電力企業(yè)信息化-第4章 變電站信息化

電力企業(yè)信息化第4章變電站信息化本章內(nèi)容變電站信息化總體框架變電站監(jiān)控系統(tǒng)變電站生產(chǎn)管理系統(tǒng)電網(wǎng)構(gòu)成概述 變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)起著變換和分配電能的作用。變電站信息化的主要內(nèi)容是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。將變電站的二次設(shè)備利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)。核心內(nèi)容是監(jiān)控系統(tǒng)信息化和變電站生產(chǎn)管理系統(tǒng)信息化。第一節(jié)變電站信息化總體框架一、變電站類型什么是變電站？變電站的作用？變電站是把一些設(shè)備組裝起來，用于切斷或接通、改變或調(diào)整電壓。是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施。變換：變壓器實(shí)現(xiàn)

分配電能：母線實(shí)現(xiàn)

變電站分類1、按變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用劃分系統(tǒng)樞紐變、地區(qū)一次變、地區(qū)二次變、終端變2、按變電站安裝位置劃分室內(nèi)、室外、地下、箱式3、按值班方式劃分有人值班、無人值班4、根據(jù)變壓器的使用功能劃分升壓、降壓、換流5、按自動(dòng)化程度劃分常規(guī)、部分微機(jī)化、數(shù)字化變電站、智能變電站2、變電站的發(fā)展傳統(tǒng)變電站

20世紀(jì)80年代及以前變電站保護(hù)設(shè)備以晶體管、集成電路為主，二次設(shè)備均按照傳統(tǒng)方式布置，各部分獨(dú)立運(yùn)行。隨著微處理器和通信技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)動(dòng)裝置的性能得到較大提高，傳統(tǒng)變電站逐步增加了“遙測(cè)”、“遙信”、“遙控”、“遙調(diào)”的四遙功能。

綜合自動(dòng)化變電站

20世紀(jì)90年代，隨著微機(jī)保護(hù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)的發(fā)展，變電站自動(dòng)化取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)，對(duì)變電站二次設(shè)備的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，建成了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的功能。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)先后經(jīng)歷了集中式、分散式、分散分層式等不同結(jié)構(gòu)的發(fā)展，使得變電站設(shè)計(jì)更合理，運(yùn)行更可靠，更利于變電站無人值班的管理。數(shù)字化變電站

近年來，隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷進(jìn)步和IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用，國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了基于IEC61850的數(shù)字化變電站。數(shù)字化變電站具有全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、高級(jí)應(yīng)用互動(dòng)化四個(gè)重要特征。數(shù)字化變電站體現(xiàn)在過程層設(shè)備的數(shù)字化，整個(gè)變電站內(nèi)信息的網(wǎng)絡(luò)化，以及斷路器設(shè)備的智能化，而且設(shè)備檢修工作逐步由定期檢修過渡到以狀態(tài)檢修為主的管理模式。智能變電站

