应用在超导限流器与直流断路器的控制保护系统组网结构.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202021140784.5 (22)申请日 2020.06.18 (73)专利权人 中国能源建设集团广东省电力设 计研究院有限公司 地址 510663 广东省广州市黄埔区广州科 学城天丰路1号 专利权人 北京四方继保自动化股份有限公 司 (72)发明人 杨伟涛王建武曹浪恒李清波 潘靖金晶王愿谢珩梅红明 董天雪周鹏 (74)专利代理机构 北京林达刘知识产权代理事 务所(普通合伙) 11277 代理人 刘新宇 (51)Int.Cl. H02J 1/00(2006.01) H02H 。

2、9/02(2006.01) H02H 7/26(2006.01) (54)实用新型名称 应用在超导限流器与直流断路器的控制保 护系统组网结构 (57)摘要 本实用新型涉及一种应用在超导限流器与 直流断路器的控制保护系统组网结构， 所述控制 保护系统包括多个换流器控制主站、 多个保护主 机， 所述换流器控制主站用于控制所述换流器控 制主站包括的换流器， 保护主机用于进行换流器 保护和线路保护， 其中： 多个所述换流器控制主 站与多个所述保护主机的组网结构被配置为LAN 网结构。 通过以上组网结构， 本实用新型实施例 可以实现控制主站和保护主机之间的信息传输， 有利于保护主机在线路故障时将信息传输。

3、至控 制主站， 实现数据的直接传输共享， 使得控制主 站迅速实现换流器控制， 降低了延时， 提升了电 网工作的安全性。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 212343322 U 2021.01.12 CN 212343322 U 1.一种应用在超导限流器与直流断路器的控制保护系统组网结构， 其特征在于， 所述 控制保护系统包括多个换流器控制主站、 多个保护主机， 所述换流器控制主站用于控制所 述换流器控制主站包括的换流器， 保护主机用于进行换流器保护和线路保护， 其中： 多个所述换流器控制主站与多个所述保护主机的组网结构被配置为LAN网结构。 2.根据权利要求1所述的组网结构， 其特。

4、征在于， 所述控制保护系统还包括控制主机， 所述控制主机用于控制多个所述换流器控制主站， 其中， 所述控制主机与多个所述换流器控制主站的组网结构被配置为分层组网结构。 3.根据权利要求2所述的组网结构， 其特征在于， 所述控制主机、 所述换流器控制主站、 所述保护主机的组网结构被配置为环形组网结构。 4.根据权利要求1所述的组网结构， 其特征在于， 所述换流器控制主站还用于控制其他 换流器控制主站。 5.根据权利要求2所述的组网结构， 其特征在于， 所述控制主机与所述保护主机的组网 结构被配置为LAN网结构， 其中， 所述控制主机用于通过LAN网与所述保护主机进行透明传输。 6.根据权利要求1。

5、所述的组网结构， 其特征在于， 所述控制保护系统还包括多个超导限 流器控制子站、 多个直流断路器控制子站， 所述超导限流器控制子站用于控制所述超导限 流器控制子站包括的超导限流器， 所述直流断路器控制子站用于控制所述直流断路器控制 子站包括的直流断路器， 其中， 所述换流器控制主站与所述超导限流器控制子站、 所述直流断路器控制子站的组网结 构被配置为LAN网结构。 7.根据权利要求1所述的组网结构， 其特征在于， 所述换流器控制主站还用于控制所述 换流器控制主站包括的超导限流器及直流断路器。 8.根据权利要求6所述的组网结构， 其特征在于， 所述保护主机与所述直流断路器控制 子站、 所述超导限。

