智能變電站繼電保護可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及智能/數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)智能設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及智能變電站繼電保護可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺，適用于智能變電站繼電保護的在線監(jiān)視。
【背景技術(shù)】
[0002]智能變電站過程層采用光纖傳輸標準化SV、G00SE信號，站控層傳輸基于IEC61850-8S的MMS報文，簡化了變電站二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了IED設(shè)備的互通互聯(lián)。在智能變電站中，傳統(tǒng)變電站的二次電纜及二次回路不再存在，繼電保護的硬壓板大大簡化，繼電保護的運行維護及檢修方式發(fā)生了較大的變化，使得基于傳統(tǒng)知識結(jié)構(gòu)與思維習慣的電力工作人員，在智能變電站繼電保護的運行與維護中遇到了很大的困難，檢修過程中誤操作的事故時有發(fā)生，因此，如何將智能變電站的信號進行提取，對變電站進行在線監(jiān)視與分析，解決運行與檢修過程中變電站繼電保護信息的可視化問題，是一個重要課題。
[0003]綜合智能變電站繼電保護相關(guān)信息，主要包括過程層的SV、G00SE信息、過程層交換機信息，站控層MMS信息，及保護裝置、合并單元、智能終端掉電告警硬接點信息，過程層交換機信息又包括交換機的VLAN、鏡像、優(yōu)先級等配置信息、及各端口光強、流量、丟幀等信息，站控層MMS信息包括保護功能壓板信息、告警信息、保護動作信息、斷鏈信息等。
[0004]目前，智能變電站采集裝置有故障錄波器、網(wǎng)絡(luò)報文記錄裝置，故障錄波器能采集過程層的SV、G00SE報文，主要是一種暫態(tài)波形記錄與分析模式，采用啟動量記錄SV、G00SE報文，并以波形的方式進行展示；網(wǎng)絡(luò)報文記錄分析裝置，能采集站控層MMS信息，但主要是一種被動方式采集，通過站控層交換機鏡像口進行采集，即網(wǎng)絡(luò)上傳輸什么報文就記錄什么報文，不能主動與保護裝置進行交互來獲取當前保護裝置狀態(tài)。且以上兩種裝置都不采集過程層交換機在線監(jiān)測信息，也沒有從物理電路上解決過程層接口不發(fā)送SV、G00SE數(shù)據(jù)包的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供智能變電站繼電保護可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺，可實現(xiàn)智能變電站層次化全景全息在線監(jiān)視。
[0006]本實用新型的上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]智能變電站繼電保護可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺，包括顯示單元，還包括平臺內(nèi)交換機、第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元，顯示單元與平臺內(nèi)交換機連接，
[0008]第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元均包括處理單元、存儲模塊、光通信模塊、GPS時鐘接口和I/0接口，處理單元分別與存儲模塊、光通信模塊、GPS時鐘接口和I/0接口連接，處理單元還通過千兆以太網(wǎng)控制器分別與SNMP信息電以太網(wǎng)接口以及平臺內(nèi)交換機電以太網(wǎng)接口連接，平臺內(nèi)交換機電以太網(wǎng)接口與平臺內(nèi)交換機連接。
[0009]如上所述第一采集單元還包括分別與千兆以太網(wǎng)控制器連接的A網(wǎng)MMS報文電以太網(wǎng)接口和B網(wǎng)麗S報文電以太網(wǎng)接口。
[0010]如上所述的光通信模塊包括FPGA和與FPGA連接的若干個光通信子模塊，光通信子模塊包括MII接收模塊、PHY芯片、2路選通器、協(xié)商流模擬器和光模塊，MII接收模塊與FPGA連接，MII接收模塊還與PHY芯片的輸出端口連接，PHY芯片的SD引腳與2路選通器的控制端連接，2路選通器的一路輸入端與光模塊連接，2路選通器的另一路輸入端與協(xié)商流模擬器連接，2路選通器的輸出端與PHY芯片的接收串行流端口連接。
[0011]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:
