[发明专利]电力系统保护与控制系统以及分布式控制系统

说明书

本申请是申请号为97120864.6、申请日为1997年12月3日、发明名称为“电力系统保护与控制系统以及分布式控制系统”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电力系统保护与控制系统，其中和数字保护控制器例如数字继电器结合，通过输入电力系统的状态量并把其转换为数字数据，从而保护和控制电力系统，并涉及一种显示控制器，用于通过通信网络显示和控制数字保护控制器的状态并监视其操作，还涉及一种分布式控制系统。

背景技术

数字保护控制器例如数字继电器已经在电力系统领域内得到广泛应用，并在近些年来，通过使用高速微处理器和大容量存储器等大大增加了其功能。具体地说，为了节省操作和维护所用的人力，可以实现一种远方操作和监视系统，用于通过长距离的广大的传输网络操作和监视数字保护控制器和工作和状态。

在这些系统中，除去关于数字保护控制器的操作和状态的详细信息之外，可以显示从电力系统通过传输系统在远距离输入的电量(被转换为数字数据的电流和电压量)。这些系统的例子在许多文献中披露了，例如(The 1996 National Meeting of The Institute of Electrical Engineers ofJapan，Lectured Theses 1529“Development of Digital Relay RemoteOperation Monitoring System”).

关于为常规的数字保护控制器例如数字继电器的远方操作所用的系统，其中采取这样的形式，即沿着数字保护控制器(以后称为保护控制器)的远方操作菜单，从远方个人计算机通过广大的通信网络输入一个请求。当这请求比收到时，保护控制器按照该请求进行处理，并向发出请求的计算机返回一个响应。远方操作菜单的例子如图40所示。

考虑例如按照设置菜单改变设置，例如在数字继电器中继电器操作的门限值的设置的情况。如图41所示，其步骤如下：首先，在选择分站和设备之后，选择显示控制菜单，并按照远方操作菜单内的通信菜单连接通信；然后，在再次选择设置之后，选择要被改变的设置元件，输入要被改变的数值，并向保护控制器中的EEPROM提交写请求，此后，提交操作开始请求。

在这种情况下，在完成一系列的处理之前，需要维持个人计算机和保护控制器之间的连接。因而，存在的第一个问题是，伴随着通信网络上业务量的增加而使通信延迟，以及由于通信包的丢失而引起的可靠性的降低。

图41表示一个设置元件的改变，但是为了改变多个设置元件，所需的时间会进一步增加。此外，为了使个人计算机相应于上述远方操作菜单产生各种请求，要求操作者对于每个请求都要操作个人计算机。

这意味着，当保护控制器的功能变得复杂和通用时，操作的次数将增加，因而增加操作者的工作负荷。此外当需要使用多个保护控制器执行相同的操作时，因为对不同的控制器要完成相同的操作，所以变得更加复杂，并且将引起第二个问题，即随着工作负荷的增加，由于人为错误而使可靠性降低。

此外，在这种远方操作系统的情况下，多个保护控制器由一个个人计算机操作。在这种情况下，在配置系统时便需要考虑保护控制器结构中的区别(例如由于不同的继电保护方案)。

在这种情况下的配置如图42所示。如图42所示，在个人计算机侧的配置和保护控制器的种类相应。这意味着，随着保护控制器种类的增加，要在个人计算机上提供的相应的软件的容量增加，因而存在第三个问题，即需要修改而使系统的经济性和可靠性降低。

此外，在这种远方操作系统中，因为使用本地网络和广大的传输网络，使得保护控制器可以在其可以和这些通信网络相连的地方容易地进行远方操作。换句话说，远方操作可以通过安装在多个位置的个人计算机以相似的方式进行。

这状态如图43所示。在这种情况下，需要对每个上述的个人计算机提供和每个保护控制器相应的远方操作软件，因而存在第四个问题，即这种系统在经济性方面较差，例如需要花销和维护。

此外，因为在上述的远方操作系统中，可以通过一个个人计算机监视几个保护控制器的操作，便能够比较有关的相同的项目(例如由连接于同一系统的多个保护控制器取的系统的电量)。

在这种情况下，个人计算机和保护控制器相连，以便进行通信，并沿着图40所示的远方操作菜单显示操作项目。如果需要在其它相关的控制器上检查同一项目的状态，则把个人计算机以类似方式连接到相关的控制器上，用于通信并沿着图40所示的操作菜单显示项目。