智能變電站集群測控裝置及具有該集群測控裝置的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能變電站集群測控裝置及具有該集群測控裝置的系統(tǒng)，屬于電力設(shè)備測控技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]測控裝置作為實現(xiàn)測量和控制功能的前端二次設(shè)備，包含模擬量采集、信號量采集及控制量輸出等基礎(chǔ)輸入輸出模塊，以及交流量計算、分合閘、同期、有載調(diào)壓控制和間隔五防聯(lián)閉鎖等模塊。為了體現(xiàn)經(jīng)濟性，在I1kV及以下電壓等級通常采取保測一體化方案。220kV及以上電壓等級，通常采用單測控按間隔和斷路器獨立配置的方案，而不是采取類似于保護的雙重化配置方案。在此情況下測控裝置無后備，是側(cè)重于配置經(jīng)濟性的結(jié)果。雙重化配置，不是提升測控裝置可靠性的唯一答案。
[0003]2011年至2015年我國智能電網(wǎng)進入全面建設(shè)階段，基建變電站按智能變電站標準建設(shè)。智能變電站過程層數(shù)字化并通過網(wǎng)絡(luò)替代傳統(tǒng)的二次接線，使得一次系統(tǒng)的交流采集量、一次設(shè)備信號量、開關(guān)刀閘位置信號等，可以基于網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)共享。間隔層測控裝置可以通過過程層網(wǎng)絡(luò)對過程層進行操作。智能變電站測控系統(tǒng)是否仍然采取面向間隔的單裝置模式需要深入思考。
[0004]為了節(jié)約變電站的占地，智能變電站采用了二次設(shè)備預(yù)制艙的設(shè)計思想，即將二次設(shè)備按照既定的規(guī)則，分別安裝在幾個二次設(shè)備艙體內(nèi)，而這些預(yù)制艙安裝在戶外，并盡可能地靠近一次設(shè)備。面向間隔配置的測控裝置數(shù)量大，而二次設(shè)備艙的數(shù)量受制于變電站的場地，艙體內(nèi)會顯得比較擁擠。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明人對此進行研宄，專門開發(fā)出一種智能變電站集群測控裝置及具有該集群測控裝置的系統(tǒng)，本案由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種智能變電站集群測控裝置及具有該集群測控裝置的系統(tǒng)，解決智能變電站測控裝置無后備的問題，面向二次設(shè)備預(yù)制艙的應(yīng)用，有效減少測控裝置的數(shù)量，提升了智能變電站二次系統(tǒng)測控功能實現(xiàn)的經(jīng)濟性和可靠性。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
一種智能變電站集群測控裝置，包括10~15個虛擬測控裝置和I個集群任務(wù)管理器，其中所述集群任務(wù)管理器分為主從兩種工作狀態(tài)，各自管理各個虛擬測控裝置，主任務(wù)管理器和從任務(wù)管理器均包括如下模塊:
虛擬測控裝置狀態(tài)監(jiān)測模塊:實時監(jiān)測虛擬測控裝置的運行狀態(tài)，并作出正常、異常和故障3種運行狀態(tài)的判斷；
任務(wù)管理器主從令牌裁決模塊:在任何時刻，確保集群內(nèi)只有一個主任務(wù)管理器，其余均為從任務(wù)管理器；
虛擬測控裝置數(shù)據(jù)同步功能模塊:實現(xiàn)集群內(nèi)多個集群測控裝置的配置參數(shù)、虛擬測控裝置運行狀態(tài)和事件記錄的同步；
虛擬測控裝置后備調(diào)度功能模塊:采用手動或自動方式，將某個虛擬測控裝置從一臺集群測控裝置迀移到另一臺集群測控裝置。
[0008]作為優(yōu)選，所述任務(wù)管理器主從令牌裁決模塊裁決時，IP地址小的任務(wù)管理器優(yōu)先獲得主令牌，成為主任務(wù)管理器。
