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(shè)計(jì)咨詢蘭州倚能電力設(shè)計(jì)咨詢20212021年年9 9月月數(shù)字化變電站試點(diǎn)任務(wù)概述數(shù)字化變電站試點(diǎn)任務(wù)概述智能化是當(dāng)今電網(wǎng)開展的新趨勢智能化是當(dāng)今電網(wǎng)開展的新趨勢數(shù)字化變電站是智能電網(wǎng)建立的物理根底數(shù)字化變電站是智能電網(wǎng)建立的物理根底數(shù)字化變電站試點(diǎn)運(yùn)用是目前電網(wǎng)建立和數(shù)字化變電站試點(diǎn)運(yùn)用是目前電網(wǎng)建立和變電站技術(shù)開展的新熱點(diǎn)變電站技術(shù)開展的新熱點(diǎn)數(shù)字化變電站成為未來變電站自動(dòng)化技術(shù)數(shù)字化變電站成為未來變電站自動(dòng)化技術(shù)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(hù)微機(jī)化維護(hù)微機(jī)化以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為根底的變電站

2、自動(dòng)化以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為根底的變電站自動(dòng)化 常規(guī)綜自站：二次設(shè)備曾經(jīng)數(shù)字化，常規(guī)綜自站：二次設(shè)備曾經(jīng)數(shù)字化， 但運(yùn)用電纜銜接。但運(yùn)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(fù)雜電纜銜接，二次系統(tǒng)復(fù)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(diǎn)接地、電壓短路、控二次回路平安：電流開路、兩點(diǎn)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(shè)備異常和缺點(diǎn)一次過電壓引起二次設(shè)備異常和缺點(diǎn)變電站內(nèi)、控制中心之間

3、沒有完全信息共享平臺(tái)，丈變電站內(nèi)、控制中心之間沒有完全信息共享平臺(tái)，丈量環(huán)節(jié)多，維護(hù)量大量環(huán)節(jié)多，維護(hù)量大缺乏一致信息模型和通訊規(guī)范，集成難度大，設(shè)備反缺乏一致信息模型和通訊規(guī)范，集成難度大，設(shè)備反復(fù)配置運(yùn)用，設(shè)備浪費(fèi)。復(fù)配置運(yùn)用，設(shè)備浪費(fèi)。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(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)數(shù)字化變電站是指用數(shù)字通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)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(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備以以IEC61850通訊協(xié)議為根底分層構(gòu)建通訊協(xié)議為根底分層構(gòu)建智能設(shè)備信息共享、互操作。智能設(shè)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(shè)備電氣上有效光纖銜接，一、二次設(shè)備電氣上有效隔離隔離 消除電纜損耗、電器兼容、傳導(dǎo)性電消除電纜損耗、電器兼容、傳導(dǎo)性電磁干擾磁干擾 不存在常規(guī)互感器開路、短路或兩點(diǎn)不存在常規(guī)互感器開路、短路或兩點(diǎn)接地產(chǎn)生的危險(xiǎn)接地產(chǎn)生的危險(xiǎn) 采集環(huán)節(jié)數(shù)字化，有效抑制一次設(shè)備采集環(huán)節(jié)數(shù)字化，有效抑制一次設(shè)備缺點(diǎn)對二次系統(tǒng)的影響缺點(diǎn)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(dòng)態(tài)性能提高丈量精度和動(dòng)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(shí)現(xiàn)原理方面從根本上防止傳統(tǒng)互在實(shí)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(yīng)寬，動(dòng)態(tài)特性數(shù)字式互感器頻率呼應(yīng)寬，動(dòng)態(tài)特性好，可進(jìn)展暫態(tài)電流和直流的丈量，為維好，可進(jìn)展暫態(tài)電流和直流的丈量，為維護(hù)、自動(dòng)安裝提供更加準(zhǔn)確的電氣暫態(tài)特護(hù)、自動(dòng)安裝提供更加準(zhǔn)確的電氣暫態(tài)特性性 ，為計(jì)量丈量安裝提供更準(zhǔn)確的丈量值，為計(jì)量丈量安裝提供更準(zhǔn)確的丈量值，減少負(fù)荷大范圍變化引起改換減少負(fù)荷大范圍變化引起改換CT的任務(wù)的任務(wù)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(shè)計(jì)思想的變革變電站設(shè)計(jì)思想的

