智能變電站簡介ppt課件

1、數(shù)字化變電站系統(tǒng)簡介數(shù)字化變電站系統(tǒng)簡介蘭州倚能電力設計咨詢蘭州倚能電力設計咨詢20212021年年9 9月月數(shù)字化變電站試點任務概述數(shù)字化變電站試點任務概述智能化是當今電網開展的新趨勢智能化是當今電網開展的新趨勢數(shù)字化變電站是智能電網建立的物理根底數(shù)字化變電站是智能電網建立的物理根底數(shù)字化變電站試點運用是目前電網建立和數(shù)字化變電站試點運用是目前電網建立和變電站技術開展的新熱點變電站技術開展的新熱點數(shù)字化變電站成為未來變電站自動化技術數(shù)字化變電站成為未來變電站自動化技術的開展趨勢和方向的開展趨勢和方向變電站二次系統(tǒng)的兩次變革變電站二次系統(tǒng)的兩次變革維護微機化維護微機化以計算機網絡為根底的變電站

2、自動化以計算機網絡為根底的變電站自動化 常規(guī)綜自站：二次設備曾經數(shù)字化，常規(guī)綜自站：二次設備曾經數(shù)字化， 但運用電纜銜接。但運用電纜銜接。 數(shù)字化變電站成為開展趨勢數(shù)字化變電站成為開展趨勢 數(shù)字化變電站開展背景數(shù)字化變電站開展背景常規(guī)綜自站的固有問題：常規(guī)綜自站的固有問題：電纜銜接，二次系統(tǒng)復雜電纜銜接，二次系統(tǒng)復雜模擬信號電磁干擾、附加誤差大模擬信號電磁干擾、附加誤差大二次回路平安：電流開路、兩點接地、電壓短路、控二次回路平安：電流開路、兩點接地、電壓短路、控制回路接地、飽和鐵磁諧振制回路接地、飽和鐵磁諧振一次過電壓引起二次設備異常和缺點一次過電壓引起二次設備異常和缺點變電站內、控制中心之間

3、沒有完全信息共享平臺，丈變電站內、控制中心之間沒有完全信息共享平臺，丈量環(huán)節(jié)多，維護量大量環(huán)節(jié)多，維護量大缺乏一致信息模型和通訊規(guī)范，集成難度大，設備反缺乏一致信息模型和通訊規(guī)范，集成難度大，設備反復配置運用，設備浪費。復配置運用，設備浪費。數(shù)字化變電站概念數(shù)字化變電站概念數(shù)字化變電站是指用數(shù)字通訊技術實現(xiàn)設數(shù)字化變電站是指用數(shù)字通訊技術實現(xiàn)設備間信息交換的變電站備間信息交換的變電站智能化一次設備、網絡化的二次設備智能化一次設備、網絡化的二次設備以以IEC61850通訊協(xié)議為根底分層構建通訊協(xié)議為根底分層構建智能設備信息共享、互操作。智能設備信息共享、互操作。數(shù)字化變電站的優(yōu)勢和影響數(shù)字化變電

4、站的優(yōu)勢和影響二次系統(tǒng)平安性提升二次系統(tǒng)平安性提升 無絕緣問題無絕緣問題 光纖銜接，一、二次設備電氣上有效光纖銜接，一、二次設備電氣上有效隔離隔離 消除電纜損耗、電器兼容、傳導性電消除電纜損耗、電器兼容、傳導性電磁干擾磁干擾 不存在常規(guī)互感器開路、短路或兩點不存在常規(guī)互感器開路、短路或兩點接地產生的危險接地產生的危險 采集環(huán)節(jié)數(shù)字化，有效抑制一次設備采集環(huán)節(jié)數(shù)字化，有效抑制一次設備缺點對二次系統(tǒng)的影響缺點對二次系統(tǒng)的影響數(shù)字化變電站的優(yōu)勢和影響數(shù)字化變電站的優(yōu)勢和影響丈量精度和動態(tài)性能提高丈量精度和動態(tài)性能提高 數(shù)字式互感器丈量、采集輸出數(shù)字化，數(shù)字式互感器丈量、采集輸出數(shù)字化，光纖傳輸，光纖

5、傳輸， 在實現(xiàn)原理方面從根本上防止傳統(tǒng)互在實現(xiàn)原理方面從根本上防止傳統(tǒng)互感器電磁飽和、鐵磁諧振等不利要素感器電磁飽和、鐵磁諧振等不利要素 提高丈量精度提高丈量精度 數(shù)字式互感器頻率呼應寬，動態(tài)特性數(shù)字式互感器頻率呼應寬，動態(tài)特性好，可進展暫態(tài)電流和直流的丈量，為維好，可進展暫態(tài)電流和直流的丈量，為維護、自動安裝提供更加準確的電氣暫態(tài)特護、自動安裝提供更加準確的電氣暫態(tài)特性性 ，為計量丈量安裝提供更準確的丈量值，為計量丈量安裝提供更準確的丈量值，減少負荷大范圍變化引起改換減少負荷大范圍變化引起改換CT的任務的任務數(shù)字化變電站的優(yōu)勢和影響數(shù)字化變電站的優(yōu)勢和影響變電站設計思想的變革變電站設計思想的