[0012]可以采集過程層交換機在線監(jiān)測信息，接收過程層SV、G00SE數(shù)據(jù)包，杜絕對外發(fā)送過程層SV、G00SE數(shù)據(jù)包。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的總體結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2為第一采集單元的原理圖；
[0015]圖3為第二采集單元/第三采集單元的原理圖；
[0016]圖4為光通信模塊的改進前原理圖；
[0017]圖5為光通信模塊的改進后原理圖。
【具體實施方式】
[0018]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0019]圖1為本實用新型的總體結(jié)構(gòu)圖，智能變電站繼電保護可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺，包括第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元、平臺內(nèi)交換機、顯示單元。第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元均分別通過電纜與平臺內(nèi)交換機連接。
[0020]其中，第一采集單元，用于采集220KV-A網(wǎng)SV報文、220KV-A網(wǎng)GOOSE報文;還用于采集過程層交換機SNMP信息;還用于采集A網(wǎng)MMS報文和B網(wǎng)MMS報文。
[0021 ] 第二采集單元，用于采集220KV-B網(wǎng)SV報文、220KV-B網(wǎng)GOOSE報文;還用于采集過程層交換機SNMP信息。
[0022]第三采集單元，用于采集I1KV及以下C/D網(wǎng)SV報文、110KV及以下C/D網(wǎng)GOOSE報文;還用于采集過程層交換機SNMP信息。
[0023]平臺內(nèi)交換機通過電纜與顯示單元連接，也可通過電纜外接站端工作站；顯示單元實現(xiàn)MMS報文、SV報文、GOOSE報文以及過程層交換機SNMP信息的實時顯示，同時顯示單元通過以太網(wǎng)連接遠端主站。
[0024]圖2為第一采集單元的原理圖，圖3為第二采集單元/第三采集單元的原理圖。
[0025]第一采集單元、第二采集單元和第三采集單元均包括處理單元、存儲模塊、GPS時鐘接口、I/o接口、電以太網(wǎng)接口模塊及光通信模塊。
[0026]第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元的電以太網(wǎng)接口模塊均包括千兆以太網(wǎng)控制器、SNMP信息電以太網(wǎng)接口和平臺內(nèi)交換機電以太網(wǎng)接口，平臺內(nèi)交換機電以太網(wǎng)接口、SNMP信息電以太網(wǎng)接口分別與千兆以太網(wǎng)控制器連接。
[0027]另外，對于第一采集單元，還包括分別與千兆以太網(wǎng)控制器連接的A網(wǎng)MMS報文電以太網(wǎng)接口、B網(wǎng)麗S報文電以太網(wǎng)接口。
[0028]A網(wǎng)麗S報文電以太網(wǎng)接口與變電站站控層麗S-A網(wǎng)相連;B網(wǎng)麗S報文電以太網(wǎng)接口與變電站站控層MMS-B網(wǎng)相連;本實用新型與上述兩個電以太網(wǎng)接口與保護裝置進行MMS報文交互，獲取保護裝置的壓板狀態(tài)、告警信息、保護動作信息、在線監(jiān)測信息等。
[0029]SNMP信息電以太網(wǎng)接口與過程層交換機相連，基于SNMP協(xié)議采集過程層交換機配置信息、工作電壓、及端口光強、流量、端口丟幀信息等。
[0030]第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元分別與平臺內(nèi)交換機相連，將采集的麗S報文、SV報文、GOOSE報文以及過程層交換機SNMP信息轉(zhuǎn)發(fā)給顯示單元、站端工作站等，實現(xiàn)分層全景監(jiān)視。
[0031]I/O模塊采集保護裝置、合并單元、智能終端的掉電硬接點告警信號;GPS時鐘接口可接收變電站內(nèi)GPS系統(tǒng)提供的光或電IRIG-B碼時鐘信號，可以對第一采集單元、第二采集單兀、第二米集單兀米集的報文及?目息進行時間標定。
[0032]第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元的存儲模塊均包括SV/G00SE報文存儲模塊、過程層交換機SNMP信息存儲模塊。第一采集單元的存儲模塊還包括MMS報文存儲模塊。
[0033]光通信模塊最多可包括24個100Μ光通信子模塊，作為一種優(yōu)選方案，其中I?6個光通信子模塊支持100Μ、1000Μ光模塊互換，當采用1000Μ光模塊時可直接連接至過程層交換機鏡像口，適宜于變電站SV組網(wǎng)信息采集；當采用10M光模塊時，可連接點對點的SV信息，或GOOSE組網(wǎng)信息。
