智能變電站示范工程關鍵技術概要

智能變電站示范工程關鍵技術南自智能站歷程國電南自是我國最早從事智能變電站技術探討及設備制造的廠家之一，是我國電子式互感器標委會和IEC61850標委會成員單位，參與了IEC61850標準的國內(nèi)轉(zhuǎn)化工作，是IEC61850-9-1、IEC61850-9-2采樣值傳輸國內(nèi)標準的主起草單位。[2]南自智能站歷程國電南自創(chuàng)建了智能變電站技術應用的多項第一第一套電子式互感器掛網(wǎng)運行：03年南京220kV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35kV－750kV[3]1、500kV桂林變的數(shù)字化改造2、河南220kV淇縣變照片3、無錫220kV西涇變照片變電站功能示意圖傳統(tǒng)變電站智能變電站結(jié)構圖智能變電站關鍵技術一、電子式互感器二、SV采樣三、GOOSE四、一次設備智能化五、疼惜與限制六、智能高級應用電子式電流互感器Rogowsgi線圈式磁光玻璃式全光纖式電子式電壓互感器電容分壓式電壓互感器電壓電流組合式互感器電壓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AIS電流互感器GIS電子式互感器GIS上安裝電子互感器GIS電子式互感器無源電子式電流互感器磁光玻璃式全光纖式工作原理－法拉第磁旋光效應一般光起偏器偏振光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（電流互感器）電子式電壓互感器SV采樣一、傳統(tǒng)互感器二、電子式互感器三、數(shù)據(jù)傳輸與同步傳統(tǒng)互感器配置傳統(tǒng)互感器就地采集采樣同步采樣的同步問題間隔內(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IEC60044-8采樣值傳輸標準1、IEC60044-82、IEC61850-9-13、IEC61850-9-24、IEC61850-9-2LEIEC60044-8插值法同步采樣值，設備間隔1的電流采樣值，設備間隔2的電流推算值，設備間隔2的電流推算值，設備間隔1的電流GOOSE一、GOOSE機制二、虛端子GOOSE機制GOOSE機制交換機GOOSE入高速馬路收費站GOOSE出以太網(wǎng)一次設備智能化一、斷路器智能化二、變壓器智能化疼惜與限制一、多種互感器接入二、集中式疼惜三、疼惜優(yōu)化多種互感器接入站內(nèi)多間隔間數(shù)據(jù)同步點對點：插值同步組網(wǎng)：序號同步多種互感器接入站間多間隔間數(shù)據(jù)同步（線路疼惜）多種互感器接入集中式后備疼惜集中式后備疼惜測量本站電力元件的電壓和電流、利用智能變電站GOOSE網(wǎng)絡獲得各主疼惜動作及斷路器狀態(tài)信息，并利用通訊網(wǎng)絡收集相鄰變電站的狀態(tài)量信息、斷路器狀態(tài)信息及主疼惜動作信號，接收相鄰變電站元件的故障方向信息，依據(jù)實時信息，獨立判別在近后備、遠后備范圍內(nèi)元件的故障，并做出最優(yōu)的跳閘策略。疼惜優(yōu)化雙回線疼惜雙回線自適應重合閘智能變電站高級應用一、一體化信息平臺二、圖形化的配置工具與源端維護三、智能告警及分析決策四、智能視頻五、設備在線監(jiān)測一體化信息平臺在實現(xiàn)傳統(tǒng)綜自站當?shù)乇O(jiān)控功能的基礎上，利用一體化信息平臺，對變電站的全景數(shù)據(jù)進行綜合分析和應用，實現(xiàn)支持電網(wǎng)的平安優(yōu)化運行實時自動限制智能調(diào)整在線分析決策協(xié)同互動其他高級功能從而提高運行管理的自動化程度，削減系統(tǒng)的維護工作量，減輕變電站和調(diào)控運行人員的勞動強度。一體化信息平臺一體化信息平臺主要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)、視頻安防等幫助子系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)進行統(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，為各種智能應用供應標準化、規(guī)范化的信息訪問接口。一體化信息平臺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、幫助限制系統(tǒng)等全景信息，規(guī)范順控、五防、VQC、分布式狀態(tài)估計等應用的對外服務接口，為實現(xiàn)變電站與遠端主站/集控中心的互動供應堅實的基礎。可向?qū)鞩EC61850標準和IEC61970標準相互協(xié)調(diào)的電力模型平滑過渡。一體化信息平臺圖形化的配置工具與源端維護變電站配置流程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描述文件圖形化的配置工具與源端維護基于AUTOCAD的變電站配置工具源端維護利用SCD文件干脆生成一體化信息平臺的數(shù)據(jù)庫圖形可導出為SVG格式供遠端系統(tǒng)運用從SCD文件導出變電站一次設備連接的拓撲關系從SCD文件導出符合IEC61970標準的CIM模型圖形化的配置工具與源端維護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，遙控回路接受硬接點閉鎖；對于手動操作設備接受在線式鎖具閉鎖。一體化在線五防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)出的限制叮囑，經(jīng)平安校核正確后，自動完成相關運行方式變更要求的設備限制，具備投退疼惜軟壓板功能，具備急停功能，可在站內(nèi)和遠端實現(xiàn)可視化操作。在順控限制過程中，變電站可以剛好向調(diào)度/集控中心反饋執(zhí)行過程的信息，如當前執(zhí)行步驟、遙控超時、邏輯閉鎖等，以便遠端系統(tǒng)能更全面的掌控。程序化順控程序化順控依次限制與一體化五防的五防邏輯一樣具備變電站依次限制的間隔復制功能，削減維護工作量，簡化工程應用支持遙控、遙調(diào)、疼惜軟壓板投退、定值區(qū)切換等功能具備依次限制急停、單步執(zhí)行功能程序化順控具備依據(jù)典型操作票自動生成依次限制步驟的功能支持操作票上傳，站內(nèi)和遠端都可實現(xiàn)圖形化、可視化的順控操作支持兩種依次限制模式接收執(zhí)行調(diào)度或集控站發(fā)出的限制叮囑就地（本地自動化系統(tǒng)）的限制智能告警與分析決策在目前的變電站監(jiān)控系統(tǒng)中，告警的方式比較單一，功能也比較有限，基本上信息依據(jù)時間依次全部顯示，未作篩選和推理推斷處理；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得到重要告警信息，影響對事故的正確推斷。因此，智能告警與分析決策需實現(xiàn)：分類告警信息過濾在線實時分析和推理變電站運行狀態(tài)自動報告變電站異樣并提出處理指導智能告警與分析決策智能視頻視頻系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動。正常遙控操作人員點擊主接線圖面上的設備進行遙控時，視頻系統(tǒng)能夠通過調(diào)度編號等信息定位顯示設備現(xiàn)場畫面，并且在監(jiān)控機上顯示現(xiàn)場的視頻。事故異樣當發(fā)生事故導致站內(nèi)設備動作時，視頻系統(tǒng)能夠通過事故總和SOE告警信