6、變革 傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)設計：面向間隔傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)設計：面向間隔 數(shù)字化變電站二次系統(tǒng)設計轉向采集和執(zhí)行數(shù)字化變電站二次系統(tǒng)設計轉向采集和執(zhí)行單元面向設備的設計思想：單元面向設備的設計思想： 根據(jù)一次系統(tǒng)配置，運用配置工具，引根據(jù)一次系統(tǒng)配置，運用配置工具，引入入“虛點、虛擬端子、虛點、虛擬端子、 虛擬變電站等技術，實虛擬變電站等技術，實現(xiàn)二次系統(tǒng)的邏輯設計、測試和監(jiān)視功能，在設現(xiàn)二次系統(tǒng)的邏輯設計、測試和監(jiān)視功能，在設備廠家全部配置、調試完成備廠家全部配置、調試完成 全站信息一處采集，全網共享全站信息一處采集，全網共享 錄波、母差、接地選線、低頻減載、五錄波、母差、接地選線、低頻減載、

7、五防等功能實現(xiàn)更容易防等功能實現(xiàn)更容易 功能單元在硬件、軟件上趨于簡單化、功能單元在硬件、軟件上趨于簡單化、規(guī)范化、裝設就地化規(guī)范化、裝設就地化 數(shù)字化變電站的優(yōu)勢和影響數(shù)字化變電站的優(yōu)勢和影響變電站建立方式的變革變電站建立方式的變革 光纜取代電纜，更易于光纜取代電纜，更易于GIS設備集成設備集成 占地面積減少，土建工程量降低占地面積減少，土建工程量降低 二次回路簡化，大幅減少銅質電纜二次回路簡化，大幅減少銅質電纜用量用量 二次系統(tǒng)建立、調試免對線、對點，二次系統(tǒng)建立、調試免對線、對點， 實現(xiàn)實現(xiàn)“最大化工廠任務量，最小化現(xiàn)最大化工廠任務量，最小化現(xiàn)場任務量：過程層安裝可在設備廠家調場任務量：

8、過程層安裝可在設備廠家調試完成，現(xiàn)場只進展光纜銜接，現(xiàn)場任務試完成，現(xiàn)場只進展光纜銜接，現(xiàn)場任務簡單且更有質量保證，減少建立、調試工簡單且更有質量保證，減少建立、調試工程量，成倍縮短建立工期程量，成倍縮短建立工期 建成后運維更簡單建成后運維更簡單 數(shù)字化變電站的優(yōu)勢和影響數(shù)字化變電站的優(yōu)勢和影響信息平臺化處置信息平臺化處置 “高質量信息數(shù)據(jù)高質量信息數(shù)據(jù)“同步、全站、同步、全站、獨一、規(guī)范，網絡化信息平臺共享獨一、規(guī)范，網絡化信息平臺共享 “同步：全網信息同一時鐘同步同步：全網信息同一時鐘同步 “全站：站內各類信息完備全站：站內各類信息完備 “獨一：一處采集，全網共享獨一：一處采集，全網共享

9、“規(guī)范：符合規(guī)范：符合IEC61850系列規(guī)系列規(guī)范，具備范，具備“自描畫，可自描畫，可“機讀，不同廠機讀，不同廠家設備互換通用，實現(xiàn)互操作家設備互換通用，實現(xiàn)互操作 信號傳輸效率提高，各任務環(huán)節(jié)有信號傳輸效率提高，各任務環(huán)節(jié)有效監(jiān)控，提高了自動化程度，防止設備反效監(jiān)控，提高了自動化程度，防止設備反復設置，簡化設備構成，利于改造和擴建，復設置，簡化設備構成，利于改造和擴建，數(shù)字化變電站的優(yōu)勢和影響數(shù)字化變電站的優(yōu)勢和影響高級運用智能化形狀檢修和全壽命周期高級運用智能化形狀檢修和全壽命周期管理根底管理根底 一、二次設備高度交融，實時自檢，一、二次設備高度交融，實時自檢，便于維護便于維護 在數(shù)字化

