[发明专利]数字化变电站过程层通信的监控系统和监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种监控系统和方法，尤其涉及一种数字化变电站过程层通信 的监控系统和方法。

背景技术

近年来，计算机技术、信息处理技术和网络通信技术发展迅速，对变电站 自动化系统产生了巨大影响，众所周知，数字电力系统有助于实现电力系统的 科学化管理和决策，有助于对系统状态进行实时评估，改善系统的安全稳定性， 制定和实施经济运行策略，有助于电力系统实施紧急控制和反事故控制。因此， 数字化变电站将是变电站自动化技术的发展方向和必然趋势。

随着数字化变电站实施技术的逐渐成熟和深入，数字化变电站的应用实施 已经从最初面向变电站层和间隔层发展到面向过程层，过程层的出现是数字化 变电站区别于传统变电站的重要特征，特别是测量回路和控制回路，尤其是电 子式互感器和智能开关的应用逐渐成熟，变电站二次系统的设计、安装、调试 和运行维护都将产生深刻的变革，过程层是否能准确可靠的工作以代替传统变 电站的测量回路、控制回路等二次回路成为数字化变电站的关键。

如图1所示，在数字化变电站中，过程层的二次回路信号则是先通过A/D 转换之后，将所有数据统一打包，然后通过以太网传递给相关保护/测控装置 进行处理。由于数字式变电站的二次回路是通过基于以太网的数据传输实现 的，相比于传统的变电站二次回路，有以下几个不可靠因素：

同步性

数字化变电站的二次回路采用异步数字传输，在目前自动化逻辑不变的基 础上，异步数字传输的信号如果失去同步性，将会对数字化变电站的可靠性带 来很大的隐患，对于采样数据，同步性主要表现在测量数据的实时性，以及采 集频率的一致性上面。

可靠性

数字化变电站采用数字传输，二次回路断线的判断，将更加复杂和多样， 也给各自动化单元提出更高的要求，也给数字化变电站的可靠运行带来更大的 隐患。

抗干扰能力

数字化变电站采用数字传输以后，信号的干扰的情况将更多，传输报文出 错，丢帧或者是其他报文在链路上的传输，此类情况的发生都将是数字化变电 站运行的隐患。

复杂度

数字化变电站二次回路采用数字传输以后，特别是基于网络方式的数字传 输，层次结构虽然相对简单，物理接线虽然减少，但逻辑上却转化成了看不见 的连接，一是本身出现问题的可能性就相对较大，二是出现问题以后将难以定 位故障。同时为了进一步简化网络结构和施工难度，变电站层、间隔层以及过 程层还有进一步部分合并甚至完全合并的趋势，使得物理结构简化的同时，大 大增加了逻辑结构的复杂性和可维护性。

很明显，以上几个问题不解决，数字化变电站的可靠安全运行将很难保证。 因此，目前制约数字化变电站大规模发展的瓶颈就是数字化变电站过程层的可 靠运行，也就是数字化变电站过程层通信系统安全稳定的保证。

对变电站二次回路进行实时监控，是一个全新的课题。在传统变电站当中， 各路信号都是通过单独的物理连线的方式直接传递，因此对这些信号稳定性和 有效性的维护仅仅通过目视并借助常规的检测工具(如万用表、示波器)即可完 成，因此对二次回路的检查并不存在任何突出问题，也不存在实时监控的必要。 对于数字化变电站，由于网络传输的透明性，如何长时间、有效完整地获取二 次回路信号，无任何先例可循。尤其对于采样值报文，由于采样值报文数据量 大，且出现频率高，目前还没有监控系统和相关的监控方法对采样值报文进行 有效监控。

鉴于上述在数字化变电站实施中所带来的和可能出现的问题，有必要在数 字化变电站中应用过程层的监控系统和方法以保证数字化变电站的顺利实施 和安全运行。该监控系统和方法通过对过程层的采样值报文进行全面监控，实 时获取过程层的采样值报文并对其进行记录，以离线进行更为详细的分析，从 而对整个过程层的运行状况进行评估。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种数字化变电站过程层通 信的监控系统和监控方法，实时捕捉和预分析过程层的采样值报文，极大地提 高了数字化变电站过程层的采样值报文传输的可控性和可维护性。