專利名稱：：鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器的分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于柔性交流輸配電
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及用于鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器(STATCOM)系統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)。
背景技術(shù)：
：典型的分布式控制系統(tǒng)由現(xiàn)場設(shè)備接口與控制器以及通信設(shè)備組成，設(shè)備間的信息互聯(lián)，需要一種信息傳送的載體。而現(xiàn)場總線FB(FieldBus)技術(shù)是采用一條通訊線路將所有設(shè)備串聯(lián)起來(即串行通訊方式)，每個(gè)設(shè)備控制單元靠標(biāo)識碼參與信息交換與命令傳遞，避免了集散控制系統(tǒng)DCS(DiscretedControlSystem)方式的星形布線量大、通訊距離短等固有性質(zhì)所造成的各種麻煩。可以說，現(xiàn)場總線技術(shù)在工業(yè)過程控制領(lǐng)域的成功應(yīng)用，是自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)重要里程碑?？刂破骶钟蚓W(wǎng)(ControllerAreaNetwork以下簡稱CAN)，由于它的數(shù)據(jù)通信具有高性能，高可靠性，CAN總線在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣。其主要特點(diǎn)如下1)CAN為多主方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意節(jié)點(diǎn)均可以在任何時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，而不分主從，通信方式靈活，且無需站地址節(jié)點(diǎn)信息。利用這一特點(diǎn)可方便地構(gòu)成多機(jī)備份系統(tǒng)。2)CAN網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)信息分成不同的優(yōu)先級，并以標(biāo)志符ID標(biāo)定，其值越小，優(yōu)先級越高，可滿足不同的實(shí)時(shí)要求，高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)最多可在134us內(nèi)得到傳輸。3)CAN采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)主動(dòng)地退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，從而大大節(jié)省了總線沖突仲裁時(shí)間。尤其是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重的情況下也不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓情況。4)CAN只需要報(bào)文過濾波即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(diǎn)。5)CAN總線通信格式采用短幀格式，每幀字節(jié)數(shù)最多為8個(gè)，可滿足通常工業(yè)領(lǐng)域中控制命令、工作狀態(tài)及測試數(shù)據(jù)的一般要求。同時(shí)，8個(gè)字節(jié)也不會(huì)占用總線時(shí)間過長，從而保證了通信的實(shí)時(shí)性。6)CAN總線通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗(yàn)、優(yōu)先級判別等多項(xiàng)工作。CAN信息包的數(shù)據(jù)幀是攜帶數(shù)據(jù)由發(fā)送器至接收器的幀，是CAN4種幀格式之一，這種幀格式分別是數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯(cuò)幀和超載幀。數(shù)據(jù)幀的主要結(jié)構(gòu)有(1)幀起始標(biāo)志數(shù)據(jù)幀的起始，它由單個(gè)“顯性”位構(gòu)成，在總線空閑時(shí)發(fā)送，在總線上會(huì)產(chǎn)生同步作用；(2)仲裁場由11位標(biāo)識符和遠(yuǎn)程發(fā)送請求位組成，為顯位表示數(shù)據(jù)幀，隱位表示遠(yuǎn)程幀。標(biāo)識符由高至低次序發(fā)送，且前7位不能全為隱性位，標(biāo)識符用于提供關(guān)于傳送報(bào)文和總線訪問的優(yōu)先權(quán)信息，其數(shù)值越小，表示優(yōu)先權(quán)越高，發(fā)生沖突時(shí)優(yōu)先發(fā)送；(3)控制場由6位構(gòu)成，前2位為保留位，為顯性，后4位為數(shù)據(jù)長度碼，表示數(shù)據(jù)場中數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，必須在0～4的范圍內(nèi)變化；(4)數(shù)據(jù)場由被發(fā)送數(shù)據(jù)組成，數(shù)目為控制場中決定的1～8個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)的最高位首先被發(fā)送；(5)循環(huán)冗余碼校驗(yàn)場包括循環(huán)冗余碼校驗(yàn)序列15位和CRC界定符(1個(gè)隱位)，用于幀校驗(yàn)；(6)應(yīng)答場由應(yīng)答間隙和應(yīng)答界定符組成，共兩位；(7)幀結(jié)束由7位隱性位組成，此期間無位填充。在CAN總線的實(shí)際應(yīng)用中，主站負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。