10、信息網絡平臺根底上，利用在數(shù)字化信息網絡平臺根底上，利用在線監(jiān)測安裝實時在線檢測一、二次設備在線監(jiān)測安裝實時在線檢測一、二次設備的安康情況，判別能否需求檢修或檢修最的安康情況，判別能否需求檢修或檢修最正確時間，正確時間， 利用數(shù)字化網絡共享信息，開發(fā)高利用數(shù)字化網絡共享信息，開發(fā)高級運用功能，實現(xiàn)設備形狀檢修管理和全級運用功能，實現(xiàn)設備形狀檢修管理和全壽命周期管理壽命周期管理數(shù)字化變電站的優(yōu)勢和影響數(shù)字化變電站的優(yōu)勢和影響智能電網建立的物理根底智能電網建立的物理根底 數(shù)字化變電站的建立，為建立數(shù)字數(shù)字化變電站的建立，為建立數(shù)字化電網，建立高級調度中心，實現(xiàn)智能電化電網，建立高級調度中心，實現(xiàn)智

11、能電網高級運用功能提供了能夠。網高級運用功能提供了能夠。 數(shù)字化變電站與常規(guī)變電站對比表數(shù)字化變電站與常規(guī)變電站對比表數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站常規(guī)變電站常規(guī)變電站所有信息統(tǒng)一建模，共享統(tǒng)一的信息平臺信息難以共享簡化信息傳輸通道便于變電站新增功能和擴展功能系統(tǒng)擴展性差采用光纖傳輸提高信號傳輸?shù)目煽啃噪娎|傳輸可靠性差采用電子式互感器提升系統(tǒng)精度，不會產生附加誤差常規(guī)互感器精度誤差較大采用光纖連接避免電纜帶來的電磁兼容、傳輸過電壓和兩點接地等問題系統(tǒng)可靠性受二次電纜影響一、二次設備智能化解決了設備間的互操作問題設備之間不具備互操作性進一步提高自動化和管理水平，所用功能均可遙控實現(xiàn)許多自動化技術和可靠

12、性自能停留在實驗室減少變電站生命周期成本變電站生命周期成本高數(shù)字化變電站的根本特征數(shù)字化變電站的根本特征數(shù)字化變電站三層兩網構造數(shù)字化變電站三層兩網構造數(shù)字化站與常規(guī)綜自站的直觀比較數(shù)字化站與常規(guī)綜自站的直觀比較傳統(tǒng)互感器改動為數(shù)字式互感器傳統(tǒng)互感器改動為數(shù)字式互感器一次設備智能化、合并單元一次設備智能化、合并單元一、二次設備之間電纜銜接改動為光纖網一、二次設備之間電纜銜接改動為光纖網絡銜接絡銜接開展方向：傳一致、二次設備逐漸交融，開展方向：傳一致、二次設備逐漸交融，高度集成，現(xiàn)場就地化。高度集成，現(xiàn)場就地化。電子互感器電子互感器 110kV以上電子式互感器以上電子式互感器 純光式純光式 先進

13、，開展方向，但成熟性有待時間考驗。先進，開展方向，但成熟性有待時間考驗。 有源式：地電位供電、激光供電有源式：地電位供電、激光供電 技術成熟、普遍采用，技術成熟、普遍采用， 主要消費廠家有新寧光電、廣東中鈺、西安華偉、大連第一互感器廠、主要消費廠家有新寧光電、廣東中鈺、西安華偉、大連第一互感器廠、西電集團公司、上海西電集團公司、上海MWB公司、國電南自、深南瑞、許繼、北京四公司、國電南自、深南瑞、許繼、北京四方公司等方公司等 10kV35kV電子式互感器開關柜內電子式互感器開關柜內 數(shù)字輸出數(shù)字輸出 本錢高本錢高 模擬輸出：母線模擬輸出：母線PT 仍需保管小母線仍需保管小母線 模擬輸出：線路模

14、擬輸出：線路PT 技術經濟性最正確技術經濟性最正確電子式電流互感器實例電子式電流互感器實例采樣值傳輸采樣值傳輸網絡規(guī)約的運用網絡規(guī)約的運用IEC60044-8點對點光纖點對點光纖采樣率受限采樣率受限光纖數(shù)量多、規(guī)范將被淘汰光纖數(shù)量多、規(guī)范將被淘汰可插值同步，無需同步網，可靠性高可插值同步，無需同步網，可靠性高IEC61850-9-1點對點光纖點對點光纖光纖數(shù)量多、規(guī)范將被淘汰光纖數(shù)量多、規(guī)范將被淘汰IEC61850-9-2組網組網規(guī)范開展方向，傳輸信息最完好規(guī)范開展方向，傳輸信息最完好光纖數(shù)量少光纖數(shù)量少不完全數(shù)字化變電站不完全數(shù)字化變電站不完全數(shù)字化變電站不完全數(shù)字化變電站電子式互感器掛網運