智能電網(wǎng)中的智能變電站是由先進(jìn)、可靠、環(huán)保、集成的設(shè)備組合而成，以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)為信息傳輸基礎(chǔ)，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，同時(shí)具備支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。智能變電站同數(shù)字化變電站的區(qū)別數(shù)字化變電站主要從滿足變電站自身的需求出發(fā)，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)一、二次設(shè)備的數(shù)字化通信和控制，建立全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，側(cè)重于在統(tǒng)一通信平臺(tái)的基礎(chǔ)上提高變電站內(nèi)設(shè)備與系統(tǒng)見的互操作性。智能變電站從滿足智能電網(wǎng)運(yùn)行要求出發(fā)，比數(shù)字化變電站更加注重變電站之間、變電站與調(diào)度中心之間的信息的統(tǒng)一與功能的層次化，以在全網(wǎng)范圍內(nèi)提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平為目標(biāo)。智能變電站同數(shù)字化變電站的區(qū)別數(shù)字化變電站已經(jīng)具有了一定程度的設(shè)備集成和功能優(yōu)化的概念，要求站內(nèi)應(yīng)用的所有智能電子裝置（IED）滿足統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，擁有統(tǒng)一的接口，以實(shí)現(xiàn)互操作性。IED分布安裝與站內(nèi)，其功能的整合以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)為紐帶，利用網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)。數(shù)字化變電站在以太網(wǎng)通信的基礎(chǔ)上，模糊了一、二次設(shè)備的界限，實(shí)現(xiàn)了一、二次設(shè)備的初步融合。而智能化變電站設(shè)備集成化程度更高，可以實(shí)現(xiàn)一、二次設(shè)備的一體化、智能化整合和集成。智能變電站同數(shù)字化變電站的區(qū)別智能變電站在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)技術(shù)上的跨越：監(jiān)測(cè)設(shè)備的智能化，重點(diǎn)是對(duì)開關(guān)、變壓器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)；故障信息綜合分析決策，變電站要和調(diào)度器進(jìn)行信息的雙向交流。無人值守變電站無人值守變電站：調(diào)度值班員借助微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)替代變電所現(xiàn)場(chǎng)值班員來控制和管理的變電所。是變電所的一種先進(jìn)管理模式。調(diào)度員在主站端設(shè)備的鍵盤上進(jìn)行必要的遙控、遙調(diào)操作。并非任何操作都無須人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。不必再配置單獨(dú)RTU，模擬量和開關(guān)狀態(tài)信息，通過通信管理單元直接送往調(diào)度。各微機(jī)保護(hù)單元將動(dòng)作信息送給調(diào)度，并通過通信管理單元轉(zhuǎn)發(fā)或執(zhí)行調(diào)度下達(dá)的命令。

國(guó)內(nèi)無人值班的發(fā)展簡(jiǎn)況20世紀(jì)80年代后期，無人值班技術(shù)上了一個(gè)臺(tái)階。促進(jìn)了調(diào)度自動(dòng)化實(shí)用化的深入開展和電網(wǎng)調(diào)度管理水平的提高。國(guó)家電力調(diào)度通信中心于1993年12月28日發(fā)布了調(diào)自[1994]2號(hào)文件《關(guān)于在地區(qū)電網(wǎng)中實(shí)施變電站遙控和無人值班的意見》。2008年國(guó)家電網(wǎng)發(fā)布無人值守變電站管理規(guī)范(試行)目前各省電力公司，大力推行無人值守變電站，已有750KV無人值守變電站。如：2013年6月湖北全省500千伏交流變電站全部實(shí)現(xiàn)無人值守。變電站綜合自動(dòng)化1、變電站綜合自動(dòng)化簡(jiǎn)介變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)就是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等對(duì)變電站的二次設(shè)備（繼電保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)、故障錄波、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）的功能進(jìn)行從新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站的全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測(cè)量、自動(dòng)控制和保護(hù)及與調(diào)度間通信等綜合性的自動(dòng)化功能的自動(dòng)化系統(tǒng)。 在技術(shù)上涉及到自動(dòng)控制、遠(yuǎn)動(dòng)、通信、測(cè)量、計(jì)量、信號(hào)和控制等二次系統(tǒng)，專業(yè)上涉及到自動(dòng)化、保護(hù)、變電站運(yùn)行等。配置類似工作重復(fù)變電站綜合自動(dòng)化——由來機(jī)電式繼電保護(hù)就地監(jiān)控遠(yuǎn)動(dòng)裝置錄波裝置微機(jī)型繼電保護(hù)微機(jī)監(jiān)控微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)微機(jī)錄波微機(jī)型計(jì)算機(jī)技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)共享軟硬件資源通域信絡(luò)網(wǎng)局自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)微機(jī)自動(dòng)裝置微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)功能綜合自動(dòng)化結(jié)構(gòu)示意圖變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)基本配置時(shí)鐘系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)裝置調(diào)度綜合測(cè)控裝置自動(dòng)裝置遠(yuǎn)動(dòng)裝置繼電保護(hù)模擬/開關(guān)量采集裝置保護(hù)單元1保護(hù)單元n工作站工作站主控機(jī)外設(shè)中心處理機(jī)網(wǎng)絡(luò)變電所綜合自動(dòng)化—特征1)、功能綜合化

