智能變電站簡要介紹

1、智能變電站研究與建設(shè),目錄,智能變電站技術(shù)導(dǎo)則介紹,熱點問題,1 變電站自動化現(xiàn)狀-常規(guī)變電站,采集資源重復(fù)、設(shè)計復(fù)雜 變電站內(nèi)存在多套系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集要求不一致 大量設(shè)備都有數(shù)據(jù)采集單元 系統(tǒng)、設(shè)備之間互操作性差 通信規(guī)約繁雜 缺乏一致性測試、權(quán)威認證 線性點表傳輸割裂了數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系,信息不標準不規(guī)范，難以充分應(yīng)用 原理、算法、模型不一致導(dǎo)致信息輸出不一致 裝置信息輸出不平衡 通訊規(guī)約的信息承載率低,2 變電站自動化現(xiàn)狀-數(shù)字化變電站,數(shù)字化變電站兩大應(yīng)用 電子式互感器 IEC61850 數(shù)字化變電站存在的問題 缺乏相關(guān)的建設(shè)標準、規(guī)范 過程層間隔層設(shè)備與一次設(shè)備接口不規(guī)范 沒有解決IEC6

2、185061970的問題 主要局限在自動化系統(tǒng)本身，無整個變電站的建設(shè)體系（計量） 變電站沒有信息體系，沒有形成更多的智能應(yīng)用 缺乏檢驗、試驗評估體系 總體上處于試驗階段,電網(wǎng)基礎(chǔ)體系 技術(shù)支撐體系 智能應(yīng)用體系 標準規(guī)范體系,一個目標,三個階段,兩條主線,四個體系,五個內(nèi)涵,構(gòu)建以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng),技術(shù)上實現(xiàn)信息化、自動化、互動化 管理上實現(xiàn)集團化、集約化、精益化、標準化,2009-2010年： 研究試點階段 2011-2015年： 全面建設(shè)階段 2016-2020年： 完善提升階段,堅強可靠 經(jīng)濟高效 清潔環(huán)保 透明開放 友好互動,六個環(huán)節(jié),發(fā)電 線路

3、變電 配電 用戶 調(diào)度,3 中國堅強智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略框架,智能電網(wǎng)建設(shè)思路,三統(tǒng)一”原則 統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一建設(shè) 工作方針 統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標準、試點先行、整體推進,智能電網(wǎng)下對變電站功能的重新定位與發(fā)展目標,變電站是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要節(jié)點之一，其主要作用就是為智能電網(wǎng)提供標準的、可靠的節(jié)點（包含一、二次設(shè)備和系統(tǒng)）支撐 設(shè)備信息和運行維護策略與電力調(diào)度實現(xiàn)全面共享互動，實現(xiàn)基于狀態(tài)的全壽命周期綜合優(yōu)化管理 實現(xiàn)全網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、實時信息共享以及電網(wǎng)實時控制和智能調(diào)節(jié)，支撐各級電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和各類高級應(yīng)用 樞紐及中心變電站全面建成或改造成為智能化變電站,目錄,背景概述,熱點問題,

4、智能變電站技術(shù)導(dǎo)則介紹,工作情況介紹,7月16日，啟動智能變電站技術(shù)導(dǎo)則編寫工作,成立主要由國網(wǎng)電科院、中國電科院、江蘇電力公司專家組成的編寫工作組。工作組專業(yè)人 員的專業(yè)涵蓋了變電站所有的專業(yè)。 明確國網(wǎng)電科院為牽頭單位，中國電科院、江蘇電力公司等單位配合 明確要求智能變電站技術(shù)導(dǎo)則在9月底完成,7月21日，召開智能變電站技術(shù)導(dǎo)則第一次協(xié)調(diào)會,明確要求導(dǎo)則要全力支撐智能電網(wǎng)建設(shè) 明確導(dǎo)則要引領(lǐng)智能變電站的發(fā)展方向 明確導(dǎo)則以描寫智能變電站的功能為主 制定了智能變電站技術(shù)導(dǎo)則的詳細工作計劃表,意見征求情況,9月14日，發(fā)出征求意見稿 公司相關(guān)部門、全部網(wǎng)省公司、科研單位、顧問集團公司、設(shè)計院、

5、三大開、三大變、許繼、國電南自、東方電子等設(shè)備廠家，共59個單位，另外還有數(shù)十位專家。 收到45份不同部門、單位、專家的反饋意見，經(jīng)整理、歸并共548條意見。另外還有批注式意見5份，打印意見1份，手寫意見1份,意見分布情況,主要意見集中點是術(shù)語和定義、體系結(jié)構(gòu)、設(shè)備層功能、系統(tǒng)層功能要求、設(shè)備功能及配置要求。 編寫組在分類刷選后，與專家進行深入研究，提出了修改意見并實施修改,9月27日審查會意見,該導(dǎo)則框架明晰，技術(shù)前瞻，對智能變電站的建設(shè)、改造、發(fā)展具有較強的指導(dǎo)作用，可作為智能變電站建設(shè)與在運變電站智能化改造的指導(dǎo)性文件,導(dǎo)則編制的出發(fā)點,前瞻性與可操作性 考慮到智能電網(wǎng)發(fā)展時間跨度大，為