6、流器控制子站的组网结构被配置为LAN网结构， 其中， 所述保护主机用于当发生线路故障时通过LAN网控制所述直流断路器控制子站断路， 和/或， 控制所述超导限流器控制子站旁路超导限流器。 9.根据权利要求1所述的组网结构， 其特征在于， 所述保护主机包括换流器保护主机和 线路保护主机， 所述换流器保护主机用于换流器保护， 所述线路保护主机用于线路保护， 所 述换流器保护主机和线路保护主机的组网结构被配置为环形组网结构。 10.根据权利要求9所述的组网结构， 其特征在于， 所述线路保护主机用于当执行线路 保护动作时通过所述环形组网结构通知所述换流器保护主机切换保护定值。 权利要求书 1/1 页 2。

7、 CN 212343322 U 2 应用在超导限流器与直流断路器的控制保护系统组网结构 技术领域 0001 本实用新型涉及电气设备技术领域， 尤其涉及一种应用在超导限流器与直流断路 器的控制保护系统组网结构。 背景技术 0002 目前， 直流电网工程中， 直流电网的控制保护策略采用分层控制保护， 第一层为控 制保护主机为上层控制保护， 即为系统控制保护； 第二层为直流电网下层控制。 相关技术的 直流电网中， 应用在超导限流器与直流断路器的控制保护系统组网结构无法适应规模化的 发展， 无法适应低延时、 高安全的需要。 实用新型内容 0003 技术问题 0004 有鉴于此， 本实用新型要解决的技术。

8、问题是， 提出一种新的应用在超导限流器与 直流断路器的控制保护系统组网结构， 以降低延时、 提高电网安全。 0005 解决方案 0006 为了解决上述技术问题， 根据本实用新型的一实施例， 提供了一种应用在超导限 流器与直流断路器的控制保护系统组网结构， 所述控制保护系统包括多个换流器控制主 站、 多个保护主机， 所述换流器控制主站用于控制所述换流器控制主站包括的换流器， 保护 主机用于进行换流器保护和线路保护， 其中： 0007 多个所述换流器控制主站与多个所述保护主机的组网结构被配置为LAN网结构。 0008 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 所述控制保护系统还包括控制主 机，。

9、 所述控制主机用于控制多个所述换流器控制主站， 其中， 0009 所述控制主机与多个所述换流器控制主站的组网结构被配置为分层组网结构。 0010 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 所述控制主机、 所述换流器控制主 站、 所述保护主机的组网结构被配置为环形组网结构。 0011 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 所述换流器控制主站还用于控制 其他换流器控制主站。 0012 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 所述控制主机与所述保护主机的 组网结构被配置为LAN网结构， 其中， 0013 所述控制主机用于通过LAN网与所述保护主机进行透明传输。 0014 对于上述组。

10、网结构， 在一种可能的实现方式中， 所述控制保护系统还包括多个超 导限流器控制子站、 多个直流断路器控制子站， 所述超导限流器控制子站用于控制所述超 导控制子站包括的超导限流器， 所述直流断路器控制子站用于控制所述直流断路器控制子 站包括的直流断路器， 其中， 0015 所述换流器控制主站与所述超导限流器控制子站、 所述直流断路器控制子站的组 网结构被配置为LAN网结构。 说明书 1/5 页 3 CN 212343322 U 3 0016 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 所述换流器控制主站还用于控制 所述换流器控制主站包括的超导限流器及直流断路器。 0017 对于上述组网结构， 。

11、在一种可能的实现方式中， 所述保护主机与所述直流断路器 控制子站、 所述超导限流器控制子站的组网结构被配置为LAN网结构， 其中， 0018 所述保护主机用于当发生线路故障时通过LAN网控制所述直流断路器控制子站断 路， 和/或， 控制所述超导限流器控制子站旁路超导限流器。 0019 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 所述保护主机包括换流器保护主 机和线路保护主机， 所述换流器保护主机用于换流器保护， 所述线路保护主机用于线路保 护， 所述换流器保护主机和线路保护主机的组网结构被配置为环形组网结构。 0020 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 所述线路保护主机用于当执行。

