一種低壓智能控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種低壓智能控制器,該控制器包括低壓智能控制器、智能服務(wù)Server和智能控制中心;所述低壓智能控制器通過網(wǎng)絡(luò)通信接口與智能服務(wù)Server連接,智能服務(wù)Server與智能控制中心連接;應(yīng)用層智能控制中心通過互聯(lián)網(wǎng)NET與用戶終端連接。低壓智能控制器與智能服務(wù)Server通過IEC61850通信協(xié)議交換數(shù)據(jù),智能服務(wù)Server與應(yīng)用層智能控制中心通以太網(wǎng)TCP/IP交換數(shù)據(jù);低壓智能控制器通過智能服務(wù)Server接受應(yīng)用層智能控制中心的服務(wù)請求。本實用新型采用分層式、模塊化結(jié)構(gòu),實現(xiàn)不同廠家不同類型設(shè)備的無縫連接和系統(tǒng)集成。
【專利說明】一種低壓智能控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于機(jī)電制造領(lǐng)域,特別涉及一種低壓智能控制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 配用電是電網(wǎng)運(yùn)行中一個重要的環(huán)節(jié)。它起著一個高、低電壓轉(zhuǎn)換及分配的作用。 由于國家投入大量的人力和財力對高壓和超高壓智能變電技術(shù)進(jìn)行研究,國內(nèi)高壓和超高 壓變電技術(shù)取得了不少突破,但供配電系統(tǒng)中通過智能控制低壓開關(guān)的組合,實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通 訊、統(tǒng)一集中監(jiān)控、自主配合組成智能化供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方面還存在不足,中低壓智能變電 站是智能電網(wǎng)研究的一個重要課題。隨著其他新型再生能源(如風(fēng)能,太陽能等)的興起,中 低壓變電站還要負(fù)責(zé)將這些新能源接入電網(wǎng)。因此,研究中低壓智能控制技術(shù)不僅有著現(xiàn) 實需求,還有著良好的社會效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的低壓智能控制 器,該系統(tǒng)遵守IEC61850規(guī)約,使用方便,易于實施。
[0004] 一種低壓智能控制器,包括低壓智能控制器、智能服務(wù)Server和智能控制中心; 所述低壓智能控制器通過網(wǎng)絡(luò)通信接口與智能服務(wù)Server連接,智能服務(wù)Server與智能 控制中心連接;應(yīng)用層智能控制中心通過互聯(lián)網(wǎng)NET與用戶終端連接。低壓智能控制器與 智能服務(wù)Server通過IEC61850通信協(xié)議交換數(shù)據(jù),智能服務(wù)Server與應(yīng)用層智能控制中 心通以太網(wǎng)TCP/IP交換數(shù)據(jù);低壓智能控制器通過智能服務(wù)Server接受應(yīng)用層智能控制 中心的服務(wù)請求。
[0005] 所述低壓智能控制器主要包括:通信單元、數(shù)據(jù)采集單元、智能分析單元和保護(hù)執(zhí) 行單元。通信單元可以通過IEC61850通信協(xié)議和以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議與智能服務(wù)Server 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;數(shù)據(jù)采集單元對負(fù)荷電流、低壓開關(guān)儲能信息進(jìn)行采集、量化;智能分析單 元對數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和上傳,對出現(xiàn)瞬動電流過大、短路或過載等異常情況 的時候,發(fā)出故障檢測輸出的信號;保護(hù)執(zhí)行單元接受智能分析單元的分析數(shù)據(jù),對電路 中的電流超過預(yù)定值時,執(zhí)行跳閘動作,開斷時間為脫扣器的機(jī)械動作時間。
