智能变电站技术.ppt

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1、智能变电站技术交流智能变电站技术交流定义智能变电站智能变电站 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。概述智能变电站智能变电站智能传感技术智能传

2、感技术采用智能传感器实现采用智能传感器实现一次设备的灵活监控一次设备的灵活监控网络传输技术网络传输技术构成网络化二次回路实现构成网络化二次回路实现采样值及监控信息的网络化传输采样值及监控信息的网络化传输数字采样技术数字采样技术采用电子式互感器实现采用电子式互感器实现电压电流信号的数字化采集电压电流信号的数字化采集信息共享技术信息共享技术采用基于采用基于IEC61850(DL860)IEC61850(DL860)标标准的信息交互模型实现二次设准的信息交互模型实现二次设备间的信息高度共享和互操作备间的信息高度共享和互操作智能变电站采用了多种新技术，其整个二次系统的整体架构、配置及与一次系统的连接方

3、式与传统变电站相比均有较大变化智能变电站采用了多种新技术，其整个二次系统的整体架构、配置及与一次系统的连接方式与传统变电站相比均有较大变化同步技术同步技术采用采用 B B码、秒脉冲或码、秒脉冲或IEEEl588IEEEl588网络对时网络对时方式实现全站信息同步方式实现全站信息同步特点（1 1）间隔层和站控层设备的通信接口和模型全面支持）间隔层和站控层设备的通信接口和模型全面支持 IEC61850IEC61850标准，协标准，协议标准、开放，可实现网络化二次功能；议标准、开放，可实现网络化二次功能；（2 2）过程层由传统的电流、电压互感器逐步改变为电子式互感器，通过）过程层由传统的电流、电压互

4、感器逐步改变为电子式互感器，通过合并单元接入装置，并需进行同步；合并单元接入装置，并需进行同步；（3 3）支持与开关的智能化接口；）支持与开关的智能化接口；（4 4）一次设备向智能化发展；）一次设备向智能化发展；（5 5）一次与二次设备之间的电缆连接变为光纤连接；）一次与二次设备之间的电缆连接变为光纤连接；（6 6）多种过程层组网技术，支持与互感器的）多种过程层组网技术，支持与互感器的IEC61850-9-1IEC61850-9-1点对点、点对点、IEC61850-9-2IEC61850-9-2总线和总线和GOOSEGOOSE模式，可单独组网，也可与站控网、过程网共模式，可单独组网，也可与站控

5、网、过程网共同组网。同组网。相关术语智能电子设备智能电子设备(IED)(IED) 一个或者多个处理器协调工作的设备，它具有从或到一个外部源接受一个或者多个处理器协调工作的设备，它具有从或到一个外部源接受和发送数据和发送数据/ /控制控制( (例如电子式多功能表计、数字继电保护、测控例如电子式多功能表计、数字继电保护、测控) )的能的能力。力。智能终端智能终端又称智能操作箱，就地实现高压开关设备的遥信、遥控、保护跳闸等又称智能操作箱，就地实现高压开关设备的遥信、遥控、保护跳闸等功能，并通过基于功能，并通过基于IEC 61850IEC 61850标准的通信接口实现与过程层的通信功能。标准的通信接口

6、实现与过程层的通信功能。与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备的测量、控制等功能。实现对一次设备的测量、控制等功能。（断路器操作箱、在线监测装（断路器操作箱、在线监测装置）置）相关术语合并单元合并单元合并单元将多个互感器采集单元输出的数据进行同步合并处理，为二合并单元将多个互感器采集单元输出的数据进行同步合并处理，为二次系统提供时间同步的电流和电压数据，是将电子式互感器与变电站次系统提供时间同步的电流和电压数据，是将电子式互感器与变电站二次系统连接起来的关键环节，要满足二次系统对输出数据的同步性二次

7、系统连接起来的关键环节，要满足二次系统对输出数据的同步性、实时性、均匀性等方面的要求。、实时性、均匀性等方面的要求。主要作用：主要作用：ABCABC三相电流、电压的合并同步，并按照特定协议向间隔层三相电流、电压的合并同步，并按照特定协议向间隔层设备，发送采样值。设备，发送采样值。相关术语电子式互感器：电子式互感器：一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流或电压一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流或电压传感器组成，用于传输正比于被测量的量，以供给测量仪器、仪表和传感器组成，用于传输正比于被测量的量，以供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。继电保护或控制装置。智能

8、一次设备：智能一次设备：指变电站高压电器设备（主要包括断路器、隔离开关、变压器）具有指变电站高压电器设备（主要包括断路器、隔离开关、变压器）具有自动测量、自动控制、自动调节、自身状态监测及预警、通信功能。自动测量、自动控制、自动调节、自身状态监测及预警、通信功能。相关术语SV Sampled ValueSV Sampled Value采样值：基于发布采样值：基于发布/ /订阅机制，交换采样数据集中的采样值的相订阅机制，交换采样数据集中的采样值的相关模型对象和服务，以及这些模型对象和服务到关模型对象和服务，以及这些模型对象和服务到ISO/IEC8802-3 ISO/IEC8802-3 帧之帧之间

9、的映射。（相当于传统站的交流采样）。间的映射。（相当于传统站的交流采样）。GOOSE Generic Object Oriented Substation EventGOOSE Generic Object Oriented Substation Event GOOSE GOOSE 是一种面向通用对象的变电站事件是一种面向通用对象的变电站事件, ,是一种通信服务机制。是一种通信服务机制。主要用于实现在多主要用于实现在多IED IED 之间的信息传递，包括传输跳合闸信号（命之间的信息传递，包括传输跳合闸信号（命令），具有高传输成功概率。（相当于传统保护的开入开出回路）令），具有高传输成功概率。（