6、變革 傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)：面向間隔傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)：面向間隔 數(shù)字化變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向采集和執(zhí)行數(shù)字化變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向采集和執(zhí)行單元面向設(shè)備的設(shè)計(jì)思想：單元面向設(shè)備的設(shè)計(jì)思想： 根據(jù)一次系統(tǒng)配置，運(yùn)用配置工具，引根據(jù)一次系統(tǒng)配置，運(yùn)用配置工具，引入入“虛點(diǎn)、虛擬端子、虛點(diǎn)、虛擬端子、 虛擬變電站等技術(shù)，實(shí)虛擬變電站等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)二次系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)、測試和監(jiān)視功能，在設(shè)現(xiàn)二次系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)、測試和監(jiān)視功能，在設(shè)備廠家全部配置、調(diào)試完成備廠家全部配置、調(diào)試完成 全站信息一處采集，全網(wǎng)共享全站信息一處采集，全網(wǎng)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(shí)現(xiàn)更容易防等功能實(shí)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(shè)就地化規(guī)范化、裝設(shè)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(shè)備集成設(shè)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(zhì)電纜二次回路簡化，大幅減少銅質(zhì)電纜用量用量 二次系統(tǒng)建立、調(diào)試免對線、對點(diǎn)，二次系統(tǒng)建立、調(diào)試免對線、對點(diǎn)， 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“最大化工廠任務(wù)量，最小化現(xiàn)最大化工廠任務(wù)量，最小化現(xiàn)場任務(wù)量：過程層安裝可在設(shè)備廠家調(diào)場任務(wù)量：

8、過程層安裝可在設(shè)備廠家調(diào)試完成，現(xiàn)場只進(jìn)展光纜銜接，現(xiàn)場任務(wù)試完成，現(xiàn)場只進(jìn)展光纜銜接，現(xiàn)場任務(wù)簡單且更有質(zhì)量保證，減少建立、調(diào)試工簡單且更有質(zhì)量保證，減少建立、調(diào)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(yùn)維更簡單建成后運(yùn)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(tái)化處置信息平臺(tái)化處置 “高質(zhì)量信息數(shù)據(jù)高質(zhì)量信息數(shù)據(jù)“同步、全站、同步、全站、獨(dú)一、規(guī)范，網(wǎng)絡(luò)化信息平臺(tái)共享獨(dú)一、規(guī)范，網(wǎng)絡(luò)化信息平臺(tái)共享 “同步：全網(wǎng)信息同一時(shí)鐘同步同步：全網(wǎng)信息同一時(shí)鐘同步 “全站：站內(nèi)各類信息完備全站：站內(nèi)各類信息完備 “獨(dú)一：一處采集，全網(wǎng)共享獨(dú)一：一處采集，全網(wǎng)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(jī)讀，不同廠機(jī)讀，不同廠家設(shè)備互換通用，實(shí)現(xiàn)互操作家設(shè)備互換通用，實(shí)現(xiàn)互操作 信號傳輸效率提高，各任務(wù)環(huán)節(jié)有信號傳輸效率提高，各任務(wù)環(huán)節(jié)有效監(jiān)控，提高了自動(dòng)化程度，防止設(shè)備反效監(jiān)控，提高了自動(dòng)化程度，防止設(shè)備反復(fù)設(shè)置，簡化設(shè)備構(gòu)成，利于改造和擴(kuò)建，復(fù)設(shè)置，簡化設(shè)備構(gòu)成，利于改造和擴(kuò)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(yùn)用智能化形狀檢修和全壽命周期高級運(yùn)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(shè)備高度交融，實(shí)時(shí)自檢，一、二次設(shè)備高度交融，實(shí)時(shí)自檢，便于維護(hù)便于維護(hù) 在數(shù)字化

