智能變電站繼電保護(hù)可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能/數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)智能設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及智能變電站繼電保護(hù)可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺(tái)，適用于智能變電站繼電保護(hù)的在線監(jiān)視。
【背景技術(shù)】
[0002]智能變電站過程層采用光纖傳輸標(biāo)準(zhǔn)化SV、G00SE信號(hào)，站控層傳輸基于IEC61850-8S的MMS報(bào)文，簡(jiǎn)化了變電站二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了IED設(shè)備的互通互聯(lián)。在智能變電站中，傳統(tǒng)變電站的二次電纜及二次回路不再存在，繼電保護(hù)的硬壓板大大簡(jiǎn)化，繼電保護(hù)的運(yùn)行維護(hù)及檢修方式發(fā)生了較大的變化，使得基于傳統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu)與思維習(xí)慣的電力工作人員，在智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行與維護(hù)中遇到了很大的困難，檢修過程中誤操作的事故時(shí)有發(fā)生，因此，如何將智能變電站的信號(hào)進(jìn)行提取，對(duì)變電站進(jìn)行在線監(jiān)視與分析，解決運(yùn)行與檢修過程中變電站繼電保護(hù)信息的可視化問題，是一個(gè)重要課題。
[0003]綜合智能變電站繼電保護(hù)相關(guān)信息，主要包括過程層的SV、G00SE信息、過程層交換機(jī)信息，站控層MMS信息，及保護(hù)裝置、合并單元、智能終端掉電告警硬接點(diǎn)信息，過程層交換機(jī)信息又包括交換機(jī)的VLAN、鏡像、優(yōu)先級(jí)等配置信息、及各端口光強(qiáng)、流量、丟幀等信息，站控層MMS信息包括保護(hù)功能壓板信息、告警信息、保護(hù)動(dòng)作信息、斷鏈信息等。
[0004]目前，智能變電站采集裝置有故障錄波器、網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄裝置，故障錄波器能采集過程層的SV、G00SE報(bào)文，主要是一種暫態(tài)波形記錄與分析模式，采用啟動(dòng)量記錄SV、G00SE報(bào)文，并以波形的方式進(jìn)行展示；網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置，能采集站控層MMS信息，但主要是一種被動(dòng)方式采集，通過站控層交換機(jī)鏡像口進(jìn)行采集，即網(wǎng)絡(luò)上傳輸什么報(bào)文就記錄什么報(bào)文，不能主動(dòng)與保護(hù)裝置進(jìn)行交互來獲取當(dāng)前保護(hù)裝置狀態(tài)。且以上兩種裝置都不采集過程層交換機(jī)在線監(jiān)測(cè)信息，也沒有從物理電路上解決過程層接口不發(fā)送SV、G00SE數(shù)據(jù)包的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供智能變電站繼電保護(hù)可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)智能變電站層次化全景全息在線監(jiān)視。
[0006]本實(shí)用新型的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]智能變電站繼電保護(hù)可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺(tái)，包括顯示單元，還包括平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)、第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元，顯示單元與平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)連接，
[0008]第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元均包括處理單元、存儲(chǔ)模塊、光通信模塊、GPS時(shí)鐘接口和I/0接口，處理單元分別與存儲(chǔ)模塊、光通信模塊、GPS時(shí)鐘接口和I/0接口連接，處理單元還通過千兆以太網(wǎng)控制器分別與SNMP信息電以太網(wǎng)接口以及平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)電以太網(wǎng)接口連接，平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)電以太網(wǎng)接口與平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)連接。
[0009]如上所述第一采集單元還包括分別與千兆以太網(wǎng)控制器連接的A網(wǎng)MMS報(bào)文電以太網(wǎng)接口和B網(wǎng)麗S報(bào)文電以太網(wǎng)接口。
[0010]如上所述的光通信模塊包括FPGA和與FPGA連接的若干個(gè)光通信子模塊，光通信子模塊包括MII接收模塊、PHY芯片、2路選通器、協(xié)商流模擬器和光模塊，MII接收模塊與FPGA連接，MII接收模塊還與PHY芯片的輸出端口連接，PHY芯片的SD引腳與2路選通器的控制端連接，2路選通器的一路輸入端與光模塊連接，2路選通器的另一路輸入端與協(xié)商流模擬器連接，2路選通器的輸出端與PHY芯片的接收串行流端口連接。
[0011]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:
[0012]可以采集過程層交換機(jī)在線監(jiān)測(cè)信息，接收過程層SV、G00SE數(shù)據(jù)包，杜絕對(duì)外發(fā)送過程層SV、G00SE數(shù)據(jù)包。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2為第一采集單元的原理圖；