12、线 路保护动作时通过所述环形组网结构通知所述换流器保护主机切换保护定值。 0021 有益效果 0022 通过以上组网结构， 本实用新型实施例可以实现控制主站和保护主机之间的信息 传输， 有利于保护主机在线路故障时将信息传输至控制主站， 实现数据的直接传输共享， 使 得控制主站迅速实现换流器控制， 降低了延时， 提升了电网工作的安全性。 0023 根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明， 本实用新型的其它特征及方面将 变得清楚。 附图说明 0024 包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新 型的示例性实施例、 特征和方面， 并且用于解释本实用新型的原理。 0025 。

13、图1示出了根据本实用新型一实施方式的应用在超导限流器与直流断路器的控制 保护系统组网结构的示意图。 0026 图2示出了根据本实用新型应用在超导限流器与直流断路器的控制保护系统组网 结构的示意图。 具体实施方式 0027 以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、 特征和方面。 附图中 相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。 尽管在附图中示出了实施例的各种方面， 但 是除非特别指出， 不必按比例绘制附图。 0028 在这里专用的词 “示例性” 意为 “用作例子、 实施例或说明性” 。 这里作为 “示例性” 所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。 0029 另外， 为了更。

14、好的说明本实用新型， 在下文的具体实施方式中给出了众多的具体 细节。 本领域技术人员应当理解， 没有某些具体细节， 本实用新型同样可以实施。 在一些实 例中， 对于本领域技术人员熟知的方法、 手段、 元件和电路未作详细描述， 以便于凸显本实 用新型的主旨。 0030 在相关技术中， 直流电网的上层只有控制与下层控制之间构建点对点过程层通 讯， 上层保护与下层控制之间不构建通讯链路， 上层保护之间不构建网络链路， 上层保护之 间、 上层保护与下层控制主站交互数据只能通过上层控制实现， 增加了通讯延时， 造成控制 说明书 2/5 页 4 CN 212343322 U 4 主站、 保护主机的切换延时。

15、， 对直流电网及换流器相关设备不利， 容易造成安全事故。 0031 本实用新型实施例提出了一种新型的电控控制保护系统的组网结构， 实现控制主 站、 保护主机之间的低延时切换， 提高安全性， 保护相关设备， 避免安全事故的发生。 0032 请参阅图1， 图1示出了根据本实用新型一实施方式的应用在超导限流器与直流断 路器的控制保护系统组网结构的示意图。 0033 如图1所示， 所述控制保护系统包括多个换流器控制主站10、 多个保护主机20， 所 述换流器控制主站10用于控制所述换流器控制主站10包括的换流器， 保护主机用于进行换 流器保护和线路保护， 其中： 0034 多个所述换流器控制主站10与。

16、多个所述保护主机20的组网结构被配置为LAN网结 构。 0035 通过以上组网结构， 本实用新型实施例可以实现控制主站和保护主机之间的信息 传输， 有利于保护主机在线路故障时将信息传输至控制主站， 实现数据的直接传输共享， 使 得控制主站迅速实现换流器控制， 降低了延时， 提升了电网工作的安全性。 0036 在一个示例中， 控制主站可以实现本站的顺序控制、 功率控制等， 也可以实现其他 的功能， 本实用新型实施例对此不做限定， 本领域技术人员可以参考相关技术设定控制主 站的功能。 0037 应该说明的是， 本实用新型实施例对控制主站的数目和保护主机的数目不做限 定， 本领域技术人员可以根据实际。

17、情况确定， 或根据需要设定。 0038 本实用新型实施例中的LAN网结构可以指过程层设备级LAN网。 0039 本实用新型实施例对如何实现控制主站和保护主机的数据传输的具体实施方式 不做限定， 本领域技术人员可以采用相关技术实现网络的搭建， 从而实现数据传输。 0040 本实用新型实施例的控制保护系统， 还可以包括多种电气设备， 且各种电气设备 之间的组网结构可以被分别设置， 以实现各个电气设备之间(例如控制主站和保护主机)的 数据传输， 在进行网络结构的布置， 实现数据传输功能时， 可以采用专用硬件电路实现， 也 可以通过通用处理硬件(例如CPU、 单片机、 现场可编程逻辑器件FPGA等)结。

