專利名稱：一種可重構(gòu)型靜態(tài)無功補(bǔ)償/直流融冰復(fù)合裝置監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力電子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及可重構(gòu)型靜態(tài)無功補(bǔ)償(svc)值流融
冰復(fù)合裝置的監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
2008年初，我國華中、西南、華東地區(qū)法生了嚴(yán)重的雨雪冰凍災(zāi)害，電網(wǎng)設(shè)施覆冰覆 雪嚴(yán)重，斷線倒塔線路跳閘現(xiàn)象頻發(fā)，造成電網(wǎng)巨大損失，局部地區(qū)電網(wǎng)甚至遭受毀滅性 打擊。由于冰災(zāi)發(fā)生的時間和頻度都較小，若直流融冰設(shè)備僅能夠作為融冰裝置使用， 其經(jīng)濟(jì)性較差。可重構(gòu)型SVC/直流融冰復(fù)合裝置，除能滿足220kV及以上電壓等級輸電 線路融冰需要外， 一般時間也可作為常規(guī)動態(tài)無功補(bǔ)償裝置使用，為系統(tǒng)提供動態(tài)無功支 撐，阻尼系統(tǒng)低頻振蕩，提高系統(tǒng)穩(wěn)定極限和輸送能力。
目前，國內(nèi)沒有此類裝置的應(yīng)用。本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)針對可重構(gòu)型SVC/直流融冰復(fù) 合裝置兩種運(yùn)行工況所設(shè)計，保證裝置在兩種不同運(yùn)行工況下均能穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所介紹的監(jiān)控系統(tǒng)可保證可重構(gòu)型svc/直流融冰復(fù)合裝置在兩種不同的工況
下均能可靠運(yùn)行，當(dāng)發(fā)生一次設(shè)備或系統(tǒng)故障時，能可靠跳閘。
本發(fā)明提出了一種應(yīng)用于可重構(gòu)型靜態(tài)無功補(bǔ)償/直流融冰復(fù)合裝置的監(jiān)控系統(tǒng)，該系 統(tǒng)采用底層、中層和上層的分層分布式結(jié)構(gòu)，包括上級自動化系統(tǒng)、通信管理機(jī)、 一次設(shè) 備微機(jī)保護(hù)單元、前置機(jī)、數(shù)據(jù)采集單元、保護(hù)邏輯單元、監(jiān)控單元、調(diào)節(jié)單元、開入開 出單元、操作執(zhí)行單元、水冷系統(tǒng)監(jiān)控和閥基電子設(shè)備，其中所述一次設(shè)備微機(jī)保護(hù)單元、
水冷監(jiān)控系統(tǒng)、閥基電子設(shè)備處于監(jiān)控系統(tǒng)的底層，并通過RS485串口和CAN網(wǎng)1現(xiàn)場 總線與監(jiān)控系統(tǒng)中層進(jìn)行通信，監(jiān)控系統(tǒng)中層包括前置機(jī)、數(shù)據(jù)采集單元、保護(hù)邏輯單元、 監(jiān)控單元、調(diào)節(jié)單元、開入開出單元和操作執(zhí)行單元，他們通過CAN網(wǎng)1和CAN網(wǎng)2相 互連接，實現(xiàn)信息共享，監(jiān)控系統(tǒng)的上層為上級自動化系統(tǒng)，其通過以太網(wǎng)與所述監(jiān)控系 統(tǒng)中層的前置機(jī)實時通信，實現(xiàn)對復(fù)合裝置的控制與檢測，完成包括系統(tǒng)模式切換、遙控、
查詢、設(shè)置保護(hù)定值及壓板的人機(jī)交互操作和顯示，從而將多個不同子系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)系起來。 依據(jù)本發(fā)明的可重構(gòu)型靜態(tài)無功補(bǔ)償/直流融冰復(fù)合裝置的監(jiān)控系統(tǒng)，其靜態(tài)無功補(bǔ)償
/直流融冰復(fù)合裝置的重構(gòu)方法是由運(yùn)行值班人員在所述上級自動化系統(tǒng)中操作完成，只需
進(jìn)行簡單設(shè)置，不需要逐一進(jìn)行每把刀閘的操作。