[0015]圖3為第二采集單元/第三采集單元的原理圖；
[0016]圖4為光通信模塊的改進(jìn)前原理圖；
[0017]圖5為光通信模塊的改進(jìn)后原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0019]圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)圖，智能變電站繼電保護(hù)可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺(tái)，包括第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元、平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)、顯示單元。第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元均分別通過電纜與平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)連接。
[0020]其中，第一采集單元，用于采集220KV-A網(wǎng)SV報(bào)文、220KV-A網(wǎng)GOOSE報(bào)文;還用于采集過程層交換機(jī)SNMP信息;還用于采集A網(wǎng)MMS報(bào)文和B網(wǎng)MMS報(bào)文。
[0021 ] 第二采集單元，用于采集220KV-B網(wǎng)SV報(bào)文、220KV-B網(wǎng)GOOSE報(bào)文;還用于采集過程層交換機(jī)SNMP信息。
[0022]第三采集單元，用于采集I1KV及以下C/D網(wǎng)SV報(bào)文、110KV及以下C/D網(wǎng)GOOSE報(bào)文;還用于采集過程層交換機(jī)SNMP信息。
[0023]平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)通過電纜與顯示單元連接，也可通過電纜外接站端工作站；顯示單元實(shí)現(xiàn)MMS報(bào)文、SV報(bào)文、GOOSE報(bào)文以及過程層交換機(jī)SNMP信息的實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)顯示單元通過以太網(wǎng)連接遠(yuǎn)端主站。
[0024]圖2為第一采集單元的原理圖，圖3為第二采集單元/第三采集單元的原理圖。
[0025]第一采集單元、第二采集單元和第三采集單元均包括處理單元、存儲(chǔ)模塊、GPS時(shí)鐘接口、I/o接口、電以太網(wǎng)接口模塊及光通信模塊。
[0026]第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元的電以太網(wǎng)接口模塊均包括千兆以太網(wǎng)控制器、SNMP信息電以太網(wǎng)接口和平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)電以太網(wǎng)接口，平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)電以太網(wǎng)接口、SNMP信息電以太網(wǎng)接口分別與千兆以太網(wǎng)控制器連接。
[0027]另外，對(duì)于第一采集單元，還包括分別與千兆以太網(wǎng)控制器連接的A網(wǎng)MMS報(bào)文電以太網(wǎng)接口、B網(wǎng)麗S報(bào)文電以太網(wǎng)接口。
[0028]A網(wǎng)麗S報(bào)文電以太網(wǎng)接口與變電站站控層麗S-A網(wǎng)相連;B網(wǎng)麗S報(bào)文電以太網(wǎng)接口與變電站站控層MMS-B網(wǎng)相連;本實(shí)用新型與上述兩個(gè)電以太網(wǎng)接口與保護(hù)裝置進(jìn)行MMS報(bào)文交互，獲取保護(hù)裝置的壓板狀態(tài)、告警信息、保護(hù)動(dòng)作信息、在線監(jiān)測(cè)信息等。
[0029]SNMP信息電以太網(wǎng)接口與過程層交換機(jī)相連，基于SNMP協(xié)議采集過程層交換機(jī)配置信息、工作電壓、及端口光強(qiáng)、流量、端口丟幀信息等。
[0030]第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元分別與平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)相連，將采集的麗S報(bào)文、SV報(bào)文、GOOSE報(bào)文以及過程層交換機(jī)SNMP信息轉(zhuǎn)發(fā)給顯示單元、站端工作站等，實(shí)現(xiàn)分層全景監(jiān)視。
[0031]I/O模塊采集保護(hù)裝置、合并單元、智能終端的掉電硬接點(diǎn)告警信號(hào);GPS時(shí)鐘接口可接收變電站內(nèi)GPS系統(tǒng)提供的光或電IRIG-B碼時(shí)鐘信號(hào)，可以對(duì)第一采集單元、第二采集單兀、第二米集單兀米集的報(bào)文及?目息進(jìn)行時(shí)間標(biāo)定。
[0032]第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元的存儲(chǔ)模塊均包括SV/G00SE報(bào)文存儲(chǔ)模塊、過程層交換機(jī)SNMP信息存儲(chǔ)模塊。第一采集單元的存儲(chǔ)模塊還包括MMS報(bào)文存儲(chǔ)模塊。
[0033]光通信模塊最多可包括24個(gè)100Μ光通信子模塊，作為一種優(yōu)選方案，其中I?6個(gè)光通信子模塊支持100Μ、1000Μ光模塊互換，當(dāng)采用1000Μ光模塊時(shí)可直接連接至過程層交換機(jī)鏡像口，適宜于變電站SV組網(wǎng)信息采集；當(dāng)采用10M光模塊時(shí)，可連接點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的SV信息，或GOOSE組網(wǎng)信息。
