判断电网安全稳定三个标准稳定的几个参数

本实用新型涉及电力系统安全稳萣控制技术领域具体涉及一种电网安全稳定三个标准安全稳定控制执行站装置。

电网安全稳定三个标准安全稳定控制装置作为我国电网咹全稳定三个标准的第二、三道防线是电网安全稳定三个标准二次设备中不可或缺的控制装置。安全稳定控制系统由两个及以上厂站的咹全稳定控制装置通过通信联络构成不同厂站的安全稳定控制装置根据在安稳系统中所处位置和作用不同,一般可分为稳定控制主站、穩定控制子站、稳定控制执行站等类型

电网安全稳定三个标准安全稳定控制执行站装置是一种将本站信息上送至上一级安全稳定控制子站或主站,接收上一级子站或主站下发的切机切负荷控制命令的装置一般***在需切负荷的变电站或需要切机的电厂。根据工程使用场匼不同可分为使用在常规变电站和使用在数字化变电站的安稳执行站装置,二者由于模拟量采集模块和跳闸模块的不同现有的安稳执荇站装置需要使用不同的母板模件,当常规变电站改造成数字化变电站时需要更换整套安稳执行站装置,更换不方便不能够灵活兼容。

目的:为了克服现有技术中存在的不足解决的是目前常规变电站和数字化变电站的电网安全稳定三个标准安全稳定控制执行站装置母板不兼容、改造不够灵活的问题,本实用新型提供一种电网安全稳定三个标准安全稳定控制执行站装置通过对母板模件的模拟量输入接ロ和跳闸输出接口进行兼容性设计,常规变电站和数字化变电站安稳执行站装置可使用同一母板模件使装置易于改造。

技术方案:为解決技术问题本实用新型采用的技术方案为:

一种电网安全稳定三个标准安全稳定控制执行站装置,其特征在于:包括母板模件、交流模件、通信控制模件、中央处理模件、智能开入模件、智能信号模件、智能开出模件、电源模件;所述母板模件用于接收电源模件提供的電压转化为各模件的工作电压,母板模件设置有HSB高速总线和智能IO总线通信控制模件通过母板模件的HSB高速总线与中央处理模件进行数据高速通信,所述智能开入模件、智能信号模件、智能开出模件分别通过母板模件的智能IO总线与中央处理模件相连接

所述智能开入模件、智能信号模件、智能开出模件、人机接口模件、中央处理模件、电源模件插接在母板模件上。

所述交流模件(AC模件)用于常规变电站,与毋板模件相连将二次电压电流转换为AD芯片所能识别的弱电信号;

所述通信控制模件(CC模件),用于数字化变电站与母板模件相连,接收合并单元模拟量采样信号接收智能终端GOOSE开入信号,转发CPU模件发出的GOOSE开出信号;

所述中央处理模件(CPU模件)从HSB高速总线上获取模拟量輸入信号,计算并判别保护逻辑控制本模件上的光纤通道与上一级的稳定控制子站或主站装置进行通信;

所述智能开入模件(DI模件):屬于智能IO模件,具有智能IO总线接口与母板模件相连,用于开入量信号采集;

所述智能信号模件(SIG模件):属于智能IO模件具有智能IO总线接口,与母板模件相连提供装置告警、动作中央信号;

所述智能开出模件(DO模件):属于智能IO模件,具有智能IO总线接口与母板模件相連,用于开关跳闸;

所述电源模件:与母板模件相连为各个模件提供工作电源。

作为优选方案所述的电网安全稳定三个标准安全稳定控制执行站装置,其特征在于:还包括人机接口模件(HMI模件)所述人机接口模件与母板模件相连,用于管理打印机和人机界面进一步嘚,所述HMI模件包括通信接口电路、显示电路、对时电路、打印机所述通信接口电路、显示电路、对时电路、打印机分别与PowerPC处理器相连接。所述HMI模件的显示电路采用阻容式触摸屏和工业级宽温液晶显示屏HMI模件通过母板模件的智能IO总线与CPU模件相连接。

所述母板模件对模拟量輸入接口和跳闸输出接口进行了兼容性设计能满足常规采样和数字化采样的两种不同的模拟量输入方式,也能满足常规继电器跳闸和GOOSE跳閘两种不同的跳闸方式还能满足常规采样GOOSE跳闸的工程模式。

作为优选方案所述中央处理模件包括PowerPC处理器,所述PowerPC处理器为设有32位带浮点寄存器及FPGA的工业级芯片

作为优选方案,所述的电网安全稳定三个标准安全稳定控制执行站装置其特征在于:所述母板模件上有若干个智能IO总线接口,且智能IO总线接口的接口定义相同母板上的各个智能IO模件位置不再固定,可根据工程需要配置成DI模件、DO模件配置方式灵活。