它向從站發(fā)送各種控制命令，從站按照來自主站的命令進(jìn)行操作。主站可以選擇任意一個(gè)從站交換數(shù)據(jù)信息，任一從站一旦被選中，即可以接收來自主站的信息，也可以依據(jù)從站的命令向主站回送信息。當(dāng)某一從站發(fā)生故障時(shí)，可以主動(dòng)向從站發(fā)送有關(guān)信息。任一從站與主站交換信息時(shí)，必須帶上從站地址信息。90年代出現(xiàn)的柔性交流輸/配電系統(tǒng)技術(shù)亦稱FACTS/DFACTS(FlexibleACTransmissionSystem/DistributionFlexibleACTransmissionSystem)技術(shù)，是應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微處理技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)對電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換、控制的一種高新技術(shù)。FACTS用電力電子技術(shù)改造輸電系統(tǒng)，靜止同步補(bǔ)償器(StaticSynchronousCompensator以下簡稱STATCOM)是其核心技術(shù)的代表，STATCOM是無污染、靜止的無功發(fā)生裝置，可安裝在負(fù)荷中心，在電壓低時(shí)，特性硬，補(bǔ)償效果好；慣性小，響應(yīng)時(shí)間快(約30毫秒)；可以正負(fù)、平滑、快速地調(diào)節(jié)輸出無功功率，解決了無功輸送困難的問題，滿足了電力系統(tǒng)的需要。鏈?zhǔn)絊TATCOM(CascadeSTATCOM)是柔性輸電系統(tǒng)FACTS技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，是當(dāng)前國際電工領(lǐng)域的前沿研究課題。研究開發(fā)STATCOM，具有重大的理論意義和實(shí)用價(jià)值，該技術(shù)對未來能源的發(fā)展利用有變革性的重要影響。鏈?zhǔn)絊TATCOM主要由直流側(cè)電容、電壓型逆變器等部分組成，鏈?zhǔn)絊TATCOM通過連接變壓器或連接電抗器接入電網(wǎng)系統(tǒng)。逆變器輸出幅值與相位可調(diào)的電壓，通過實(shí)時(shí)改變這一幅值和相位，可改變STATCOM吸收或發(fā)出的無功電流，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償。STATCOM可以等效為幅值和相位均可控制的、與電網(wǎng)同頻率的交流電壓源。對于理想的STATCOM(無功率損耗)，僅改變輸出電壓的幅值即可調(diào)節(jié)其與電網(wǎng)系統(tǒng)的無功交換當(dāng)輸出電壓小于系統(tǒng)電壓時(shí)，STATCOM吸收領(lǐng)先的無功功率；反之，STATCOM發(fā)出領(lǐng)先的無功功率?？傊?，STATCOM輸出電流不依賴于電壓、響應(yīng)更加迅速、動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償效果更好，特別是異常等情況下性能更優(yōu)。此外，STATCOM還有損耗小、占地面積小、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，性能全面優(yōu)越于其他傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，鏈?zhǔn)絊TATCOM必將得到長足的發(fā)展。FACTS或DFACTS裝置不同于傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)元件裝置的顯著之處在于響應(yīng)的快速性(微秒級)、控制的精確性和抗干擾的相對脆弱性。鏈?zhǔn)絊TATCOM作為一電能變換裝置，其運(yùn)行狀態(tài)經(jīng)常隨負(fù)載的變化而變化，并且裝置一旦出現(xiàn)異常情況，需將當(dāng)前狀態(tài)立即切換到緊急狀態(tài)以盡量保證鏈?zhǔn)絊TATCOM的安全，即要鏈?zhǔn)絊TATCOM的監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)測與控制緊密結(jié)合在一起以提高監(jiān)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度。目前科技文摘上報(bào)道的相關(guān)的STATCOM監(jiān)控系統(tǒng)只有一個(gè)，如以下三篇文獻(xiàn)所述文獻(xiàn)1謝小榮，唐義良，韓英鐸，石鈞，英雨，±20MVarSTATCOM的運(yùn)行監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，第23卷，第12期，1999年6月，pp25-28；文獻(xiàn)2謝小榮，劉文華，王仲鴻，靜止同步補(bǔ)償器的智能化報(bào)警處理與故障診斷系統(tǒng)，電網(wǎng)技術(shù)，第23卷，第8期，1999年8月，pp35-38；文獻(xiàn)3XiaorongXie，WenhuaLiu，HuaQian，YingduoHan，Real-timeSupervisionforSTATCOMInstallations，IEEEComputerApplicationinPower，April2000，pp43-47.上述文獻(xiàn)1、2、3所述的STATCOM監(jiān)控系統(tǒng)是1994年，中國河南省電力局與清華大學(xué)電機(jī)工程系合作開發(fā)的±20MVarSTATCOM的運(yùn)行監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)(OperationMonitoringandFaultDiagnosissystem，簡稱OMFDS)，20MvarSTATCOM裝置是基于可關(guān)斷晶閘管(GTO)的電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用，它的運(yùn)行監(jiān)測與故障診斷子系統(tǒng)只是全面監(jiān)視裝置的啟停過程，實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并記錄有關(guān)信息；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異?