[发明专利]数字化变电站全站电能质量在线监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统数字化变电站电能质量技术领域，具体涉及到一种基于数字化变电站的全站电能质量在线监测装置。

背景技术

智能电网是电力系统未来的发展方向，数字化变电站是智能电网的关键节点。相对于传统变电站，数字化变电站有着很大的优势。数字化变电站采用电子式或光电式互感器实现信号测量，并在二次侧直接输出数字信号通过光纤传输至合并单元，数据按照IEC61850-9-1、IEC61850-9-2、IEC60044-8协议打包后，再经光纤实现批量数据传输。数字化变电站采用智能开关或智能终端，采用GOOSE报文和光纤以太网传输开关量信号。大大提高了信号的可用性和信号的抗干扰能力，更便于数据共享和高级应用功能的开发实现。

目前，在国外已经建成和投运的数字化变电站中还没有出现电能质量监测装置的应用报道；国内部分数字化变电站中已经逐步开始使用数字化电能质量监测装置，但其解决思想仍如同常规变电站那样按照间隔回路进行监测装置配置，不能顺应数字化变电站网络化的二次设备建设需要；同时，这部分装置普遍存在以下几个问题：

(1)接入能力不够，这主要体现在两个方面：

硬件平台性能不足，计算能力不能满足多监测点接入时的计算需求，而且考虑到后续MU输出采样率的提升，对平台的处理性能要求进一步提高，现有公开装置无法满足计算性能的需求。

(2)接入端口不足。目前运行的很多数字化变电站采用点对点接入方式(MU信号不通过交换机直接接入装置)，或者组网接入时MU较多导致组网复杂，在这些地区，至少需要具备24个光以太网接入口才能满足全站电能质量信号接入需求。现有公开电能质量监测装置均无法满足此接入需求。

(3)无法给出相应的报文错误分析。在报文错误的情况下依旧分析电能质量指标，这给运行人员造成很大的困扰。运行人员常常需要花费很长时间和精力，从网络报文分析装置上分析造成电能质量数据不对的原因，通过人工方式来整合才能进行综合分析，这不仅给运行、维护、调试和事故检修带来不便，还会延长故障排除时间，降低供电质量。

(4)不满足IEEE1588精密时钟信号的接入，后续扩展能力不足。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种数字化变电站全站电能质量在线监测装置，能够实时监测和预警数字化变电站中电能质量的运行工况，从而完成全站电能质量监测、告警以及综合评估分析。

本发明提供的一种数字化变电站全站电能质量在线监测装置，包括：信号接入模块、通用报文解析模块、电能质量分析处理模块、信号输出模块，其中，

所述信号接入模块，用于接收数字化变电站的电能质量信号，并对所述电能质量信号打上时标后发送给所述通用报文解析模块；

所述通用报文解析模块，用于对所述信号接入模块发送的电能质量信号进行解析，然后发送给所述电能质量分析处理模块

所述电能质量分析处理模块，用于接收并分析所述通用报文解析模块发送的解析后的电能质量信号，得到分析结果；

所述信号输出模块，用于将所述电能质量分析处理模块得到的分析结果进行输出。

所述信号接入模块包括光以太网接入子模块、IEC60044-8报文数据接入子模块以及支持电信号和光信号的对时信号接入子模块；其中，

所述光以太网接入子模块，用于接收包括二次报文信号的IEC61850-9-1规约采样值报文、IEC61850-9-2规约采样值报文、GOOSE开关量报文和IEEE1588高精度时钟报文的电能质量信号；

所述IEC60044-8报文数据接入子模块，用于接收包括IEC60044-8以太网报文的电能质量信号；

所述对时信号接入子模块，用于接收GPS的IRIG-B码对时信号。

所述通用报文解析模块，接收用户的配置文件，基于IEC61850及IEC60044报文编码规则，对电能质量信号进行报文解析，得到所述配置文件中各个MU控制块中所选通道的采集量，同时判断报文是否异常，并将得到的采集量以及判断出的异常信号传送给所述电能质量信号处理分析单元，其中，

所述配置文件，用于描述接入的MU通道配置信息、GOOSE通道配置信息、一次元件配置信息、定值配置信息、装置基本配置信息等。配置文件是装置正常运转、解析报文、分析电能质量指标的前提。

所述通用报文解析模块采用FPGA哈希表处理机制，在MAC层拦截非协议报文，大大减少CPU分析平台的计算负荷，提高装置整体性能，可作为通用部件适用于其他数字化变电站二次设备装置。