智能变电站简介.ppt

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数字化变电站系统数字化变电站系统简介简介兰州倚能电力设计咨询有限公司兰州倚能电力设计咨询有限公司20092009年年99月月0数字化变电站试点工作概述数字化变电站试点工作概述智能化是当今电网发展的新趋势智能化是当今电网发展的新趋势数字化变电站是智能电网建设的物理基础数字化变电站是智能电网建设的物理基础数字化变电站试点应用是目前电网建设和数字化变电站试点应用是目前电网建设和变电站技术发展的新热点变电站技术发展的新热点数字化变电站成为未来变电站自动化技术数字化变电站成为未来变电站自动化技术的发展趋势和方向的发展趋势和方向1变电站二次系统的两次变革变电站二次系统的两次变革保护微机化保护微机化以计算机网络为基础的变电站自动化以计算机网络为基础的变电站自动化常规综自站：

二次设备已经数字化，常规综自站：

二次设备已经数字化，但使用电缆连接。

但使用电缆连接。

数字化变电站成为发展趋势数字化变电站成为发展趋势2数字化变电站发展背景数字化变电站发展背景3常规综自站的固有问题：

常规综自站的固有问题：

电缆连接，二次系统复杂电缆连接，二次系统复杂模拟信号电磁干扰、附加误差大模拟信号电磁干扰、附加误差大二次回路安全：

电流开路、两点接地、电压短路、控二次回路安全：

电流开路、两点接地、电压短路、控制回路接地、饱和铁磁谐振制回路接地、饱和铁磁谐振一次过电压引起二次设备异常和故障一次过电压引起二次设备异常和故障变电站内、控制中心之间没有完全信息共享平台，测变电站内、控制中心之间没有完全信息共享平台，测量环节多，维护量大量环节多，维护量大缺乏统一信息模型和通信标准，集成难度大，设备重缺乏统一信息模型和通信标准，集成难度大，设备重复配置使用，设备浪费。

复配置使用，设备浪费。

4数字化变电站概念数字化变电站概念数字化变电站是指用数字通信技术实现设数字化变电站是指用数字通信技术实现设备间信息交换的变电站备间信息交换的变电站智能化一次设备、网络化的二次设备智能化一次设备、网络化的二次设备以以IEC61850通信协议为基础分层构建通信协议为基础分层构建智能设备信息共享、互操作。

智能设备信息共享、互操作。

5数字化变电站的优势和影响数字化变电站的优势和影响二次系统安全性提升二次系统安全性提升无绝缘问题无绝缘问题光纤连接，一、二次设备电气上有效隔离光纤连接，一、二次设备电气上有效隔离消除电缆损耗、电器兼容、传导性电磁干扰消除电缆损耗、电器兼容、传导性电磁干扰不存在常规互感器开路、短路或两点接地产生的危险不存在常规互感器开路、短路或两点接地产生的危险采集环节数字化，有效抑制一次设备故障对二次系统采集环节数字化，有效抑制一次设备故障对二次系统的影响的影响6数字化变电站的优势和影响数字化变电站的优势和影响测量精度和动态性能提高测量精度和动态性能提高数字式互感器测量、采集输出数字化，光纤传输，数字式互感器测量、采集输出数字化，光纤传输，在实现原理方面从根本上避免传统互感器电磁饱和、在实现原理方面从根本上避免传统互感器电磁饱和、铁磁谐振等不利因素铁磁谐振等不利因素提高测量精度提高测量精度数字式互感器频率响应宽，动态特性好，可进行暂态数字式互感器频率响应宽，动态特性好，可进行暂态电流和直流的测量，为保护、自动装置提供更加准确的电电流和直流的测量，为保护、自动装置提供更加准确的电气暂态特性气暂态特性，为计量测量装置提供更准确的测量值，减少，为计量测量装置提供更准确的测量值，减少负荷大范围变化引起更换负荷大范围变化引起更换CT的工作的工作7数字化变电站的优势和影响数字化变电站的优势和影响变电站设计思想的变革变电站设计思想的变革传统变电站二次系统设计：

