新一代智能变电站系统课件.ppt

南京国电南自电网自动化有限公司 NAN JING SAC AUTOMATION CO.,LTD.,新一代 智能变电站系统 November 17, 20192019年11月17日,国网公司近期提出构建以“集成智能化设备+一体化业务系统”应用为特征的新一代智能变电站 通过整合系统功能，优化结构布局，采用“一体化设备、一体化网络、一体化系统”技术构架，有效提升变电站智能水平,背景,1、电气主接线 2、高压设备 3、无功补偿 4、平面布局 5、二次系统 6、土建,现智能站结构,新智能站结构,新老差异,智能变电站系统示意图,层次化保护系统结构,就地保护:无主分布式母线保护,就地保护:无主分布式母线保护,就地保护:线路保护,就地保护:无主环网变压器保护,站域保护,功能迁移,保护功能范围的迁移,功能迁移,就地级保护功能迁移（110kV系统）,就地保护异常后站域保护热备用，避免一次设备停电,21,二次设备在线监测,基于标准化虚端子的继电保护设备即插即用方案,即插即用 1,基于标准化虚端子的继电保护设备即插即用方案,即插即用 2,基于标准化虚端子的继电保护设备即插即用方案,即插即用 3,中心服务器实现智能变电站站控层和过程层设备即插即用,即插即用 4,广域保护,广域保护,维护系统稳定,广域保护,管理区域继电保护,广域保护,保障供电可靠,广域保护,优化定值及控制策略,框架采用模块化箱式结构，箱体尺寸在满足内部机柜空间需求的前提下，高度、长度的尺寸适应整 体公路运输的需要,采用2台空调同时工作，进行内部环境温湿度控制，2台空调形成冗余配置，保证了温湿度控制系统的可靠性,配备换气风扇，当运行人员开门进入箱体时，自动启动换气风扇，形成空气流通，保障运行人员有健康的工作环境,电缆、光缆、以太网口均采用集中式标准化接口，方便现场接线模块化实施,自动化系统现状,智能变电站发展新需求,系统需要进一步整合和集成 突出体现集成、优化思想，设备和系统都进行整合; 结构紧凑、功能集成、信息融合的智能变电站建设. 站内信息模型需要进一步规范和统一 一次设备状态监测模型、辅助设备标准化模型、稳定控制 设备模型等皆需要进一步规范和统一 .,智能变电站自动化系统信息结构图,一体化监控系统架构示意图,一体化监控系统重要概念,满足一体化监控系统对调度及其他主站应用的支撑设备，对功能进行重新设计，覆盖了原有远动工作站功能，满足各主站对变电站内信息的查询和浏览需求；,满足变电站全景数据的分类处理和集中存储需求，并经由消息总线向主机、数据通信网关机和综合应用服务器提供数据的查询、更新、事务管理及多用户存取控制等服务；,接收在线监测、计量、电源、消防、安防、环境监测等信息采集装置（系统）的数据，进行综合分析和统一展示，对外提供在线监测分析结果以及辅助应用监视与控制功能；,一体化监控系统,一体化业务平台 扩展高级应用系统 调控一体化支持系统 电力系统故障多维信息监视系统 电力系统故障识别与分析系统 二次设备在线监测和评估系统 综合数据网关机 集中式测控 多功能二次设备,项目内容,一体化监控系统关键技术,全景数据统一信息平台 监控、远动一体化 面向服务体系架构（SOA） 高可靠性,一体化业务平台,一体化监控系统关键技术,告警直传、远程浏览 分布式状态估计（数据辨识） 源端维护技术 深化一键式顺控应用,调控一体化支持系统,调控一体化支持系统,设计“设备告警文本直传”方式， 在不关联数据库的条件下，直 接将告警信号上传调度。 通过远程浏览，调度可查看变 电站监控画面、数据。,告警直传、远程浏览,调控一体化支持系统,网络拓扑 量测系统可观测性分析 求解各量测量的最优估计值 不良数据检测和辨识 状态估计结果输出及统计考核 上传调度信息,分布式状态估计,调控一体化支持系统,共享建模技术： DL/T 860 SCD、DL/T 890 CIM 、E标准； 图形交互规范：SVG、Q/GDW624 G； 主、子站模型、图形、数据库的无缝共享； 远传点表自动生成；,源端维护,调控一体化支持系统,顺控过程可视化； 模拟操作仿真预演； 与视频图像监控系统的联动。,深化一键式顺控应用,人员角色维度,一体化监控系统关键技术,电力系统故障多维信息监视系统,电力系统故障展示维度分析,信息维度,时间维度,一体化监控系统关键技术,电力系统故障多维信息监视系统,目标：为合适的人员角色在合适时间显示合适的信息,一体化监控系统关键技术,电力系统故障信息即时展示技术 电力系统故障信息关联融合展示技术,电力系统故障多维信息监视系统,一体化监控系统关键技术,电力系统故障信息即时展示技术 采用智能告警窗分层分类、计时计次技术，实现重要故障信息“不误报、不拒报”，减轻运行人员的负担压力 采用故障信息“即时推”技术，以故障系统的即时推理为基础，实现即时推事故画面、即时推故障简报、即时推故障结论、即时推故障处理建议等，支持运行人员快速报告故障,电力系统故障多维信息监视系统,一体化监控系统关键技术,电力系统故障信息关联融合展示技术 全景数据反演 