依據(jù)本發(fā)明的可重構(gòu)型靜態(tài)無功補(bǔ)償/直流融冰復(fù)合裝置的監(jiān)控系統(tǒng)，其通過與所述上
級自動化系統(tǒng)進(jìn)行通訊，該監(jiān)控系統(tǒng)能自動進(jìn)行與所述一次設(shè)備連接的相關(guān)刀閘的倒換操
作，并與變電站綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，保證工作模式與一次設(shè)備運(yùn)行工況的一致性。
由于裝置重構(gòu)時涉及操作的刀閘很多，依據(jù)本發(fā)明的可重構(gòu)型靜態(tài)無功補(bǔ)償/直流融冰 復(fù)合裝置的監(jiān)控系統(tǒng)省去了變電站運(yùn)行值班人員手動依次操作刀閘的繁瑣過程，避免了誤 操作，只需在上層操作臺進(jìn)行簡單設(shè)置就能完成刀閘倒換操作。本監(jiān)控系統(tǒng)能確保重構(gòu)裝 置投入時，上層自動化系統(tǒng)、中層控制保護(hù)系統(tǒng)和底層晶閘管、電容器、電抗器等一次設(shè) 備工作方式的一致協(xié)調(diào)性，整體裝置操作簡單、運(yùn)行可靠。
此外，本發(fā)明還具有以下的優(yōu)點
1、 本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式體系架構(gòu)，各層之間相互隔離，可大大簡化系 統(tǒng)設(shè)計，增加系統(tǒng)設(shè)計的靈活可靠性，方便各層單元的擴(kuò)展。
2、 本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部通過CAN現(xiàn)場總線實現(xiàn)現(xiàn)場級的數(shù)據(jù)共享通道，多單元協(xié) 調(diào)工作，大大提高了運(yùn)行速度；各單元間通訊靈活，且信息交互量大；避免了各單元間功 能的重疊，減少硬件投資，提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性。
3、 本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)可以運(yùn)行于SVC和直流融冰兩種工作模式，通過設(shè)定工作模式， 自動完成對應(yīng)刀閘倒換操作、與上層自動化系統(tǒng)進(jìn)行工作模式和線路模式的相互校核，確 保一次設(shè)備相關(guān)刀閘位置與中層控制保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行模式、上層自動化系統(tǒng)運(yùn)行模式相吻 合，最終完成裝置的重構(gòu)功能。
4、 本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)只需在上層自動化系統(tǒng)進(jìn)行簡單設(shè)置，就能完成兩種不同工作
模式下的相關(guān)刀閘的自動投入控制功能，減輕操作人員的工作負(fù)擔(dān)，避免誤操作。


圖1是復(fù)合裝置監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖2是復(fù)合裝置監(jiān)控系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)框圖3是重構(gòu)方式示意圖。
圖4是靜止無功補(bǔ)償裝置重構(gòu)示意圖。
圖5是直流融冰裝置重構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
依據(jù)本發(fā)明的可重構(gòu)型SVC/直流融冰復(fù)合裝置的監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖如附圖1所示，該
系統(tǒng)采用了分層分布式結(jié)構(gòu)，包括上級自動化系統(tǒng)、通信管理機(jī)、 一次設(shè)備微機(jī)保護(hù)單元、 前置機(jī)、數(shù)據(jù)采集單元、保護(hù)邏輯單元、監(jiān)控單元、調(diào)節(jié)單元、開入開出單元、操作執(zhí)行