[0006] 所述智能服務(wù)Server負(fù)責(zé)多個低壓智能控制器的通信管理、數(shù)據(jù)處理,并對各低 壓智能控制器回送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析,接受應(yīng)用層智能控制中心的服務(wù)請求,對低壓智能控 制器發(fā)送應(yīng)用層智能控制中心的相關(guān)指令。智能服務(wù)Server的通信接口包括兩部分內(nèi)容: 其一是與低壓智能控制器之間通過IEC61850通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;其二與應(yīng)用層智能 控制中心間通過TCP / IP協(xié)議相互傳送數(shù)據(jù)和文件。數(shù)據(jù)處理模塊功能為對各低壓智能 控制器回送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析,并存入數(shù)據(jù)庫和文件。
[0007] 所述應(yīng)用層智能控制中心包括通信模塊、數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控模塊和日志報告模塊;其通 過智能服務(wù)Server向低壓智能控制器發(fā)出服務(wù)請求。
[0008] 本智能控制器在工作時,數(shù)據(jù)采集模塊對電流、短路、過載每隔1毫秒采樣一次, 智能分析模塊對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,若發(fā)現(xiàn)瞬動電流過大、短路或過載,向保護(hù)執(zhí)行模塊 發(fā)出分閘指令,并同通過通信模塊發(fā)出分閘輸出的信號到中間層服務(wù)器;當(dāng)有通信模塊接 受到應(yīng)用層智能控制中心合閘指令時,轉(zhuǎn)發(fā)給保護(hù)執(zhí)行模塊合閘指令;當(dāng)接到數(shù)據(jù)請求時, 則執(zhí)行電流采集、計算、發(fā)送數(shù)據(jù)的過程。
[0009] 本實用新型控制器的有益效果:
[0010] 1、米用IEC61850協(xié)議作為通信標(biāo)準(zhǔn),該協(xié)議是國際電工委員會頒布的一種公共 的通信標(biāo)準(zhǔn),通過對設(shè)備的一系列規(guī)范化,使其形成一個規(guī)范的輸出,使本低壓智能控制器 具有通用性,實現(xiàn)與不同廠家不同類型設(shè)備的無縫連接和系統(tǒng)集成。
[0011] 2、包括高低壓保護(hù)、測控、監(jiān)控、遠(yuǎn)動以及規(guī)約轉(zhuǎn)換等各種設(shè)備,可以在不改變產(chǎn) 品主要功能的情況下進(jìn)行了通信升級,實現(xiàn)了遠(yuǎn)動和保護(hù)等常規(guī)信息的處理,節(jié)約了系統(tǒng) 升級所需的成本。
[0012] 3、在現(xiàn)場層與中間層之間以光纖為通信介質(zhì),降低變電站環(huán)境下強(qiáng)電磁干擾對通 信造成的影響,提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_率和整個低壓智能控制器的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實用新型低壓智能控制器的總體結(jié)構(gòu)框圖。
[0014] 圖2表示本實用新型的低壓智能控制器原理框圖。
【具體實施方式】
[0015] 以下將結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0016] 如圖1所示,一種低壓智能控制器,包括低壓智能控制器、智能服務(wù)Server和應(yīng) 用層智能控制中心;所述低壓智能控制器的輸出端與智能服務(wù)Server的輸入端連接,智能 服務(wù)Server的輸出端連接應(yīng)用層智能控制中心的輸入端或通過數(shù)據(jù)交換器連接應(yīng)用層智 能控制中心的輸入端;應(yīng)用層智能控制中心通過互聯(lián)網(wǎng)NET與用戶終端連接;所述低壓智 能控制器由低壓智能控制單元11、低壓智能控制單元12、低壓智能控制單元13……低壓 智能控制單元In并聯(lián)而成;所述低壓智能控制單元11、低壓智能控制單元12、低壓智 能控制單元13……低壓智能控制單元In分別與低壓開關(guān)1-1、低壓開關(guān)1-2、低壓開關(guān) 1-3……低壓開關(guān)1-n連接。
[0017] 如圖2所示,低壓智能控制器的低壓智能控制單元包括通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、 智能分析模塊和保護(hù)執(zhí)行模塊,串聯(lián)而成,智能分析單元與保護(hù)執(zhí)行單元連接。通信模塊與 智能分析模塊連接,智能分析模塊與數(shù)據(jù)采集模塊連接,保護(hù)執(zhí)行模塊與智能分析模塊連 接,保護(hù)執(zhí)行模塊與低壓關(guān)開連接,通信模塊與智能服務(wù)Server連接,數(shù)據(jù)采集模塊與信 號傳感器連接。