[0034]圖4為光通信模塊的改進(jìn)前原理圖，為了保證光通信兩端能夠連接上，光通信的發(fā)送端和接收端有一個(gè)協(xié)商的過程，需要接收和發(fā)送的操作，因此一般標(biāo)準(zhǔn)電路從處理單元到光模塊都必須有接收鏈路和發(fā)送鏈路的實(shí)現(xiàn)。為了絕對(duì)保證本實(shí)用新型不向過程層網(wǎng)絡(luò)發(fā)送干擾報(bào)文，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，將圖4中的A部分和B部分刪除，同時(shí)增加C部分，如圖5所示，這樣從處理單元到光模塊的發(fā)送鏈路在物理上被隔斷，保證處理單元在任何情況下不能向外發(fā)送報(bào)文。但是由于隔斷了發(fā)送鏈路，只保留了接收鏈路，無法完成鏈路協(xié)商的問題，當(dāng)PHY芯片收不到外部鏈路協(xié)商串行流時(shí)，PHY芯片的SD引腳會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，將PHY芯片的SD引腳接入2路選通器的選通端，將2路選通器的兩個(gè)輸入端分別連接光模塊和協(xié)商流模擬器。當(dāng)PHY芯片由于切斷的發(fā)送鏈路而收不到外部鏈路協(xié)商串行流時(shí)，PHY芯片的SD引腳輸出信號(hào)到2路選通器，使得PHY芯片的接收串行流端口與協(xié)商流模擬器連通，騙使PHY芯片完成協(xié)商過程，保持連接狀態(tài)。
[0035]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.智能變電站繼電保護(hù)可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺(tái)，包括顯示單元，其特征在于，還包括平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)、第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元，顯示單元與平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)連接， 第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元均包括處理單元、存儲(chǔ)模塊、光通信模塊、GPS時(shí)鐘接口和I/O接口，處理單元分別與存儲(chǔ)模塊、光通信模塊、GPS時(shí)鐘接口和I/O接口連接，處理單元還通過千兆以太網(wǎng)控制器分別與SNMP信息電以太網(wǎng)接口以及平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)電以太網(wǎng)接口連接，平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)電以太網(wǎng)接口與平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站繼電保護(hù)可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺(tái)，其特征在于，所述第一采集單元還包括分別與千兆以太網(wǎng)控制器連接的A網(wǎng)MMS報(bào)文電以太網(wǎng)接口和B網(wǎng)麗S報(bào)文電以太網(wǎng)接口。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能變電站繼電保護(hù)可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺(tái)，其特征在于，所述的光通信模塊包括FPGA和與FPGA連接的若干個(gè)光通信子模塊，光通信子模塊包括MII接收模塊、PHY芯片、2路選通器、協(xié)商流模擬器和光模塊，MII接收模塊與FPGA連接，MII接收模塊還與PHY芯片的輸出端口連接，PHY芯片的SD引腳與2路選通器的控制端連接，2路選通器的一路輸入端與光模塊連接，2路選通器的另一路輸入端與協(xié)商流模擬器連接，2路選通器的輸出端與PHY芯片的接收串行流端口連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了智能變電站繼電保護(hù)可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺(tái)，包括顯示單元、平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)、第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元，顯示單元與平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)連接，第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元均包括處理單元、存儲(chǔ)模塊、光通信模塊、GPS時(shí)鐘接口和I/O接口，處理單元分別與存儲(chǔ)模塊、光通信模塊、GPS時(shí)鐘接口和I/O接口連接，處理單元還通過千兆以太網(wǎng)控制器分別與SNMP信息電以太網(wǎng)接口以及平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)電以太網(wǎng)接口連接，平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)電以太網(wǎng)接口與平臺(tái)內(nèi)交換機(jī)連接。本實(shí)用新型可以采集過程層交換機(jī)在線監(jiān)測(cè)信息，接收過程層SV、GOOSE數(shù)據(jù)包，杜絕對(duì)外發(fā)送過程層SV、GOOSE數(shù)據(jù)包。
【IPC分類】H02J13/00
【公開號(hào)】CN205304404
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】盛海華, 凌衛(wèi)家, 楊經(jīng)超, 王悅, 吳振杰, 羅少杰, 鄧星星
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)浙江省電力公司, 武漢凱默電氣有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日