單元、水冷系統(tǒng)監(jiān)控、閥基電子設(shè)備(VBE)等。復(fù)合裝置的監(jiān)控系統(tǒng)包括底層、中層和 上層三個層次，如附圖2所示。其中一次設(shè)備微機(jī)保護(hù)單元、水冷監(jiān)控系統(tǒng)、閥基電子設(shè) 備處于監(jiān)控系統(tǒng)的底層，他們通過RS485串口和CAN網(wǎng)1現(xiàn)場總線與監(jiān)控系統(tǒng)中層進(jìn)行 通信；監(jiān)控系統(tǒng)中層包括前置機(jī)、數(shù)據(jù)采集單元、保護(hù)邏輯單元、監(jiān)控單元、調(diào)節(jié)單元、 開入開出單元、操作執(zhí)行單元，他們通過CAN網(wǎng)1和CAN網(wǎng)2相互連接，實現(xiàn)信息共享。 監(jiān)控系統(tǒng)的上層為上級自動化系統(tǒng)，他通過以太網(wǎng)與中層前置機(jī)實時通信，實現(xiàn)對復(fù)合裝 置的控制與檢測，完成系統(tǒng)模式切換、遙控、查詢、設(shè)置保護(hù)定值及壓板等人機(jī)交互的操 作和顯示，將多個不同子系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)系起來。
監(jiān)控系統(tǒng)主要由裝置工作模式重構(gòu)子系統(tǒng)，裝置投入運(yùn)行監(jiān)控子系統(tǒng)，與電容器支路 及電抗器支路相聯(lián)系的監(jiān)控輔助保護(hù)子系統(tǒng)，用來給裝置中的晶閘管閥供水的水冷裝置監(jiān) 控保護(hù)子系統(tǒng)組成。
監(jiān)控系統(tǒng)針對控制器、 一次設(shè)備微機(jī)保護(hù)裝置本身可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行動作，避免因 輔助系統(tǒng)的故障導(dǎo)致主系統(tǒng)產(chǎn)生故障，實現(xiàn)及時隔離切除故障，確保裝置穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
實施例l:復(fù)合裝置工作模式重構(gòu)為靜止無功補(bǔ)償裝置模式
如附圖4所示，給出了復(fù)合裝置工作模式重構(gòu)為靜止無功補(bǔ)償裝置的具體實現(xiàn)方法。 監(jiān)控系統(tǒng)接收到運(yùn)行值班人員的SVC工作模式切換命令及刀閘自動操作命令后，將SVC 刀閘閉合，融冰刀閘打開。刀閘操作完成后的一次設(shè)備連接方式為晶閘管閥組接線形成 反并聯(lián)接線形式，三個相控電抗器分別串接于每相晶閘管閥組后面，三相晶閘管閥組形成 三角形接線形式接于整流變壓器低壓側(cè)。整個重構(gòu)過程無需人為手動操作，也不需要增加 或減少一次設(shè)備間的連接線，只需在上層操作臺進(jìn)行簡單設(shè)置即可完成全過程，體現(xiàn)了變 電站無人值守的發(fā)展趨勢。
實施例2:復(fù)合裝置工作模式重構(gòu)為直流融冰裝置模式
如附圖5所示，給出復(fù)合裝置工作模式重構(gòu)為直流融冰裝置的具體實現(xiàn)方法。監(jiān)控系 統(tǒng)接收到運(yùn)行值班人員的融冰工作模式切換命令及刀閘自動操作命令后，將SVC刀閘打 開，融冰刀閘閉合。刀閘操作完成后的一次設(shè)備連接方式為兩組晶閘管閥組正負(fù)極首尾 相接接線形成串聯(lián)接線形式，三個相控電抗器并聯(lián)后作為平波電抗器接于直流母線輸出 側(cè)。在一次設(shè)計時晶閘管閥組留出較大裕度，該重構(gòu)方式在實現(xiàn)過程中不需要增加任何設(shè) 備的容量，就能滿足線路融冰時所需的直流電流大小要求。
已經(jīng)根據(jù)優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明。顯然，在閱讀和理解了上述詳細(xì)說明書后能做 出多種修正和替換。本發(fā)明意欲的是本發(fā)明構(gòu)建成包括了落入附屬的權(quán)利要求書或其等同 物的范圍之內(nèi)的所有這些修正和替換。
權(quán)利要求