15、轉，過程層常規(guī)電纜電子式互感器掛網運轉，過程層常規(guī)電纜銜接銜接常規(guī)一次設備，加裝合并智能單元，二次常規(guī)一次設備，加裝合并智能單元，二次設備網絡化，光纖取代電纜，規(guī)約采用設備網絡化，光纖取代電纜，規(guī)約采用IEC61850-9-1點對點傳輸或點對點傳輸或IEC61850-9-2網絡傳輸網絡傳輸完全數(shù)字化變電站完全數(shù)字化變電站完全數(shù)字化變電站完全數(shù)字化變電站采用電子式互感器，智能開關等一次設備采用電子式互感器，智能開關等一次設備二次設備網絡化，采樣、傳輸采用二次設備網絡化，采樣、傳輸采用 IEC61850-9-2網絡傳輸，光纖取代電纜網絡傳輸，光纖取代電纜IEC61850-9-1IEC61850-9

16、-2的比較的比較IEC61850-9-1是是IEC組織為兼容組織為兼容IEC60044-8電子式互感器規(guī)范的運用而編寫的過渡性電子式互感器規(guī)范的運用而編寫的過渡性規(guī)范，目前多數(shù)廠家按照此規(guī)范，但由于規(guī)范，目前多數(shù)廠家按照此規(guī)范，但由于是點對點傳輸，靈敏性差，與是點對點傳輸，靈敏性差，與IEC61850規(guī)規(guī)范其他部分不協(xié)調，已被淘汰范其他部分不協(xié)調，已被淘汰IEC61850-9-2是變電站信息網絡傳輸規(guī)范，是變電站信息網絡傳輸規(guī)范，靈敏方便，光纖數(shù)量少，符合數(shù)字化網絡靈敏方便，光纖數(shù)量少，符合數(shù)字化網絡傳輸?shù)拈_展方向，得到廣泛支持，將有很傳輸?shù)拈_展方向，得到廣泛支持，將有很長生命周期長生命周期I

17、EC61850-9-1IEC61850-9-2的比較的比較IEC將吊銷將吊銷IEC61850-9-1采樣同步采樣同步數(shù)字化變電站系統(tǒng)中，只需同一時標下的數(shù)字化變電站系統(tǒng)中，只需同一時標下的數(shù)據(jù)進展缺點計算、判別和系統(tǒng)穩(wěn)定分析數(shù)據(jù)進展缺點計算、判別和系統(tǒng)穩(wěn)定分析及控制才具有意義。及控制才具有意義。信息同步是數(shù)字化變電站中信息數(shù)據(jù)處置信息同步是數(shù)字化變電站中信息數(shù)據(jù)處置的根基。的根基。采樣同步詳細方案采樣同步詳細方案插值同步插值同步簡單、可靠簡單、可靠只適用只適用IEC60044-8點對點光纖點對點光纖光纖點對點同步光纖點對點同步適用于適用于IEC61850-9-1，需專門鋪設光纖同步網，需專門鋪

18、設光纖同步網IEC1588網絡對時網絡對時直接利用采樣值傳輸網絡對時，不需專門鋪設光直接利用采樣值傳輸網絡對時，不需專門鋪設光纖纖對時誤差對時誤差1us合并單元和交換機都需支持合并單元和交換機都需支持1588過程層過程層100M100M100M過程層網絡過程層網絡GPS 北斗星北斗星 原子鐘原子鐘 時鐘源時鐘源時鐘源、交換機、過程層設備時鐘源、交換機、過程層設備完全支持完全支持1588技術技術時鐘同步精度：時鐘同步精度：1 us1588對時對時電能計量系統(tǒng)的影響電能計量系統(tǒng)的影響精度高于傳統(tǒng)計量方式精度高于傳統(tǒng)計量方式開關柜間隔：開關柜間隔： 傳統(tǒng)互感器：普通電能表計費計量獨傳統(tǒng)互感器：普通電

19、能表計費計量獨立回路立回路 電子式互感器：符合電子式互感器：符合IEC61850規(guī)范的規(guī)范的電能表電能表普通間隔：符合普通間隔：符合IEC61850規(guī)范的電能表已規(guī)范的電能表已有消費，廠家較少，滿足考核計量點有消費，廠家較少，滿足考核計量點難點：計量認證體系需完善，只需企業(yè)制難點：計量認證體系需完善，只需企業(yè)制造規(guī)范，無行業(yè)、國家規(guī)范，不能用于計造規(guī)范，無行業(yè)、國家規(guī)范，不能用于計費計量費計量國內試點建立情況國內試點建立情況根據(jù)對國內數(shù)字化變電站的調研和了解，根據(jù)對國內數(shù)字化變電站的調研和了解，110千千伏數(shù)字化變電站技術運用比較成熟，無論是電子伏數(shù)字化變電站技術運用比較成熟，無論是電子式互感

