛擬功能 插件端口地址、功能和信號(hào)收發(fā)進(jìn)行定義； 若干個(gè)智能變電站通用智能插件模塊：通過(guò)功能配置模塊下裝不同的邏輯和配置文件 到相應(yīng)的通用智能插件模塊上，并對(duì)各通用智能插件模塊的采樣及數(shù)據(jù)報(bào)文規(guī)約、端口地 址、端口功能和信號(hào)收發(fā)進(jìn)行定義，使虛擬功能插件和通用智能插件模塊一一相對(duì)應(yīng)，然后 根據(jù)下裝的邏輯和配置文件執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防或者各種組合功能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)，其特征在于：所 述變電站保護(hù)測(cè)控邏輯功能組態(tài)模塊，具備多種標(biāo)準(zhǔn)邏輯和自定義擴(kuò)展功能模塊，可進(jìn)行 積木式圖形化組態(tài)編輯搭建，模塊運(yùn)算順序自動(dòng)排定，編譯生成現(xiàn)場(chǎng)需要的單間隔或者跨 間隔保護(hù)、測(cè)量、控制及在線五防閉鎖邏輯程序。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)，其特征在于：所 述標(biāo)準(zhǔn)邏輯模塊包括與/或/非門電路模塊、加減乘除計(jì)算模塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)，其特征在于：所 述自定義擴(kuò)展功能模塊包括低壓重合閘功能模塊、低壓備自投功能模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)，其特征在于：所 述虛擬插件分布式功能配置模塊支持以下3種模式下的任意功能分布組合配置： 模式1 :不需分立配置，則將保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防集成配置到同一塊虛擬插件 中； 模式2 :需分立配置到單裝置中，則將保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防根據(jù)需要分別配置到 多塊虛擬插件中； 模式3 :需分立配置到多個(gè)裝置中，則將保護(hù)、測(cè)量、控制、在線五防根據(jù)不同裝置的需 要分別配置到多塊虛擬插件中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能變電站分布式通用虛擬插件系統(tǒng)，其特征在于：所 述智能變電站通用智能插件模塊，具有統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和端口，它與虛擬插件分布式功 能配置模塊配置的虛擬插件一一映射對(duì)應(yīng)。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK104065169SQ201410318207
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】李澄, 陸玉軍, 陳顥, 王伏亮, 葛永高, 朱潔, 王寧, 寧艷, 孟嘉 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇方天電力技術(shù)有限公司