一种发电厂升压站监控系统及其监控方法技术方案

一种发电厂升压站监控系统及其监控方法，包含间隔层设备、站控层设备和NCS监控计算机，所有的二次设备均采用IEC61850通信标准。本发明专利技术可实现变电站二次设备的直接通信，提高了变电站自动化技术水平，实现全站二次设备数据建模、信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，减少了大量的电缆敷设，避免了二次回路过于复杂以及控制电缆易受电磁干扰的问题，节省了大量的变送器投资，打破了传统变电站受信息传输瓶颈制约而无法避免的各控制系统间的信息割裂，有利于变电站的扩建和自动化系统的扩充，实现信息在运行系统和其他系统之间的共享，减少重复投资和建设。

Power plant booster station monitoring system and monitoring method thereof

The utility model relates to a monitoring system for a booster station of a power plant and a monitoring method thereof. The utility model comprises an interlayer device, a station control layer device and a NCS monitoring computer. All the two devices adopt the IEC61850 communication standard. The invention can realize the direct communication of substation two equipment, improve the level of substation automation technology, realization standardization sharing two equipment data modeling, information digitization and network communication platform, a large number of information, reduce the cable laying, avoid two times passing in complex and control cables are vulnerable to electromagnetic interference problems the transmitter, save a lot of investment, breaking the traditional substation by information transmission bottleneck and inevitable system control information between the separated, is conducive to the substation automation system expansion and expansion, to realize the information sharing between the operating system and other systems, reduce duplication of investment and construction.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发电厂升压站监控系统及其监控方法。
技术介绍
近年来，智能电网、数字化（智能）变电站试点建设在国内迅速推进，至今已有数百座新建或改造智能变电站相继投运，在智能传感技术、信息共享技术、数字采样技术、网络传输技术、同步技术等方面取得了丰富的成果和宝贵的经验。随着发电厂自动化水平的不断提高，对电气控制系统的要求单纯从电气设备的监控逐步向信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化方向发展。但传统发电厂相对全面应用IEC61850技术的所谓智能发电厂目标还存在一些问题或缺陷：目前阶段应用IEC 61850标准的智能发电厂的定义和要求比较模糊．国内外尚未出台相关规范、规程的指导性文件，智能电厂的建设基本处于无章可循的局面。设备厂商对于发电厂中异于变电站中的设备如发电机、封闭母线等的智能化开发支持力度不大，不同二次系统或智能电子设备之间信息数据交换的通信接口和协议缺乏标准性和规范化。