面向间隔传统变电站二次系统设计：

面向间隔数字化变电站二次系统设计转向采集和执行单元面向设备的设计思数字化变电站二次系统设计转向采集和执行单元面向设备的设计思想：

想：

根据一次系统配置，应用配置工具，引入根据一次系统配置，应用配置工具，引入“虚点、虚拟端子、虚点、虚拟端子、虚拟变电站虚拟变电站”等技术，实现二次系统的逻辑设计、测试和监视功能，等技术，实现二次系统的逻辑设计、测试和监视功能，在设备厂家全部配置、调试完成在设备厂家全部配置、调试完成全站信息一处采集，全网共享全站信息一处采集，全网共享录波、母差、接地选线、低频减载、五防等功能实现更容易录波、母差、接地选线、低频减载、五防等功能实现更容易功能单元在硬件、软件上趋于简单化、标准化、装设就地化功能单元在硬件、软件上趋于简单化、标准化、装设就地化8数字化变电站的优势和影响数字化变电站的优势和影响变电站建设模式的变革变电站建设模式的变革光缆取代电缆，更易于光缆取代电缆，更易于GIS设备集成设备集成占地面积减少，土建工程量降低占地面积减少，土建工程量降低二次回路简化，大幅减少铜质电缆用量二次回路简化，大幅减少铜质电缆用量二次系统建设、调试免对线、对点，二次系统建设、调试免对线、对点，实现实现“最大化工厂工作量，最小化现场工作量最大化工厂工作量，最小化现场工作量”：

过：

过程层装置可在设备厂家调试完成，现场只进行光缆连接，程层装置可在设备厂家调试完成，现场只进行光缆连接，现场工作简单且更有质量保证，减少建设、调试工程量，现场工作简单且更有质量保证，减少建设、调试工程量，成倍缩短建设工期成倍缩短建设工期建成后运维更简单建成后运维更简单9数字化变电站的优势和影响数字化变电站的优势和影响信息平台化处理信息平台化处理“高质量高质量”信息数据信息数据“同步、全站、唯一、标准同步、全站、唯一、标准”，网络化信息平台共享网络化信息平台共享“同步同步”：

全网信息同一时钟同步：

全网信息同一时钟同步“全站全站”：

站内各类信息完备：

站内各类信息完备“唯一唯一”：

一处采集，全网共享：

一处采集，全网共享“标准标准”：

符合：

符合IEC61850系列标准，具备系列标准，具备“自描述自描述”，可，可“机读机读”，不同厂家设备互换通用，实现互操作，不同厂家设备互换通用，实现互操作信号传输效率提高，各工作环节有效监控，提高了信号传输效率提高，各工作环节有效监控，提高了自动化水平，避免设备重复设置，简化设备构成，利于改自动化水平，避免设备重复设置，简化设备构成，利于改造和扩建，造和扩建，10数字化变电站的优势和影响数字化变电站的优势和影响高级应用智能化（状态检修和全寿命周期高级应用智能化（状态检修和全寿命周期管理基础）管理基础）一、二次设备高度融合，实时自检，便于维护一、二次设备高度融合，实时自检，便于维护在数字化信息网络平台基础上，利用在线监测装置实在数字化信息网络平台基础上，利用在线监测装置实时在线检测一、二次设备的健康状况，判断是否需要检修时在线检测一、二次设备的健康状况，判断是否需要检修或检修最佳时间，或检修最佳时间，利用数字化网络共享信息，开发高级应用功能，实现利用数字化网络共享信息，开发高级应用功能，实现设备状态检修管理和全寿命周期管理设备状态检修管理和全寿命周期管理11数字化变电站的优势和影响数字化变电站的优势和影响智能电网建设的物理基础智能电网建设的物理基础数字化变电站的建设，为建立数字化电网，建设高数字化变电站的建设，为建立数字化电网，建设高级调度中心，实现智能电网高级应用功能提供了可能。

级调度中心，实现智能电网高级应用功能提供了可能。

12数字化变电站与常规变电站对比表数字化变电站与常规变电站对比表数字化变电站数字化变电站常规变电站常规变电站所有信息统一建模，共享统一的信息平台信息难以共享简化信息传输通道便于变电站新增功能和扩展功能系统扩展性差采用光纤传输提高信号传输的可靠性电缆传输可靠性差采用电子式互感器提升系统精度，不会产生附加误差常规互感器精度误差较大采用光纤连接避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题系统可靠性受二次电缆影响一、二次设备智能化解决了设备间的互操作问题设备之间不具备互操作性进一步提高自动化和管理水平，所用功能均可遥控实现许多自动化技术和可靠性自能停留在实验室减少变电站生命周期成本变电站生命周期成本高13数字化变电站的基本特征数字化变电站的基本特征14数字化变电站三层两网结构数字化变电站三层两网结构15数字化站与常规综自站的直观比较数字化站与常规综自站的直观比较传统互感器改变为数字式互感器传统互感器改变为数字式互感器一次设备智能化、合并单元一次设备智能化、合并单元一、二次设备之间电缆连接改变为光纤网一、二次设备之间电缆连接改变为光纤网络连接络连接发展方向：

