智能變電站示范工程關(guān)鍵技術(shù)

1、智能變電站示范(shfn)工程關(guān)鍵技術(shù)共四十九頁南自智能(zh nn)站歷程 國電南自是我國最早從事智能變電站技術(shù)研究及設(shè)備制造(zhzo)的廠家之一，是我國電子式互感器標(biāo)委會和IEC 61850標(biāo)委會成員單位，參加了IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的國內(nèi)轉(zhuǎn)化工作，是IEC 61850-9-1、IEC 61850-9-2采樣值傳輸國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的主起草單位。 2 共四十九頁南自智能(zh nn)站歷程國電南自創(chuàng)造了智能變電站技術(shù)應(yīng)用的多項第一第一套電子式互感器掛網(wǎng)運(yùn)行： 03年南京(nn jn)220kV六合變電站第一個IEC61850的110kV變電站：06年西安少陵變電站第一個IEC61850的500kV

2、變電站：07年南網(wǎng)桂林變電站第一個110kV數(shù)字化變電站：06年云南翠峰變電站第一個220kV數(shù)字化變電站：06年內(nèi)蒙杜爾伯特變電站第一個500kV數(shù)字化變電站：09年南網(wǎng)桂林變電站第一個新建220kV智能變電站：10年無錫西涇變電站目前，智能變電站系統(tǒng)電壓等級覆蓋到35kV750kV 3 共四十九頁1、500kV桂林變的數(shù)字化改造(gizo)2、河南(h nn)220kV淇縣變照片3、無錫220kV西涇變照片共四十九頁變電站功能(gngnng)示意圖共四十九頁傳統(tǒng)(chuntng)變電站共四十九頁智能(zh nn)變電站結(jié)構(gòu)圖共四十九頁共四十九頁智能(zh nn)變電站關(guān)鍵技術(shù)一、電子式互感

3、器二、SV采樣三、GOOSE四、一次設(shè)備智能化五、保護(hù)與控制六、智能高級(goj)應(yīng)用共四十九頁電子(dinz)式電流互感器Rogowsgi線圈(xinqun)式磁光玻璃式全光纖式共四十九頁電子式電壓(diny)互感器電容(dinrng)分壓式電壓互感器電壓電流組合式互感器共四十九頁電壓(diny)等級越高電子式互感器優(yōu)勢越明顯比較項目常規(guī)互感器電子式互感器絕緣復(fù)雜絕緣簡單體積及重量大、重體積小、重量輕CT動態(tài)范圍范圍小、有磁飽和范圍寬、無磁飽和PT諧振易產(chǎn)生鐵磁諧振PT無諧振現(xiàn)象CT二次輸出不能開路可以開路輸出形式模擬量輸出數(shù)字量輸出電子式互感器共四十九頁AIS電流(dinli)互感器共四十

4、九頁GIS電子式互感器GIS上安裝(nzhung)電子互感器共四十九頁GIS電子式互感器共四十九頁無源(w yun)電子式電流互感器磁光玻璃(b l)式全光纖式共四十九頁工作(gngzu)原理法拉第磁旋光效應(yīng)普通(ptng)光起偏器偏振光Faraday材料磁場 B檢偏器Faraday旋光角Faraday旋光角正比于磁場B，因此正比于產(chǎn)生磁場B的電流。電流Faraday磁光效應(yīng)（電流互感器）共四十九頁電子式電壓(diny)互感器共四十九頁SV采樣(ci yn)一、傳統(tǒng)(chuntng)互感器二、電子式互感器三、數(shù)據(jù)傳輸與同步共四十九頁傳統(tǒng)(chuntng)互感器配置共四十九頁傳統(tǒng)(chuntng

5、)互感器就地采集共四十九頁采樣(ci yn)同步采樣(ci yn)的同步問題間隔內(nèi)采樣同步(電子式互感器)間隔間采樣同步變電站間的采樣同步共四十九頁IEC 60044-8采樣(ci yn)值傳輸標(biāo)準(zhǔn)1、IEC 60044-82、IEC 61850-9-13、IEC 61850-9-24、IEC 61850-9-2LE共四十九頁IEC 60044-8插值法同步(tngb)采樣值，設(shè)備間隔1的電流采樣值，設(shè)備間隔2的電流推算值，設(shè)備間隔2的電流推算值，設(shè)備間隔1的電流共四十九頁GOOSE一、GOOSE機(jī)制(jzh)二、虛端子共四十九頁GOOSE機(jī)制(jzh)共四十九頁GOOSE機(jī)制(jzh)交換機(jī)