10、相当于传统保护的开入开出回路）基于基于IEC61850IEC61850体系站控层、间隔层、过程层设备及系统体系站控层、间隔层、过程层设备及系统l基于基于IEC61850IEC61850的计算机监控系统的计算机监控系统l基于基于IEC61850IEC61850的嵌入式公用接口装置的嵌入式公用接口装置l基于基于IEC61850IEC61850的保护信息子站的保护信息子站lIEC61850IEC61850系统集成组态软件系统集成组态软件l基于站控层基于站控层IEC61850IEC61850协议的成套继协议的成套继电保护、测控装置电保护、测控装置l基于站控层基于站控层IEC61850IEC61850、

11、GOOSEGOOSE、SMVSMV网络接口的成套继电保护、测控装置网络接口的成套继电保护、测控装置l基于全站过程层网络信息共享接口的基于全站过程层网络信息共享接口的集中式数字化保护及故障录波装置集中式数字化保护及故障录波装置l罗氏线圈原理电子式互感器罗氏线圈原理电子式互感器(ECT(ECT、EVT)EVT)l光学原理电子式互感器（光学原理电子式互感器（OCTOCT、OVTOVT）l智能一次设备智能一次设备l合并单元合并单元l智能终端智能终端变电站分层结构信息交互网络过程层网络，在间隔层与过程层网络，在间隔层与过程层设备之间过程层设备之间间隔层网络，负责间隔层间隔层网络，负责间隔层设备之间的通讯

12、设备之间的通讯站控层网络，在间隔层设站控层网络，在间隔层设备与站控层设备之间备与站控层设备之间物理上，间隔层网络为站控层网络的一个子物理上，间隔层网络为站控层网络的一个子集集Electric Power Research Institute of China. All rights reserved.2010站控层介绍站控层站控层又称变电站层，大致包括站控系统、站监视系统、站工程师工作又称变电站层，大致包括站控系统、站监视系统、站工程师工作台及与电网调度中心的通信系统。台及与电网调度中心的通信系统。站控层设备：包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系站控层设备：包括自动化站级监视控制系统、

13、站域控制、通信系统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能，完成数据采集和监视控制（交互功能，完成数据采集和监视控制（SCADASCADA） 、操作闭锁以及、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。站控层的功能：将变电站看作一个整体的功能。站控层功能宜高站控层的功能：将变电站看作一个整体的功能。站控层功能宜高度集成，可在一台计算机或嵌入式装置实现，也可分布在多台计度集成，可在一台计算机或嵌入式装置实现，也可分布在多台计算机或嵌入式装置中。算机或嵌

14、入式装置中。间隔层间隔层包括测量、控制组件及继电保护组件。包括测量、控制组件及继电保护组件。间隔层设备：一般指继电保护装置、系统测控装置、监测功能间隔层设备：一般指继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主组主 IEDIED等二次设备。等二次设备。间隔层功能：实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次间隔层功能：实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入设备的功能，即与各种远方输入/ /输出、传感器和控制器通信。输出、传感器和控制器通信。间隔层介绍过程层过程层又称为设备层，主要指变压器站内的变压器、断路器，隔离开又称为设备层，主要指变压器站内的变压器、断路器，隔离开关

15、及其辅助触点，电流、电压互感器等一次设备。关及其辅助触点，电流、电压互感器等一次设备。过程层设备：包括变压器、断路器、隔离开关、电流过程层设备：包括变压器、断路器、隔离开关、电流/ /电压互感电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。过程层功能：为间隔层设备服务功能，状态量和模拟量输入输过程层功能：为间隔层设备服务功能，状态量和模拟量输入输出功能，如数据采集（采样）、执行间隔层设备发出控制命令。出功能，如数据采集（采样）、执行间隔层设备发出控制命令。过程层介绍时钟同步方式常见三种对时方式：常见三种对时方式：SNTPSNT

16、P、IRIG-BIRIG-B和和IEEE1588IEEE1588。站控层的站控层的MMSMMS服务在对时精度要求不高的情况下，可以考虑采用服务在对时精度要求不高的情况下，可以考虑采用SNTPSNTP对对时。时。智能变电站间隔层和过程层的保护跳闸、断路器位置，联锁信息等实时智能变电站间隔层和过程层的保护跳闸、断路器位置，联锁信息等实时性要求高的数据传输采用性要求高的数据传输采用GOOSEGOOSE服务，过程层的采样值传输仍旧采用常服务，过程层的采样值传输仍旧采用常规连接，考虑到对时精度要求较高以及规连接，考虑到对时精度要求较高以及IEDIED设备之间通讯数据快速且高设备之间通讯数据快速且高效可靠，采用效可靠，采用IRIG-BIRIG-B对时，站内有专门的时钟设备提供统一的标准对时，站内有专门的时钟设备提供统一的标准IRIG-BIRIG-B接点和时间信息。接点和时间信息。智能变电站的过程层有智能变电站的过程层有GOOSEGOOSE和和SMVSMV网络，考虑通过以太网同步时钟并且网络，考虑通过以太网同步时钟并且需要较高的精度，过程层需要较高的精度，过程层9-29-2采样值网络传输线路差动保护