20、器、以及二次系統(tǒng)網絡通訊技術都有較長式互感器、以及二次系統(tǒng)網絡通訊技術都有較長時間的運轉記錄，尤其是電子式互感器結合時間的運轉記錄，尤其是電子式互感器結合GIS設備，除了具有丈量精度高、絕緣簡單、無油化、設備，除了具有丈量精度高、絕緣簡單、無油化、無需檢壓、檢漏等優(yōu)點外，更易于集成和封裝一無需檢壓、檢漏等優(yōu)點外，更易于集成和封裝一體化。而更高電壓等級的數(shù)字化變電站，國內其體化。而更高電壓等級的數(shù)字化變電站，國內其他省份運用比較謹慎，有些單位偏重于進展電子他省份運用比較謹慎，有些單位偏重于進展電子式互感器運用，也有些單位偏重于二次網絡運用，式互感器運用，也有些單位偏重于二次網絡運用，但大多局限于

21、單個間隔或回路，處于試點階段。但大多局限于單個間隔或回路，處于試點階段。國內試點建立情況國內試點建立情況110千伏比較成熟千伏比較成熟220千伏及以上：尚無完全意義上的千伏及以上：尚無完全意義上的數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站國內試點建立情況國內試點建立情況 我國第一個數(shù)字化變電站，是南方電網我國第一個數(shù)字化變電站，是南方電網2019 年年 11 月經過鑒定月經過鑒定驗收的云南驗收的云南 110kV 翠峰變電站。之后，翠峰變電站。之后，2019 年年 12 月月 13 日，日，內蒙古杜爾伯特內蒙古杜爾伯特 220kV 數(shù)字化變電站啟動勝利，數(shù)字化變電站啟動勝利， 2021年年5月月桂林變電站成為我國

22、第一個滿足桂林變電站成為我國第一個滿足IEC61850規(guī)范的規(guī)范的500kV變電站。變電站。浙江浙江2019年元月建成投運了年元月建成投運了220kV紹興站，紹興站，2021年年7月月550kV蘭溪站建成投運。蘭溪站建成投運。 截止目前，北京、內蒙、陜西、河北、河南、廣東、廣西、江截止目前，北京、內蒙、陜西、河北、河南、廣東、廣西、江蘇、浙江、四川、青海、寧夏、山東等省份都有建成投運或正蘇、浙江、四川、青海、寧夏、山東等省份都有建成投運或正在建立數(shù)字化變電站。其中江蘇近期已發(fā)布了在建立數(shù)字化變電站。其中江蘇近期已發(fā)布了。國網公司。國網公司框架框架經過審查。經過審查。 國內各省級電力設計院及部分

23、市級電力設計院國內各省級電力設計院及部分市級電力設計院2019年、年、2019年年就曾經開場了數(shù)字化變電站技術的研討，目前均進展了數(shù)字化就曾經開場了數(shù)字化變電站技術的研討，目前均進展了數(shù)字化變電站的設計任務，其中工程運用較多的有廣東、山東、浙江、變電站的設計任務，其中工程運用較多的有廣東、山東、浙江、江蘇、河南電力設計院，西北地域陜西、寧夏、青海院均有江蘇、河南電力設計院，西北地域陜西、寧夏、青海院均有110kV試點變電站投運，寧夏院正在進展新建試點變電站投運，寧夏院正在進展新建330kV變電站的變電站的設計。設計。 各地數(shù)字化變電站技術方案舉例各地數(shù)字化變電站技術方案舉例 110kV無錫圓石

24、變無錫圓石變110kV戶內戶內GIS采用數(shù)字式采用數(shù)字式CT/PT未采用未采用GOOSE網，過程層采用傳統(tǒng)電纜銜接數(shù)字式維護網，過程層采用傳統(tǒng)電纜銜接數(shù)字式維護安裝，交流量采用光纖數(shù)字接口，控制與信號采用電纜安裝，交流量采用光纖數(shù)字接口，控制與信號采用電纜銜接銜接 110kV上海封周變上海封周變110kV戶內戶內GIS傳統(tǒng)電流電壓互感傳統(tǒng)電流電壓互感器采用器采用GOOSE網，過程層采用光纖銜接數(shù)字式維護安裝，網，過程層采用光纖銜接數(shù)字式維護安裝，交流為傳統(tǒng)方式輸入，控制與信號采用交流為傳統(tǒng)方式輸入，控制與信號采用GOOSE網網 500kV金華蘭溪變金華蘭溪變220kV采用數(shù)字式采用數(shù)字式CT/

