[发明专利]基于EPA扁平化网络架构的高可靠变电站自动化系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属电力行业变电站自动化系统的技术范畴，特别是指基于EPA扁平化网络架构的高可靠变电站自动化系统及控制方法。

背景技术

变电站承担电能的转换和分配，在电网的安全和经济运行中具有举足轻重的作用。随着我国经济总量的不断增大，电网的规模和结构复杂度亦持续增大，导致变电站自动化系统的可靠性面临空前的挑战；而无人值守变电站管理模式的推进，更加剧了变电站自动化系统高可靠性的紧迫性。2009年7月1日，《DL中华人民共和国电力行业标准(DL/T1146-2009)：DL/T860实施技术规范》颁布，这是指导我国变电站自动化系统的主要技术规范，相应的国际标准是IEC TC57工作组历时8年(1995至2003年)制定的IEC61850。变电站自动化系统领域的代表性研究成果列举如下：

·一种变电站综合自动化系统(申请号200810041715.6)，提出采用监控层、管理层、通讯层、间隔层的多层网络架构，监控层中的服务器通过网线与通讯网络层中的交换机以及管理层中的通讯管理机相连，间隔层中的测控单元、继电保护单元和其他智能装置通过网线与管理层中的通讯管理机相连。

·一种数字化变电站模型检测方法(ZL200910243456.X)，提出一种遵循IEC61850标准的数字化变电站模型检测方法，并支持面向国内《IEC61850国际标准工程化实施技术规范》的规范性检测。

·电力系统微机保护(ZL200310103530.0)，提出保护模块、监控模块、显示模块组成的微机保护系统，保护、监控、显示功能的计算机软件程序固化在保护、监控、显示DSP芯片中。

上述有益探索和研究成果有一定的参考和借鉴价值。从智能电网的角度审视现有成果，变电站自动化系统仍存在诸多亟待改进之处，有必要在现有研究成果基础上作进一步的深入研究与创新。

遵循IEC61850，变电站自动化系统采用变电站层、间隔或单元层、过程或设备层组成的三层标准系统架构；变电站层实现全站的监视、管理、控制等功能，并执行与远方电网调度中心的通信；间隔层负责与过程层设备的通信和控制，同时也承担通信规约的解释；过程层则提供现场模拟量、开关量和脉冲量的实时采集、继电器保护和操作的接口。随着网络技术的兴起，网络化控制系统已取得广范应用和重大进展；标志性成果就是变电站自动化设备在智能化和多功能化上的長足进步--保护、测量、控制、通讯一体化的变电站自动化新型保护测控装置(亦称多功能智能电子装置MIED(Multi-Function Intelligent Electronic Device))，MIED奠定了压缩网络化控制系统层次、即实现系统结构扁平化的基础，结构扁平化能有效提升控制系统的可靠性和可维护性。以功能分散化和通信网络化为特征的变电站自动化系统，首先把表征间隔层或过程层的设备作为网络控制系统的一组基本节点；然后合併变电站层和间隔层--压缩变电站自动化系统的层次，这不仅是必要的而且是可能的；因为微处理器集成度及性能的发展、多机协同技术的成熟，促成了融合保护、测量、控制、通讯等功能于一体的变电站自动化保护测控装置MIED。IEC61850受限于标准制定时的技术状态，制定当时条件下的三层网络化控制系统结构。