一种变电站控制系统、方法及相关设备技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种变电站控制系统、方法及相关设备，所述系统包括：处理通信模块、输入输出模块、存储模块和电源模块，所述处理通信模块由处理实时业务和非实时业务的中央处理器和处理图像视频数据的图形处理器两类处理器，所述中央处理器通过容器虚拟化技术处理实时业务和非实时业务，所述处理通信模块通过远传通信协议实现对变电站的监视与控制；所述输入输出模块用于获取所述处理通信模块所需的数据；所述存储模块与所述处理通信模块通过数据总线进行通信，所述存储模块用于存储所述实时业务和所述非实时业务的处理数据；所述电源模块用于为所述处理通信模块、所述输入输出模块和所述存储模块提供能量。出模块和所述存储模块提供能量。出模块和所述存储模块提供能量。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站控制系统、方法及相关设备


[0001]本专利技术涉及一种变电站控制
，尤其涉及一种变电站控制系统、方法及相关设备。

技术介绍

[0002]变电站的控制功能分别由主控系统和辅控系统实现，其中，主控系统由“三层两网”的结构组成，完成变电站一次主设备的保护、监视、控制等业务和功能；辅控系统主要由摄像头、传感器、机器人等装置组成，完成视频图像识别、消防、动力环境监控、照明、计量、在线监测等业务和功能。
[0003]主控系统站控层和间隔层装置种类和数量繁多，给运维检修带来极大工作量。站控层包括多种主机服务器、网关机(远动机)、站控层交换机等。间隔层从种类来看包括保护、测控、故障录波器、过程层网络交换机等，从装置数量来看，由于间隔层二次装置是按照间隔一一对应布置的，故间隔层装置的数量根据变电站间隔数量多少，往往是成倍的增加。按照单套配置计算，如果变电站拥有6个主变间隔、10个线路间隔、2个电容器间隔、2个母线间隔、2个分段间隔，那么就需要有间隔层的保护装置就需要22台、测控装置就需要22台、故障录波器2台、过程层网络交换机6台，共计52台间隔层二次装置。往往供电局的辖区内都有上百个不同电压等级的变电站，站控层和间隔层装置的总数有数十万台，而供电局相关的专业运维检修班组一般在数十人左右，要时刻保证这些装置可靠稳定地运行是一个十分庞大的工作量。
[0004]“三层两网”结构需要通过大量交换机来实现变电站的数据通信，导致整个网络的通信节点太多，影响整个变电站主控系统的可靠性。根据系统可靠性理论，组成一个系统的节点和环节越多，那么它的可靠性就越低。在变电站实际运维检修中，主控系统各层二次装置间的通讯中断是非常容易发生的故障，这极大影响了变电站遥测、遥信、遥控、遥调数据的传输，影响了变电站安全可靠稳定运行。
[0005]变电站主控与辅控数据和功能分离，导致变电站网络安全分区复杂，降低了主辅功能协同效率。变电站运行中某些功能的实现需要主辅系统间的协作，如一键顺控中视频双确认结果的反馈、操作时的视频联动、综合告警等。但是目前主控系统与辅控系统之间通过物理隔离装置(防火墙)进行安全分区，而辅控系统中视频系统与其他系统需要通过逻辑隔离装置(横线隔离)进行安全分区。不同安全分区建的数据通信有着严格的管控和限制，如防火墙只允许单向传输数据、横向隔离装置只能传输特定类型的数据等，这对主控系统和辅控系统的协同效率造成了极大影响。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种变电站控制系统、方法及相关设备，用于解决现有技术中运维检修工作量大、通讯中断影响变电站安全可靠稳定运行、变电站网络安全分区复杂的问题。为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本专利技术提出一种变电站控制系
统，所述系统，包括：
[0007]处理通信模块、输入输出模块、存储模块和电源模块；
[0008]其中，所述处理通信模块由处理实时业务和非实时业务的中央处理器和处理图像视频数据的图形处理器两类处理器按照预设架构构成，所述中央处理器和所述图形处理器通过数据总线进行通信，所述中央处理器和所述图形处理器的数量，根据业务需求和变电站规模确定，所述中央处理器通过容器虚拟化技术处理实时业务和非实时业务，所述处理通信模块通过远传通信协议实现对变电站的监视与控制；
[0009]所述输入输出模块与所述处理通信模块通过数据总线进行通信，所述输入输出模块用于获取所述处理通信模块所需的数据；
[0010]所述存储模块与所述处理通信模块通过数据总线进行通信，所述存储模块用于存储所述实时业务和所述非实时业务的处理数据；
[0011]所述电源模块用于为所述处理通信模块、所述输入输出模块和所述存储模块提供能量。
[0012]可选的，所述系统，还包括：
[0013]电源插件，采用双插件冗余的配置方式；
[0014]处理通信插件，用于所述中央处理器进行实时业务和非实时业务的处理和所述图形处理器进行图像视频数据处理，包括RJ45网口和ST/LC光口；
[0015]存储插件：用于进行数据存储；
[0016]输入输出插件：标准化接口配置，用于进行数据的获取。
[0017]可选的，所述预设架构在变电站端，把所述变电站控制系统涉及到的装置和终端以间隔为单位接入所述变电站控制系统，形成安全区。
[0018]另一方面，本申请提供了用于上述变电站控制系统的变电站控制方法，包括：
[0019]获取变电站控制系统资源使用率，所述变电站控制系统资源使用率为所述变电站控制系统中中央处理器的负载率；