；蚬收蠒r(shí)進(jìn)行報(bào)警處理并啟動(dòng)診斷程序，提供人機(jī)界面，故障后對系統(tǒng)進(jìn)行分析和診斷，為快速恢復(fù)裝置正常運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。STATCOM包括眾多其它的子系統(tǒng)，所有的子系統(tǒng)必須各自正常運(yùn)行并相互協(xié)作以實(shí)現(xiàn)裝置的整體功能，其中任何一個(gè)部件失效必將影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作，甚至導(dǎo)致全局性故障；該運(yùn)行監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)采用調(diào)制解調(diào)器(MODEM)-電話線-調(diào)制解調(diào)器(MODEM)的通信模式將當(dāng)?shù)豋MFDS的數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)方的計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)異地對裝置的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視和故障后的分析診斷功能。并在OMFDS中設(shè)計(jì)并集成了相應(yīng)的信號處理算法以實(shí)現(xiàn)對它們的測量計(jì)算。瞬時(shí)電量基于信號的瞬時(shí)采樣值，有利于反映對象短期的暫態(tài)的瞬時(shí)的特征并進(jìn)而實(shí)施快速實(shí)時(shí)控制，但它的短數(shù)據(jù)窗定義方式使其易受諧波、噪聲等非特征信號的影響；傳統(tǒng)電量定義以信號的周期性觀測模型為基礎(chǔ)，代表了信號長期的穩(wěn)定的平均的特性，但其測量時(shí)滯相對較長的特點(diǎn)使得它不能很好地表現(xiàn)實(shí)際裝置狀態(tài)的變化過程，難以適應(yīng)快速FACTS控制器的監(jiān)控要求。文獻(xiàn)1、2、3所述的監(jiān)控系統(tǒng)是整體式監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)控的對象是四重化STATCOM；該監(jiān)測系統(tǒng)存在如下問題1)信號采集的通道少，且不能擴(kuò)充；2)每周期采集樣點(diǎn)少(48點(diǎn))，不能滿足要求；3)故障后的錄波只有STATCOM裝置的波形沒有電網(wǎng)系統(tǒng)的波形；4)系統(tǒng)自診斷功能不完善；5)可靠性不高；6)系統(tǒng)報(bào)警功能不完善；7)通訊功能差，遠(yuǎn)方“撥號”訪問困難；8)聯(lián)網(wǎng)功能差，上位機(jī)/下位機(jī)不能良好通訊；9)人機(jī)界面顯示/刷新速度慢，開發(fā)/修改困難。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為解決已有技術(shù)的不足之處，設(shè)計(jì)一種基于光纖控制器局域網(wǎng)(CAN)總線的鏈?zhǔn)絊TATCOM的分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明根據(jù)監(jiān)測到的主電路設(shè)備工況來判斷鏈?zhǔn)絊TATCOM工作的狀態(tài)和故障狀態(tài)，能夠根據(jù)其輸入輸出的數(shù)字量和模擬量來界定鏈?zhǔn)絊TATCOM的各種狀態(tài)并對各工作狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)密、實(shí)時(shí)的監(jiān)測。本發(fā)明適用于大容量STATCOM系統(tǒng)或其他柔性輸配電系統(tǒng)FACTS/DFACTS裝置的實(shí)時(shí)分層分布式監(jiān)測。本發(fā)明提出的一種鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器(STATCOM)的分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其征在于，包括由上級調(diào)度計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)工作站計(jì)算機(jī)組成的調(diào)度層，由一臺(tái)實(shí)現(xiàn)控制器局域網(wǎng)(CAN)總線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集和向網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器構(gòu)成的站控層和由通過控制器局域網(wǎng)總線相連的多個(gè)底層監(jiān)測控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的間隔層；其聯(lián)接關(guān)系為；該調(diào)度層的計(jì)算機(jī)通過調(diào)制解調(diào)器撥號或通過以太網(wǎng)與站控層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程通信；該間隔層中控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過控制器局域網(wǎng)光纖與站控層連接；所說的每個(gè)底層監(jiān)測控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)包括微控制器，以及分別與其相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、撥碼器、數(shù)碼顯示、直流電源、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)字量輸入和輸出、串行口、控制器局域網(wǎng)控制器，還包括通過光電隔離、控制器局域網(wǎng)收發(fā)器與控制器局域網(wǎng)控制器相連的控制器局域網(wǎng)光纖接口電路；控制器局域網(wǎng)信號通過控制器局域網(wǎng)光纖接口電路和控制器局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上的其他控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行就地通信。