10、信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)根底上，利用在數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)根底上，利用在線監(jiān)測安裝實(shí)時(shí)在線檢測一、二次設(shè)備在線監(jiān)測安裝實(shí)時(shí)在線檢測一、二次設(shè)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(shí)間，正確時(shí)間， 利用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)共享信息，開發(fā)高利用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)共享信息，開發(fā)高級運(yùn)用功能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備形狀檢修管理和全級運(yùn)用功能，實(shí)現(xiàn)設(shè)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(wǎng)建立的物理根底智能電網(wǎng)建立的物理根底 數(shù)字化變電站的建立，為建立數(shù)字?jǐn)?shù)字化變電站的建立，為建立數(shù)字化電網(wǎng)，建立高級調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)智能電化電網(wǎng)，建立高級調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)智

11、能電網(wǎng)高級運(yùn)用功能提供了能夠。網(wǎng)高級運(yùn)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(tái)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(kuò)展功能系統(tǒng)擴(kuò)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(huì)產(chǎn)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(diǎn)接地等問題系統(tǒng)可靠性受二次電纜影響一、二次設(shè)備智能化解決了設(shè)備間的互操作問題設(shè)備之間不具備互操作性進(jìn)一步提高自動(dòng)化和管理水平，所用功能均可遙控實(shí)現(xiàn)許多自動(dòng)化技術(shù)和可靠

12、性自能停留在實(shí)驗(yàn)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(wǎng)構(gòu)造數(shù)字化變電站三層兩網(wǎng)構(gòu)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(dòng)為數(shù)字式互感器傳統(tǒng)互感器改動(dòng)為數(shù)字式互感器一次設(shè)備智能化、合并單元一次設(shè)備智能化、合并單元一、二次設(shè)備之間電纜銜接改動(dòng)為光纖網(wǎng)一、二次設(shè)備之間電纜銜接改動(dòng)為光纖網(wǎng)絡(luò)銜接絡(luò)銜接開展方向：傳一致、二次設(shè)備逐漸交融，開展方向：傳一致、二次設(shè)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(jìn)

13、，開展方向，但成熟性有待時(shí)間考驗(yàn)。先進(jìn)，開展方向，但成熟性有待時(shí)間考驗(yàn)。 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(shù)成熟、普遍采用，技術(shù)成熟、普遍采用， 主要消費(fèi)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(fèi)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(tuán)公司、上海西電集團(tuán)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(guān)柜內(nèi)電子式互感器開關(guān)柜內(nèi) 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(shù)經(jīng)濟(jì)性最正確技術(shù)經(jīng)濟(jì)性最正確電子式電流互感器實(shí)例電子式電流互感器實(shí)例采樣值傳輸采樣值傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)約的運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)規(guī)約的運(yùn)用IEC60044-8點(diǎn)對點(diǎn)光纖點(diǎn)對點(diǎn)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(wǎng)，可靠性高可插值同步，無需同步網(wǎng)，可靠性高IEC61850-9-1點(diǎn)對點(diǎn)光纖點(diǎn)對點(diǎn)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(wǎng)組網(wǎng)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(wǎng)運(yùn)

15、轉(zhuǎn)，過程層常規(guī)電纜電子式互感器掛網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)，過程層常規(guī)電纜銜接銜接常規(guī)一次設(shè)備，加裝合并智能單元，二次常規(guī)一次設(shè)備，加裝合并智能單元，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，光纖取代電纜，規(guī)約采用設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，光纖取代電纜，規(guī)約采用IEC61850-9-1點(diǎn)對點(diǎn)傳輸或點(diǎn)對點(diǎn)傳輸或IEC61850-9-2網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)絡(luò)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(guān)等一次設(shè)備采用電子式互感器，智能開關(guān)等一次設(shè)備二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，采樣、傳輸采用二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，采樣、傳輸采用 IEC61850-9-2網(wǎng)絡(luò)傳輸，光纖取代電纜網(wǎng)絡(luò)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(yùn)用而編寫的過渡性電子式互感器規(guī)范的運(yùn)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(diǎn)對點(diǎn)傳輸，靈敏性差，與是點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，靈敏性差，與IEC61850規(guī)規(guī)范其他部分不協(xié)調(diào)，已被淘汰范其他部分不協(xié)調(diào)，已被淘汰IEC61850-9-2是變電站信息網(wǎng)絡(luò)傳輸規(guī)范，是變電站信息網(wǎng)絡(luò)傳輸規(guī)范，靈敏方便，光纖數(shù)量少，符合數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)靈敏方便，光纖數(shù)量少，符合數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)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(shí)標(biāo)下的數(shù)字化變電站系統(tǒng)中，只需同一時(shí)標(biāo)下的數(shù)據(jù)進(jìn)展缺點(diǎn)計(jì)算、判別和系統(tǒng)穩(wěn)定分析數(shù)據(jù)進(jìn)展缺點(diǎn)計(jì)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(xì)方案采樣同步詳細(xì)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(diǎn)對點(diǎn)光纖點(diǎn)對點(diǎn)光纖光纖點(diǎn)對點(diǎn)同步光纖點(diǎn)對點(diǎn)同步適用于適用于IEC61850-9-1，需專門鋪設(shè)光纖同步網(wǎng)，需專門鋪