[0020]基于所述变电站控制系统中中央处理器的负载率确定所述变电站控制系统的工作状态，所述工作状态包括正常状态和故障状态；
[0021]根据所述变电站控制系统的工作状态选择所述变电站控制系统的工作模式，并按所述工作模式完成对所述变电站的控制。
[0022]可选的，在所述基于所述变电站控制系统中中央处理器的负载率确定所述变电站控制系统的工作状态的步骤之前，还包括：
[0023]获取所述变电站的基础数据，所述基础数据包括实时业务中保护功能的额定动作时间限值；
[0024]基于所述额定动作时间限值计算所述中央处理器的第一阈值负载率和第二阈值负载率。
[0025]可选的，所述基于所述额定动作时间限值计算所述中央处理器的第一阈值负载率和第二阈值负载率的步骤，包括：
[0026]将所述中央处理器的负载率赋为第一预设值，获得所述中央处理器的负载率为所述第一预设值时保护功能的第一实际动作时间；
[0027]匹配所述额定动作时间限值和所述第一实际动作时间，若所述额定动作时间限值
不等于所述第一实际动作时间，则调整所述第一预设值，直至所述额定动作时间限值等于所述第一实际动作时间；
[0028]若所述额定动作时间限值等于所述第一实际动作时间，则将所述第一预设值作为所述中央处理器的第一阈值负载率；
[0029]将所述中央处理器的负载率赋为第二预设值，获得所述中央处理器的负载率为所述第二预设值时保护功能的第二实际动作时间，所述第二预设值大于所述第一预设值；
[0030]匹配所述额定动作时间限值和所述第二实际动作时间，若所述额定动作时间限值不等于所述第二实际动作时的二分之一，则调整所述第二预设值，直至所述额定动作时间限值等于所述第二实际动作时间的二分之一；
[0031]若所述额定动作时间限值等于所述第二实际动作时间的二分之一，则将所述第二预设值作为所述中央处理器的第二阈值负载率。
[0032]可选的，所述基于所述变电站控制系统中中央处理器的负载率确定所述变电站控制系统的工作状态的步骤，包括：
[0033]匹配所述中央处理器的负载率、所述中央处理器的第一阈值负载率和所述中央处理器的第二阈值负载率；
[0034]若所述中央处理器的负载率小于所述中央处理器的第一阈值负载率，则确定所述变电站控制系统的工作状态为正常状态；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电站控制系统，其特征在于，所述系统，包括：处理通信模块、输入输出模块、存储模块和电源模块；其中，所述处理通信模块由处理实时业务和非实时业务的中央处理器和处理图像视频数据的图形处理器两类处理器按照预设架构构成，所述中央处理器和所述图形处理器通过数据总线进行通信，所述中央处理器和所述图形处理器的数量，根据业务需求和变电站规模确定，所述中央处理器通过容器虚拟化技术处理实时业务和非实时业务，所述处理通信模块通过远传通信协议实现对变电站的监视与控制；所述输入输出模块与所述处理通信模块通过数据总线进行通信，所述输入输出模块用于获取所述处理通信模块所需的数据；所述存储模块与所述处理通信模块通过数据总线进行通信，所述存储模块用于存储所述实时业务和所述非实时业务的处理数据；所述电源模块用于为所述处理通信模块、所述输入输出模块和所述存储模块提供能量。2.如权利要求1所述的变电站控制系统，其特征在于，所述系统，还包括：电源插件，采用双插件冗余的配置方式；处理通信插件，用于所述中央处理器进行实时业务和非实时业务的处理和所述图形处理器进行图像视频数据处理，包括RJ45网口和ST/LC光口；存储插件：用于进行数据存储；输入输出插件：标准化接口配置，用于进行数据的获取。3.如权利要求1所述的变电站控制系统，其特征在于，所述预设架构在变电站端，把所述变电站控制系统涉及到的装置和终端以间隔为单位接入所述变电站控制系统，形成安全区。4.用于权利1
‑
3所述变电站控制系统的一种变电站控制方法，其特征在于，包括：获取变电站控制系统资源使用率，所述变电站控制系统资源使用率为所述变电站控制系统中中央处理器的负载率；基于所述变电站控制系统中中央处理器的负载率确定所述变电站控制系统的工作状态，所述工作状态包括正常状态和故障状态；根据所述变电站控制系统的工作状态选择所述变电站控制系统的工作模式，并按所述工作模式完成对所述变电站的控制。5.如权利要求4所述的一种变电站控制方法，其特征在于，在所述基于所述变电站控制系统中中央处理器的负载率确定所述变电站控制系统的工作状态的步骤之前，还包括：获取所述变电站的基础数据，所述基础数据包括实时业务中保护功能的额定动作时间限值；基于所述额定动作时间限值计算所述中央处理器的第一阈值负载率和第二阈值负载率。6.如权利要求5所述的一种变电站控制方法，其特征在于，所述基于所述额定动作时间限值计算所述中央处理器的第一阈值负载率和第二阈值负载率的步骤，包括：将所述中央处理器的负载率赋为第一预设值，获得所述中央处理器的负载率为所述第一预设值时保护功能的第一实际动作时间；
匹配所述额定动作时间限值和所述第一实际动作时间，若所述额定动作时间限值不等于所述第一实际动作时间，则调整所述第一预设值，直至所述额定动作时间限值等于所述第一实际动作时间；若所述额定动作时间限值等于所述第一实际动作时间，则将所述第一预设值作为所述中央处理器的第一阈值负载率；将所述中央处理器的负载率赋为第二预设值，获得所述中央处理器的负...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢青洋，苏适，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：