一种变电站二次系统控制设备的制作方法

1.本发明涉及变电站技术领域，特别是涉及一种变电站二次系统控制设备。


背景技术：

2.目前，变电站二次系统包括保护、测控、计量、电源管理、后备保护、设备在线监测、远传、保信、录波等多种设备，各设备从研发到建设运行均相互独立，执行功能未能实现融合。智能变电站可自动完成变电站的基本功能，也增加了更多的二次设备，如智能组件、网络设备、网络监控设备等，系统功能冗杂，网络结构日趋复杂，智能化特征得不到体现。可见，为实现系统多功能控制，目前变电站二次系统设备数量越来越多，导致变电站二次系统的复杂度较高。


技术实现要素：

3.本发明提出一种变电站二次系统控制设备，以解决变电站二次系统的复杂度较高的问题。
4.本发明提出的一种变电站二次系统控制设备，包括：多个数据输入接口、第一数据总线、第二数据总线、多个处理器，防火墙模组，所述多个数据输入接口中的第一部分数据输入接口与所述第一数据总线连接，所述多个数据输入接口中的第二部分数据输入接口与所述第二数据总线连接，所述第一数据总线还分别与所述多个处理器中的第一部分处理器连接，所述第二数据总线还分别与所述多个处理器中的第二部分处理器连接，所述防火墙模组分别与所述第一数据总线和所述第二数据总线连接。
5.进一步地，上述多个数据输入接口包括：
6.过程层采样值(sv)接口、过程层快速报文传输(goose)接口、开关量接口、模拟量接口、时钟同步信号数据输入接口、电能表接口和在线监测组件接口。
7.进一步地，上述时钟同步信号数据输入接口同时连接第一数据总线和第二数据总线。
8.进一步地，上述多个处理器包括：
9.保护功能处理器模块、后备保护功能处理器模块、测控处理器模块、同步相量测量(pmu)处理器模块、计量处理器模块、在线监测处理器模块、录波处理器模块、远动功能处理器模块和备用功能处理器模块。
10.本发明中，将变电站二次系统的保护、测控、计量、pmu、录波、保信、远动等二次设备集合到同一平台，能够减少系统设备数量，有效简化系统结构，降低系统的复杂度。
附图说明
11.图1是本发明实施例提供的一种变电站二次系统控制设备的结构示意图；
12.图2为本发明实施例提供的一种变电站二次系统控制设备的结构举例。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
14.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”所区别的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。
15.请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种变电站二次系统控制设备的结构示意图，如图1所示，变电站二次系统控制设备包括：多个数据输入接口、第一数据总线、第二数据总线、多个处理器，防火墙模组，所述多个数据输入接口中的第一部分数据输入接口与所述第一数据总线连接，所述多个数据输入接口中的第二部分数据输入接口与所述第二数据总线连接，所述第一数据总线还分别与所述多个处理器中的第一部分处理器连接，所述第二数据总线还分别与所述多个处理器中的第二部分处理器连接，所述防火墙模组分别与所述第一数据总线和所述第二数据总线连接。
16.上述防火墙模组根据电力监控系统安全防护要求，在满足二次系统安全防护要求的基础上，将第一数据总线和第二数据总线分开配置，从而将多个处理器的功能模块分开控制，实现信息互通，保障系统安全可靠运行。
17.上述第一数据总线和第二数据总线通过fpga芯片和ram芯片组合实现数据实时传输处理，一般而言，fpga芯片主要用于数据的计算处理，ram芯片主要用于数据的保存。
18.上述多个数据输入接口包括：过程层采样值(sv)接口、过程层快速报文传输(goose)接口、开关量接口、模拟量接口、时钟同步信号数据输入接口、电能表接口和在线监测组件接口。其中，过程层sv接口接入变电站过程层的电流电压信号，采集电流电压系统数据；过程层goose接口输入一次设备运行状态，输出一次设备控制指令；开关量接口采集开关、刀闸、事故总信号、主变分接头、保护动作信号、装置运行状态、软压板及硬压板系统数据；模拟量采集有功功率、无功功率、温度、水位等系统数据；时钟同步信号接口采集站内时钟同步系统输入的时钟同步信号；电能表接口接受站内电能表传输的电能量系统数据；在线监测组件接口采集变电站内一次设备的在线监测数据。
19.上述时钟同步信号数据输入接口同时连接第一数据总线和第二数据总线，为第一数据总线和第二数据总线提供变电站站内时钟同步系统输入的时钟同步信号。
20.上述多个处理器包括：保护功能处理器模块、后备保护功能处理器模块、测控处理器模块、同步相量测量(pmu)处理器模块、计量处理器模块、在线监测处理器模块、录波处理器模块、远动功能处理器模块和备用功能处理器模块。
21.上述保护功能处理器模块从数据总线中获取电压电流信号，执行逻辑判断，输出设备跳闸、重合闸、联闭锁等控制命令。保护功能处理器模块可实现线路保护、母线保护、主变保护等类型保护下电流差动保护、相间和接地距离保护、零序电流保护、重合闸、三相不一致保护、过流保护等功能。