[0009]一種具有上述智能變電站集群測控裝置的智能變電站集群系統(tǒng)，包括若干個智能變電站集群測控裝置，所述智能變電站集群測控裝置位于智能變電站的間隔層，通過間隔層交換機與站控層監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備互聯(lián)，通過過程層交換機與過程層合并單元、智能終端互聯(lián)，所述智能變電站集群測控裝置設(shè)有10個接入過程層網(wǎng)絡(luò)的100M LC光口和4個接入站控層網(wǎng)絡(luò)1000M RJ45電口，具有過程網(wǎng)絡(luò)和站控層網(wǎng)絡(luò)的全景數(shù)據(jù)。
[0010]作為優(yōu)選，為了提高處理效率，同臺集群測控裝置的多個虛擬測控裝置的過程層網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊采用集中方式，站控層網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊采用面向虛擬測控裝置IP地址的分散方式。
[0011]采用本發(fā)明所述的智能變電站集群測控裝置及具有該集群測控裝置的集群系統(tǒng)，將10~15個虛擬測控裝置集成到一個集群測控裝置，并通過集群任務(wù)管理器統(tǒng)一管理，大大減少了測控裝置的數(shù)量，由于集群測控裝置具有后備，保證了整個集群系統(tǒng)的可靠性。而且，集群任務(wù)管理器采用I個主任務(wù)管理器和多個從任務(wù)管理的管理方式，使各個虛擬測控裝置數(shù)據(jù)同步時，不會出現(xiàn)混亂，保證數(shù)據(jù)同步準確性的同時也加快了數(shù)據(jù)同步速度。
[0012]以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實施例的集群任務(wù)管理器功能邏輯圖；
圖2為本實施例的集群任務(wù)管理器的數(shù)據(jù)同步原理圖；
圖3為本實施例的智能變電站集群系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖4為本實施例的集群測控裝置的面向間隔模塊化設(shè)計原理圖圖5為本實施例的集群測控裝置的間隔檢修和維護獨立性原理圖；
圖6為本實施例的集群測控裝置的同期插件原理圖。
[0014]
【具體實施方式】
[0015]一種智能變電站集群測控裝置，包括10~15個虛擬測控裝置和I個集群任務(wù)管理器，其中所述集群任務(wù)管理器管理本實體裝置內(nèi)的所有虛擬測控裝置，集群任務(wù)管理器分為主從兩種工作狀態(tài)，即主任務(wù)管理器和從任務(wù)管理器，如圖1所示，主任務(wù)管器和從任務(wù)管理器均包括如下模塊:
虛擬測控裝置狀態(tài)監(jiān)測模塊1:虛擬測控裝置具有正常、異常和故障3種運行狀態(tài)，任務(wù)管理器與所管轄的虛擬測控裝置通訊并判斷其運行狀態(tài)，同時還接收其他任務(wù)管理器共享的本任務(wù)管理器所管轄的虛擬測控裝置的運行狀態(tài)；
任務(wù)管理器主從令牌裁決模塊2:為了同步的一致性和實時性，任何時刻只能有一個主任務(wù)管理器，從任務(wù)管理器10秒內(nèi)未收到主任務(wù)管理器的通告報文，將令牌申請狀態(tài)設(shè)置為申請，每隔5秒發(fā)出主令牌申請報文，發(fā)現(xiàn)存在IP地址比自己小的主令牌申請報文時，將自動停發(fā)主令牌申請報文，并將令牌申請狀態(tài)設(shè)置為放棄，連續(xù)20秒未收到其他從任務(wù)管理器的主令牌申請報文，或其他從任務(wù)管理器的申請狀態(tài)均為放棄時，本任務(wù)管理器將切換為主任務(wù)管理器。
[0016]虛擬測控裝置數(shù)據(jù)同步功能模塊3:如圖2所示，數(shù)據(jù)同步采取主從方式，所有的從任務(wù)管理器必須通過主任務(wù)管理器進行數(shù)據(jù)同步，從