1、一種應(yīng)用于可重構(gòu)型靜態(tài)無功補(bǔ)償/直流融冰復(fù)合裝置的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)采用底層、中層和上層的分層分布式結(jié)構(gòu)，包括上級自動化系統(tǒng)、通信管理機(jī)、一次設(shè)備微機(jī)保護(hù)單元、前置機(jī)、數(shù)據(jù)采集單元、保護(hù)邏輯單元、監(jiān)控單元、調(diào)節(jié)單元、開入開出單元、操作執(zhí)行單元、水冷系統(tǒng)監(jiān)控和閥基電子設(shè)備，其中所述一次設(shè)備微機(jī)保護(hù)單元、水冷監(jiān)控系統(tǒng)、閥基電子設(shè)備處于監(jiān)控系統(tǒng)的底層，并通過RS485串口和CAN網(wǎng)1現(xiàn)場總線與監(jiān)控系統(tǒng)中層進(jìn)行通信，監(jiān)控系統(tǒng)中層包括前置機(jī)、數(shù)據(jù)采集單元、保護(hù)邏輯單元、監(jiān)控單元、調(diào)節(jié)單元、開入開出單元和操作執(zhí)行單元，他們通過CAN網(wǎng)1和CAN網(wǎng)2相互連接，實現(xiàn)信息共享，監(jiān)控系統(tǒng)的上層為上級自動化系統(tǒng)，其通過以太網(wǎng)與所述監(jiān)控系統(tǒng)中層的前置機(jī)實時通信，實現(xiàn)對復(fù)合裝置的控制與檢測，完成包括系統(tǒng)模式切換、遙控、查詢、設(shè)置保護(hù)定值及壓板的人機(jī)交互操作和顯示，從而將多個不同子系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)系起來。
2、 如權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)型靜態(tài)無功補(bǔ)償/直流融冰復(fù)合裝置的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征 在于靜態(tài)無功補(bǔ)償/直流融冰復(fù)合裝置的重構(gòu)方法是由運(yùn)行值班人員在所述上級自動化系 統(tǒng)中操作完成，只需進(jìn)行簡單設(shè)置，不需要逐一進(jìn)行每把刀閘的操作。
3、 如權(quán)利要求2所述的可重構(gòu)型靜態(tài)無功補(bǔ)償/直流融冰復(fù)合裝置的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征 在于通過與所述上級自動化系統(tǒng)進(jìn)行通訊，該監(jiān)控系統(tǒng)能自動進(jìn)行與所述一次設(shè)備連接的 相關(guān)刀閘的倒換操作，并與變電站綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，保證工作模式與一次設(shè) 備運(yùn)行工況的一致性。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種可重構(gòu)型SVC/直流融冰復(fù)合裝置的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用底層、中層和上層的分層分布式結(jié)構(gòu)，包括上級自動化系統(tǒng)、通信管理機(jī)、一次設(shè)備微機(jī)保護(hù)單元、前置機(jī)、數(shù)據(jù)采集單元、保護(hù)邏輯單元、監(jiān)控單元、調(diào)節(jié)單元、開入開出單元、操作執(zhí)行單元、水冷系統(tǒng)監(jiān)控和閥基電子設(shè)備，該監(jiān)控系統(tǒng)通過與上級自動化系統(tǒng)進(jìn)行通訊，自動進(jìn)行與一次設(shè)備連接的相關(guān)刀閘的倒換操作，實現(xiàn)SVC和融冰兩種工作模式的重構(gòu)，并與變電站綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，確保工作模式與一次設(shè)備運(yùn)行工況的一致性，滿足在正常情況下和冬季覆冰情況下的系統(tǒng)需求。
文檔編號G05B19/418GK101387885SQ20081022444
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者帆 張, 皎 張, 徐麗娟, 徐桂芝, 斌 柴, 平 荊 申請人:中國電力科學(xué)研究院;中電普瑞科技有限公司