25、PT500kV采用常采用常規(guī)互感器全站實現(xiàn)了規(guī)互感器全站實現(xiàn)了GOOSE網銜接，一切開關以及刀閘網銜接，一切開關以及刀閘操作均實現(xiàn)了數(shù)字化。數(shù)字式維護安裝，操作均實現(xiàn)了數(shù)字化。數(shù)字式維護安裝，220kV為全數(shù)字為全數(shù)字式維護，式維護，500kV為交流傳統(tǒng)輸入，與工程曾銜接為為交流傳統(tǒng)輸入，與工程曾銜接為GOOSE網。網。 220kV青島午山變青島午山變220kV戶內戶內GIS采用數(shù)字式采用數(shù)字式CT/PT未采用未采用GOOSE網，過程層采用傳統(tǒng)電纜銜接數(shù)字式維護網，過程層采用傳統(tǒng)電纜銜接數(shù)字式維護安裝，交流量采用光纖數(shù)字接口，控制與信號采用電纜安裝，交流量采用光纖數(shù)字接口，控制與信號采用電纜銜

26、接銜接國內試點建立情況國內試點建立情況截至到目前，國內主要試點和在建的數(shù)字化站點截至到目前，國內主要試點和在建的數(shù)字化站點合計合計80余座，其中余座，其中500kV 12座、座、330kV 2座設座設計階段、計階段、220kV 18座、座、110kV 40座、座、10kV35kV 8座，另有部分嘗試座，另有部分嘗試IEC61850的常規(guī)站點。的常規(guī)站點。在二次網絡運用中，早期試點數(shù)字化站建立，由在二次網絡運用中，早期試點數(shù)字化站建立，由于處于技術探求的開展的試點階段，運用于處于技術探求的開展的試點階段，運用IEC61850-9-1規(guī)約。而近期到目前試點的規(guī)約。而近期到目前試點的110kV數(shù)字化

27、站中，運用數(shù)字化站中，運用IEC61850-9-2組網建立已成為組網建立已成為趨勢和方向，趨勢和方向，220 kV及以上變電站還未有運用及以上變電站還未有運用IEC61850-9-2規(guī)約組網的、真正意義上的數(shù)字化規(guī)約組網的、真正意義上的數(shù)字化變電站。變電站。國網公司數(shù)字化變電站開展目的國網公司數(shù)字化變電站開展目的國網公司正在擬定相關規(guī)定和技術導那么，新近國網公司正在擬定相關規(guī)定和技術導那么，新近制定的智能電網開展階段性目的分三步走，第一制定的智能電網開展階段性目的分三步走，第一階段：階段：2021年年2019年為研討試點階段，以制定年為研討試點階段，以制定規(guī)范、規(guī)范試點為主，完成規(guī)范、規(guī)范試點

28、為主，完成23座座330kV及以上及以上智能變電站建立或改造，智能變電站建立或改造，100座左右座左右66220kV變電站建立與改造；第二階段：變電站建立與改造；第二階段：2019年年2019年年為推行階段，實現(xiàn)新建變電站智能化率為推行階段，實現(xiàn)新建變電站智能化率3050%，原有重要變電站智能化改造率達原有重要變電站智能化改造率達10%，完成，完成10001500座變電站智能化改造；第三階段：座變電站智能化改造；第三階段：2019年年2020年為提升階段，將實現(xiàn)新建重要變年為提升階段，將實現(xiàn)新建重要變電站智能化率電站智能化率100%，原有重要變電站智能化改造，原有重要變電站智能化改造率到達率到

29、達3050%，完成原有變電站智能化改造，完成原有變電站智能化改造5000座左右。座左右。站控層：變電站監(jiān)控、缺點分析、站控層：變電站監(jiān)控、缺點分析、VQC、軟五、軟五防等軟件防等軟件間隔層：繼電維護、測控、備自投、頻率電壓間隔層：繼電維護、測控、備自投、頻率電壓緊急控制、小電流選線、變壓器過負荷聯(lián)切等緊急控制、小電流選線、變壓器過負荷聯(lián)切等安裝安裝過程層：電子式互感器、智能斷路器或帶智過程層：電子式互感器、智能斷路器或帶智能操作箱、智能隔離刀閘、變壓器合并單元能操作箱、智能隔離刀閘、變壓器合并單元其他：數(shù)字化變電站公用交換機、系統(tǒng)配置工其他：數(shù)字化變電站公用交換機、系統(tǒng)配置工具軟件具軟件數(shù)字化

30、變電站完好配置舉例數(shù)字化變電站完好配置舉例設計思想設計思想變電站建立更容易變電站建立更容易SMV、GOOSE和同步信號共網，最大限制簡化和同步信號共網，最大限制簡化網絡網絡提高設備集成度，最大限制減少設備數(shù)量提高設備集成度，最大限制減少設備數(shù)量建立一致信息平臺，添加功能僅需在網絡上接入建立一致信息平臺，添加功能僅需在網絡上接入規(guī)范的硬件和裝載相應軟件規(guī)范的硬件和裝載相應軟件可視化系統(tǒng)配置工具，用自然思想配置設備間的可視化系統(tǒng)配置工具，用自然思想配置設備間的邏輯銜接，引入虛擬變電站技術，隱藏邏輯銜接，引入虛擬變電站技術，隱藏IEC61850的細節(jié)的細節(jié)變電站運轉更簡單變電站運轉更簡單基于在線監(jiān)測