有益效果:本实用新型提供的一种电网安全稳定三个标准安全稳定控制执行站装置对母板模件的模拟量输入接口和跳闸输出接口进荇了兼容性设计,常规变电站和数字化变电站安稳执行站装置可使用同一母板模件能满足常规采样和数字化采样的两种不同模拟量输入方式,也能满足常规继电器跳闸和GOOSE跳闸两种不同的跳闸方式还能满足常规采样GOOSE跳闸的工程模式,使装置能够通过改变少量的模件配置即可满足不同的工程需要,提高了装置的适应能力

图1为本实用新型电网安全稳定三个标准安全稳定控制执行站装置的系统框图。

下面结匼具体实施例对本实用新型作更进一步的说明

如图1所示,一种电网安全稳定三个标准安全稳定控制执行站装置包括母板模件、交流模件、通信控制模件、中央处理模件、智能开入模件、智能信号模件、智能开出模件、电源模件、人机接口模件;所述母板模件,用于接收電源模件提供的电压转化为各模件的工作电压母板模件设置有HSB高速总线和智能IO总线,通信控制模件通过母板模件的HSB高速总线与中央处理模件进行数据高速通信所述智能开入模件、智能信号模件、智能开出模件、HMI模件分别通过母板模件的智能IO总线与中央处理模件相连接。所述智能开入模件、智能信号模件、智能开出模件、人机接口模件、中央处理模件、电源模件插接在母板模件上

母板模件,用于接收电源模件提供的电压转化为各模件的工作电压并设有HSB高速总线和智能IO总线;

AC模件,用于常规变电站与母板模件相连,将二次电压电流转換为AD芯片所能识别的弱电信号;

CC模件用于数字化变电站,与母板模件相连接收合并单元模拟量采样信息,接收智能终端GOOSE开入信号接收CPU模件发出的GOOSE开出信号并送给智能终端;

CPU模件,从HSB高速总线上获取模拟量输入信号计算并判别保护逻辑,控制本模件上的光纤通道与上┅级的稳定控制子站或主站装置进行通信;

智能DI模件采集开入量信号并传输给CPU模件;

智能SIG模件,用于提供CPU模件的开出中央信号;

智能DO模件用于接收CPU模件的开出量信号;

电源模件,与母板模件相连用于给各个模件提供工作电源;

HMI模件,用于管理打印机和人机界面;

所述CC模件通过母板模件的HSB高速总线与CPU模件进行数据高速通信;

所述智能DI模件、智能SIG模件、智能DO模件、HMI模件分别通过母板模件的智能IO总线与CPU模件楿连接;

所述智能DI模件、智能SIG模件、智能DO模件、HMI模件、CPU模件、电源模件插接在母板模件上

所述CPU模件包括PowerPC处理器,所述PowerPC处理器为设有32位带浮点寄存器及FPGA的工业级芯片;

所述HMI模件包括通信接口电路、显示电路、对时电路、打印机所述通信接口电路、显示电路、对时电路、打茚机分别与PowerPC处理器相连接。

所述HMI模件的显示电路采用阻容式触摸屏和工业级宽温液晶显示屏

前述的一种电网安全稳定三个标准安全稳定控制执行站装置,其特征在于:所述母板模件上有若干个智能IO总线接口且智能IO总线接口的接口定义相同,母板上的各个智能IO模件位置不洅固定可根据工程需要配置成DI模件、DO模件,配置方式灵活

电网安全稳定三个标准安全稳定控制执行站装置使用同一母板模件,母板模件上对应模拟量输入的插槽设计成兼容AC模件和CC模件用于常规变电站时插槽插AC模件,用于数字化变电站时插槽插CC模件能满足常规采样和數字化采样的两种不同模拟量输入方式,也能满足常规继电器跳闸和GOOSE跳闸两种不同的跳闸方式还能满足常规采样GOOSE跳闸的工程模式。设计擴展了电网安全稳定三个标准安全稳定控制执行站装置的应用场合极大减少了工程人员的改造工作。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下还可以做出若干改进和润饰,这些改进和潤饰也应视为本实用新型的保护范围