6、GOOSE入高速公路(o s n l)收費(fèi)站GOOSE出以太網(wǎng)共四十九頁一次設(shè)備(shbi)智能化一、斷路器智能化二、變壓器智能化共四十九頁保護(hù)(boh)與控制一、多種互感器接入二、集中式保護(hù)(boh)三、保護(hù)優(yōu)化共四十九頁多種互感器接入站內(nèi)多間隔(jin g)間數(shù)據(jù)同步點(diǎn)對點(diǎn)：插值同步組網(wǎng)：序號同步共四十九頁多種互感器接入站間多間隔間數(shù)據(jù)(shj)同步（線路保護(hù)）共四十九頁多種互感器接入共四十九頁集中式后備(hubi)保護(hù) 集中式后備保護(hù)測量本站電力元件的電壓和電流、利用智能變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)獲得各主保護(hù)動作及斷路器狀態(tài)信息，并利用通訊網(wǎng)絡(luò)收集相鄰變電站的狀態(tài)量信息、斷路器狀態(tài)信息及主保護(hù)

7、動作信號，接收相鄰變電站元件的故障方向(fngxing)信息，根據(jù)實時信息，獨(dú)立判別在近后備、遠(yuǎn)后備范圍內(nèi)元件的故障，并做出最優(yōu)的跳閘策略。共四十九頁保護(hù)(boh)優(yōu)化雙回(shun hu)線保護(hù)雙回線自適應(yīng)重合閘共四十九頁智能(zh nn)變電站高級應(yīng)用一、一體化信息平臺二、圖形化的配置工具與源端維護(hù)三、智能(zh nn)告警及分析決策四、智能視頻五、設(shè)備在線監(jiān)測共四十九頁一體化信息(xnx)平臺在實現(xiàn)傳統(tǒng)綜自站當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能的基礎(chǔ)上，利用一體化信息平臺，對變電站的全景數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和應(yīng)用，實現(xiàn)支持電網(wǎng)的安全優(yōu)化運(yùn)行實時自動控制(z dn kn zh)智能調(diào)節(jié)在線分析決策協(xié)同互動其他高級功能

8、 從而提高運(yùn)行管理的自動化程度，減少系統(tǒng)的維護(hù)工作量，減輕變電站和調(diào)控運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度。共四十九頁一體化信息平臺 一體化信息平臺主要(zhyo)用于將智能變電站內(nèi)的實時監(jiān)控子系統(tǒng)、故障錄波子系統(tǒng)、電能計量子系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測子系統(tǒng)、視頻安防等輔助子系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一接入、統(tǒng)一處理、統(tǒng)一存儲，建立統(tǒng)一的變電站全景數(shù)據(jù)處理平臺，為各種智能應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的信息訪問接口。一體化信息(xnx)平臺共四十九頁一體化信息平臺 一體化信息平臺融合電力系統(tǒng)三態(tài)數(shù)據(jù)（穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)）和在線監(jiān)測、視頻圖像、輔助控制系統(tǒng)等全景信息，規(guī)范順控、五防、VQC、分布式狀態(tài)估計等應(yīng)用的對外服務(wù)接口，為實現(xiàn)(shx

9、in)變電站與遠(yuǎn)端主站/集控中心的互動提供堅實的基礎(chǔ)?？上蛭磥鞩EC 61850標(biāo)準(zhǔn)和IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)相互協(xié)調(diào)的電力模型平滑過渡。一體化信息(xnx)平臺共四十九頁圖形化的配置(pizh)工具與源端維護(hù)變電站配置(pizh)流程SSD系統(tǒng)圖組態(tài)工具裝置模板組態(tài)工具ICD系統(tǒng)組態(tài)工具SCD裝置實例組態(tài)工具IEC61850裝置CID全站系統(tǒng)配置文件一次系統(tǒng)配置文件裝置模板配置文件裝置配置IED描述文件共四十九頁圖形化的配置(pizh)工具與源端維護(hù)基于AUTOCAD的變電站配置(pizh)工具共四十九頁源端維護(hù)利用SCD文件直接生成一體化信息平臺的數(shù)據(jù)庫圖形可導(dǎo)出為SVG格式供遠(yuǎn)端系統(tǒng)使用從

