一種智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置和監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置和監(jiān)測系統(tǒng)，屬于智能電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)污染現(xiàn)象也日益嚴(yán)重，電能質(zhì)量也隨之提出了新的問題。一方面，用電負(fù)荷日趨復(fù)雜化和多樣化，如半導(dǎo)體整流、逆變裝置以及變頻調(diào)速裝置等電力電子設(shè)備的應(yīng)用，這些具有非線性、諧波豐富、沖擊性和不平衡性特征的負(fù)荷會影響到供電電網(wǎng)的電能質(zhì)量；另一方面，用戶對供電可靠性的要求越來越高，眾多基于計算機(jī)，微處理器控制的精密電子和電力電子裝置在電力系統(tǒng)中大量使用，對供電質(zhì)量的敏感程度越來越高，尤其對供電系統(tǒng)的暫態(tài)性能，也提出了新的要求。
[0003]另外，隨著智能變電站的建立，以IEC61850規(guī)約和電子互感器為代表的技術(shù)得到大量應(yīng)用。IEC61850規(guī)約作為變電站統(tǒng)一通信協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)智能變電站自動化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性。按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，智能變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由過程層、間隔層和站控層三部分組成。由于智能變電站和傳統(tǒng)的變電站在電網(wǎng)信息采集方式上發(fā)生了很大變化，由電纜從傳統(tǒng)電壓、電流互感器輸入的模擬量信號轉(zhuǎn)變?yōu)橛赏ㄐ烹娎|或者光纖輸入的電子式互感器數(shù)字信號。所以，傳統(tǒng)的變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置不能滿足現(xiàn)在的智能變電站的需要。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，用以解決傳統(tǒng)的變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置不能滿足需要的問題；本實用新型同時提供一種智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的方案包括一種智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，包括過程層接口模塊、CPU、站控層通訊模塊和數(shù)據(jù)儲存模塊，過程層接口模塊、CPU和站控層通訊模塊依次連接，所述CPU與數(shù)據(jù)儲存模塊連接；過程層接口模塊用于接收電網(wǎng)的數(shù)字量信息，并將接受到的信息輸送給所述CPU，CPU用于根據(jù)過程層接口模塊傳輸來的信息作出分析和判斷，站控層通訊模塊用于和站控層進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)儲存模塊用于儲存CPU分析處理后的數(shù)據(jù)。
[0006]所述監(jiān)測裝置還包括用于輸出告警信息的開出模塊。
[0007]所述過程層接口模塊、CPU和站控層通訊模塊通過以太網(wǎng)總線連接。
[0008]所述站控層通訊模塊上設(shè)有用于與獨立人機(jī)接口連接的以太網(wǎng)口，所述以太網(wǎng)口通過以太網(wǎng)總線與獨立人機(jī)接口連接。
[0009]所述過程層接口模塊為過程層接口插件，所述CPU為CPU插件，所述站控層通訊模塊為站控層通訊插件，所述數(shù)據(jù)儲存模塊為數(shù)據(jù)存儲插件。
[0010]本實用新型的方案還包括一種智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，包括人機(jī)接口，至少一個智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，所述智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置與所述人機(jī)接口連接，所述智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置包括過程層接口模塊、CPU、站控層通訊模塊和數(shù)據(jù)儲存模塊，過程層接口模塊、CPU和站控層通訊模塊依次連接，所述CPU與數(shù)據(jù)儲存模塊連接；過程層接口模塊用于接收電網(wǎng)的數(shù)字量信息，并將接受到的信息輸送給所述CPU，(PU用于根據(jù)過程層接口模塊傳輸來的信息作出分析和判斷，站控層通訊模塊用于和站控層進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)儲存模塊用于儲存CPU分析處理后的數(shù)據(jù)；所述站控層通訊模塊上具有用于與所述人機(jī)接口連接的連接端口，所述監(jiān)測裝置通過所述連接端口與所述人機(jī)接口連接。
[0011]所述監(jiān)測系統(tǒng)還過程層網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字量采集單元，所述數(shù)字量采集單元包括若干個合并單元和智能終端，所述合并單元和智能終端設(shè)置在對應(yīng)的監(jiān)測點上，所述過程層接口模塊采樣連接所述合并單元和智能終端。
[0012]所述監(jiān)測裝置還包括用于輸出告警信息的開出模塊。
[0013]所述過程層接口模塊、CPU和站控層通訊模塊通過以太網(wǎng)總線連接。
[0014]所述過程層接口模塊為過程層接口插件，所述CPU為CPU插件，所述站控層通訊模塊為站控層通訊插件，所述數(shù)據(jù)儲存模塊為數(shù)據(jù)存儲插件。