綜合了變電所內(nèi)除一次設(shè)備和交直流電源以外的所有二次設(shè)備。微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)綜合了儀表屏、操作屏、模擬屏、變送器屏、中央信號(hào)系統(tǒng)，遠(yuǎn)動(dòng)裝置RTU，電壓及無功自動(dòng)調(diào)節(jié)等功能。微機(jī)保護(hù)綜合了故障錄波、故障測(cè)距、小電流接地選線、自動(dòng)按頻率減負(fù)荷、自動(dòng)重合閘等功能。2)、結(jié)構(gòu)分布、分層化分布式結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)上采用主從CPU協(xié)同工作方式，各功能模塊（從CPU）間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)通信。優(yōu)點(diǎn)：多CPU提高了處理并行多發(fā)事件的能力，方便系統(tǒng)擴(kuò)展與維護(hù)，局部故障不影響其它模塊的正常運(yùn)行。分層式結(jié)構(gòu)

監(jiān)控主機(jī)打印機(jī)顯示器綜合監(jiān)控單元前置機(jī)數(shù)據(jù)采集TA/TVTA/TV綜合監(jiān)控單元線路保護(hù)單元主變保護(hù)單元電容器保護(hù)單元間隔層站控層管理層在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，通常把繼電保護(hù)、自動(dòng)重合閘、故障錄波、故障測(cè)距等功能綜合在一起的裝置稱為保護(hù)單元，而把測(cè)量和控制功能綜合在一起的裝置稱為控制或I/O單元。兩者通稱為間隔級(jí)單元(baylevelunit)。各種類型的間隔級(jí)單元與變電站的中央單元(centralunit)相結(jié)合，并利用間隔級(jí)單元搜集到的狀態(tài)量和測(cè)量值，通過軟件來實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)閉鎖，取消或大大簡(jiǎn)化傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中為實(shí)現(xiàn)閉鎖功能所需要的二次回路，以組成變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。間隔層按一次設(shè)備組織，一般按斷路器的間隔劃分，具有測(cè)量、控制和繼電保護(hù)部分。測(cè)量、控制部分負(fù)責(zé)該單元的測(cè)量、監(jiān)視、斷路器的操作控制和閉鎖及事件順序記錄等；保護(hù)部分負(fù)責(zé)該單元線路或變壓器或電容器的保護(hù)、各種錄波等。間隔層本身是由各種不同的單元裝置組成，這些獨(dú)立的單元裝置直接通過總線接到站控層。

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)使變電站的值班人員完全是面對(duì)大屏幕顯示器進(jìn)行變電站的全方位監(jiān)視與操作。3)、操作監(jiān)視屏幕化指針式儀表模擬屏跳、合閘操作數(shù)據(jù)顯示實(shí)時(shí)主接線畫面畫面文字語言報(bào)警光字牌報(bào)警鼠標(biāo)鍵盤操作

原來的二次設(shè)備只能監(jiān)視一次設(shè)備；綜合自動(dòng)化系統(tǒng)：監(jiān)測(cè)一次設(shè)備；常規(guī)自動(dòng)化功能；在線自診斷；與控制中心通信。4)、運(yùn)行管理智能化變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能1)、數(shù)據(jù)采集是在線采集供電系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，主要包括：模擬量，狀態(tài)量和脈沖量。模擬量采集進(jìn)線的電壓、電流和功率值，饋線回路的電流及功率值，還包括變壓器的溫度，電容器的溫度，直流電源電壓等。狀態(tài)量采集變電所里的開關(guān)、斷路器的位置狀態(tài)等。脈沖量脈沖電度表輸出的脈沖信號(hào)等。2)、數(shù)據(jù)處理與記錄

電力部門和用戶內(nèi)部生產(chǎn)調(diào)度需要的數(shù)據(jù)。變電所運(yùn)行參數(shù)的統(tǒng)計(jì)、分析與計(jì)算。