同时发电行业是一个相对传统的行业，新设备、新方案的全面推广和大范围应用需要一个长期实践验证的过程。发电厂升压站监控系统中传统规约信息体系是扁平的，不同类型信息并列存在，不能体现装置功能的主从关系，传统装置需要通信的内容不能任意配置，传统规约扩展太随意，对于有特殊通信要求的变电站局限较大。目前主要应用的传统通讯规约主要有：1、103规约，各厂商均有，但各不相同，两个不同厂家的设备即使均采用103规约，也有可能无法实现相互通讯；2、Modbus规约，国外厂商采用较多；3、DNP3.0，美洲厂商采用较多；4、Open2000，南瑞科技；5、网络103，南瑞继保。再加上各个厂家的通信介质不统一：有RS422/485/232、Worldfip、CAN网、lon网、以太网等，导致规约的功能比较有限，规约数据表达能力限制应用功能的发展。各厂家对应用功能自行扩充无法互操作，不支持装置间的通讯功能。由于发电厂升压站电气系统与电网公司变电站的电气系统大部分类似，智能电网技术对发电厂升压站电气系统有较大的借鉴意义，因此将IEC 61850通信技术应用在发电厂升压站监控系统中是完全可行的。
技术实现思路
本专利技术提供一种发电厂升压站监控系统及其监控方法，可实现变电站二次设备的直接通信，提高了变电站自动化技术水平，实现全站二次设备数据建模、信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，减少了大量的电缆敷设，避免了二次回路过于复杂以及控制电缆易受电磁干扰的问题，节省了大量的变送器投资，打破了传统变电站受信息传输瓶颈制约而无法避免的各控制系统间的信息割裂，有利于变电站的扩建和自动化系统的扩充，实现信息在运行系统和其他系统之间的共享，减少重复投资和建设。为了达到上述目的，本专利技术提供一种发电厂升压站监控系统，包含：间隔层设备、站控层设备和NCS监控计算机，间隔层设备连接到间隔层交换机，站控层设备和NCS监控计算机连接到站控层交换机，间隔层交换机和站控层交换机采用以太网交换机，通过光纤连接间隔层交换机和站控层交换机，形成双网通讯网络；所述的间隔层设备包含：连接到间隔层交换机的测控装置、数据通信采集装置和GPS扩展屏；所述的站控层设备包含：连接到站控层交换机的服务器、通信网关、工程师工作站和集控楼GPS；所述的NCS监控计算机包含多个连接到站控层交换机的操作员站；所述的测控装置、数据通信采集装置、GPS扩展屏、服务器、通信网关、工程师工作站、集控楼GPS和操作员站为二次设备，所有的二次设备均采用IEC61850通信标准。所述的以太网交换机采用冗余光纤双网结构交换机。所述的测控装置包含：多个线路测控装置，其连接线路，并连接到间隔层交换机，同时通过微机保护连接继电保护故障信息管理子站；母联测控装置，其连接母线，并连接到间隔层交换机，同时通过微机保护连接继电保护故障信息管理子站；公用测控装置，其连接母线设备升压站辅助系统，并连接到间隔层交换机，实时采集层交换机；多个主变测控装置，其连接主变进线，并连接到间隔层交换机；启备变测控装置，其连接启备变，并连接到间隔层交换机。所述的数据通信采集装置通过交换机连接电力系统数据网。所述的服务器采用容错服务器。本专利技术还提供一种发电厂升压站监控系统的监控方法，包含以下步骤：所述的间隔层交换机和站控层交换机采用IEC61850通信标准将测控装置开关量及模拟量信号通过双网通信网络发送给NCS监控计算机；所述的间隔层交换机和站控层交换机采用IEC61850通信标准将输入电压、输入电流等模拟量通过双网通信网络发送给NCS监控计算机；所述的NCS监控计算机采用IEC61850通信标准与隔离层设备和站控层设备中的所有二次设备直接通信。本专利技术具有以下优点：1、NCS监控计算机可与不同厂家生产的二次设备直接通信，使得不同厂家生产的二次设备可以实现无缝连接，不再需要通信协议转换，增强了设备互操作性，减少了中间环节，保障了通讯的可靠性，从而大大提高了变电站自动化技术水平，实现全站二次设备数据建模、信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化。2、间隔层交换机和站控层交换机将测控装置开关量及模拟量信号通过双网通信网络发送给NCS监控计算机，减少了大量的电缆敷设，同时也避免了二次回路过于复杂以及控制电缆易受电磁干扰的问题，间隔层交换机和站控层交换机将输入电压、输入电流等模拟量通过双网通信网络发送给NCS监控计算机，节省了大量的变送器投资。3、NCS监控计算机通过“故障录波”和“录波波形”检索到录波文件，可以对波形进行分析，事件追忆功能将事件发生前后较长一段时间内的电力系统的运行状况记录下来，供相关人员事后真实、方便地分析、研究、重演。