[0015]本實用新型提供的智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置包括過程層接口模塊、CPU、站控層通訊模塊和數(shù)據(jù)儲存模塊，過程層接口模塊、CPU和站控層通訊模塊依次連接，CPU與數(shù)據(jù)儲存模塊連接。過程層接口模塊接收各監(jiān)測點的數(shù)字量采集信息，并將接收到的信息輸送給CPU，CPU根據(jù)過程層接口模塊傳輸來的信息作出分析和判斷，然后通過站控層通訊模塊和站控層進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)儲存模塊用于儲存CPU分析處理后的數(shù)據(jù)。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)與過程層網(wǎng)絡(luò)中的合并單元和智能終端的可靠通信，和與站控層的無縫通信，充分保證了通信的可靠性和實時性，具備高測量精度及強(qiáng)大的通信能力，可實現(xiàn)集中監(jiān)視和綜合分析站內(nèi)多個接入監(jiān)測點的電能質(zhì)量指標(biāo)，而且，CPU能夠根據(jù)接收到的信息進(jìn)行處理和分析，能夠即時得出各個監(jiān)測點的電能質(zhì)量的情況，并將分析出的數(shù)據(jù)即時進(jìn)行上傳，保證了信息處理的快速性和可靠性。
[0016]另外，在電能質(zhì)量監(jiān)測裝置中設(shè)置數(shù)據(jù)儲存模塊，能夠隨時將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，不但能夠?qū)崿F(xiàn)隨時調(diào)出數(shù)據(jù)，而且還可以根據(jù)調(diào)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而獲取之前的一段時間內(nèi)的各個監(jiān)測點的電能質(zhì)量的情況，為日后提升電網(wǎng)的電能質(zhì)量提供數(shù)據(jù)的支持。
【附圖說明】
[0017]圖1是智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)實施例中的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2是智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)實施例中的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的連接示意圖；
[0019]圖3是智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)實施例中的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置與人機(jī)接口的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021]智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)實施例
[0022]如圖1所示的智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，包括過程層網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字量采集單元，具體為:n個合并單元和m個智能終端，合并單元用于監(jiān)測所屬監(jiān)測點的SV數(shù)據(jù)，智能終端用于監(jiān)測所屬監(jiān)測點的GOOSE數(shù)據(jù)，其中，η和m可以根據(jù)具體情況設(shè)定。
[0023]電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)還包括智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，該電能質(zhì)量監(jiān)測裝置包括過程層接口插件NP1、CPU插件、站控層通訊模塊C0M、數(shù)據(jù)存儲插件SAV和開出插件D0。如圖2所示，過程層接口插件與CPU插件、CPU插件與站控層通訊插件之間通過裝置內(nèi)部固定設(shè)置的高速以太網(wǎng)口按照標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通信規(guī)約采用標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議，以標(biāo)準(zhǔn)PQDIF格式文件方式傳輸數(shù)據(jù)，能夠保證數(shù)據(jù)傳輸時的可靠性和安全性。
[0024]過程層接口插件通過IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約從變電站過程層網(wǎng)絡(luò)中的合并單元和智能終端的接收各監(jiān)測點的SV、GOOSE數(shù)據(jù)，該智能變電站電能質(zhì)量監(jiān)測裝置本身不再設(shè)置采樣和AD轉(zhuǎn)換模塊；然后對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理后通過內(nèi)置高速以太網(wǎng)口傳輸?shù)紺PU插件，為滿足電能質(zhì)量指標(biāo)解算精度要求，采樣率應(yīng)滿足12.8kHz，作為優(yōu)選方案，過程層接口插件采用光纖與CPU進(jìn)行傳輸，接口類型選擇為LC。
[0025]CPU插件根據(jù)接收到的各監(jiān)測點的SV、GOOSE數(shù)據(jù)完成核心的數(shù)據(jù)計算、處理功能，電能質(zhì)量指標(biāo)的計算和處理均由本插件完成。作為優(yōu)選方案，該CPU插件采用雙核處理器P2020做計算核心以滿足各監(jiān)測點所有的電能指標(biāo)的