變電所內(nèi)各種事故信息的順序記錄并登錄存檔。變電所運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備越限報(bào)警及記錄。3)、控制與操作閉鎖變電所內(nèi)的各高壓斷路器，隔離開關(guān)可以通過變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)CRT屏幕進(jìn)行操作，也可以對(duì)變壓器的分接頭進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，可對(duì)電容器組進(jìn)行投切。為了防止計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障時(shí)無法操作被控設(shè)備。應(yīng)保留人工直接跳合閘功能。操作閉鎖的內(nèi)容a、操作出口具有跳、合閉鎖功能。b、操作出口具有并發(fā)性操作閉鎖功能，c、根據(jù)實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)斷路器、隔離開關(guān)操作閉鎖功能。d、適應(yīng)一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)維修操作的“五防操作及閉鎖系統(tǒng)”。即：防止帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)；防止誤入帶電間隔；防止誤分、合斷路器；防止帶電掛接地線；防止帶地線合隔離開關(guān)。e、CRT屏幕操作閉鎖功能，只有輸入正確的操作口令和監(jiān)護(hù)口令才有權(quán)進(jìn)行操作控制。4)、微機(jī)保護(hù)

微機(jī)保護(hù)主要包括線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、電容器保護(hù)、備用電源的自動(dòng)投入裝置和自動(dòng)重合閘裝置等。a、故障記錄，且斷電保持。b、存儲(chǔ)多套整定值；并能顯示及當(dāng)?shù)匦薷恼ㄖ怠、實(shí)時(shí)顯示保護(hù)主要狀態(tài)。d、與監(jiān)控系統(tǒng)通信。5)、與遠(yuǎn)方操作控制中心通信“四遙”遙測(cè)，遙信，遙控，遙調(diào)

遠(yuǎn)方修改定值向電力調(diào)度部門傳送數(shù)據(jù)信息6)、人機(jī)聯(lián)系功能（1）屏幕顯示（2）通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)（3）人工操作控制（4）運(yùn)行參數(shù)及信息的打印記錄7)、自診斷功能

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的各單元模塊應(yīng)具有自診斷功能，自診斷信息也像數(shù)據(jù)采集一樣周期性地送往后臺(tái)機(jī)操作控制中心。3、變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式主要有：集中式分布式分布分散式集中式采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)，擴(kuò)展其外圍接口電路，集中采集變電站的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算與處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和一些自動(dòng)化功能。微機(jī)保護(hù)、微機(jī)監(jiān)控和與調(diào)度等通信的功能由不同的微機(jī)完成。集中式結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：每臺(tái)計(jì)算機(jī)的功能較集中，若一臺(tái)計(jì)算機(jī)出故障，影響面大。軟件復(fù)雜，調(diào)試麻煩，修改工作量大。組態(tài)不靈活。集中式保護(hù)與長(zhǎng)期以來采用一對(duì)一的常規(guī)保護(hù)相比，不直觀，不符合運(yùn)行和維護(hù)人員的習(xí)慣，調(diào)試和維護(hù)不方便，只適于保護(hù)算法比較簡(jiǎn)單的情況。分布式將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)來完成。一般按功能設(shè)計(jì)，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了CPU運(yùn)算處理的瓶頸問題。便于系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，局部故障不影響其他模塊的正常的運(yùn)行。安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)，較多地使用于中、低壓變電站。分布分散式從邏輯上將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)劃分為變電站層和間隔層兩層，也可分為變電站層、通信層和間隔層三層。間隔級(jí)控制單元的自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化使系統(tǒng)適用率較高。簡(jiǎn)化了變電站二次部分的配置，大大縮小了控制室的面積。簡(jiǎn)化了變電站二次設(shè)備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜。結(jié)構(gòu)可靠性高，組態(tài)靈活，檢修方便。三、變電站信息化及其框架變電站信息化監(jiān)控系統(tǒng)信息化生產(chǎn)管理信息化數(shù)據(jù)采集與處理監(jiān)視系統(tǒng)控制系統(tǒng)運(yùn)行管理子系統(tǒng)操作票專家子系統(tǒng)技術(shù)培訓(xùn)子系統(tǒng)第二節(jié)變電站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的任務(wù)：

