基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法

1.基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，其特征在于采用5个子功能模块：防误闭锁逻辑配置管理模块、后台监控防误闭锁模块、远程通信服务器防误闭锁模块、间隔设备防误闭锁模块、电脑钥匙防误闭锁模块，其中防误闭锁逻辑配置管理模块集成到站控层后台监控系统中，后台监控防误闭锁模块集成到站控层后台监控系统中，远程通信服务器防误闭锁模块集成到远程通信服务器设备中，间隔设备防误闭锁模块集成到间隔层防误闭锁设备中，电脑钥匙防误闭锁模块集成在电脑匙防锁具中；采用站控层集中防误闭锁和间隔层分散防误闭锁相结合的方式，设计全站系统的两级防误闭锁体系，对全站防误闭锁逻辑规则进行统一配置管理，即全站的防误闭锁逻辑只需要输入一次，由站控层后台监控系统自动生成后台监控、远程通信服务器及各间隔层防误闭锁设备防误逻辑规则库，通过网络直接下载到各间隔层防误闭锁设备，实现全站防误逻辑的统一配置管理，站控层后台监控系统和远程通信服务器之间采用遥控互锁，站控层与间隔层通过IEC61850标准进行通信，实现数据交互；间隔层防误闭锁设备间通过IEC61850标准提供的GOOSE服务实现间隔层防误闭锁设备间数据共享，完成间隔层防误闭锁设备内的防误闭锁功能；对于现场非电动且不配置智能采集单元的设备，采用电脑钥匙锁具防误，非电动设备信号采集通过电脑钥匙锁具采集，电脑钥匙再通过串口通信将信号发送站控层后台监控系统，站控层后台监控系统将电脑钥匙采集的信息通过IEC61850标准提供的GOOSE服务发送给间隔层防误闭锁设备参与逻辑运算。
2.根据权利要求1所述的基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，其特征在于所述的站控层集中防误闭锁包括后台监控防误闭锁和远程通信服务器防误闭锁，通过站控层后台监控系统或远程通信服务器对全站所有可控对象进行控制，后台监控防误闭锁模块对通过站控层后台监控系统的控制命令进行防误逻辑闭锁判别，逻辑条件满足则允许操作，否则禁止操作；远程通信服务器防误闭锁模块对来自调度系统通过远程通信服务器的控制命令进行防误逻辑闭锁判别，逻辑条件满足允许操作，否则禁止操作。
3.根据权利要求1所述的基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，其特征在于所述的间隔层分散防误闭锁是指间隔设备防误闭锁模块各自完成对间隔层防误闭锁设备内的控制操作进行防误逻辑判别，通过IEC61850标准提供的GOOSE服务实现间隔层防误闭锁设备间数据共享。
4.根据权利要求1所述的基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，其特征在于所述的站控层后台监控系统和远程通信服务器之间采用遥控互锁是指远程通信服务器和站控层后台监控系统之间通过UDP广播实现遥控操作互锁，站控层后台监控系统通过遥控闭锁广播对远程通信服务器进行控制闭锁，控制操作完毕通过遥控解锁广播对远程通信服务器进行控制解锁；远程通信服务器通过遥控闭锁广播对站控层后台监控系统进行控制闭锁，控制操作完毕通过遥控解锁广播对站控层后台监控系统进行控制解锁，站控层后台监控系统或远程通信服务器长时间处于遥控互锁状态时间超过规定时间后，站控层后台监控系统或远程通信服务器能够自动解锁。
5.根据权利要求1所述的基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，其特征在于所述的5个主要子功能模块在系统中是按照以下逻辑关系进行设计，实现全站系统的防误闭锁：远程通信服务器收到调度端发控制命令后，远程通信服务器防误闭锁模块进行逻辑判别，条件允许，则转发遥控命令至间隔层防误闭锁设备，否则返回闭锁控制失败信息；
站控层后台监控系统收到控制命令后，后台监控防误闭锁模块进行逻辑判别，条件允许，则转发遥控命令至间隔层防误闭锁设备，否则返回闭锁控制失败信息；间隔层防误闭锁设备收到站控层后台监控系统或远程通信服务器控制命令后，间隔设备防误闭锁模块再进行逻辑判别，条件允许，则允许控制操作，否则返回闭锁控制失败信息；操作非电动设备时，首先通过电脑钥匙就地采集非电动设备状态信息，电脑钥匙锁具通过串口通信与站控层后台监控系统进行数据交互，后台监控防误闭锁模块对其进行逻辑判别，逻辑允许，则站控层后台监控系统向电脑钥匙锁具发送解锁编码，电脑钥匙收到解锁编码对对应的非电动设备进行解锁操作。