18、設(shè)光纖同步網(wǎng)IEC1588網(wǎng)絡(luò)對時(shí)網(wǎng)絡(luò)對時(shí)直接利用采樣值傳輸網(wǎng)絡(luò)對時(shí)，不需專門鋪設(shè)光直接利用采樣值傳輸網(wǎng)絡(luò)對時(shí)，不需專門鋪設(shè)光纖纖對時(shí)誤差對時(shí)誤差1us合并單元和交換機(jī)都需支持合并單元和交換機(jī)都需支持1588過程層過程層100M100M100M過程層網(wǎng)絡(luò)過程層網(wǎng)絡(luò)GPS 北斗星北斗星 原子鐘原子鐘 時(shí)鐘源時(shí)鐘源時(shí)鐘源、交換機(jī)、過程層設(shè)備時(shí)鐘源、交換機(jī)、過程層設(shè)備完全支持完全支持1588技術(shù)技術(shù)時(shí)鐘同步精度：時(shí)鐘同步精度：1 us1588對時(shí)對時(shí)電能計(jì)量系統(tǒng)的影響電能計(jì)量系統(tǒng)的影響精度高于傳統(tǒng)計(jì)量方式精度高于傳統(tǒng)計(jì)量方式開關(guān)柜間隔：開關(guān)柜間隔： 傳統(tǒng)互感器：普通電能表計(jì)費(fèi)計(jì)量獨(dú)傳統(tǒng)互感器：普通電

19、能表計(jì)費(fèi)計(jì)量獨(dú)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(fèi)，廠家較少，滿足考核計(jì)量點(diǎn)有消費(fèi)，廠家較少，滿足考核計(jì)量點(diǎn)難點(diǎn)：計(jì)量認(rèn)證體系需完善，只需企業(yè)制難點(diǎn)：計(jì)量認(rèn)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(jì)造規(guī)范，無行業(yè)、國家規(guī)范，不能用于計(jì)費(fèi)計(jì)量費(fèi)計(jì)量國內(nèi)試點(diǎn)建立情況國內(nèi)試點(diǎn)建立情況根據(jù)對國內(nèi)數(shù)字化變電站的調(diào)研和了解，根據(jù)對國內(nèi)數(shù)字化變電站的調(diào)研和了解，110千千伏數(shù)字化變電站技術(shù)運(yùn)用比較成熟，無論是電子伏數(shù)字化變電站技術(shù)運(yùn)用比較成熟，無論是電子式互感

20、器、以及二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)都有較長式互感器、以及二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)都有較長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)記錄，尤其是電子式互感器結(jié)合時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)記錄，尤其是電子式互感器結(jié)合GIS設(shè)備，除了具有丈量精度高、絕緣簡單、無油化、設(shè)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(diǎn)外，更易于集成和封裝一無需檢壓、檢漏等優(yōu)點(diǎn)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(nèi)其體化。而更高電壓等級的數(shù)字化變電站，國內(nèi)其他省份運(yùn)用比較謹(jǐn)慎，有些單位偏重于進(jìn)展電子他省份運(yùn)用比較謹(jǐn)慎，有些單位偏重于進(jìn)展電子式互感器運(yùn)用，也有些單位偏重于二次網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用，式互感器運(yùn)用，也有些單位偏重于二次網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用，但大多局限于