本發(fā)明的特點(diǎn)及效果本發(fā)明的鏈?zhǔn)絊TATCOM系統(tǒng)的分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)除了對鏈?zhǔn)絊TATCOM系統(tǒng)的工作狀況進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控之外，還對其自身設(shè)備元件如模擬量采集卡、數(shù)字量采集卡等的工作狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)、可靠的監(jiān)視，本發(fā)明根據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到的主電路設(shè)備工況來判斷鏈?zhǔn)絊TATCOM系統(tǒng)工作的狀態(tài)和故障狀態(tài)，故障信號的完整錄波和可靠的光纖通訊是本發(fā)明的鏈?zhǔn)絊TATCOM分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)解決的難點(diǎn)和關(guān)鍵。本發(fā)明解決了STATCOM工作狀態(tài)、故障狀態(tài)的監(jiān)測、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)布、故障錄波和故障報(bào)警這些技術(shù)難題。該分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)方便擴(kuò)充和移植。圖1是本發(fā)明的鏈?zhǔn)絊TATCOM的分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)組成原理圖。圖2是本發(fā)明的單個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)組成原理圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明設(shè)計(jì)的鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器(STATCOM)的分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說明如下本發(fā)明的鏈?zhǔn)絊TATCOM的分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)組成實(shí)施例如圖2所示。該實(shí)施例是針對光纖控制器局域網(wǎng)(CAN)總線的鏈?zhǔn)絊TATCOM的分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)，整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)分為調(diào)度層、站控層和間隔層，具體構(gòu)成分別描述如下(1)調(diào)度層本實(shí)施例調(diào)度層包括上級調(diào)度計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)工作站計(jì)算機(jī)(采用已有技術(shù)的設(shè)備)，可以通過調(diào)制解調(diào)器撥號或通過以太網(wǎng)與站控層的中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行通信。調(diào)度層的監(jiān)視畫面是由站控層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)布的。調(diào)度層是監(jiān)測系統(tǒng)的管理層。(2)站控層本發(fā)明的站控層設(shè)置的監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，實(shí)現(xiàn)CAN總線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集和向網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。本實(shí)施例的站控層包括2臺(tái)互為熱備用的中央監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(WebServer)(只用一臺(tái)中央監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器完全可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明全部功能，使用兩臺(tái)使系統(tǒng)工作更加可靠)，即圖1中的WEB服務(wù)器A和WEB服務(wù)器B。WEB服務(wù)器是整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)的核心，完成本系統(tǒng)的所有監(jiān)測功能并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布到調(diào)度層。