[发明专利]一种数字化变电站集中式录波系统

说明书

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，具体涉及一种基于IEC61850的数据共享数字化变电站集中式录波系统。

背景技术

数字化变电站及其相关技术是近几年电力系统自动化领域的热点问题，是计算机技术和网络技术，以及电力系统需求发展的结果。IEC61850标准、多功能IED(智能电子设备)和通信网络是其重点的研究内容。

IEC 61850标准(变电站通信网络和系统标准)是国际电工委员会TC57工作组在总结以往通信协议的基础上，为实现来自不同厂家的设备之间无缝通信而制定的。其核心内容包括以功能为基础的模型和通信，以及配置管理。其中，模型是面向对象的；通信是抽象的、不依赖具体网络和协议的；配置则采用SCL(变电站配置语言)进行管理。

传统的变电站故障录波系统，信号来源于传统的电压互感器、电流互感器和开关信号量。功能由微机来实现，集故障动态记录、分析计算、结果输出于一体。它可以记录因短路故障、系统振荡、频率崩溃、电压崩溃等大扰动引起的系统电流、电压及其导出量，如有功、无功、非周期分量、系统频率的变化以及故障距离等，输出分析结果。主要用于检测继电保护与安全自动装置的动作行为，了解系统暂态过程中系统中各电参量的变化规律，校核电力系统计算程序及模型参数的正确性。

随着数字式互感器和全数字化的变电站综合自动化系统的日益推广，模拟信号和数字信号的采集者和使用者分布于不同的设备，数据在变电站内外可以通过网络实现共享。数据的共享要求数据必须标准化，这使得数字化变电站的数据记录分析装置也必须由传统的录波装置发展到面向IEC61850标准的数字化集中式录波系统，记录变电站内的以通讯报文形式传递的数据，作为变电站运行和维护的重要依据。

发明内容

依据本发明的新型数字化变电站集中式录波系统，分为两个部分：录波器，以及位于站控层的录波分析管理软件。

录波器采用双机、双网冗余配置，即两套录波装置为一组，实现主、备功能。装置针对实时嵌入式系统平台，将IEC 61850标准、数字化变电站录波功能结合起来，提供数字化变电站的通用集中式录波功能。录波器的嵌入式软件，结构完全遵照IEC61850标准的逻辑节点设计，采用面向对象的动态建模技术，内置相关逻辑节点，支持功能自由分布，满足IEC61850标准的全部通信要求。录波器将基于IEC61850标准的数据报文，转化为通用的comtrade格式的录波文件，同时录波器的人机界面提供就地的录波分析和录波器管理功能。位于站控层的录波分析管理软件，通讯采用IEC61850标准，对标准comtrade格式录波文件进行分析，提供强大而丰富的数据分析功能，除了记录所采集的录取量的实时动态变化过程外，并能根据记录的电流、电压、开关量，对有关元件的有功、无功、非周期分量、系统频率的变化及故障距离进行计算，输出分析结果，并管理录波器的运行参数及启动定值，为现场运行提供保障。

本发明的数字化变电站集中式录波系统的两个组成部分，既可以组合使用，也可以各自独立运行。

因此，本发明提出了一种数字化变电站集中式录波系统，通过网络获得全部变电站的模拟量和开关量数据，对全部变电站的数据进行集中式数据记录和分析，包括录波器和位于站控层的录波分析管理软件，所述录波器采用双机、双网冗余配置，所述录波器的硬件采用嵌入式处理器单元，多CPU并行处理技术，提供双以太网接口和RS232、RS485和RS422接口，所述录波器将基于IEC61850标准(变电站通信网络和系统)的数据报文，转化为通用的comtrade格式的录波文件，同时录波器的人机界面提供就地的录波分析和录波器管理功能，所述位于站控层的录波分析管理软件，采用IEC61850标准进行通讯，对标准comtrade格式的录波文件进行分析，记录所采集的录取量的实时动态变化过程，并根据记录的电流、电压和开关量，对有关元件的有功、无功、非周期分量、系统频率的变化及故障距离进行计算，输出分析结果，并管理录波器的运行参数及启动定值。

依据本发明的数字化变电站集中式录波系统，其特征在于：所述位于站控层的录波分析管理软件以IEC 61850标准第五部分为基础，构建信息和通信模型库。

依据本发明的数字化变电站集中式录波系统，其特征在于：采用变电站配置语言(SCL)，并使用统一的工具对所述录波器进行配置和管理。