6、保證技術(shù)的前瞻性及創(chuàng)新性，導(dǎo)則僅對變電站的發(fā)展目標和各個環(huán)節(jié)提出功能性要求，具體技術(shù)實現(xiàn)細節(jié)由后續(xù)的相關(guān)標準完成,繼承與創(chuàng)新的結(jié)合 導(dǎo)則盡可能描述與傳統(tǒng)變電站不同的技術(shù)和功能 提出的新概念體現(xiàn)了一次、二次專業(yè)有機融合的趨勢，又考慮適應(yīng)近期發(fā)展現(xiàn)狀 提出了一系列系統(tǒng)級高級應(yīng)用,智能變電站定義,采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能，實現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調(diào)度等互動的變電站,導(dǎo)則相關(guān)內(nèi)容介紹,智能設(shè)備

7、 “智能設(shè)備” 不但具有傳輸和分配電能的主設(shè)備本體，還具有測量、控制、保護、計量等功能。其回歸電力系統(tǒng)設(shè)備的本意，不再強調(diào)傳統(tǒng)的一、二次設(shè)備的劃分。各功能的物理形態(tài)以智能組件方式體現(xiàn)，組件又是一個靈活的概念，可以由一個完成所有功能，也可以分散獨立完成，可以外置于主設(shè)備本體之外，也可以內(nèi)嵌于主設(shè)備本體之內(nèi)。上述概念即考慮了傳統(tǒng)一、二次設(shè)備的現(xiàn)狀，也考慮了未來的發(fā)展趨勢，可適用于今后智能變電站的發(fā)展。 智能設(shè)備=一次設(shè)備+智能組件的有機結(jié)合,創(chuàng)新概念1,智能設(shè)備一次設(shè)備（實物） 智能組件（實物） 一次設(shè)備：傳統(tǒng)一次設(shè)備，為實物 智能組件：簡單講是原來二次設(shè)備的統(tǒng)稱，為“智能組合件”的意思，其功能由

8、15個功能單元完成，為實物。智能組件的表現(xiàn)形式可以是：測控裝置、保護裝置、測控保護裝置、狀態(tài)監(jiān)測裝置、智能終端、MU等，也可以是幾個裝置的集合，如：GIS匯控柜、屏柜等,創(chuàng)新概念1,智能組件的概念是靈活的?？梢灾煌瓿梢粋€功能，比如測控，這時其就是一個測控裝置；可以完成保護與測控功能，這時就是一個四合一裝置。它可以外置，符合現(xiàn)有設(shè)備的狀況，也可以內(nèi)嵌于高壓設(shè)備，這時就是一個智能一次設(shè)備的概念,智能設(shè)備演化圖,創(chuàng)新概念2,變電站層次的劃分 設(shè)備層+系統(tǒng)層 設(shè)備層實現(xiàn)過程層設(shè)備、間隔層設(shè)備、一次設(shè)備等的功能 系統(tǒng)層實現(xiàn)變電站站級功能,創(chuàng)新概念2,設(shè)備層包含由一次設(shè)備和智能組件構(gòu)成的智能設(shè)備，也包含常

9、規(guī)的變壓器、開關(guān)設(shè)備、互感器、避雷器、隔離刀閘等設(shè)備 設(shè)備層完成變電站電能分配、變換、傳輸及其測量、控制、保護、計量、檢測等相關(guān)功能,創(chuàng)新概念2,系統(tǒng)層面向全站或一個以上一次設(shè)備，通過智能組件獲取并綜合處理變電站中關(guān)聯(lián)智能設(shè)備的相關(guān)信息，按照變電站和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行要求，控制各設(shè)備層協(xié)同完成多個應(yīng)用功能 系統(tǒng)層包含自動化系統(tǒng)、站域控制、站域保護、通信系統(tǒng)、對時系統(tǒng)等子系統(tǒng)、SCADA、操作閉鎖、PDC、電能量集中、全站備自投、低壓/低頻解列、集中故障錄波、保護信息管理等相關(guān)功能,創(chuàng)新概念3,站域保護 一種基于變電站統(tǒng)一采集的實時信息，以集中分析或分布協(xié)同方式判定故障，自動調(diào)整動作決策的繼電保護

