11、数字化变电站.ppt

数字化变电站 华中科技大学电气学院 罗毅 027luoyee@mail.hust.edu.cn 什么是数字化变电站？ 数字化变电站指信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化的变电站 基本特征为设备智能化、通信网络化、运行管理自动化等 变电站综合自动化系统实现了间隔层和站控层间的数字化，数字化变电站还需完成过程层及间隔层设备间的数字化 数字化变电站的特点 一次设备智能化 采用数字输出的电子式互感器、智能开关（或配智能终端的传统开关）等智能一次设备 一二次设备间用光纤通信传输信息 二次设备网络化 二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，取消控制电缆 运行管理自动化 自动故障分析 设备健康状态监测 程序化控制 数字化变电站的优势 减少二次接线 提升测量精度 提高信号传输的可靠性 避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点 接地等问题 变电站的各种功能共享统一的信息平台，避免 设备重复 自动化运行和管理水平的进一步提高 数字化变电站技术功能规范 智能一次设备 数字输出的电子式互感器 开关、变压器等一次设备智能化 过程层通信 互感器→二次设备： IEC61850-9-1或-9-2 1类性能要求开关量：IEC61850的GOOSE 一次设备和二次设备间其他信息交换：IEC61850-8-1（MMS） 数字化变电站技术功能规范 间隔层设备间通信 IEC61850的GOOSE服务 通过网络通信交换实时开关量，取代硬接线 优选支持QoS保证和组播的100M交换以太网 站控层通信 IEC61850 100M/1000M以太网 远动通信 兼容现有CDT、101和104等通信规约 如果调度主站和通信带宽允许，采用IEC61850＋ GOOSE技术 ms级实时通信 增强性能协议分层 使用了现代交换式以太网QoS特性 一发多收 发布/订阅模型 组播技术 通用信息传输 基于DATASET模型 区别于体制外的GSSE 也可传输模拟量等信息 96bytes+4*DI GOOSE技术 以太网性能要求 理论分析和模拟实验（－5） 最恶劣工 组播处理 网络架构 标准在踢皮球 视应用而定 和普通报文共存 路由器：TCP/IP边界 虚拟局域网：广播/组播报文边界 数字化变电站逻辑接口 数字化变电站逻辑接口 ① 间隔层和变电站层之间保护数据交换； ② 间隔层与远方保护之间保护数据交换； ③ 间隔层内数据交换； ④ PT和CT输出的采样值； ⑤ 过程层和间隔层之间控制数据交换； ⑥ 间隔和变电站层之间控制数据交换； ⑦ 变电站层与远方工程师办公地数据交换； ⑧ 间隔之间直接数据交换，如联锁等快速功能； ⑨ 变电站层内数据交换； ⑩ 变电站和远方控制中心之间控制数据交换。 数字化变电站的通信网络 数字化变电站的通信网络 数字化变电站的通信网络 合并单元 数字化变电站技术功能规范 统一信息平台 采用IEC61850面向对象的信息模型：功能模型和数据模型 面向对象的信息，信息可分解和组合 信息模型的扩充应符合一致性约定、统一发布 监控、远动、VQC、保护、五防、计量等功能共享统一的信息平台 数字化变电站技术功能规范 完善的自检功能 所有设备和网络设备都应全面监视自身的健康状态 在线检测系统：一次设备的健康信息监视可及时闭锁、报警或提出检修要求 故障定位至少应精确到模块级，以方便检修 数字化变电站研究应用现状 国外研究应用现状 国外光电式互感器已有多年运行经验，实用产品仍以有源式为主 国外主要电力设备公司已开发出全套数字化变电站设备，并已有数字化变电站投运 产品领域涵盖一次和二次设备的大公司的步伐较快 国外主要电力设备公司已进行了设备间的互操作试验 数字化变电站研究应用现状 变电站层/间隔层研究现状 国调中心组织的IEC61850互操作试验已经完成（已加入过程层通信内容） 已有IEC61850变电站投运： 110kV西安少陵变（国电南自，2006.03） 110kV西安曹里村变（北京四方，2006. 06） …… 数字化变电站研究应用现状 ? 过程层研究现状 1、智能设备研究 已有多个厂家的智能互感器通过鉴定和投运 尚未开发出智能开关设备，但已有用于开关等其他一次设备智能化的智能终端 已有厂家开发出具备过程层通信接口的二次设备 2、数字化变电站的建设 多数电力公司积极跟踪数字化变电站