6.根据权利要求1所述的基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，其特征在于站控层后台监控系统采用通过IEC61850标准提供的GOOSE服务通过网络发送数据信息，间隔层防误闭锁设备通过GOOSE方式接收后台数据信息。

基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种电力系统的防误闭锁设计方法，尤其涉及一种基于IEC61850标准的数字化变电站自动化系统防误闭锁设计方法。属于电力自动化技术领域。\n背景技术\n[0002] 在变电站自动化测量控制过程中，为了防止误操作的发生，要求站内系统具备防误闭锁功能，常见的防误闭锁有机械闭锁、电磁闭锁、电气二次防误闭锁与微机防误闭锁。\n机械闭锁是靠设备操作机构的机械结构制约而达到相互联锁的闭锁方式，这种闭锁只能在一体化隔离开关或成套开关柜中实现，对于分开布置的设备之间的闭锁无能为力；电磁闭锁是利用开关、隔离开关、设备网门等辅助接点，接通或断开需要闭锁的隔离开关等电磁锁电源使其操作机构无法转动而达到设备互锁的装置，隔离开关辅助接点由于机械原因不能正确动作且电磁锁由于密封性较差，往往进水生锈而无法灵活动作；电气防误操作是建立在二次操作回路上的一种防误功能，一般通过断路器和开关的辅助接点，在其操作二次回路上串入并相互联锁来实现。但是二次回路接线复杂，另外，电动操作的隔离开关和接地开关的二次操作回路绝缘破坏还极易导致开关的误拉和误合；微机防误闭锁系统通过专门的五防机微机软件规则库和现场锁具实现防误闭锁，但微机系统故障而解除闭锁时，″五防″功能完全失去。传统防误闭锁方式已不能满足要求，而作为变电站综合自动化运用发展方向的微机防误闭锁系统，与间隔设备防误闭锁没有统一的接口，微机防误闭锁系统逻辑规则无法与间隔设备防误闭锁逻辑共享，在功能方面还有待进一步完善和提高。\n[0003] 随着数字化变电站建设逐步实施和IEC61850标准的应用不断趋于成熟，为变电站自动化系统的防误闭锁提供了新的思路和实现方法。\n发明内容\n[0004] 为了解决现有技术的不足，本发明目的在于提供一种基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，解决站内所有防误闭锁逻辑规则统一配置管理问题，通过站控层与间隔层两级防误闭锁，并结合电脑钥匙锁具防误，防止误操作的发生，提高运行的安全可靠性，提供方便的运行维护管理手段。\n[0005] 为实现上述发明目的，根据上述思想设计，本发明是通过以下的技术方案来设计的：\n[0006] 一种基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，其特征在于采用5个子功能模块：防误闭锁逻辑配置管理模块、后台监控防误闭锁模块、远程通信服务器防误闭锁模块、间隔设备防误闭锁模块、电脑钥匙防误闭锁模块；采用站控层集中防误闭锁和间隔层分散防误闭锁相结合的方式，设计全站系统的两级防误闭锁体系，对全站防误闭锁逻辑规则进行统一配置管理，站控层后台监控系统和远程通信服务器之间采用遥控互锁，站控层与间隔层通过IEC61850标准进行通信，实现数据交互；间隔层防误闭锁设备间通过IEC61850标准提供的GOOSE服务实现间隔间数据共享，完成间隔内的防误闭锁功能；对于现场非电动且不配置智能采集单元的设备，采用电脑钥匙锁具防误，非电动设备信号采集通过电脑钥匙锁具采集，电脑钥匙再通过串口通信将信号发送后台监控系统，后台监控系统将电脑钥匙采集的信息通过IEC61850标准提供的GOOSE服务发送给间隔设备参与逻辑运算。\n[0007] 前述的基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，其特征在于所述的全站防误闭锁逻辑规则进行统一配置管理是指全站的防误闭锁逻辑只需要输入一次，由后台监控系统自动生成后台监控、远程通信服务器及各间隔设备防误逻辑规则库，通过网络直接下载到各设备，实现全站防误逻辑的统一配置管理。