10、,智能變電站架構(gòu)圖,導(dǎo)則篇幅介紹,前言 范圍 規(guī)范性引用文件 術(shù)語和定義 技術(shù)原則 體系結(jié)構(gòu) 設(shè)備層功能要求 系統(tǒng)層功能要求,輔助設(shè)施功能要求 變電站設(shè)計 調(diào)試與驗收 運行維護 檢測評估 附錄,技術(shù)原則,高可靠性的設(shè)備是變電站堅強的基礎(chǔ) 全站信息數(shù)字化 通信平臺網(wǎng)絡(luò)化 信息共享標準化 功能應(yīng)用互動化,技術(shù)原則,智能變電站設(shè)備具有信息數(shù)字化、功能集成化、結(jié)構(gòu)緊湊化、狀態(tài)可視化等主要技術(shù)特征，符合易擴展、易升級、易改造、易維護的工業(yè)化應(yīng)用要求 設(shè)計、建設(shè)、功能滿足相關(guān)標準、規(guī)范要求 建立包含電網(wǎng)實時同步實時信息、保護信息、設(shè)備狀態(tài)、電能質(zhì)量等各類數(shù)據(jù)的標準化信息模型,技術(shù)原則,建立站內(nèi)全景數(shù)據(jù)的統(tǒng)

11、一信息平臺，供系統(tǒng)層各子系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準化規(guī)范化存取訪問以及和調(diào)度等其它系統(tǒng)進行標準化交互 滿足變電站集約化管理、順序控制、狀態(tài)檢修等要求，并可與調(diào)度、相鄰變電站、電源（包括可再生能源）、用戶之間的協(xié)同互動，支撐各級電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行,設(shè)備層功能,一次設(shè)備 高可靠性、盡可能免維護 送出開關(guān)壓力、油位等直接影響運行的模擬量 可采用電子式互感器,設(shè)備層功能,智能組件基本功能要求 信號傳變、數(shù)據(jù)采集完全數(shù)字化 采集與控制系統(tǒng)宜就地下放安裝，與一次設(shè)備一體化設(shè)計時考慮環(huán)境因素 即插即用、標準化的物理接口及結(jié)構(gòu) 宜一體化設(shè)計測量、控制、計量、保護和檢測等功能 考慮通信網(wǎng)絡(luò)異常情況下的措施，不能影響相

12、關(guān)組件（特別是保護）的功能和性能 支持在線調(diào)試 對站內(nèi)主要設(shè)備的健康狀況和變化趨勢作出綜合評估,設(shè)備層功能,測量單元 統(tǒng)一斷面實時數(shù)據(jù)同步采集，帶精確的絕對時標 基于三態(tài)數(shù)據(jù)（穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動態(tài)）的綜合測控，進行全站數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集及標準方式輸出 控制單元 具有全站防止電氣誤操作閉鎖功能 具有本間隔程序化操作功能 支持緊急操作模式的功能,設(shè)備層功能,保護單元 遵守繼電保護基本原則 通過網(wǎng)絡(luò)通信方式輸入電流電壓信號和輸出控制信號 雙重化配置的兩套保護，其信息輸入輸出環(huán)節(jié)應(yīng)完全獨立 采用電子式互感器時，應(yīng)優(yōu)化保護原理判據(jù)、提高性能 檢測單元 擴展自診斷范圍，提高準確性和時效性 具有通過傳感器自動采集和

13、從生產(chǎn)管理系統(tǒng)自動復(fù)制獲取設(shè)備狀態(tài)信息的能力 傳感器可外置、內(nèi)置，傳感器的接入應(yīng)不影響高壓設(shè)備的安全運行,設(shè)備層功能,計量單元 準確、完整、可靠、及時、保密 分時段、需量電能量自動采集、處理、傳輸、存儲 針對不同計量單元特點制定各方認可的檢定和溯源規(guī)程 通信單元 完全自描述的通信信息與模型 報文丟包及數(shù)據(jù)完整性甄別功能 按優(yōu)先級傳送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，流量可控 采用信息安全技術(shù),系統(tǒng)層功能,系統(tǒng)層功能應(yīng)高度集成一體化 數(shù)據(jù)源應(yīng)統(tǒng)一、標準化、網(wǎng)絡(luò)共享 智能設(shè)備之間應(yīng)實現(xiàn)進一步的互聯(lián)互通， 支持采用系統(tǒng)級的運行控制策略,系統(tǒng)層功能,源端維護 維護時在變電站利用統(tǒng)一配置工具進行配置，生成標準配置文件。監(jiān)控系統(tǒng)