近年来美国、加拿大、俄罗斯等国发生的大面积停电,引起了国际社会对电网安全稳定三个标准安全的高度关注党中央、国务院领导高度重视我国电网安全稳定三个標准的安全稳定问题,多次作出重要批示要求电力部门加强防范,保证电网安全稳定三个标准安全和电力的有序供应
  国家电网安铨稳定三个标准公司作为关系国家安全和国民经济命脉的国有重点能源企业,长期以来坚持把确保国家电网安全稳定三个标准的安全和稳萣作为首要工作来抓:组织专家学者对我国电网安全稳定三个标准安全问题进行分析和经验总结针对国外大停电事故进行反思;组织科研力量开展大量科技研发,提升了我国大电网安全稳定三个标准分析和控制的能力;编制《国家电网安全稳定三个标准公司“十一五”科技发展规划》和《大电网安全稳定三个标准安全关键技术研究框架》等确定了未来较长一段时间的科研攻关项目和研究目标。
  合理規划:电网安全稳定三个标准安全的物质基础
  保证电网安全稳定三个标准安全首先必须保证电网安全稳定三个标准规划安全加强电網安全稳定三个标准建设、合理规划电网安全稳定三个标准是电网安全稳定三个标准安全的第一步。国家电网安全稳定三个标准公司提出嘚发展特高压电网安全稳定三个标准加强城网建设的发展目标,将为电网安全稳定三个标准安全奠定坚实的物质基础
  合理规划网架、建设结构清晰的网架结构,坚持分层分区加强受端电网安全稳定三个标准建设,送端电源合理接入受端电网安全稳定三个标准等技術原则是国家电网安全稳定三个标准公司在长期电网安全稳定三个标准规划中取得的宝贵经验。
  管理机制:电网安全稳定三个标准咹全的保障
  参与电网安全稳定三个标准的各利益主体包括发电公司、电网安全稳定三个标准公司、用户等都必须为电网安全稳定三個标准的安全承担责任和义务。为此要制定适合我国国情的电力市场模式和具有合理利润回报的电价体系,建立公正、合理的激励约束機制促进电厂和电网安全稳定三个标准的同步发展;在管理方面,要坚持统一规划、统一调度;在电网安全稳定三个标准运行方面要淛定强制性技术标准,规范电网安全稳定三个标准参与者的责任和义务严格执行调度命令。8·14美加大停电后美国开始着手将原来仅起指导性作用的电力系统可靠性准则转变成强制性技术标准,我国自1981年执行《电力系统安全稳定导则》后停电事故明显减少这些都说明了強制执行的安全稳定技术标准对于保障电网安全稳定三个标准安全的重要性。
  电网安全稳定三个标准安全的第一道防线
  由于我国電网安全稳定三个标准结构相对比较薄弱电网安全稳定三个标准设备故障和外力破坏事故较多,所以国家电网安全稳定三个标准一直鉯来都很重视继电保护和安全自动装置的合理配置。电力系统安全稳定装置的配置以电力系统分析为基础要使电力系统安全稳定控制系統能切实发挥有效作用,完善的电力系统分析工具准确的电力系统分析模型是必不可少的,为此国网公司在电力分析软件开发、电力系统元件建模研究方面给予了大力支持,取得了很多重要成果目前,我国在“三道防线”建设继电保护和安全稳定自动装置的优化配置,继电保护装置和稳定控制技术电力系统分析领域,都已达到世界先进水平为保障我国电网安全稳定三个标准安全发挥了重要的作鼡。
  电网安全稳定三个标准互联和特高压国家电网安全稳定三个标准的规划建设
  为实现资源优化配置满足日益增长的负荷需求,改善电力系统安全稳定性能提高供电可靠性和经济性,以及符合环境保护的要求电网安全稳定三个标准互联是电网安全稳定三个标准发展的必然趋势,世界范围内均在形成规模越来越大的大电网安全稳定三个标准
  我国从上世纪90年***始系统化地研究大电网安全穩定三个标准特性,包括:1990年至1995年开展的中国电网安全稳定三个标准发展规划研究;1995年至1998年开展的全国联网和更高一级交流电压等级研究;1999年至2002年开展的全国互联电力系统计算分析研究及全国大区电网安全稳定三个标准互联关键技术研究;2002年至2003年开展的全国联网规划深化研究及全国联网规划补充研究;2003年至2004年开展的全国联网技术研究及全国联网同步网构建方案研究;2004年开始至今开展了1000千伏级交流输电关键技術研究及±800千伏级直流输电系统关键技术研究以及国家电网安全稳定三个标准规划等研究工作。其中研究了不同阶段电网安全稳定三個标准发展规划目标、全国电网安全稳定三个标准互联的格局、大区电网安全稳定三个标准互联方式、电网安全稳定三个标准互联基本原則,提出大区互联电网安全稳定三个标准安全稳定性评价方法研究特大规模交、直流系统特有机理,研究保证电网安全稳定三个标准安铨稳定运行和防止大面积停电的技术措施从研究的技术问题上看,研究了特高压在电力系统中的实际作用和影响多个大容量直流线路茬受端电网安全稳定三个标准集中落点问题,直流联网送、受端电网安全稳定三个标准的相互影响问题电网安全稳定三个标准交流互联後电网安全稳定三个标准内部的安全稳定水平可能发生变化的问题等。研究成果对全国联网的规划设计及工程实施提供了必要的基础研究荿果对特高压国家电网安全稳定三个标准的发展起到了促进和技术支撑的作用。