10、SCD文件導(dǎo)出變電站一次設(shè)備(shbi)連接的拓?fù)潢P(guān)系從SCD文件導(dǎo)出符合IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的CIM模型圖形化的配置(pizh)工具與源端維護(hù)共四十九頁一體化在線五防五防規(guī)則在監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一制定，在監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)防誤閉鎖功能。五防規(guī)則由監(jiān)控系統(tǒng)傳遞到間隔層測控裝置，取消傳統(tǒng)電腦鑰匙，遙控回路采用硬接點(diǎn)閉鎖；對于手動操作(cozu)設(shè)備采用在線式鎖具閉鎖。一體化在線(zi xin)五防共四十九頁程序化順控可接收和執(zhí)行調(diào)度/集控中心和本地后臺系統(tǒng)發(fā)出的控制命令，經(jīng)安全校核正確后，自動完成相關(guān)運(yùn)行方式變化要求的設(shè)備控制，具備投退保護(hù)軟壓板功能，具備急停功能，可在站內(nèi)和遠(yuǎn)端實現(xiàn)可視化操作。在順控控制過程

11、中，變電站可以及時向調(diào)度/集控中心反饋(fnku)執(zhí)行過程的信息，如當(dāng)前執(zhí)行步驟、遙控超時、邏輯閉鎖等，以便遠(yuǎn)端系統(tǒng)能更全面的掌控。程序化順控共四十九頁程序化順控順序控制與一體化五防的五防邏輯一致具備變電站順序控制的間隔復(fù)制功能，減少維護(hù)工作量，簡化工程應(yīng)用支持遙控、遙調(diào)、保護(hù)(boh)軟壓板投退、定值區(qū)切換等功能具備順序控制急停、單步執(zhí)行功能共四十九頁程序化順控具備根據(jù)典型操作票自動生成(shn chn)順序控制步驟的功能支持操作票上傳，站內(nèi)和遠(yuǎn)端都可實現(xiàn)圖形化、可視化的順控操作支持兩種順序控制模式接收執(zhí)行調(diào)度或集控站發(fā)出的控制命令就地（本地自動化系統(tǒng)）的控制共四十九頁智能告警與分析決策在目

12、前的變電站監(jiān)控系統(tǒng)中，告警的方式比較單一，功能也比較有限，基本上信息按照時間順序全部顯示，未作篩選和推理判斷處理；一旦發(fā)生事故后，信息多，值班人員很難從大量的信息中獲取到重要告警信息，影響對事故的正確判斷。因此，智能告警與分析決策需實現(xiàn)：分類(fn li)告警信息過濾在線實時分析和推理變電站運(yùn)行狀態(tài)自動報告變電站異常并提出處理指導(dǎo)智能告警(gojng)與分析決策共四十九頁智能視頻視頻系統(tǒng)與監(jiān)控(jin kn)系統(tǒng)聯(lián)動。正常遙控 操作人員點(diǎn)擊主接線圖面上的設(shè)備進(jìn)行遙控時，視頻系統(tǒng)能夠通過調(diào)度編號等信息定位顯示設(shè)備現(xiàn)場畫面，并且在監(jiān)控機(jī)上顯示現(xiàn)場的視頻。事故異常 當(dāng)發(fā)生事故導(dǎo)致站內(nèi)設(shè)備動作時，視頻

13、系統(tǒng)能夠通過事故總和SOE告警信息主動推出動作設(shè)備的現(xiàn)場視頻。智能(zh nn)視頻共四十九頁設(shè)備在線監(jiān)測采集主要一次設(shè)備（變壓器、斷路器等）的狀態(tài)信息，進(jìn)行狀態(tài)可視化展示并發(fā)送到上級系統(tǒng)，為實現(xiàn)優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行和設(shè)備運(yùn)行管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(shj)支撐。變壓器 - 油色譜、局放、油溫、瓦斯斷路器 - 局放、SF6氣體、動作特性避雷器、電纜等其他設(shè)備 - 溫度、絕緣、介質(zhì)損耗設(shè)備在線(zi xin)監(jiān)測共四十九頁內(nèi)容摘要智能變電站示范工程關(guān)鍵技術(shù)。第一個IEC61850的500kV變電站：07年南網(wǎng)桂林變電站。第一個新建220kV智能變電站：10年無錫西涇變電站。 3 。Faraday旋光角。Faraday旋光角正比于磁場B，因此正比于產(chǎn)