21、單個(gè)間隔或回路，處于試點(diǎn)階段。但大多局限于單個(gè)間隔或回路，處于試點(diǎn)階段。國內(nèi)試點(diǎn)建立情況國內(nèi)試點(diǎn)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(nèi)試點(diǎn)建立情況國內(nèi)試點(diǎn)建立情況 我國第一個(gè)數(shù)字化變電站，是南方電網(wǎng)我國第一個(gè)數(shù)字化變電站，是南方電網(wǎng)2019 年年 11 月經(jīng)過鑒定月經(jīng)過鑒定驗(yàn)收的云南驗(yàn)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(nèi)蒙古杜爾伯特內(nèi)蒙古杜爾伯特 220kV 數(shù)字化變電站啟動(dòng)勝利，數(shù)字化變電站啟動(dòng)勝利， 2021年年5月月桂林變電站成為我國

22、第一個(gè)滿足桂林變電站成為我國第一個(gè)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(yùn)了年元月建成投運(yùn)了220kV紹興站，紹興站，2021年年7月月550kV蘭溪站建成投運(yùn)。蘭溪站建成投運(yùn)。 截止目前，北京、內(nèi)蒙、陜西、河北、河南、廣東、廣西、江截止目前，北京、內(nèi)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(yùn)或正蘇、浙江、四川、青海、寧夏、山東等省份都有建成投運(yùn)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(wǎng)公司。國網(wǎng)公司框架框架經(jīng)過審查。經(jīng)過審查。 國內(nèi)各省級電力設(shè)計(jì)院及部分

23、市級電力設(shè)計(jì)院國內(nèi)各省級電力設(shè)計(jì)院及部分市級電力設(shè)計(jì)院2019年、年、2019年年就曾經(jīng)開場了數(shù)字化變電站技術(shù)的研討，目前均進(jìn)展了數(shù)字化就曾經(jīng)開場了數(shù)字化變電站技術(shù)的研討，目前均進(jìn)展了數(shù)字化變電站的設(shè)計(jì)任務(wù)，其中工程運(yùn)用較多的有廣東、山東、浙江、變電站的設(shè)計(jì)任務(wù)，其中工程運(yùn)用較多的有廣東、山東、浙江、江蘇、河南電力設(shè)計(jì)院，西北地域陜西、寧夏、青海院均有江蘇、河南電力設(shè)計(jì)院，西北地域陜西、寧夏、青海院均有110kV試點(diǎn)變電站投運(yùn)，寧夏院正在進(jìn)展新建試點(diǎn)變電站投運(yùn)，寧夏院正在進(jìn)展新建330kV變電站的變電站的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。 各地?cái)?shù)字化變電站技術(shù)方案舉例各地?cái)?shù)字化變電站技術(shù)方案舉例 110kV無錫圓石

