[发明专利]一种应用于数字化变电站的集中式母线保护装置及方法

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 数字化变电站的集中式母线保护装置及其方法。

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的无缝通 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。

传统的变电站的模拟量和开关量数据，信号来源于传统的电压互感器、电 流互感器和开关信号量。信号的多少由设备的功能来确定，信号处理功能由微 机来实现，集数据采集、分析计算、结果输出于一体。

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，这使得传统的采集数据都是模拟信号和开关量，且信号采 集处理一体化的变电站的保护设备无法适用于IEC61850标准的数字化变电站。

发明内容：

本发明目的在于，提供一种面向数字化变电站，采用以IEC61850标准为基 础，可以实现数字化变电站内的集中式母线保护功能的装置及方法，其具有数 字化、无需考虑互感器饱和、二次回路简单、开放、易于维护和扩展方便等优 点。

为实现上述目的，本发明提供一种应用于数字化变电站的集中式母线保护 装置，其特征在于：所述母线保护装置包括硬件装置和软件处理系统，所述硬 件装置采用嵌入式处理器单元，多CPU并行处理技术，提供双千兆以太网接口 和RS232、RS485/422接口；所述软件处理系统包括数据接收处理模块，母线保 护逻辑模块、通讯处理模块和系统管理模块，所述数据接收处理模块经以太网 接口通过网络接收基于IEC61850标准的模拟量和开关量的数据报文，并对所述 数据报文进行分析处理，为所述母线保护逻辑模块提供数据支持；所述母线保 护逻辑模块根据母线保护逻辑的要求，对所述数据接收处理模块提供的数据进 行合理判断，并通过网络向变电站母线设备下达控制命令；所述通讯处理模块 管理母线保护装置的通讯部分，为所述双千兆以太网接口和RS232、RS485/422 接口提供通讯支持；所述系统管理模块保证母线保护装置的正常运行，为母线 保护装置提供维护。

本发明一种应用于数字化变电站的集中式母线保护装置的一个优选技术方 案为：所述通讯处理模块以IEC61850标准第五部分为基础，构建信息和通信模 型库。

本发明一种应用于数字化变电站的集中式母线保护装置的另一个优选技术 方案为：所述通讯处理模块采用变电站配置语言，并使用统一的工具对所述软 件处理系统进行配置和管理。

本发明一种应用于数字化变电站保护的集中式母线保护装置的再一优选技 术方案为：所述母线保护数据处理模块对来自站内多个间隔的数据进行统一处 理记录，采用集中式母线保护逻辑，对过程层进行集中式控制。

本发明一种应用于数字化变电站保护的集中式母线保护装置的的一个更优 选技术方案为：所述母线保护装置的二次回路设计简单，无需考虑互感器饱和， 母线保护与站内其他保护以及过程层的沟通全部通过GOOSE实现。

本发明一种应用于数字化变电站的集中式母线保护装置的方法，所述方法 的步骤如下：

步骤一：集中式母线保护装置的系统管理模块在母线保护装置运行后，启 动采样中断任务、保护逻辑计算任务、站控层通讯任务、人机接口任务、系统 时钟任务，并对上述任务进行维护管理，在上述任一任务发生锁死后启动看门 狗，重新启动母线保护装置。

步骤二：集中式母线保护装置的数据接收处理模块通过以太网接口接收基 于IEC61850-9-1或IEC61850-9-2标准的变电站通信网络和系统的数据报文， 对数据报文进行分析处理，同时记录所采集的数据的实时动态变化过程、分析 结果和数据的正常异常信息，为母线保护逻辑模块提供数据支持；