14、與調(diào)度/集控系統(tǒng)可自動獲得變電站標準配置文件，并自動導(dǎo)入到自身系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中,系統(tǒng)層功能,設(shè)備狀態(tài)可視化 應(yīng)采集主要一次設(shè)備（變壓器、斷路器等）狀態(tài)信息，進行可視化展示并發(fā)送到上級系統(tǒng)，為電網(wǎng)實現(xiàn)基于狀態(tài)檢測的設(shè)備全壽命周期綜合優(yōu)化管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐 智能告警及分析決策 故障信息綜合分析決策,系統(tǒng)層功能,支撐經(jīng)濟運行與優(yōu)化控制 站域控制 利用對站內(nèi)信息的集中處理、判斷，實現(xiàn)站內(nèi)安全自動控制裝置（如備自投、母線分合運行）的協(xié)調(diào)工作，適應(yīng)系統(tǒng)運行方式的要求 站域保護 適應(yīng)智能變電站多種運行方式，運用集中或分布協(xié)調(diào)的方式采集全站運行數(shù)據(jù)進行分析計算，優(yōu)化后備保護功能，提高保護自適應(yīng)能力。 匯總?cè)拘?/p>

15、息，側(cè)重于系統(tǒng)穩(wěn)定控制功能,系統(tǒng)層功能,與外部系統(tǒng)信息交互 具有與大用戶、電源等外部系統(tǒng)進行信息交換的功能，能轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)設(shè)備線運行狀況等相關(guān)信息,其它內(nèi)容,輔助設(shè)施 配置視頻監(jiān)控、安防系統(tǒng) 照明系統(tǒng)提倡太陽能、地熱、風能等清潔能源供電 站用電源（直流、交流、逆變、UPS）一體化考慮、 一體化設(shè)計、一體化監(jiān)控 溫度、濕度等環(huán)境因素都需監(jiān)控,其它內(nèi)容,變電站設(shè)計：優(yōu)化、節(jié)約、高效和環(huán)保 調(diào)試與驗收：設(shè)備調(diào)試工具和手段 運行維護：智能化、安全性 檢測評估：智能化測試和評估 附錄：描述智能變電站體系結(jié)構(gòu),目錄,背景概述,智能變電站技術(shù)導(dǎo)則介紹,熱點問題,智能變電站與數(shù)字化變電站,數(shù)字化變電站 電子式互感

16、器用于擴大數(shù)字化技術(shù)范圍、統(tǒng)一簡化采集源 IEC61850解決信息建模和互操作問題 智能變電站的重要特征體現(xiàn)“智能” 設(shè)備智能化+高級智能應(yīng)用 數(shù)字化變電站技術(shù)是智能變電站的一部分 智能變電站是變電站整體技術(shù)的跨越,變電站兩層與三層劃分,1,2,3,4,站控層,間隔層,過程層,一次設(shè)備,設(shè)備層,系統(tǒng)層,智能變電站的設(shè)計將把變電站作為一個整體考慮，因此其功能可簡單地認為包含了1234的內(nèi)容（變電站附屬設(shè)備除外）；數(shù)字化變電站（IEC61850）更多地描述了功能實現(xiàn)的過程（123），并沒有更多地考慮“智能設(shè)備”這一發(fā)展趨勢 大多數(shù)專家認為：智能設(shè)備是變電站發(fā)展的必然方向 以“智能設(shè)備”的視角來看，

17、未來234可以作為一個整體考慮，也必須作為一個整體有機綜合考慮；因此234將密不可分 因此，以“智能設(shè)備”的功能來代替234割裂方式的描述將更能靈活地表示設(shè)備智能化這一特征，更好地促進其發(fā)展 當然也可以繼續(xù)234的割裂方式的描述方法，但是不利于234的有機融合發(fā)展；在描述智能設(shè)備的功能時太過復(fù)雜而死板 現(xiàn)階段的智能設(shè)備處于初級階段，形式各異，主要完成234的功能 有了設(shè)備層的概念，與之對應(yīng)的是系統(tǒng)層 設(shè)備系統(tǒng)的描述也僅僅是功能描述的范圍，與2層或3層網(wǎng)絡(luò)體系并不矛盾；設(shè)備與系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)靈活可變，這也是目前數(shù)字化變電站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)靈活的體現(xiàn)； 對于信息模型描述，仍然可以采用IEC61850體系，并不矛盾 舉例：如果在234綜合考慮下，實現(xiàn)智能設(shè)備的測控保計檢功能，則可對采樣進行綜合考慮，不必要割裂開來安裝多個測量設(shè)備,單元、裝置與設(shè)備,單元強調(diào)實現(xiàn)的功能，主要是邏輯概念，非物理實物，功能實現(xiàn)可以跨越多個裝置，可以是裝置的一部分。此概念同IEC61850相同。 裝置是單元或者部分單元的物理載體，具有物理形態(tài)。在常規(guī)變電站中，單元和裝置的概念是重合的，但在數(shù)字化變電站中開始分離 設(shè)備也是一個物理概念，大于裝置。智能設(shè)備是一系列一次設(shè)備、功能的集合,潛在的與現(xiàn)行標準、規(guī)定的管理沖突,協(xié)同互動安全防護總體方案 GOOSE國網(wǎng)十八項反錯措施 系統(tǒng)安