[发明专利]间隔间变电站自动化应用

说明书

技术领域

本发明涉及具有标准化配置表示的变电站自动化(SA)系统的领域。更加具体地，它涉及实施对设置在电力系统的多个变电站间隔(substation bay)中的主要装置进行控制的间隔间SA应用(inter-baySA application)的方法。

背景技术

在高压和中压电力网中的变电站包括例如电缆、线路、母线、开关、电力互感器(power transformer)和仪表互感器(instrumenttransformer)等主要装置，其一般设置在开关站和/或间隔中。这些主要装置采用自动方式通过变电站自动化(SA)系统而被操作。SA系统包括辅助装置，其中智能电子装置(IED)负责主要装置的保护、控制和监测。这些辅助装置可分级地指派给SA系统的站级或间隔级。站级常常包括监控计算机，其包括具有人机界面(HMI)的操作员工作站(OWS)并且运行站级监控与数据采集(SCADA)软件，以及传送变电站的状态到网络控制中心(NCC)并且从它接收命令的网关。在间隔级上的IED(也称为间隔单元)进而互相连接以及连接到在站级上的IED(通过间隔间或站总线)，主要服务于交换命令和状态信息的目的。

用于变电站的辅助装置之间通信的通信标准已经由国际电工委员会(IEC)提出作为名为“communication networks and systems insubstations(变电站中的通信网络和系统)”的标准IEC 61850的一部分。对于非时间苛刻的报告报文，分节IEC 61850-8-1基于减少的开放式系统互连(OSI)协议栈(具有分别在传输和网络层中的传输控制协议(TCP)和互联网协议(IP)和以太网和/或RS-232C作为物理介质)规定制造报文规范(MMS，ISO/IEC 9506)。对于时间苛刻的基于事件的报文，例如跳闸命令等，IEC 61850-8-1直接在通信栈的以太网链路层上规定面向通用对象的变电站事件(GOOSE)。对于在过程级的非常快的周期性变化的信号(例如测量的模拟电压或电流)，分节IEC 61850-9-2规定采样值(SV)服务，其像GOOSE那样直接建立在以太网链路层上。

基于IEC61850的SA系统通过标准化配置表示或叫做变电站配置说明(SCD)的正式系统说明来配置。SCD文件包括在“每报文”基础上的(即对于每个报文源的)IED之间的逻辑数据流、目的地或接收器IED的列表、按照数据集定义的报文尺寸，以及对于所有像报文、GOOSE和SV的周期性业务流(traffic)的报文发送率。

变电站自动化(SA)系统包括许多基本SA功能用于变电站的保护、控制和监测，并且这些功能关系到各件主要设备或整个变电站间隔。另外，提供更高级的应用，它们至少涉及站级操作员HMI和/或通过网关到远程操作场所或网络控制中心的连接。典型的应用用作操作员支持或用于自动化处理站内的紧急情况。它们需要来自超过一件主要设备的操作信息，典型地甚至来自超过一个间隔的操作信息，以及因此称为“间隔间”、“站级”或“分布的”。除可能的主要功能或操作目的之外，这样的间隔间应用的配置因此还依赖动态开关场配置或拓扑，以及基本SA功能(用于从开关场收集数据并且在它上面执行命令)。典型的间隔间功能是站级联锁(interlocking)、站和间隔级开关序列、互感器并行控制、互感器自动关闭功能和甩负荷(loadshedding)。

常规地，间隔间功能在现有SA系统的顶部被设计或实施，后者提供过程状态信息和控制过程的某种部件。该设计人工完成，通过例示需要的功能块并且将它们以信号方式连接到现有SA系统。对于像开关序列的一些站级功能，甚至完整的新IED可以被使用，包括专用于以及因此至少部分复制、连线(wiring)或布线(cabling)到开关场。

根据专利申请EP-A1191662，SA功能的设计向导可以基于已知开关装置参数值和到开关装置的功能块分配(如从变电站配置说明获得的)自动生成IED和功能配置之间的数据流。特别地，第一SA功能的配置涉及分配该功能给主要装置和IED。接着，主要装置模型和拓扑模型用于自动确定第二更基本的SA功能，第一SA功能在运行期间需要该第二更基本的SA功能的数据和程序。如果需要的话，第一SA功能和第二SA功能之间对应的通信链路基于表示通信部件的通信模型而被自动确定。