22.上述后备保护功能处理器模块同样采集电压电流信号，执行逻辑判断，输出设备跳闸、重合闸、联闭锁等控制命令。后备保护功能处理器模块可实现全站电气设备的固定短延时近后备功能及相邻变电站的远后备功能。
23.上述测控处理器模块采集有功、无功、电流、电压以及一次设备运行状态、保护动作信号、设备开关位置档位信息，对设备的运行状态进行分析统计，执行向上级系统输出告警信号、接收远动功能处理器模块传输的上级系统控制信号和向站内输出一次设备控制命令，实现变电站系统本地的监视控制及远程的监视控制。
24.上述同步相量测量(pmu)处理器模块采集站内同步相量测量装置发出的三相基波电压、三相基波电流、电压电流的基波正序相量及频率和开关量信号，实现实时监测、实时通信、动态数据记录、暂态录波功能、连续录波、文件通信功能。
25.上述计量处理器模块采集通过电能量接口发至总线的正(反)向有(无)功电量值及电压、电流、有功无功功率、功率因数值，通过远动功能处理器模块上送站内电能量信息。
26.上述在线监测处理器模块采集一次设备在线监测组件发出的设备监测状态数据，初步实现设备状态评价，对评价结果通过远动功能处理器模块上传至上级系统的调控中心，还可通过变电站二次系统控制设备内的防火墙，将评价结果传输至保护功能处理器模块及测控处理器模块。
27.上述录波处理器模块采集故障录波装置发送的各线路电压、电流、开关状态在固定刷新周期的采样值及自故障前10周波至复位期间的采样值以及系统频率采样值，执行故障数据处理和故障分析，判断故障时间、故障选线、选相及故障测距等内容，并通过远动功能处理器模块传输录波数据及分析结果报表。
28.上述远动功能处理器模块用于变电站二次系统的远程控制，需要远传的数据经远传模块从第一数据总线和所述第二数据总线上传到上级系统，并通过远传模块接受上级系统的调度命令，可以实现远程控制。
29.上述备用模块，用于功能模块替换或扩展。
30.变电站二次系统多个处理器的各功能模块以软件形式运行，可通过系统软件升级形式实现变电站二次系统的功能升级。
31.上述变电站二次系统控制设备实现系统控制的方式为：
32.数据输入接口连接变电站内数据采集装置，采集数字量数据、模拟量数据、转台量数据等系统数据，并转译系统数据为统一的数据格式，传输至第一数据总线、第二数据总线；
33.第一数据总线和第二数据总线接收数据输入接口传来的统一数据格式的系统数据，对系统数据进行汇总处理，得到电压有效值、电流有效值、功率、因数角等参数数据，将参数数据分发给多个处理器；上述第一数据总线和第二数据总线还可以直接将数据输入接口传输的统一数据格式的系统数据传输至多个处理器；
34.多个处理器读取第一数据总线和第二数据总线输出的数据处理结果和统一数据格式的系统数据，执行数据分析处理，获取系统控制命令并传输至第一数据总线和第二数据总线；
35.第一数据总线和第二数据总线接收上述多个处理器输出的系统控制命令，分发系统控制命令至多个数据输入接口，数据输入接口转译系统控制命令并发送至智能终端，完
成变电站二次系统控制。
36.防火墙模组分别与第一数据总线和第二数据总线连接，防火墙模组按照系统安全防护要求，执行第一数据总线与第二数据总线之间的信息交互，实现数据传输的逻辑隔离。
37.上述变电站二次系统控制设备实现系统远程控制的方式为：上级系统向远动功能处理器模块发送调度命令，远动功能处理器模块将调度命令传输至第一数据总线和第二数据总线，第一数据总线和第二数据总线分发调度命令到变电站二次系统的各处理器模块，各处理器模块响应调度命令产生控制命令并传输至数据总线，数据总线接收并分发该控制命令至各数据输入接口，数据输入接口转译控制命令传输到设备，完成变电站二次系统控制设备的系统远程控制。
38.请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种变电站二次系统控制设备的结构举例，如图2所示，多个数据输入接口中的第一部分数据输入接口包括过程层采样值(sv)接口、过程层快速报文传输(goose)接口、开关量接口、模拟量接口和时钟同步信号数据输入接口，多个数据输入接口中的第二部分数据输入接口包括时钟同步信号数据输入接口、电能表接口和在线监测组件接口；多个处理器中的第一部分处理器包括保护功能处理器模块、后备保护功能处理器模块、测控处理器模块、同步相量测量(pmu)处理器模块、远动功能处理器模块和备用功能处理器模块，多个处理器中的第二部分处理器包括计量处理器模块、在线监测处理器模块、录波处理器模块、远动功能处理器模块和备用功能处理器模块。
39.本发明通过将变电站二次系统的保护、测控、计量、pmu、录波、保信、远动等二次设备集合到同一平台，可以实现系统内信息共享，达到变电站二次系统集成控制，减少系统设备数量，有效简化系统结构，降低变电站二次系统的复杂度。
40.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本技术实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
41.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。