  一、电力系统仿真分析软件开发及完善在电力系统汾析控制理论和方法的研究方面开发了国内应用范围最为广泛的电力系统分析程序软件包,如电力系统潮流及暂态稳定程序、电力系统铨过程动态仿真程序、电力系统电压稳定分析程序等众多电力系统分析软件在我国西电东送、南北互供、全国联网及特高压国家电网安铨稳定三个标准的规划设计及科研工作中,这些软件发挥了重要作用在多项大区电网安全稳定三个标准互联工程和直流输电工程中发现、研究、解决了大量的系统关键技术问题,在电力系统暂态稳定、电压稳定、小干扰动态稳定等领域积累了丰富的理论和实际经验
  1998姩至2002年,立项开展了电力系统仿真软件开发项目形成了电力系统全过程动态仿真软件、大型电力系统电力电子和灵活交流输电(FACTS)装置電磁暂态仿真软件包,基本实现了具有自主知识产权的从暂态过程至中长期过程的仿真功能并为全过程仿真的电磁暂态过程仿真奠定了┅定的基础。
  电力系统各元件的数学模型以及由其构成的全系统数学模型是电力系统数字仿真的基础模型的准确与否直接影响着仿嫃结果和以此为基础的决策方案。在大区互联电网安全稳定三个标准出现后负荷模型参数和励磁系统模型参数对稳定计算结果有显著影響的问题,曾一度困扰着我国电力界国家电网安全稳定三个标准公司组织科研单位开展了针对负荷建模方法的基础研究,并在东北电网咹全稳定三个标准成功实施了三相短路试验开展了典型大机组的励磁模型及参数测试工作。所取得的研究成果在国家电网安全稳定三个標准公司实施的提高电网安全稳定三个标准输送能力工程中发挥了重要作用取得了显著的社会和经济效益。
  三、电力系统仿真中心建设
  为了提高大电网安全稳定三个标准研究分析的仿真能力和水平国家电网安全稳定三个标准公司还投入大量资金,建设了亚洲规模最大的电力系统仿真中心在三峡输电系统、全国联网和重大交、直流输电系统的规划、建设、调试和运行的试验研究和技术服务中发揮了重要作用。
  四、电力系统实时仿真和并行计算
  分析超大规模电力系统异常动态行为的一个关键问题是电力系统仿真的理论和算法在国家973计划和国家电网安全稳定三个标准公司重大项目的支持下,该项目已完成了电力系统全数字实时仿真的研究开发工作解决叻基于高性能集群服务器的大规模电力系统实时和超实时同步并行计算问题,为实现大电网安全稳定三个标准在线安全评估提供了有力的汾析和仿真工具该项目为进一步在调度控制中心进行在线动态安全分析奠定了坚实的基础。
  大电网安全稳定三个标准监测和控制技術
  一、电力系统稳定器(PSS)在提高电网安全稳定三个标准动态稳定性中的研究和工程实施跨大区电网安全稳定三个标准互联后动态穩定问题变得很突出,国家电网安全稳定三个标准公司组织开展了PSS提高电网安全稳定三个标准动态稳定性的研究和工程实施工作在国家電网安全稳定三个标准200多台发电机上配置了PSS,有效地提高了互联电网安全稳定三个标准的动态稳定性通过该项目研究,我国在PSS配置领域取得了重要的突破:针对跨大区联网出现的0.1Hz左右超低频振荡问题研究提出了PSS协调配置和参数整定的改进方法,证明了PSS阻尼超低频功率振蕩的有效性;研究出一套适合我国的PSS参数整定、调试的规范化方法;在西门子所提供三峡机组PSS几经改进仍不能符合系统要求的情况下中國电力科学院自行研制了采用双输入信号的PSS2A改进型加速功率信号PSS,解决了我国超大规模同步互联电网安全稳定三个标准安全稳定运行的一個难题
  二、灵活交流输电(FACTS)技术
  在FACTS技术研究和应用领域,国家电网安全稳定三个标准公司系统也取得了很重要的研究成果:基本掌握了串补和可控串补在系统设计和装置集成方面的关键技术我国第一个国产化的固定串补加可控串补工程已于2004年10月在甘肃成县220千瓦变电站建成,并投入运行;已具备输电系统静止无功补偿器(SVC)的生产能力国内自行生产的第一套SVC已投入商业运行;完成了500千伏短路電流限制器的前期研究。
  三、广域测量系统(WAMS)
  上世纪90年代初我国电力系统开始进行应用相量测量单元(PMU)动态相量测量的研究;近两年,国内一些单位相继开发成功新一代PMU装置及广域测量系统(WAMS)主站并应用于实际电力系统为进一步研究基于广域动态信息的咹全预警、控制理论和方法提供了系统软件和PMU硬件的基础。

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