\n[0008] 前述的基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，其特征在于所述的站控层集中防误闭锁包括后台监控防误闭锁和远程通信服务器防误闭锁，通过后台监控或远程通信服务器对全站所有可控对象进行控制，后台监控防误闭锁模块对通过后台监控系统的控制命令进行防误逻辑闭锁判别，逻辑条件满足则允许操作，否则禁止操作；远程通信服务器防误闭锁模块对来自调度系统通过远程通信服务器的控制命令进行防误逻辑闭锁判别，逻辑条件满足允许操作，否则禁止操作。\n[0009] 前述的基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，其特征在于所述的间隔层分散防误闭锁是指间隔设备防误闭锁模块各自完成对间隔内的控制操作进行防误逻辑判别，通过IEC61850标准提供的GOOSE服务实现间隔间数据共享。\n[0010] 前述的基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，其特征在于所述的站控层后台监控系统和远程通信服务器之间采用遥控互锁是指远程通信服务器和后台监控系统之间通过UDP广播实现遥控操作互锁，后台监控系统通过遥控闭锁广播对远程通信服务器进行控制闭锁，控制操作完毕通过遥控解锁广播对远程通信服务器进行控制解锁；远程通信服务器通过遥控闭锁广播对后台监控系统进行控制闭锁，控制操作完毕通过遥控解锁广播对远后台监控系统进行控制解锁，后台监控系统或远程通信服务器长时间处于遥控互锁状态时间超过规定时间后，后台监控系统或远程通信服务器能够自动解锁。\n[0011] 前述的基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，其特征在于所述的5个主要子功能模块在系统中是按照以下逻辑关系进行设计，实现全站系统的防误闭锁：远程通信服务器收到调度端发控制命令后，远程通信服务器防误闭锁模块进行逻辑判别(包括与后台监控系统的遥控互锁判别)，条件允许，则转发遥控命令至间隔设备，否则返回闭锁控制失败信息；后台监控系统收到控制命令后，后台监控防误闭锁模块进行逻辑判别(包括与远程通信服务器的遥控互锁判别)，条件允许，则转发遥控命令至间隔设备，否则返回闭锁控制失败信息；间隔收到后台监控系统或远程通信服务器控制命令后，间隔设备防误闭锁模块再进行逻辑判别，条件允许，则允许控制操作，否则返回闭锁控制失败信息；操作非电动设备时，首先通过电脑钥匙就地采集非电动设备状态信息，电脑钥匙锁具通过串口通信与后台监控进行数据交互，后台监控防误闭锁模块对进行逻辑判别，逻辑允许，则后台监控系统向电脑钥匙锁具发送解锁编码，电脑钥匙收到解锁编码对对应的非电动设备进行解锁操作。\n[0012] 前述的基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，其特征在于后台监控系统采用通过IEC61850标准提供的GOOSE服务通过网络发送数据信息，间隔设备通过GOOSE方式接收后台数据信息。\n[0013] 本发明的有益效果是：本发明弥补传统防误闭锁的不足，减少二次回路线路连接，简化施工；提供统一的防误闭锁逻辑配置管理，保证防误闭锁逻辑规则一致性；站控层后台监控和远程通信服务器、间隔层两级防误闭锁，实现防误冗余，互相补充，解决防误盲点，提高系统运行的安全可靠性。\n附图说明\n[0014] 图1为全站系统防误闭锁功能组网结构示意图；\n[0015] 图2为全站系统防误闭锁功能统一配置管理示意图；\n[0016] 图3为全站系统防误闭锁功能模块逻辑关系示意图。\n具体实施方式\n[0017] 图1为本发明的全站系统防误闭锁功能组网结构示意图，图2为全站系统防误闭锁功能统一配置管理示意图，图3为全站系统防误闭锁功能模块逻辑关系示意图，以下结合附图对本发明作具体的介绍。\n[0018] 本发明的基于IEC61850标准的全站系统防误闭锁设计方法，采用站控层集中防误闭锁和间隔层分散防误闭锁相结合的方式，设计全站系统的两级防误闭锁体系，对全站防误闭锁逻辑规则进行统一配置管理，站控层后台监控系统和远程通信服务器之间采用遥控互锁，站控层与间隔层通过IEC61850标准进行通信，实现数据交互；间隔层防误闭锁设备间通过IEC61850标准提供的GOOSE服务实现间隔层防误闭锁设备间数据共享，完成间隔层防误闭锁设备内的防误闭锁功能；对于现场非电动且不配置智能采集单元的设备，采用电脑钥匙锁具防误，非电动设备信号采集通过电脑钥匙锁具采集，电脑钥匙再通过串口通信将信号发送站控层后台监控系统，站控层后台监控系统将电脑钥匙采集的信息通过IEC61850标准提供的GOOSE服务发送给间隔层防误闭锁设备与逻辑运算。