[0034]圖4為光通信模塊的改進前原理圖，為了保證光通信兩端能夠連接上，光通信的發(fā)送端和接收端有一個協(xié)商的過程，需要接收和發(fā)送的操作，因此一般標準電路從處理單元到光模塊都必須有接收鏈路和發(fā)送鏈路的實現(xiàn)。為了絕對保證本實用新型不向過程層網(wǎng)絡(luò)發(fā)送干擾報文，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，將圖4中的A部分和B部分刪除，同時增加C部分，如圖5所示，這樣從處理單元到光模塊的發(fā)送鏈路在物理上被隔斷，保證處理單元在任何情況下不能向外發(fā)送報文。但是由于隔斷了發(fā)送鏈路，只保留了接收鏈路，無法完成鏈路協(xié)商的問題，當PHY芯片收不到外部鏈路協(xié)商串行流時，PHY芯片的SD引腳會產(chǎn)生相應(yīng)的信號，將PHY芯片的SD引腳接入2路選通器的選通端，將2路選通器的兩個輸入端分別連接光模塊和協(xié)商流模擬器。當PHY芯片由于切斷的發(fā)送鏈路而收不到外部鏈路協(xié)商串行流時，PHY芯片的SD引腳輸出信號到2路選通器，使得PHY芯片的接收串行流端口與協(xié)商流模擬器連通，騙使PHY芯片完成協(xié)商過程，保持連接狀態(tài)。
[0035]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項】
1.智能變電站繼電保護可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺，包括顯示單元，其特征在于，還包括平臺內(nèi)交換機、第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元，顯示單元與平臺內(nèi)交換機連接， 第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元均包括處理單元、存儲模塊、光通信模塊、GPS時鐘接口和I/O接口，處理單元分別與存儲模塊、光通信模塊、GPS時鐘接口和I/O接口連接，處理單元還通過千兆以太網(wǎng)控制器分別與SNMP信息電以太網(wǎng)接口以及平臺內(nèi)交換機電以太網(wǎng)接口連接，平臺內(nèi)交換機電以太網(wǎng)接口與平臺內(nèi)交換機連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站繼電保護可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺，其特征在于，所述第一采集單元還包括分別與千兆以太網(wǎng)控制器連接的A網(wǎng)MMS報文電以太網(wǎng)接口和B網(wǎng)麗S報文電以太網(wǎng)接口。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能變電站繼電保護可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺，其特征在于，所述的光通信模塊包括FPGA和與FPGA連接的若干個光通信子模塊，光通信子模塊包括MII接收模塊、PHY芯片、2路選通器、協(xié)商流模擬器和光模塊，MII接收模塊與FPGA連接，MII接收模塊還與PHY芯片的輸出端口連接，PHY芯片的SD引腳與2路選通器的控制端連接，2路選通器的一路輸入端與光模塊連接，2路選通器的另一路輸入端與協(xié)商流模擬器連接，2路選通器的輸出端與PHY芯片的接收串行流端口連接。
【專利摘要】本實用新型公開了智能變電站繼電保護可視化全景與層次化全息監(jiān)視平臺，包括顯示單元、平臺內(nèi)交換機、第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元，顯示單元與平臺內(nèi)交換機連接，第一采集單元、第二采集單元、第三采集單元均包括處理單元、存儲模塊、光通信模塊、GPS時鐘接口和I/O接口，處理單元分別與存儲模塊、光通信模塊、GPS時鐘接口和I/O接口連接，處理單元還通過千兆以太網(wǎng)控制器分別與SNMP信息電以太網(wǎng)接口以及平臺內(nèi)交換機電以太網(wǎng)接口連接，平臺內(nèi)交換機電以太網(wǎng)接口與平臺內(nèi)交換機連接。本實用新型可以采集過程層交換機在線監(jiān)測信息，接收過程層SV、GOOSE數(shù)據(jù)包，杜絕對外發(fā)送過程層SV、GOOSE數(shù)據(jù)包。
【IPC分類】H02J13/00
【公開號】CN205304404
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】盛海華, 凌衛(wèi)家, 楊經(jīng)超, 王悅, 吳振杰, 羅少杰, 鄧星星
【申請人】國網(wǎng)浙江省電力公司, 武漢凱默電氣有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月30日