站控層的WEB服務(wù)器包括計(jì)算機(jī)-控制器局域網(wǎng)(PC-CAN)卡、數(shù)字量輸入/輸出卡、模/數(shù)卡、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)卡和網(wǎng)卡等，通過PC-CAN卡總線與就地監(jiān)控的CAN節(jié)點(diǎn)通信；通過數(shù)字量輸出卡進(jìn)行封鎖脈沖和跳閘操作、STATCOM的運(yùn)行指示、脈沖封鎖故障指示、水冷報(bào)警和STATCOM故障指示以及語音報(bào)警等；通過模/數(shù)卡采集10kV電網(wǎng)系統(tǒng)電壓、10kVSTATCOM電壓、STATCOM輸出電流和DC48V供電電源等；通過數(shù)字量輸入卡采集110kV/10kV接入變壓器過溫1(120度)、110kV/10kV接入變壓器過溫2(135度)、110kV/10kV接入變壓器輕瓦斯(120度)、110kV/10kV接入變壓器重瓦斯(135度)、110kV/10kV接入變壓器風(fēng)機(jī)故障、10kV接入電網(wǎng)總開關(guān)合閘/跳閘、DC48V電源系統(tǒng)報(bào)警故障、監(jiān)測系統(tǒng)自身的DC48V電源系統(tǒng)跳閘故障、脈沖封鎖、鏈?zhǔn)絊TATCOM旁路、控制器故障、控制電源故障、水冷報(bào)警、水冷正常停機(jī)和水冷故障停機(jī)等；通過GPS卡給系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)授時(shí)時(shí)間；站控層通過網(wǎng)卡和調(diào)度層的計(jì)算機(jī)連網(wǎng)。(3)間隔層本實(shí)施例的間隔層共設(shè)置40個(gè)底層監(jiān)測CAN節(jié)點(diǎn)(CAN單元)，其中30個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)分別監(jiān)測30個(gè)STATCOM鏈接單元，1個(gè)監(jiān)測STATCOM輸出電流，1個(gè)監(jiān)測STATCOM輸出電壓，1個(gè)監(jiān)測110kV電網(wǎng)母線電壓，1個(gè)監(jiān)測220kV電網(wǎng)母線電壓，其他備用。每個(gè)底層STATCOM監(jiān)測CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)有模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸入3路，采樣分辨率為20微秒，分別采集輸出電壓、電容電流和電容電壓；設(shè)有數(shù)字量輸入信號12路，分別為4個(gè)門極導(dǎo)通晶閘管(IGCT)故障信號、1個(gè)過流封鎖、1個(gè)過流跳閘、1個(gè)過壓信號封鎖、1個(gè)電壓平衡電路故障、1個(gè)封鎖信號、1個(gè)跳閘信號、1個(gè)控制電源故障、備用1個(gè)。STATCOM電流監(jiān)測CAN節(jié)點(diǎn)監(jiān)測3相電流，并接收封鎖/跳閘信號。STATCOM電壓監(jiān)測CAN節(jié)點(diǎn)監(jiān)測3相電壓，并接收封鎖/跳閘信號。110kV電網(wǎng)母線電壓監(jiān)測CAN節(jié)點(diǎn)監(jiān)測3相電壓，并接收封鎖/跳閘信號。220kV電網(wǎng)母線監(jiān)測CAN節(jié)點(diǎn)監(jiān)測3相電壓，并接收封鎖/跳閘信號。每個(gè)底層監(jiān)測CAN節(jié)點(diǎn)都設(shè)計(jì)有CAN通信光纖接口。每個(gè)底層監(jiān)測CAN節(jié)點(diǎn)用跳線設(shè)置本單元號，用數(shù)碼管顯示設(shè)置的單元號。監(jiān)測CAN節(jié)點(diǎn)連續(xù)進(jìn)行3路模擬量錄波，接收到封鎖或跳閘信號時(shí)，繼續(xù)錄波2周期后存儲(chǔ)前后2周期錄波數(shù)據(jù)，發(fā)送到站控層的集中監(jiān)控計(jì)算機(jī)WEB服務(wù)器。CAN節(jié)點(diǎn)平時(shí)定期發(fā)送2周期數(shù)據(jù)及開入量狀態(tài)到站控層的集中監(jiān)控計(jì)算機(jī)WEB服務(wù)器。本發(fā)明的CAN總線通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接CAN節(jié)點(diǎn)，單個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。CAN節(jié)點(diǎn)包括微控制器，以及分別與其相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、撥碼器、數(shù)碼顯示、DC48V供電電源及不間斷電源(備用)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)字量輸入和輸出、串行口RS-232接口或串行口RS-485接口、CAN控制器，還包括通過光電隔離、CAN收發(fā)器與CAN控制器相連的CAN光纖接口電路。微控制器是CAN節(jié)點(diǎn)的核心，CAN信號通過CAN控制器、光電隔離、CAN收發(fā)器、CAN光纖接口電路和CAN網(wǎng)絡(luò)上的其他CAN節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。上述組成調(diào)度層、站控層、間隔層的CAN節(jié)點(diǎn)的元器件均可選用具有相同功能的常規(guī)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例用CAN總線設(shè)置分布式監(jiān)測系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)；用CAN總線光纖調(diào)制解調(diào)器和總線式CAN調(diào)制解調(diào)器設(shè)置系統(tǒng)數(shù)據(jù)的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)；用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS(GlobalPositionSystem)設(shè)置系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)授時(shí)時(shí)鐘；用Server-Client(服務(wù)器-用戶)方式設(shè)置WEB服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布/瀏覽。