\n[0019] 如图1所示，图1为全站系统防误闭锁功能组网结构示意图，本发明的防误闭锁功能实现方法包括5个主要模块：防误闭锁逻辑配置管理模块，后台监控防误闭锁模块，远程通信服务器防误闭锁模块，间隔设备防误闭锁模块，电脑钥匙防误闭锁模块。其中防误闭锁逻辑配置管理模块集成到站控层后台监控系统中实现，后台监控防误闭锁模块集成到站控层后台监控系统中实现，远程通信服务器防误闭锁模块集成到通信服务器设备中实现，间隔设备防误闭锁模块集成到间隔层防误闭锁设备实现，电脑钥匙防误闭锁模块在电脑匙防锁具中实现。网络中间隔设备采集信号后通过网络按照IEC61850标准规约格式将数据发送给后台监控和远程通信服务器。同时接收来自后台监控和远程通信服务器控制命令。间隔设备间的数据通信不依赖后台监控和远程通信服务器，直接通过IEC61850标准提供的GOOSE服务实现间隔间数据共享。电脑钥匙与后台监控通过串口进行通信交互解挂锁信息，然后通过电脑钥匙对非电动设备进行解锁。\n[0020] 图2为全站系统防误闭锁功能统一配置管理示意图，全站的防误闭锁逻辑只需要输入一次，通过防误闭锁逻辑配置管理模块生成全站防误闭锁逻辑规则库，同时自动分解生成各间隔层防误闭锁设备逻辑规则库，通过网络发送给后台监控防误闭锁模块、远程通信服务器防误闭锁模块和间隔设备防误闭锁模块实现全站防误闭锁逻辑规则库共享。\n[0021] 站控层集中防误闭锁包括后台监控防误闭锁和远程通信服务器防误闭锁，通过站控层后台监控系统或远程通信服务器对全站所有可控对象进行控制，后台监控防误闭锁模块对通过站控层后台监控系统的控制命令进行防误逻辑闭锁判别，逻辑条件满足则允许操作，否则禁止操作；远程通信服务器防误闭锁模块对来自调度系统通过远程通信服务器的控制命令进行防误逻辑闭锁判别，逻辑条件满足允许操作，否则禁止操作。间隔设备防误闭锁模块各自完成对间隔层防误闭锁设备内的控制操作进行防误逻辑判别，通过IEC61850标准提供的GOOSE服务实现间隔间数据共享。\n[0022] 站控层后台监控系统和远程通信服务器之间采用遥控互锁，远程通信服务器和站控层后台监控系统之间通过UDP广播实现遥控操作互锁，站控层后台监控系统通过遥控闭锁广播对远程通信服务器进行控制闭锁，控制操作完毕通过遥控解锁广播对远程通信服务器进行控制解锁；远程通信服务器通过遥控闭锁广播对站控层后台监控系统进行控制闭锁，控制操作完毕通过遥控解锁广播对站控层后台监控系统进行控制解锁，站控层后台监控系统或远程通信服务器长时间处于遥控互锁状态时间超过规定时间后，站控层后台监控系统或远程通信服务器能够自动解锁。\n[0023] 图3为全站系统防误闭锁功能模块逻辑关系示意图，远程通信服务器收到调度端发控制命令后，远程通信服务器防误闭锁模块进行逻辑判别(包括与站控层后台监控系统的遥控互锁判别)，条件允许，则转发遥控命令至间隔设备，否则返回闭锁控制失败信息；\n后台监控系统收到控制命令后，后台监控防误闭锁模块进行逻辑判别(包括与远程通信服务器的遥控互锁判别)，条件允许，则转发遥控命令至间隔层防误闭锁设备，否则返回闭锁控制失败信息；间隔层防误闭锁设备收到站控层后台监控系统或远程通信服务器控制命令后，间隔设备防误闭锁模块再进行逻辑判别，条件允许，则允许控制操作，否则返回闭锁控制失败信息；操作非电动设备时，首先由电脑钥匙采集非电动设备状态信息，然后与站控层后台监控系统通过串口进行通信，后台监控设备防误闭锁模块对非电动设备操作进行逻辑判别，逻辑允许，则站控层后台监控系统通过串口通信向电脑钥匙锁具发送解锁编码，电脑钥匙防误闭锁模块收到解锁编码对对应的非电动设备进行解锁操作。\n[0024] 在本发明中站控层后台监控系统采用通过IEC61850标准提供的GOOSE服务通过网络发送数据信息，间隔层防误闭锁设备通过GOOSE方式接收后台数据信息。\n[0025] 上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术设计方法，均落在本发明的保护范围内。