对变电站故障时的全景数据（包括电力系统运行的状态数据以及系统运行过程中的运行数据如动作事件、告警，音响，图像信息等）进行全面的图形化回放，方便各专业人员对电网故障发生的整个过程进行评估分析,电力系统故障多维信息监视系统,一体化监控系统关键技术,电力系统故障信息关联融合展示技术-全景数据反演,电力系统故障多维信息监视系统,一体化监控系统关键技术,电力系统故障信息关联融合展示技术 故障信息关联融合技术 对故障发生后的全面信息，包括保护动作事件序列、保护录波波形、录波器录波波形、故障推理综合报告、故障专家处理建议等关联融合展示,电力系统故障多维信息监视系统,一体化监控系统关键技术,电力系统故障信息关联融合技术-故障信息关联融合技术,电力系统故障多维信息监视系统,一体化监控系统关键技术,对电力系统故障信息进行智能辨识、综合分析以快速准确判断故障设备； 减轻变电站值班员的工作量、提高事故异常处理的准确性和快速性。,故障诊断系统,电力系统故障识别与分析系统,电力系统故障识别与分析系统,电力系统故障分析专家系统由推理引擎、数据库和知识库组成。 专家知识库的建立，最初可以是人工录入。报警系统模型不同的数据环境，会对应不同的事故类型和处理方式，由人工录入这些信息。在系统运行过程中，可以有选择的对于新发生的典型事故及处理过程，收录到专家知识库中。这时的录入过程是系统自动完成的，无需人工干预。 故障智能推理 对变电站的主要故障类型能根据故障发生的关键条件，结合接线方式、运行方式、开关变位及保护动作信号等“动作时序链”综合判断，给出当前故障的故障类型、相关信息、故障结论及处理方式。,专家系统模型,专家系统分析推理模型,电力系统故障识别与分析系统,故障诊断：判断故障类型、故障性质、故障元件。 开关行为分析：判断开关是否正确动作，是否拒动、偷跳。 保护动作行为分析：保护是否正确动作，是否拒动、误动。 推理依据显示：给出每步推理的依据和原始信息，并评估结果可靠性。 推理结果显示：给出故障恢复策略，恢复电网故障。,完成的主要功能,电力系统故障识别与分析系统,现场免配置：基于语义分析的知识匹配 模糊推理： 容忍少量事故信号丢失 复杂故障推理：支持连续故障、跨线路故障识别,主要特点,二次设备在线监测与评估系统,二次设备状态监测 包括计算机、交换机、二次设备等运行工况实时监视。 二次设备在线管理 版本核对、定值校核等。 二次设备二次回路监测 网络及交换机监测 二次设备信息输出标准化和分层分类的研究,二次设备状态监视,二次设备在线监测与评估系统,二次设备运行的综合工况和健康状态的综合评估 对二次设备预期故障进行分析，查找隐患，及时预警,二次设备状态评估,综合数据网关机,整合远动、保信、电量、PMU、在线监测等应用 建立厂站全景数据模型/实现数据统一存储 实现厂站端数据的综合采集 实现厂站端数据的统一出口 可选集成人机界面终端,设计理念,综合数据网关机,体系架构,综合数据网关机,集成远动、保信、电量、PMU、在线监测子站功能 支持主站、厂站间的模型/图形转换功能 支持主站、厂站间的源端维护功能,主要功能,集中式测控,实现多间隔测控功能 完成电流电压交流量采集、直流模拟量采集、状态量采集、遥控输出、变压器档位调节等 联闭锁功能、同期功能 可配置的分间隔主接线图显示及操作控制 可选择配置的站级功能（如程序化顺控等）,主要功能,集中式测控,方便实现跨间隔信息的共享，实现间隔连闭锁功能，减少通过网络方式交互信息存在的风险。 方便实现一些站级功能，提高功能实时性能。 极大减少柜屏数量，便于配合保护就地化实现对主控室的整合。 在满足除监控数据上送要求外，对生数据的处理，作为二级处理单元减少站控层负担。,主要特点,多功能二次设备,测控功能 向量测量 电能质量分析 故障录波 电量采集,主要功能,多功能二次设备,面向间隔配置，就地化安装 实现面向间隔的多功能优化整合 减少二次电（光）缆、优化二次回路设计 减少交换机数量、减少用地面积、节省投资,主要特点,辅控系统,一次设备在线监测,辅控系统,一次设备在线监测,辅控系统,变压器在线监测技术方案,辅控系统,一次设备在线监测,辅控系统,智能组合电器整体方案,辅控系统,辅控系统,视频监控系统技术方案,辅控系统,EMS与视频监控一体化结构图,辅控系统,一体化电源系统,辅控系统,站域计量技术方案,运维支撑技术,仿真IED，模拟单个测控或保护装置的MMS通信 仿真全站，基于SCD模拟全站所有装置的MMS通信，支持自动化的FAT、SAT测试 GOOSE仿真，模拟单个测控或保护的GOOSE通信,模型离线仿真,运维支撑技术,IED维护，在线查看浏览IED的模型 GOOSE查看， 可视化查看GOOSE数据,模型在线维护,运维支撑技术,SCD版本比较， 可视化比较两个版本SCD文件的模型差异、实例差异以及通信差异等 在线模型版本校核，可视化比较在线运行IED的模型与对应SCD文件存贮的模型之间的差异。,定值和程序版本校核,运维支撑技术,IED可视化输入、输出虚端子 虚端子可视化连线 虚端子可视化