18、合可执行逻辑指 令实现， 以执行主控组件的工作过程， 其中， 可执行逻辑指令可以基于现有技术手段实现。 本实用新型对主控组件的具体实现方式不做限定。 0041 本实用新型实施例对各个电气设备的实现方式不做限定， 本领域技术人员可以参 考相关技术实现。 0042 在一个示例中， 本实用新型实施例可以将多个控制主站的组网结构配置为Y型组 网结构， 以实现多个控制主站之间的信息传输， 降低控制主站之间的传输延时。 0043 在一个示例中， 本实用新型实施例可以将多个保护主机的组网结构配置为Y型组 网结构， 以实现保护主机之间的信息传输， 降低保护主机之间的传输延时。 0044 请参阅图2， 图2示出。

19、了根据本实用新型应用在超导限流器与直流断路器的控制保 护系统组网结构的示意图。 0045 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 如图2所示， 所述控制保护系统还 可以包括控制主机20， 所述控制主机20用于控制多个所述换流器控制主站10， 其中， 0046 所述控制主机30与多个所述换流器控制主站10的组网结构被配置为分层组网结 构。 说明书 3/5 页 5 CN 212343322 U 5 0047 在一个示例中， 控制主机可以实现多端直流系统有功功率、 无功功率协调分配， 从 而实现对控制主站的控制， 本实用新型实施例对控制主机的实现方式不做限定， 控制主机 也可以实现其他的控制功。

20、能， 本领域技术人员可以参考相关技术实现。 0048 本实用新型实施例中的分层组网结构是指： 0049 通过将控制主机与控制主站的组网结构设置为分层组网结构， 本实用新型实施例 可以实现控制主机和控制主站快速的数据传输， 使得控制主机与控制主站之间的时延降 低， 提升电网工作的安全性。 0050 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 所述控制主机30、 所述换流器控制 主站10、 所述保护主机30的组网结构被配置为环形组网结构。 0051 通过将控制主机、 换流器控制主站、 保护主机的组网结构设置为环形组网结构， 本 实用新型实施例可以实现控制主机、 换流器控制主站、 保护主机之间快速。

21、的数据传输， 使得 控制主机与控制主站之间的时延降低， 提升电网工作的安全性。 0052 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 所述换流器控制主站10还可以用 于控制其他换流器控制主站。 0053 在一个示例中， 可以在控制主站中集成控制主机的功能， 这样， 任意一个控制主站 可以根据多端直流系统运行方式调整每个换流器控制主机主站即控制本站换流器同时起 到协调控制主机功能， 降低单一协调控制主机故障或退出时需要多端直流系统无法协调控 制风险。 0054 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 如图2所示， 所述保护主机20可以 包括换流器保护主机210和线路保护主机220， 所述。

22、换流器保护主机210用于换流器保护， 所 述线路保护主机220用于线路保护， 所述换流器保护主机210和线路保护主机220的组网结 构被配置为环形组网结构。 0055 通过将所述换流器保护主机和线路保护主机的组网结构设置为环形组网结构， 本 实用新型实施例可以实现换流器保护主机和线路保护主机之间快速的数据传输， 使得换流 器保护主机和线路保护主机之间的时延降低， 提升电网工作的安全性。 保护主机之间通过 同一LAN网数据传输利于保护主机根据保护动作信息快速切换不同的保护定值。 且利于多 端直流系统中某端直流。 保护检测到直流系统故障后快速通知相关保护主机切换保护定 值， 增加了保护主机与直流断。

23、路器通讯链路， 降低了直流断路器开断时间。 0056 本实用新型实施例可以将换流器保护主机210和线路保护主机220集成为一个保 护主机， 实现一个保护主机同时保护换流器区域、 直流线路区域， 也可以将换流器保护主机 210和线路保护主机220分开设置， 以实现对换流器区域、 直流线路区域分别控制。 0057 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 所述线路保护主机220用于当执行 线路保护动作时通过所述环形组网结构通知所述换流器保护主机210切换保护定值， 从而 降低多端直流同时停运风险。 0058 本实用新型实施例对保护定值的具体大小不做限定， 本领域技术人员可以根据实 际情况确定。。