[0018] 智能服務(wù)Server負(fù)責(zé)多個低壓智能控制器的通信管理、數(shù)據(jù)處理,并對各低壓智 能控制器回送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析,接受應(yīng)用層智能控制中心的服務(wù)請求,對低壓智能控制器 發(fā)送應(yīng)用層智能控制中心的相關(guān)指令。智能服務(wù)Server的通信接口包括兩部分內(nèi)容:其一 是與低壓智能控制器之間通過IEC61850通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;其二與應(yīng)用層智能控制 中心間通過TCP / IP協(xié)議相互傳送數(shù)據(jù)和文件。數(shù)據(jù)處理模塊功能為對各低壓智能控制 器回送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析,并存入數(shù)據(jù)庫和文件。
[0019] 智能控制中心為應(yīng)用層,智能控制中心在接收到智能服務(wù)Server發(fā)來的低壓智 能控制器的數(shù)據(jù)后,對數(shù)據(jù)還原、入庫。
[0020] 本實用新型智能控制器的工作原理為:
[0021] 本系統(tǒng)包括三個層次,四個組成部分,包括位于現(xiàn)場層的低壓智能控制器、位于中 間層的智能服務(wù)server、位于應(yīng)用層的智能控制中心,以及這三個層次之間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),低 壓智能控制器通過以太網(wǎng)與智能服務(wù)server相連,智能服務(wù)server通過交換機(jī)(以太網(wǎng) )與應(yīng)用層的智能控制中心相連。三層之間通過以太網(wǎng)實現(xiàn)控制、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理。以 太網(wǎng)的架構(gòu)使數(shù)據(jù)傳輸速率得到可靠保證,以單次錄波數(shù)據(jù)30k字節(jié)為例,100Mbps的以 太網(wǎng)將這些數(shù)據(jù)全部傳送至智能服務(wù)Server只需2.4毫秒。
[0022] 低壓智能控制器的現(xiàn)場層數(shù)據(jù)采集模塊,其完成對瞬動電流過大、短路或過載的 測量,IEC61850協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的IED模型發(fā)布,數(shù)據(jù)封包和發(fā)送,并接受中間層服務(wù)器的通訊 控制;中間層智能服務(wù)server起到承上啟下的作用,為通訊控制和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、處理單元,其 完成并對外發(fā)布IEC61850IED模型,實現(xiàn)現(xiàn)場層低壓智能控制器的通訊控制,解析低壓智 能控制器發(fā)回的數(shù)據(jù),并將所得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給智能服務(wù)server。
[0023] 低壓智能控制器在工作時,數(shù)據(jù)采集模塊對電流、短路、過載每隔1毫秒采樣一 次,智能分析模塊對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,若發(fā)現(xiàn)瞬動電流過大、短路或過載,向保護(hù)執(zhí)行 模塊發(fā)出分閘指令,并同通過通信模塊發(fā)出分閘輸出的信號到中間層服務(wù)器;當(dāng)有通信模 塊接受到應(yīng)用層智能控制中心合閘指令時,轉(zhuǎn)發(fā)給保護(hù)執(zhí)行模塊合閘指令;當(dāng)接到數(shù)據(jù)請 求時,則執(zhí)行電流采集、計算、發(fā)送數(shù)據(jù)的過程。
[0024] 低壓智能控制器在發(fā)出執(zhí)行動作指令后主動向中間層智能服務(wù)server發(fā)送指令 執(zhí)行結(jié)果,中間層智能服務(wù)server將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給應(yīng)用層智能控制中心,應(yīng)用層智 能控制中心發(fā)送一次電流、短路、過載的故障數(shù)據(jù)請求命令,低壓智能控制器在接收到命令 后,對分故障數(shù)據(jù)一并發(fā)回給中間層智能服務(wù)server,再發(fā)回到應(yīng)用層智能控制中心。