24、變無錫圓石變110kV戶內(nèi)戶內(nèi)GIS采用數(shù)字式采用數(shù)字式CT/PT未采用未采用GOOSE網(wǎng)，過程層采用傳統(tǒng)電纜銜接數(shù)字式維護(hù)網(wǎng)，過程層采用傳統(tǒng)電纜銜接數(shù)字式維護(hù)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(nèi)戶內(nèi)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(wǎng)，過程層采用光纖銜接數(shù)字式維護(hù)安裝，網(wǎng)，過程層采用光纖銜接數(shù)字式維護(hù)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(wǎng)網(wǎng) 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(shí)現(xiàn)了規(guī)互感器全站實(shí)現(xiàn)了GOOSE網(wǎng)銜接，一切開關(guān)以及刀閘網(wǎng)銜接，一切開關(guān)以及刀閘操作均實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。數(shù)字式維護(hù)安裝，操作均實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。數(shù)字式維護(hù)安裝，220kV為全數(shù)字為全數(shù)字式維護(hù)，式維護(hù)，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(wǎng)。網(wǎng)。 220kV青島午山變青島午山變220kV戶內(nèi)戶內(nèi)GIS采用數(shù)字式采用數(shù)字式CT/PT未采用未采用GOOSE網(wǎng)，過程層采用傳統(tǒng)電纜銜接數(shù)字式維護(hù)網(wǎng)，過程層采用傳統(tǒng)電纜銜接數(shù)字式維護(hù)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(nèi)試點(diǎn)建立情況國內(nèi)試點(diǎn)建立情況截至到目前，國內(nèi)主要試點(diǎn)和在建的數(shù)字化站點(diǎn)截至到目前，國內(nèi)主要試點(diǎn)和在建的數(shù)字化站點(diǎn)合計(jì)合計(jì)80余座，其中余座，其中500kV 12座、座、330kV 2座設(shè)座設(shè)計(jì)階段、計(jì)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(diǎn)。的常規(guī)站點(diǎn)。在二次網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用中，早期試點(diǎn)數(shù)字化站建立，由在二次網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用中，早期試點(diǎn)數(shù)字化站建立，由于處于技術(shù)探求的開展的試點(diǎn)階段，運(yùn)用于處于技術(shù)探求的開展的試點(diǎn)階段，運(yùn)用IEC61850-9-1規(guī)約。而近期到目前試點(diǎn)的規(guī)約。而近期到目前試點(diǎn)的110kV數(shù)字化

27、站中，運(yùn)用數(shù)字化站中，運(yùn)用IEC61850-9-2組網(wǎng)建立已成為組網(wǎng)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(yùn)用及以上變電站還未有運(yùn)用IEC61850-9-2規(guī)約組網(wǎng)的、真正意義上的數(shù)字化規(guī)約組網(wǎng)的、真正意義上的數(shù)字化變電站。變電站。國網(wǎng)公司數(shù)字化變電站開展目的國網(wǎng)公司數(shù)字化變電站開展目的國網(wǎng)公司正在擬定相關(guān)規(guī)定和技術(shù)導(dǎo)那么，新近國網(wǎng)公司正在擬定相關(guān)規(guī)定和技術(shù)導(dǎo)那么，新近制定的智能電網(wǎng)開展階段性目的分三步走，第一制定的智能電網(wǎng)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(diǎn)階段，以制定年為研討試點(diǎn)階段，以制定規(guī)范、規(guī)范試點(diǎn)為主，完成規(guī)范、規(guī)范試點(diǎn)

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(shí)現(xiàn)新建變電站智能化率為推行階段，實(shí)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(dá)原有重要變電站智能化改造率達(dá)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(shí)現(xiàn)新建重要變年為提升階段，將實(shí)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(dá)率到

29、達(dá)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(diǎn)分析、站控層：變電站監(jiān)控、缺點(diǎn)分析、VQC、軟五、軟五防等軟件防等軟件間隔層：繼電維護(hù)、測控、備自投、頻率電壓間隔層：繼電維護(hù)、測控、備自投、頻率電壓緊急控制、小電流選線、變壓器過負(fù)荷聯(lián)切等緊急控制、小電流選線、變壓器過負(fù)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(jī)、系統(tǒng)配置工其他：數(shù)字化變電站公用交換機(jī)、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(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)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(wǎng)，最大限制簡化和同步信號共網(wǎng)，最大限制簡化網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)提高設(shè)備集成度，最大限制減少設(shè)備數(shù)量提高設(shè)備集成度，最大限制減少設(shè)備數(shù)量建立一致信息平臺(tái)，添加功能僅需在網(wǎng)絡(luò)上接入建立一致信息平臺(tái)，添加功能僅需在網(wǎng)絡(luò)上接入規(guī)范的硬件和裝載相應(yīng)軟件規(guī)范的硬件和裝載相應(yīng)軟件可視化系統(tǒng)配置工具，用自然思想配置設(shè)備間的可視化系統(tǒng)配置工具，用自然思想配置設(shè)備間的邏輯銜接，引入虛擬變電站技術(shù)，隱藏邏輯銜接，引入虛擬變電站技術(shù)，隱藏IEC61850的細(xì)節(jié)的細(xì)節(jié)變電站運(yùn)轉(zhuǎn)更簡單變電站運(yùn)轉(zhuǎn)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(hù)在線仿真，繼電維護(hù)在線仿真，二次設(shè)備的備品通用二次設(shè)備的備品通用典型特點(diǎn)典型特點(diǎn)SMV、GOOSE、同步三網(wǎng)合一、同步三網(wǎng)合一內(nèi)外模型一致內(nèi)外模型一致內(nèi)部信息模型按內(nèi)部信息模型按IEC61850構(gòu)建，功能自在分配構(gòu)建，功能自在分配1588時(shí)鐘同步時(shí)鐘同步同步信息與同步信息與SMV和和GOOSE共網(wǎng)共網(wǎng)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(shè)備一二次界面明晰，減少設(shè)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(diǎn)分析等高級運(yùn)用在線監(jiān)測、在線仿真、缺點(diǎn)分析等高級運(yùn)用三網(wǎng)合一三網(wǎng)合一GOOSE、S