4、利用IEC61850通信标准和双网通信网络来获取、处理、交换和运用升压站运行所必须拥有的海量信息，打破了传统变电站受信息传输瓶颈制约而无法避免的各控制系统间的信息割裂。5、有利于变电站的扩建和自动化系统的扩充，实现信息在运行系统和其他系统之间的共享，减少重复投资和建设。附图说明图1是本专利技术提供的一种发电厂升压站监控系统的电路框图。具体实施方式以下根据图1具体说明本专利技术的较佳实施例。如图1所示，本专利技术提供一种发电厂升压站监控系统，包含：间隔层设备1、站控层设备2和NCS监控计算机3，间隔层设备1连接到间隔层交换机101，站控层设备2和NCS监控计算机3连接到站控层交换机201，间隔层交换机101和站控层交换机201采用以太网交换机（以太网采用冗余光纤双网结构），通过光纤连接间隔层交换机101和站控层交换机201，形成双网通讯网络。所述的间隔层设备1包含：连接到间隔层交换机101的测控装置、数据通信采集装置115和GPS扩展屏117；所述的测控装置具有交流和直流采样测量、防误闭锁、同期检测、间隔层断路器紧急操作和主接线状态及测量数字显示等功能，该测控装置具体包含：多个线路测控装置105（二次设备），其连接线路110（一次设备），并连接到间隔层交换机101，同时通过微机保护104（二次设备）连接继电保护故障信息管理子站103（二次设备），用于保护线路110、实时采集线路110的运行工况，实现对各设备运行工况进行监视、运行参数远程设置等功能；母联测控装置106（二次设备），其连接母线111（一次设备），并连接到间隔层交换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电厂升压站监控系统，其特征在于，包含：间隔层设备（1）、站控层设备（2）和NCS监控计算机（3），间隔层设备（1）连接到间隔层交换机（101），站控层设备（2）和NCS监控计算机（3）连接到站控层交换机（201），间隔层交换机（101）和站控层交换机（201）采用以太网交换机，通过光纤连接间隔层交换机（101）和站控层交换机（201），形成双网通讯网络；所述的间隔层设备（1）包含：连接到间隔层交换机（101）的测控装置、数据通信采集装置（115）和GPS扩展屏（117）；所述的站控层设备（2）包含：连接到站控层交换机（201）的服务器（203）、通信网关（204）、工程师工作站（205）和集控楼GPS（206）；所述的NCS监控计算机（3）包含多个连接到站控层交换机（201）的操作员站（301）；所述的测控装置、数据通信采集装置（115）、GPS扩展屏（117）、服务器（203）、通信网关（204）、工程师工作站（205）、集控楼GPS（206）和操作员站（301）为二次设备，所有的二次设备均采用IEC61850通信标准。

【技术特征摘要】
1.一种发电厂升压站监控系统，其特征在于，包含：间隔层设备（1）、站控层设备（2）和NCS监控计算机（3），间隔层设备（1）连接到间隔层交换机（101），站控层设备（2）和NCS监控计算机（3）连接到站控层交换机（201），间隔层交换机（101）和站控层交换机（201）采用以太网交换机，通过光纤连接间隔层交换机（101）和站控层交换机（201），形成双网通讯网络；所述的间隔层设备（1）包含：连接到间隔层交换机（101）的测控装置、数据通信采集装置（115）和GPS扩展屏（117）；所述的站控层设备（2）包含：连接到站控层交换机（201）的服务器（203）、通信网关（204）、工程师工作站（205）和集控楼GPS（206）；所述的NCS监控计算机（3）包含多个连接到站控层交换机（201）的操作员站（301）；所述的测控装置、数据通信采集装置（115）、GPS扩展屏（117）、服务器（203）、通信网关（204）、工程师工作站（205）、集控楼GPS（206）和操作员站（301）为二次设备，所有的二次设备均采用IEC61850通信标准。2.如权利要求1所述的发电厂升压站监控系统，其特征在于，所述的以太网交换机采用冗余光纤双网结构交换机。3.如权利要求1所述的发电厂升压站监控系统，其特征在于，所述的测控装置包含：多个线路测控装置（105），其连接线路（110），并连接到间隔层交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玮，董小磊，赵丽杰，赵攀，韩涌，朱国庆，孙晓飞，陆沛帆，宋东晨，徐向宙，朱宏伟，葛添陈，陈滔，
申请(专利权)人：江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32