[发明专利]一种集中式数字化变电站系统

权利要求书

1.一种集中式数字化变电站系统，包括变电站层、间隔层和过程层，其特征在于：基于 IEC 61850标准构建变电站系统的信息模型和通信架构；采用高速以太网交换技术和虚拟局 域网(VLAN)技术，实现变电站系统的信息共享；所述间隔层包括系统控制器，所述系统控 制器是多功能智能电子设备，具有保护、测控和录波的功能，从而使得间隔层设备和接线得 以简化，所述过程层的智能终端整合了合并单元和智能操作箱的功能；

遵照IEC61850标准，该系统采用三层逻辑体系结构，包括变电站层、间隔层和过程层；

(1)所述变电站层包括变电站的工程师站，该工程师站可兼用作操作员站或远动主站， 该工程师站包括个人计算机或服务器，并至少配置有2个以太网接口，分别接入变电站系统 的通信网络和调度通信网络；所述变电站层接收来自所述间隔层的信息，并使用站控软件系 统来实现所述变电站层的运行、维护、打印以及远方通信的功能，所述站控软件系统集成了 基于IEC 61850标准的通信和工程化工具软件，能够提供完善、方便的配置、测试和维护手 段，包括系统的配置/组态、实时库的管理、模型/通信的一致性测试、SCL配置文件的管理 功能；

(2)所述间隔层设备包括系统控制器，该系统控制器包括至少12个CPU插件，每个插 件提供双光纤以太网接口，接入变电站系统的通信网络；所述间隔层采集过程层的信息，接 收来自变电站层的命令，实现对变电站系统的保护、测控和计量功能，所述间隔层采用模块 化设计，各插件可通过配置进行组合，实现多种功能，过程层基于IEC61850通信标准的共享 数据采集系统为间隔层的功能整合奠定了基础，从而将监控、电能计量、录波、向量测量单 元和电能质量监测的功能集成到统一的多功能单元：所述系统控制器中，系统控制器可收集 到变电站系统的全部电气量及电气状态，能够完成对变电站系统的集中保护、监控和测量任 务；

(3)所述过程层设备包括智能终端，所述智能终端包括采集单元插件和智能操作箱插件， 并具有双光纤以太网接口，通过该双光纤以太网接口接入变电站系统的通信网络；合并单元 插件将电子式电流/电压互感器的输出信号进行处理，转换为符合IEC61850规约的数据，并 将转换后的数据在变电站系统中共享，以供所述间隔层的设备订阅；所述智能操作箱采集和 处理一次设备的数据，通过通用面向对象变电站事件GOOSE服务发送设备信息和接收控制命 令，实现一次设备的数字化接口，并具有对所代表设备的自我描述和诊断功能；

所述工程师站、系统控制器和智能终端通过各自的以太网接口接入由工业以太网交换机 构成的变电站系统的通信网络中，通过统一建模和配置，实现变电站系统的信息共享。

2.如权利要求1所述的集中式数字化变电站系统，其特征在于：所述工程师站集成IEC  61850客户端，系统控制器集成IEC 61850服务器端，以客户/服务器(C/S)方式通信；系统 控制器和智能终端之间，通过采样值(SV)服务传送采样数据，通过通用面向对象变电站事 件GOOSE服务传送设备状态和控制命令等信息，各设备均提供以变电站配置语言SCL描述的 配置文件。

3.如权利要求2所述的集中式数字化变电站系统，其特征在于：还包括站内通信网络， 所述站内通信网络的核心部件包括工业以太网交换机、光缆和连接设备，系统采用光纤 100/1000Mb以太网、独立的双星型拓扑结构，站级总线和过程总线合一，采用虚拟局域网 (VLAN)技术和优先级技术，从而满足通信系统的实时性、可靠性、冗余性和数据共享的要 求。

4.如权利要求3所述的集中式数字化变电站系统，其特征在于：还包括时钟同步系统， 所述时钟同步系统由若干GPS授时单元组成，实现全站各层IED的时间同步，采用 IEC60044-7/8电子式电压/电流互感器标准提出的同步脉冲法为各合并单元插件解决采样同 步问题。

5.如权利要求4所述的集中式数字化变电站系统，其特征在于：全部变电站系统的二次 系统设备全部采用双重化配置。