采用直流48V電源供電，并還可使用通訊領(lǐng)域用的不間斷電源(UPS-UninterruptablePowerSupply)作為備用電源。本實(shí)施例的CAN總線通訊速率為0-1MBPS。每個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)有3路12位模/數(shù)轉(zhuǎn)換同步輸入，采樣分辨率達(dá)到20微秒；每個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)可在故障出現(xiàn)的前后對STATCOM和電網(wǎng)的電流、電壓各錄波2個(gè)周波。本實(shí)施例用組態(tài)軟件編制人機(jī)界面(Human-MachineInterface-HMI)；其站控層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中采用組態(tài)軟件編制的用戶程序可查詢/追憶六個(gè)月的操作記錄；可查詢/追憶三個(gè)月的信號記錄；具有模擬量歷史曲線追憶功能；調(diào)度層的計(jì)算機(jī)上可以瀏覽/查詢。具有報(bào)表功能；分級保護(hù)功能；故障定位功能；實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視功能；全面監(jiān)視STATCOM的啟動(dòng)/停止過程；自診斷及幫助功能；網(wǎng)絡(luò)WEB發(fā)布及IE瀏覽功能。具有STATCOM工作狀態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)庫管理功能。組態(tài)軟件用戶程序采樣時(shí)間為5.5毫秒。權(quán)利要求1.一種鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器的分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其征在于，包括由上級調(diào)度計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)工作站計(jì)算機(jī)組成的調(diào)度層，由一臺(tái)實(shí)現(xiàn)控制器局域網(wǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集和向網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器構(gòu)成的站控層和由通過控制器局域網(wǎng)總線相連的多個(gè)底層監(jiān)測控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的間隔層；其聯(lián)接關(guān)系為；該調(diào)度層的計(jì)算機(jī)通過調(diào)制解調(diào)器撥號或通過以太網(wǎng)與站控層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程通信；該間隔層中控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過控制器局域網(wǎng)光纖與站控層連接；所說的每個(gè)底層監(jiān)測控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)包括微控制器，以及分別與其相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、撥碼器、數(shù)碼顯示、直流電源、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)字量輸入和輸出、串行口、控制器局域網(wǎng)控制器，還包括通過光電隔離、控制器局域網(wǎng)收發(fā)器與控制器局域網(wǎng)控制器相連的控制器局域網(wǎng)光纖接口電路；控制器局域網(wǎng)信號通過控制器局域網(wǎng)光纖接口電路和控制器局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上的其他控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行就地通信。2.如權(quán)利要求1所述的鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器的分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其征在于，所說的站控層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器包括計(jì)算機(jī)-控制器局域網(wǎng)卡、數(shù)字量輸入/輸出卡、模/數(shù)卡、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)卡和網(wǎng)卡，該計(jì)算機(jī)-控制器局域網(wǎng)卡總線與就地監(jiān)控的控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通信；該數(shù)字量輸出卡用于進(jìn)行封鎖脈沖和跳閘操作、靜止同步補(bǔ)償器的運(yùn)行指示、脈沖封鎖故障指示、水冷報(bào)警和靜止同步補(bǔ)償器故障指示以及語音報(bào)警；該模/數(shù)卡采集電網(wǎng)系統(tǒng)電壓、靜止同步補(bǔ)償器電壓、靜止同步補(bǔ)償器輸出電流和直流供電電源等；該數(shù)字量輸入卡采集接入變壓器溫度保護(hù)信號、變壓器風(fēng)機(jī)故障信號、接入電網(wǎng)總開關(guān)合閘/跳閘、本直流電源報(bào)警故障、脈沖封鎖、鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器旁路、控制器故障、控制電源故障、水冷報(bào)警、水冷正常停機(jī)和水冷故障停機(jī)；該全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)卡給本監(jiān)測系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)授時(shí)時(shí)間。