32、MV、對時(shí)、對時(shí)分網(wǎng)分網(wǎng)光纖數(shù)量多、交換機(jī)多光纖數(shù)量多、交換機(jī)多適用于采樣值點(diǎn)對點(diǎn)傳輸方式適用于采樣值點(diǎn)對點(diǎn)傳輸方式共網(wǎng)共網(wǎng)光纖數(shù)量少、交換機(jī)少光纖數(shù)量少、交換機(jī)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(wǎng)環(huán)網(wǎng) vs 星形網(wǎng)星形網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)網(wǎng)環(huán)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)自愈功能可實(shí)現(xiàn)自愈功能有網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的風(fēng)險(xiǎn)有網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)現(xiàn)間隔獨(dú)立有困難實(shí)現(xiàn)間隔獨(dú)立有困難適用于適用于110kV變電站，需用公用自愈技術(shù)處理網(wǎng)變電站，需用公用自愈技術(shù)處理網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴問題絡(luò)風(fēng)暴問題星型網(wǎng)星型網(wǎng)間隔相對獨(dú)立間隔相對獨(dú)立無網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴風(fēng)險(xiǎn)無網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴風(fēng)險(xiǎn)到達(dá)環(huán)網(wǎng)冗余度需求雙重化到達(dá)環(huán)網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造簡約的接線簡約的接線數(shù)字化變電站典型構(gòu)造數(shù)字化變電站典型構(gòu)造變電站組網(wǎng)圖變電站組網(wǎng)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(shí)例過程層合并單元智能單元實(shí)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(gòu)成一個(gè)整電子式互感器本體與合并單元構(gòu)成一個(gè)整體，一二次界面明晰體，一二次界面明晰過程層設(shè)備演化趨勢過程層設(shè)備演化趨勢過程層設(shè)備不同階段和深度過程層設(shè)備不同階段和深度間隔層設(shè)備實(shí)例間隔層設(shè)備實(shí)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(wù)量大，易出錯(cuò)任務(wù)量大，易出錯(cuò)配置人員需了解配置人員需了解IEC61850細(xì)節(jié)細(xì)節(jié)配置任務(wù)只能有系統(tǒng)集成商實(shí)施配

35、置任務(wù)只能有系統(tǒng)集成商實(shí)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(wù)，無需了解配置人員按變電站直觀思想任務(wù)，無需了解IEC61850細(xì)節(jié)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)院、電力公司均可直接參與配置任務(wù)設(shè)計(jì)院、電力公司均可直接參與配置任務(wù)需留意的關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)需留意的關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化間隔層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化間隔層設(shè)備硬件解碼技術(shù)：硬件解碼技術(shù)：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(gòu)成繼電維護(hù)、測控、備自投、小電一樣硬件可構(gòu)成繼電維護(hù)、測控、備自投、小電流選線、頻率電壓緊急控制、缺點(diǎn)錄波等設(shè)備流選線、頻率電壓緊急控制、缺點(diǎn)錄波等設(shè)備支持支持IEC1588網(wǎng)絡(luò)