完成一次設(shè)備的監(jiān)視、控制、數(shù)據(jù)采集、事件順序記錄及顯示、使值班人員把握安全控制、事故處理的主動(dòng)性，減少和避免誤操作，縮短事故停電時(shí)間，提高運(yùn)行管理水平，減少變、配電損失。一、變電站監(jiān)控系統(tǒng)的基本要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)（及時(shí)獲得關(guān)注的數(shù)據(jù)，并顯示出來）可靠性高（滿足全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)視和控制）維護(hù)性好（方便參數(shù)修改，增刪間隔，系統(tǒng)組態(tài)）人機(jī)交流方便（友好的界面，人性化的設(shè)計(jì)）通訊可靠（通訊可靠是系統(tǒng)正常運(yùn)行的保障）信號(hào)采集和輸出技術(shù)先進(jìn)性，信息接入容量龐大（不限變電站規(guī)模，擴(kuò)建方便）信息處理和控制算法先進(jìn)，可編程資源豐富（提供一系列工具實(shí)現(xiàn)特殊要求）二、變電站監(jiān)控系統(tǒng)的功能1、數(shù)據(jù)采集與處理功能2、監(jiān)視功能3、控制功能1、數(shù)據(jù)采集與處理功能模擬量、數(shù)字量或狀態(tài)量、電能量的采集、折算回一次值、顯示并保存到歷史庫模擬量的采集狀態(tài)量的采集脈沖量的采集數(shù)字量的采集事故順序記錄和事故追憶在線統(tǒng)計(jì)計(jì)算2、監(jiān)視功能1）收集并獲得全站主設(shè)備各種經(jīng)處理運(yùn)算后的模擬量并進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視，包括線路、主變壓器的各種被測(cè)量電流、有功功率、無功功率、母線電壓、系統(tǒng)頻率以及電流、電壓上下限值；2）收集并獲得全站主設(shè)備運(yùn)行的開關(guān)量并進(jìn)行監(jiān)視；3）報(bào)警處理事故報(bào)警、預(yù)告報(bào)警4）系統(tǒng)的自診斷和自恢復(fù)5）維護(hù)功能數(shù)據(jù)庫維護(hù)、功能維護(hù)3、控制功能開關(guān)分合、電容投退、檔位調(diào)節(jié)、保護(hù)投退。具備多級(jí)權(quán)限管理和電氣閉鎖、防誤操作等功能1）調(diào)度中心遠(yuǎn)方控制2）站內(nèi)SCADA控制3）后備手動(dòng)控制IEC61850是什么?它不僅是一個(gè)通信規(guī)約它是一個(gè)全球的變電站自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)。使用面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)使用分布、分層體系使用抽象通信服務(wù)接口（ACSI）、特殊通信服務(wù)映射SCSM技術(shù)使用MMS技術(shù)具有互操作性具有面向未來的、開放的體系結(jié)構(gòu)。

一個(gè)用于無縫通信的全球標(biāo)準(zhǔn)三、變電站監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備IEC61850是國(guó)際電工委員會(huì)TC57制定的《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》系列標(biāo)準(zhǔn)，為基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)唯一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也是國(guó)家電力行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。（DL/T860）IEC61850規(guī)范了數(shù)據(jù)的命名、數(shù)據(jù)定義、設(shè)備行為、設(shè)備的自描述特征和通用配置語言，使不同智能電氣設(shè)備間的信息共享和互操作成為可能。

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)

三、變電站監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備61850出現(xiàn)的主要原因：

嵌入式以太網(wǎng)技術(shù)使得變電站內(nèi)設(shè)備裝置具有了更強(qiáng)大的通信能力與網(wǎng)絡(luò)訪問功能，使得用更高速與安全的以太網(wǎng)通信代替串口通信成為可能不同廠家的設(shè)備，采用不同的嵌入式系統(tǒng)、不同的編程語言，數(shù)據(jù)庫、構(gòu)成“信息孤島”現(xiàn)象，需要一個(gè)有效的異構(gòu)信息解決方案——IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是變電站內(nèi)異構(gòu)信息集成方案設(shè)備互操作問題是關(guān)鍵廠商規(guī)約加密/客戶設(shè)備采購(gòu)受限/系統(tǒng)集成困難需要一個(gè)統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61850變電站內(nèi)調(diào)度端IEC61970異構(gòu)集成2004年9月巴黎IEC61850國(guó)際展示會(huì)議15家廠商產(chǎn)品互連三、變電站監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備在邏輯結(jié)構(gòu)上根據(jù)當(dāng)前數(shù)字化變電站使用的IEC61850通信協(xié)議的定義，可分為三個(gè)層次，分別稱為“過程層”“間隔層”“站控層”。保護(hù)裝置數(shù)字化斷路器控制合并單元開關(guān)控制模塊間隔控制單元刀閘斷路器電子互感器常規(guī)變電站與數(shù)字化變電站結(jié)構(gòu)圖對(duì)比相關(guān)設(shè)備1）間隔層設(shè)備：