传统一、二次设备逐步融合，发展方向：

传统一、二次设备逐步融合，高度集成，现场就地化。

高度集成，现场就地化。

16电子互感器电子互感器110kV以上电子式互感器以上电子式互感器纯光式纯光式先进，发展方向，但成熟性有待时间考验。

有源式：

地电位供电、激光供电有源式：

地电位供电、激光供电技术成熟、普遍采用，主要生产厂家有新宁光电、广东中钰、西安华伟、大连第一互感器厂、西电集团公司、上海MWB公司、国电南自、深南瑞、许继、北京四方公司等10kV35kV电子式互感器（开关柜内）电子式互感器（开关柜内）数字输出数字输出成本高模拟输出：

母线模拟输出：

母线PT仍需保留小母线模拟输出：

线路模拟输出：

线路PT技术经济性最佳17电子式电流互感器实例电子式电流互感器实例18采样值传输采样值传输网络规约的应用网络规约的应用IEC60044-8点对点光纤点对点光纤采样率受限采样率受限光纤数量多、标准将被淘汰光纤数量多、标准将被淘汰可插值同步，无需同步网，可靠性高可插值同步，无需同步网，可靠性高IEC61850-9-1点对点光纤点对点光纤光纤数量多、标准将被淘汰光纤数量多、标准将被淘汰IEC61850-9-2组网组网标准发展方向，传输信息最完整标准发展方向，传输信息最完整光纤数量少光纤数量少19不完全数字化变电站不完全数字化变电站20不完全数字化变电站不完全数字化变电站电子式互感器挂网运行，过程层常规电缆电子式互感器挂网运行，过程层常规电缆连接连接常规一次设备，加装合并智能单元，二次常规一次设备，加装合并智能单元，二次设备网络化，光纤取代电缆，规约采用设备网络化，光纤取代电缆，规约采用IEC61850-9-1（点对点传输）或（点对点传输）或IEC61850-9-2（网络传输）（网络传输）21完全数字化变电站完全数字化变电站22完全数字化变电站完全数字化变电站采用电子式互感器，智能开关等一次设备采用电子式互感器，智能开关等一次设备二次设备网络化，采样、传输采用二次设备网络化，采样、传输采用IEC61850-9-2网络传输，光纤取代电缆网络传输，光纤取代电缆23IEC61850-9-1IEC61850-9-2的比较的比较IEC61850-9-1是是IEC组织为兼容组织为兼容IEC60044-8电子式互感器标准的应用而编写的过渡性电子式互感器标准的应用而编写的过渡性标准，目前多数厂家依照此标准，但由于标准，目前多数厂家依照此标准，但由于是点对点传输，灵活性差，与是点对点传输，灵活性差，与IEC61850标标准其他部分不协调，已被淘汰准其他部分不协调，已被淘汰IEC61850-9-2是变电站信息网络传输标准，是变电站信息网络传输标准，灵活方便，光纤数量少，符合数字化网络灵活方便，光纤数量少，符合数字化网络传输的发展方向，得到广泛支持，将有很传输的发展方向，得到广泛支持，将有很长生命周期长生命周期24IEC61850-9-1IEC61850-9-2的比较的比较25IEC将撤消将撤消IEC61850-9-126采样同步采样同步数字化变电站系统中，只有同一时标下的数字化变电站系统中，只有同一时标下的数据进行故障计算、判断和系统稳定分析数据进行故障计算、判断和系统稳定分析及控制才具有意义。

及控制才具有意义。

信息同步是数字化变电站中信息数据处理信息同步是数字化变电站中信息数据处理的根基。

的根基。

27采样同步具体方案采样同步具体方案插值同步插值同步简单、可靠简单、可靠只适用只适用IEC60044-8点对点光纤点对点光纤光纤