24、 0059 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 所述控制主机30与所述保护主机 20的组网结构被配置为LAN网结构， 其中， 所述控制主机30用于通过LAN网与所述保护主机 进行透明传输。 说明书 4/5 页 6 CN 212343322 U 6 0060 在一个示例中LAN网结构可以为过程层设备级LAN网结构。 0061 通过将控制主机与保护主机的组网结构配置为LAN网结构， 本实用新型实施例中， 控制主机与保护主机构建点对点过程层设备级网络， 控制主机能够透传(透明传输， pass- through)线路保护主机动作信息至相关换流器保护主机， 增加系统的可靠性。 0062 对于上。

25、述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 如图2所示， 所述控制保护系统还 包括多个超导限流器控制子站40、 多个直流断路器控制子站50， 所述超导限流器控制子站 40用于控制所述超导控制子站40包括的超导限流器， 所述直流断路器控制子站50用于控制 所述直流断路器控制子站50包括的直流断路器， 其中， 0063 所述换流器控制主站10与所述超导限流器控制子站40、 所述直流断路器控制子站 50的组网结构被配置为LAN网结构。 0064 通过将所述换流器控制主站与所述超导限流器控制子站、 所述直流断路器控制子 站的组网结构被配置为LAN网结构， 本实用新型实施例的所述换流器控制主站与所述超导 限。

26、流器控制子站、 所述直流断路器控制子站之间可以实现快速的数据传输， 控制主站可以 根据直流断路器控制子站、 超导限流器控制子站传来的信息判断是否需要开断直流断路 器、 旁路超导限流器， 在直流线路、 换流器直流区域故障时对换流器设备、 超导限流器设备 进行保护。 0065 对于上述组网结构， 在一种可能的实现方式中， 所述换流器控制主站还用于控制 所述换流器控制主站包括的超导限流器及直流断路器。 0066 在一个示例中， 可以将前述的超导限流器控制子站40和直流断路器控制子站50集 成在控制主站10中， 从而进一步降低通信链路的延时， 确保信息的及时、 准确传达。 0067 对于上述组网结构，。

27、 在一种可能的实现方式中， 所述保护主机与所述直流断路器 控制子站、 所述超导限流器控制子站的组网结构被配置为LAN网结构， 其中， 0068 所述保护主机用于当发生线路故障时通过LAN网控制所述直流断路器控制子站断 路， 和/或， 控制所述超导限流器控制子站旁路超导限流器。 0069 通过将所述保护主机与所述直流断路器控制子站、 所述超导限流器控制子站的组 网结构被配置为LAN网结构， 本实用新型实施例可以实现所述保护主机与所述直流断路器 控制子站、 所述超导限流器控制子站之间的快速通信， 以降低通信链路的延时， 当直流线路 保护主机发生线路故障并执行保护动作时可以通过点对点过程层设备级网络。

28、(LAN网)快速 开断直流断路器， 并且， 当直流线路电流过高时超导限流器控制子站可以旁路超导限流器 以保护相关设备。 0070 本实用新型涉及的控制网络结构采用新型组网结构， 具有分层式、 开发式的优点。 对控制主站和保护主机功能进行优化设计、 清晰划分， 保证功能和系统各部分的负载分布 合理， 运行可靠， 各子系统间独立， 各层次之间的耦合关系减少， 避免某一部分的故障影响 整个系统的运行。 0071 以上所述， 仅为本实用新型的具体实施方式， 但本实用新型的保护范围并不局限 于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内， 可轻易想到变化 或替换， 都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。 因此， 本实用新型的保护范围应以所述权 利要求的保护范围为准。 说明书 5/5 页 7 CN 212343322 U 7 图1 图2 说明书附图 1/1 页 8 CN 212343322 U 8 。