保護(hù)與測(cè)控裝置；電能計(jì)量；交直流與消弧線圈；光纖交換機(jī)。

2）過程層設(shè)備：

非常規(guī)互感器；合并單元；智能終端；智能開關(guān)。3）站控層設(shè)備：

數(shù)字化變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

間隔層設(shè)備整體要求應(yīng)采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)，易維護(hù)和更換方便；應(yīng)能按照DL/T860建模，并與站控層設(shè)備通信，并具有完善的自我描述功能；與過程層設(shè)備之間的通信應(yīng)滿足DL/T860中規(guī)定的數(shù)據(jù)格式，具有識(shí)別協(xié)議中的數(shù)據(jù)有效性判斷，實(shí)時(shí)閉鎖保護(hù)，并能將告警事件上送；在任何網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行工況流量沖擊下，間隔層裝置均不應(yīng)死機(jī)或重啟；宜采用冗余的110V或220V直流供電方式；當(dāng)電壓波動(dòng)范圍在20％內(nèi)時(shí)，間隔層設(shè)備應(yīng)能正常工作。1）間隔層設(shè)備整體要求間隔層設(shè)備技術(shù)要求測(cè)控裝置支持通過GOOSE協(xié)議實(shí)現(xiàn)間隔層五防功能；(GOOSE:GenericObjectOrientedSubstationEvent面向通用對(duì)象的變電站事件)應(yīng)能實(shí)時(shí)反映本間隔一次設(shè)備的分、合狀態(tài)，應(yīng)有該電氣單元的實(shí)時(shí)模擬接線狀態(tài)圖；應(yīng)能設(shè)置所測(cè)量間隔的檢修狀態(tài)。保護(hù)裝置應(yīng)支持GOOSE協(xié)議，實(shí)現(xiàn)裝置之間狀態(tài)、命令傳遞及GOOSE跳閘功能；出口壓板宜采用軟壓板方式，并具備功能投退壓板在接收到異常的合并單元采樣信號(hào)時(shí)，應(yīng)能立刻閉鎖保護(hù)出口，確保不誤動(dòng)；應(yīng)設(shè)置檢修態(tài)，保證測(cè)試GOOSE通信正確，但不會(huì)實(shí)際跳閘。間隔層設(shè)備技術(shù)要求間隔層設(shè)備技術(shù)要求故障錄波裝置應(yīng)具有采樣數(shù)據(jù)接口，從合并單元或交換機(jī)上接收采樣信號(hào)，進(jìn)行采樣量的錄波，同時(shí)應(yīng)可記錄重要的GOOSE開入開出量。計(jì)量裝置與站控層通信應(yīng)支持MMS協(xié)議，與合并單元通信應(yīng)支持支持DL/T860-9-1或DL/T860-9-2標(biāo)準(zhǔn)。安全穩(wěn)定裝置各類安全穩(wěn)定裝置應(yīng)遵循DL/T860標(biāo)準(zhǔn)建模和通信，包括備自投裝置、低周減載裝置、PMU裝置等。間隔層設(shè)備技術(shù)要求2）過程層設(shè)備--電子式互感器3）站控層設(shè)備技術(shù)要求