[0025] 上述為本實用新型的一種實施方式,但本實用新型的實施方式不限于上述實施方 案,其他未背離本實用新型原理的改變、修飾、替代、組合、簡化、均應(yīng)為等效的置換方式,都 包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種低壓智能控制器,其特征在于:該控制器包括低壓智能控制器、智能服務(wù) Server和智能控制中心;所述低壓智能控制器通過網(wǎng)絡(luò)通信接口與智能服務(wù)Server連接, 智能服務(wù)Server與智能控制中心連接;應(yīng)用層智能控制中心通過互聯(lián)網(wǎng)NET與用戶終 端連接;低壓智能控制器與智能服務(wù)Server通過IEC61850通信協(xié)議交換數(shù)據(jù),智能服務(wù) Server與應(yīng)用層智能控制中心通以太網(wǎng)TCP/IP交換數(shù)據(jù);低壓智能控制器通過智能服務(wù) Server接受應(yīng)用層智能控制中心的服務(wù)請求; 本智能控制器在工作時,數(shù)據(jù)采集模塊對電流、短路、過載每隔1毫秒采樣一次,智能 分析單元對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,若發(fā)現(xiàn)瞬動電流過大、短路或過載,向保護(hù)執(zhí)行模塊發(fā)出 分閘指令,并同通過通信模塊發(fā)出分閘輸出的信號到中間層服務(wù)器;當(dāng)有通信模塊接受到 應(yīng)用層智能控制中心合閘指令時,轉(zhuǎn)發(fā)給保護(hù)執(zhí)行模塊合閘指令;當(dāng)接到數(shù)據(jù)請求時,則執(zhí) 行電流采集、計算、發(fā)送數(shù)據(jù)的過程。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述智能控制器,其特征在于:所述低壓智能控制器主要包括:通信 單元、數(shù)據(jù)采集單元、智能分析單元和保護(hù)執(zhí)行單元;通信單元可以通過IEC61850通信協(xié) 議和以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議與智能服務(wù)Server進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;數(shù)據(jù)采集單元對負(fù)荷電流、低壓 開關(guān)儲能信息進(jìn)行采集、量化;智能分析單元對數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和上傳,對出 現(xiàn)瞬動電流過大、短路或過載等異常情況的時候,發(fā)出故障檢測輸出的信號;保護(hù)執(zhí)行單 元接受智能分析單元的分析數(shù)據(jù),對電路中的電流超過預(yù)定值時,執(zhí)行跳閘動作,開斷時間 為脫扣器的機(jī)械動作時間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述智能控制器,其特征在于:所述智能服務(wù)Server負(fù)責(zé)多個低壓 智能控制器的通信管理、數(shù)據(jù)處理,并對各低壓智能控制器回送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析,接受應(yīng)用 層智能控制中心的服務(wù)請求,對低壓智能控制器發(fā)送應(yīng)用層智能控制中心的相關(guān)指令;智 能服務(wù)Server的通信接口包括兩部分內(nèi)容:其一是與低壓智能控制器之間通過IEC61850 通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;其二與應(yīng)用層智能控制中心間通過TCP / IP協(xié)議相互傳送數(shù)據(jù)和 文件;數(shù)據(jù)處理模塊功能為對各低壓智能控制器回送的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析,并存入數(shù)據(jù)庫和 文件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述智能控制器,其特征在于:所述應(yīng)用層智能控制中心包括通信 模塊、數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控模塊和日志報告模塊;其通過智能服務(wù)Server向低壓智能控制器發(fā)出 服務(wù)請求。
【文檔編號】G05B19/418GK203894624SQ201420318324
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】覃事剛, 徐謙, 胡俊達(dá), 黎治福, 葉義紅, 陳建紅, 雷雨, 李文寬, 張燕 申請人:遵義長征電器開關(guān)設(shè)備有限責(zé)任公司