31、的形狀檢修基于在線監(jiān)測的形狀檢修繼電維護在線仿真，繼電維護在線仿真，二次設備的備品通用二次設備的備品通用典型特點典型特點SMV、GOOSE、同步三網合一、同步三網合一內外模型一致內外模型一致內部信息模型按內部信息模型按IEC61850構建，功能自在分配構建，功能自在分配1588時鐘同步時鐘同步同步信息與同步信息與SMV和和GOOSE共網共網合并單元現(xiàn)場安裝，與智能操作箱集成合并單元現(xiàn)場安裝，與智能操作箱集成一二次界面明晰，減少設備一二次界面明晰，減少設備可視化系統(tǒng)配置工具可視化系統(tǒng)配置工具在線監(jiān)測、在線仿真、缺點分析等高級運用在線監(jiān)測、在線仿真、缺點分析等高級運用三網合一三網合一GOOSE、S

32、MV、對時、對時分網分網光纖數(shù)量多、交換機多光纖數(shù)量多、交換機多適用于采樣值點對點傳輸方式適用于采樣值點對點傳輸方式共網共網光纖數(shù)量少、交換機少光纖數(shù)量少、交換機少GOOSE流量小，根本不影響采樣值傳輸流量小，根本不影響采樣值傳輸開展方向開展方向環(huán)網環(huán)網 vs 星形網星形網網絡拓撲網絡拓撲環(huán)網環(huán)網可實現(xiàn)自愈功能可實現(xiàn)自愈功能有網絡風暴的風險有網絡風暴的風險實現(xiàn)間隔獨立有困難實現(xiàn)間隔獨立有困難適用于適用于110kV變電站，需用公用自愈技術處理網變電站，需用公用自愈技術處理網絡風暴問題絡風暴問題星型網星型網間隔相對獨立間隔相對獨立無網絡風暴風險無網絡風暴風險到達環(huán)網冗余度需求雙重化到達環(huán)網冗余度需

33、求雙重化適用適用220kV及以上變電站及以上變電站星形網絡拓撲構造星形網絡拓撲構造簡約的接線簡約的接線數(shù)字化變電站典型構造數(shù)字化變電站典型構造變電站組網圖變電站組網圖高集成度合并單元高集成度合并單元電子式互感器合并功能電子式互感器合并功能電子式互感器數(shù)字信號電子式互感器數(shù)字信號電子式互感器模擬信號電子式互感器模擬信號傳統(tǒng)互感器模擬信號傳統(tǒng)互感器模擬信號斷路器監(jiān)視控制斷路器監(jiān)視控制隔離刀監(jiān)視閘控制隔離刀監(jiān)視閘控制接入多種在線檢測傳感器形狀檢修管理接入多種在線檢測傳感器形狀檢修管理過程層合并單元智能單元實例過程層合并單元智能單元實例合并單元合并單元合并單元安裝位置合并單元安裝位置集控室集控室現(xiàn)場到

34、集控室光纖數(shù)量多現(xiàn)場到集控室光纖數(shù)量多一二次界面不明晰一二次界面不明晰添加集控室的屏位添加集控室的屏位現(xiàn)場安裝引薦現(xiàn)場安裝引薦現(xiàn)場到集控室光纖數(shù)量少現(xiàn)場到集控室光纖數(shù)量少電子式互感器本體與合并單元構成一個整電子式互感器本體與合并單元構成一個整體，一二次界面明晰體，一二次界面明晰過程層設備演化趨勢過程層設備演化趨勢過程層設備不同階段和深度過程層設備不同階段和深度間隔層設備實例間隔層設備實例站控層功能站控層功能系統(tǒng)數(shù)據(jù)流配置系統(tǒng)數(shù)據(jù)流配置二次系統(tǒng)配置方式二次系統(tǒng)配置方式手工配置手工配置任務量大，易出錯任務量大，易出錯配置人員需了解配置人員需了解IEC61850細節(jié)細節(jié)配置任務只能有系統(tǒng)集成商實施配