36、對時(shí)網(wǎng)絡(luò)對時(shí)合并單元合并單元硬件編解碼技術(shù)：硬件編解碼技術(shù)：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(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍：運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍：-4085支持支持IEC1588網(wǎng)絡(luò)對時(shí)網(wǎng)絡(luò)對時(shí)需留意的關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)需留意的關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)公用交換機(jī)公用交換機(jī)快速自愈：光纖缺點(diǎn)自愈時(shí)間快速自愈：光纖缺點(diǎn)自愈時(shí)間1ms 交換機(jī)缺點(diǎn)自愈時(shí)間交換機(jī)缺點(diǎn)自愈時(shí)間5ms 與環(huán)上交換機(jī)數(shù)量無關(guān)與環(huán)上交換機(jī)數(shù)量無關(guān)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)限制、端口流量限制技術(shù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)限制、端口流量限制技術(shù)徹底防止網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴徹底防止網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴支持支持IEC1588網(wǎng)絡(luò)對時(shí)網(wǎng)絡(luò)對時(shí)需留意的關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)需留意的關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)關(guān)

37、鍵技術(shù)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(gòu)建的自然思想按變電站構(gòu)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(guān)于三塬數(shù)字化變電站的設(shè)計(jì)方案關(guān)于三塬數(shù)字化變電站的設(shè)計(jì)方案過程層組網(wǎng)方案過程層組網(wǎng)方案CT、PT,跳合閘回路跳合閘回路,維護(hù)安裝維護(hù)安裝間二次回路銜接組網(wǎng)方式，通訊規(guī)約間二次回路銜接組網(wǎng)方式，通訊規(guī)約 過程層采用全星型網(wǎng)路構(gòu)造過程層采用全星型網(wǎng)路構(gòu)造電子式互感器電子式互感器-維護(hù)安裝采用光纖銜接維護(hù)安裝采用光纖銜接維護(hù)安裝維護(hù)安裝-智能操作箱下放開關(guān)場采用光纖智能操作箱下放開關(guān)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(wǎng)共網(wǎng)傳輸傳輸通訊規(guī)約為通訊規(guī)約為IEC61850-9-2 繼電維護(hù)與監(jiān)控的通訊方式及規(guī)約繼電維護(hù)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(wǎng)，以太網(wǎng)，IEC61850-9-8 智能終端智能終端 的運(yùn)用的運(yùn)用 110kV斷路器智能操作箱：以光纖回路接納維護(hù)測控安斷路器智能操作箱：以光纖回路接納維護(hù)測控安裝命令并向維護(hù)測控安裝傳送采集到的開關(guān)量信息，以電裝命令并向維護(hù)測控安裝傳送采集到的開關(guān)量信息，以電氣回路執(zhí)行命令和采集開關(guān)量信息；氣回路執(zhí)行命令和采集開關(guān)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(hù)安裝發(fā)送采集到的信息光纖回路向維護(hù)安裝發(fā)送采集到的信息 用于實(shí)現(xiàn)維護(hù)功能的丈量數(shù)據(jù)同步方式用于實(shí)現(xiàn)維護(hù)功能的丈量數(shù)據(jù)同步方式 二次系統(tǒng)設(shè)置同一時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)全站設(shè)備的時(shí)鐘同步，各二次系統(tǒng)設(shè)置同一時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)全站設(shè)備的時(shí)鐘同步，各設(shè)備根據(jù)同一時(shí)間基準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)延時(shí)一致對時(shí)，取消了傳統(tǒng)設(shè)備根據(jù)同一時(shí)間基準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)延時(shí)一致對時(shí)，取消了傳統(tǒng)的硬接線對時(shí)方式的硬接線對時(shí)方式 采用采用IEC1558,合并器、光纖交換機(jī)采用光纖脈沖校時(shí)輸合并器、光纖交換機(jī)采用光纖脈沖校時(shí)輸入，實(shí)現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的同步入，實(shí)現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的同步 其他特點(diǎn)其他特點(diǎn)臨夏地域古臨網(wǎng)由古城變供電，古臨一、臨夏地域古臨網(wǎng)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(shí)線路分別暫時(shí)T接接在古臨一、二線上；古臨一線過負(fù)荷聯(lián)切在古臨一、二線上；古臨一線過負(fù)荷聯(lián)切定值定值455A，古臨二線過負(fù)荷聯(lián)切定值，古臨二線