站控層設(shè)備包括主機(jī)、操作員站、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、保信子站、五防子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信記錄分析系統(tǒng)、衛(wèi)星對(duì)時(shí)系統(tǒng)等。主機(jī)有主處理器及服務(wù)器的功能，是站控層數(shù)據(jù)收集、處理、存儲(chǔ)及發(fā)送的中心；管理和顯示有關(guān)的運(yùn)行信息，供運(yùn)行人員對(duì)變電站的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視和控制間隔層設(shè)備工作方式的選擇，實(shí)現(xiàn)各種工況下的操作閉鎖邏輯等；500kV變電站應(yīng)采用兩臺(tái)主機(jī)互為熱備用工作方式。操作員站站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要人機(jī)界面，用于圖形及報(bào)表顯示、事件記錄及報(bào)警狀態(tài)顯示和查詢，設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)的查詢，操作指導(dǎo)，操作控制命令的解釋和下達(dá)等；通過操作員站，運(yùn)行值班人員能夠?qū)崿F(xiàn)全站設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視和操作控制；應(yīng)配置兩臺(tái)操作員站，操作員站間應(yīng)能實(shí)現(xiàn)相互監(jiān)視操作的功能。110～220kV變電站的操作員站宜與主機(jī)在計(jì)算機(jī)硬件上合并設(shè)置。操作員站站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要人機(jī)界面，用于圖形及報(bào)表顯示、事件記錄及報(bào)警狀態(tài)顯示和查詢，設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)的查詢，操作指導(dǎo)，操作控制命令的解釋和下達(dá)等；通過操作員站，運(yùn)行值班人員能夠?qū)崿F(xiàn)全站設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視和操作控制；應(yīng)配置兩臺(tái)操作員站，操作員站間應(yīng)能實(shí)現(xiàn)相互監(jiān)視操作的功能。110～220kV變電站的操作員站宜與主機(jī)在計(jì)算機(jī)硬件上合并設(shè)置。四、變電站監(jiān)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)1、變電站監(jiān)控系統(tǒng)層次2、變電站監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯構(gòu)成3、變電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用軟件模塊1、體系結(jié)構(gòu)示意操作系統(tǒng)Unix（Solaris,AIX,HPUX,Tru64）Linux（多種發(fā)行版本）Windows（XP/2003/Vista/2007）數(shù)據(jù)庫Oracle（9i/10g/11g）MicrosoftSQLServer（2000/2005/2008）MysqlWEBApachePHP2、變電站監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯構(gòu)成數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)前置機(jī)系統(tǒng)人機(jī)聯(lián)系工作站3、變電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用軟件模塊歷史數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及通信模塊應(yīng)用層命令管理模塊命令管理模塊命令管理模塊命令管理模塊命令管理模塊對(duì)上通信管理模塊與遠(yuǎn)方調(diào)度中心通信實(shí)例介紹AVC控制顯示界面監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)例-AVC界面遙控和視頻聯(lián)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)例-視頻聯(lián)動(dòng)界面保護(hù)定值管理監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)例-保護(hù)定值調(diào)用第三節(jié)變電站生產(chǎn)管理系統(tǒng)一、概述1、系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)（1）變電站生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的管理（2）接受變電站監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（3）變電站管理數(shù)據(jù)報(bào)表生成（4）與上級(jí)管理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接2、變電站信息管理流程變電站數(shù)據(jù)采集層變電站數(shù)據(jù)處理層供電局?jǐn)?shù)據(jù)處理層電業(yè)局?jǐn)?shù)據(jù)處理層3、系統(tǒng)模塊變電運(yùn)行管理子系統(tǒng)操作票專家子系統(tǒng)技術(shù)培訓(xùn)子系統(tǒng)二、變電站生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能模塊1、運(yùn)行管理2、票管理3、安全生產(chǎn)管理4、設(shè)備管理5、基礎(chǔ)信息6、培訓(xùn)管理7、圖表管理1、運(yùn)行管理記錄系統(tǒng)運(yùn)行方式，設(shè)備投運(yùn)和停運(yùn)情況，設(shè)備檢修、安全措施的布置，繼電保護(hù)自動(dòng)裝置及儀表的異動(dòng)情況，事故處理經(jīng)過，設(shè)備的異?，F(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)的缺陷。調(diào)度和上級(jí)有關(guān)運(yùn)行通知，