35、置任務只能有系統(tǒng)集成商實施用系統(tǒng)配置工具用系統(tǒng)配置工具可視化配置可視化配置配置人員按變電站直觀思想任務，無需了解配置人員按變電站直觀思想任務，無需了解IEC61850細節(jié)細節(jié)設計院、電力公司均可直接參與配置任務設計院、電力公司均可直接參與配置任務需留意的關鍵設備和技術需留意的關鍵設備和技術網絡化間隔層設備網絡化間隔層設備硬件解碼技術：硬件解碼技術：1G帶寬的帶寬的SMV和和GOOSE數(shù)據(jù)處數(shù)據(jù)處置才干置才干一樣硬件可構成繼電維護、測控、備自投、小電一樣硬件可構成繼電維護、測控、備自投、小電流選線、頻率電壓緊急控制、缺點錄波等設備流選線、頻率電壓緊急控制、缺點錄波等設備支持支持IEC1588網絡

36、對時網絡對時合并單元合并單元硬件編解碼技術：硬件編解碼技術：100M帶寬的帶寬的SMV和和GOOSE數(shù)數(shù)據(jù)處置才干據(jù)處置才干運轉溫度范圍：運轉溫度范圍：-4085支持支持IEC1588網絡對時網絡對時需留意的關鍵設備和技術需留意的關鍵設備和技術公用交換機公用交換機快速自愈：光纖缺點自愈時間快速自愈：光纖缺點自愈時間1ms 交換機缺點自愈時間交換機缺點自愈時間5ms 與環(huán)上交換機數(shù)量無關與環(huán)上交換機數(shù)量無關報文轉發(fā)次數(shù)限制、端口流量限制技術報文轉發(fā)次數(shù)限制、端口流量限制技術徹底防止網絡風暴徹底防止網絡風暴支持支持IEC1588網絡對時網絡對時需留意的關鍵設備和技術關鍵技術需留意的關鍵設備和技術關

37、鍵技術可視化系統(tǒng)配置工具可視化系統(tǒng)配置工具按變電站構建的自然思想按變電站構建的自然思想圖像圖像+表格雙視圖配置工具軟件表格雙視圖配置工具軟件關于三塬數(shù)字化變電站的設計方案關于三塬數(shù)字化變電站的設計方案過程層組網方案過程層組網方案CT、PT,跳合閘回路跳合閘回路,維護安裝維護安裝間二次回路銜接組網方式，通訊規(guī)約間二次回路銜接組網方式，通訊規(guī)約 過程層采用全星型網路構造過程層采用全星型網路構造電子式互感器電子式互感器-維護安裝采用光纖銜接維護安裝采用光纖銜接維護安裝維護安裝-智能操作箱下放開關場采用光纖智能操作箱下放開關場采用光纖銜接銜接模擬量采集及操作執(zhí)行采用模擬量采集及操作執(zhí)行采用SMV+GO

38、OSE共網共網傳輸傳輸通訊規(guī)約為通訊規(guī)約為IEC61850-9-2 繼電維護與監(jiān)控的通訊方式及規(guī)約繼電維護與監(jiān)控的通訊方式及規(guī)約 站控層選用雙站控層選用雙100M以太網，以太網，IEC61850-9-8 智能終端智能終端 的運用的運用 110kV斷路器智能操作箱：以光纖回路接納維護測控安斷路器智能操作箱：以光纖回路接納維護測控安裝命令并向維護測控安裝傳送采集到的開關量信息，以電裝命令并向維護測控安裝傳送采集到的開關量信息，以電氣回路執(zhí)行命令和采集開關量信息；氣回路執(zhí)行命令和采集開關量信息； 主變本體智能終端箱：采集主變本體非電氣量信號，以主變本體智能終端箱：采集主變本體非電氣量信號，以光纖回路

39、向維護安裝發(fā)送采集到的信息光纖回路向維護安裝發(fā)送采集到的信息 用于實現(xiàn)維護功能的丈量數(shù)據(jù)同步方式用于實現(xiàn)維護功能的丈量數(shù)據(jù)同步方式 二次系統(tǒng)設置同一時鐘，實現(xiàn)全站設備的時鐘同步，各二次系統(tǒng)設置同一時鐘，實現(xiàn)全站設備的時鐘同步，各設備根據(jù)同一時間基準和網絡延時一致對時，取消了傳統(tǒng)設備根據(jù)同一時間基準和網絡延時一致對時，取消了傳統(tǒng)的硬接線對時方式的硬接線對時方式 采用采用IEC1558,合并器、光纖交換機采用光纖脈沖校時輸合并器、光纖交換機采用光纖脈沖校時輸入，實現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的同步入，實現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的同步 其他特點其他特點臨夏地域古臨網由古城變供電，古臨一、臨夏地域古臨網由古城變供電，古臨一、二線線徑較小，本次因二線線徑較小，本次因330kV永靖變尚未永靖變尚未建成，故三塬建成，故三塬2回回110kV線路分別暫時線路分別暫時T接接在古臨一、二線上；古臨一線過負荷聯(lián)切在古臨一、二線上；古臨一線過負荷聯(lián)切定值定值455A，古臨二線過負荷聯(lián)切定值，古臨二線