3.如權(quán)利要求2所述的鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器的分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其征在于，所說的間隔層設(shè)置多個(gè)底層監(jiān)測控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，包括分別監(jiān)測多個(gè)靜止同步補(bǔ)償器鏈接單元控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，監(jiān)測靜止同步補(bǔ)償器輸出電流的控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，監(jiān)測靜止同步補(bǔ)償器輸出電壓的控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，監(jiān)測電網(wǎng)母線電壓的控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)；每個(gè)底層監(jiān)測控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)有多路模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸入，分別采集包括輸出電壓、電容電流和電容電壓信號；設(shè)有多路數(shù)字量輸入信號，分別采集包括門極導(dǎo)通晶閘管故障信號、過流封鎖、過流跳閘、過壓信號封鎖、電壓平衡電路故障、封鎖信號、跳閘信號、控制電源故障；所說的監(jiān)測靜止同步補(bǔ)償器電流的控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測3相電流，并接收封鎖/跳閘信號；所說的監(jiān)測靜止同步補(bǔ)償器電壓控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測3相電壓，并接收封鎖/跳閘信號；所說的監(jiān)測電網(wǎng)母線電壓靜止同步補(bǔ)償器的控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測3相電壓，并接收封鎖/跳閘信號；每個(gè)底層監(jiān)測控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)都設(shè)有控制器局域網(wǎng)通信光纖接口；每個(gè)底層監(jiān)測控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)用跳線設(shè)置本單元號，用數(shù)碼管顯示設(shè)置的單元號，監(jiān)測控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連續(xù)進(jìn)行多路模擬量錄波，接收到封鎖或跳閘信號時(shí)，繼續(xù)錄波多周期后存儲(chǔ)前后多周期錄波數(shù)據(jù)，發(fā)送到站控層的集中監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，控制器局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)平時(shí)定期發(fā)送多周期數(shù)據(jù)及開入量狀態(tài)到站控層的集中監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。4.如權(quán)利要求1、2或3所述的鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器的分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)，其征在于，所說的站控層還設(shè)置有第二臺(tái)中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與第一臺(tái)互為熱備用。全文摘要本發(fā)明屬于柔性交流輸配電
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器的分層分布式監(jiān)測系統(tǒng)。包括由上級調(diào)度計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)工作站計(jì)算機(jī)組成的調(diào)度層，由一臺(tái)中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器構(gòu)成的站控層和由通過CAN總線相連的多個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的間隔層；所說的每個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)包括微控制器，以及分別與其相連的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、撥碼器、數(shù)碼顯示、直流電源、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)字量輸入和輸出、串行口、CAN控制器，還包括CAN光纖接口電路。本發(fā)明根據(jù)監(jiān)測到的主電路設(shè)備工況來判斷鏈?zhǔn)絊TATCOM工作的狀態(tài)和故障狀態(tài)，能夠界定鏈?zhǔn)絊TATCOM的各種狀態(tài)并對各工作狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)密、實(shí)時(shí)的監(jiān)測。適用于大容量STATCOM系統(tǒng)。文檔編號H04L12/40GK1481062SQ03150350公開日2004年3月10日申請日期2003年7月25日優(yōu)先權(quán)日2003年7月25日發(fā)明者于慶廣,孫艷棟,劉文華,倪鐳,胡萬榮,施偉國申請人:清華大學(xué),上海市電力公司