变电站综合自动化产品系列介绍

变电站综合自动化产品系列介绍,汇报人：吕光明智能变电工程部区域经理,变电站综合自动化,变电站自动化是应用控制技术、信息处理技术和通信技术，利用计算机软件和硬件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。变电站自动化的范畴包括综合自动化技术、远动技术、继电保护技术及变电站其他智能技术等。,变电站综合自动化的优点,在线运行的可靠性高供电质量高专业综合，易于发现隐患、处理事故，恢复供电快变电站运行管理的自动化水平高减少控制电缆，缩小占地面积维护调试方便为变电站无人值班提供了可靠的技术条件,DMP系列产品历程,从硬件及软件划分第一代（95年至99年）：300第二代（98年至03年）：400第三代（01年至04年）：500第四代（03年至06年）：500E第五代（05年至10年）：3000及500ET第六代（09年至今）：新3000数字化变电站（09年至今）：5000智能变电站（10年至今）：3300E，5500,变电站产品系列简介,第一章DMP-3000系列常规变电站产品简介第二章DMP-3000E系列61850变电站产品简介第三章DMP-5500系列智能变电站产品简介,第一章DMP-3000系列产品简介,2008年，公司在原有DMP-300系列保护测控产品的基础上，启动软硬件全面升级，至2009年，完成DMP-3000系列保护测控装置的开发及测试。产品以国家电网公司物资采购标准为需求输入，适应110kV变电站计算机监控系统通用技术规范（编号：1104001-0110-00）。产品遵循DL/T10752007数字式保护测控装置通用技术条件、GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程等相关标准或规范。,产品结构,装置由前面板显示模块、电源插件、交流采样插件、CPU插件、操作板插件、开入开出插件、背板插件以及机箱构成。板卡采用后插式。,主板硬件资源,DSP-32位、定点型、高速、AD公司的高端芯片。负责所有保护相关的运算和判断，独立于MCU。MCU-32位、定点型、大资源、摩托公司的高端芯片。负责人机接口、通信、存储管理等。FPGA-高端逻辑芯片。负责底层驱动电路。AD-16位高精度AD芯片，测量精度达0.5，定值进度高1。,硬件特点,DSP负责所有保护相关的运算和判断。MCU负责人机接口、通信、存储管理等。DSP运算速度快，1.25ms进行一次保护运算，整组动作时间最快可达20ms以内。485通信接口、打印接口、对时、DA输出等采用单模块设计，方便更换和维护。,装置,操作板硬件资源,操作回路：具备传统操作回路的所有特点；辅助开出：保护跳闸1和保护跳闸2由两个不同的继电器控制，是实际意义上的两个开出；合后位置：引入合后位置的概念，装置采集合后开入的同时开出合后位置信号；手动合闸后合后位置为“1”，手动分闸后合后位置为“0”。所以开关分位并且手合位置为“1”时为事故分闸（包括开关偷跳）。,操作板,软件组成及其特点,软件组成DSP保护程序,DSP保护程序负责保护功能相关的计算和判断，并且驱动继电器。DSP程序通过独立的CRC效验码区分。,0.312ms中断完成模拟量和开入量的采样，每周波64点采样。1.25ms中断完成模拟量的富氏计算和开入的状态确认，以及保护的运算和判断。10ms中断完成测量值的计算，包括P、Q、COS、积分电度、Iam、UA等，以及装置自检功能,软件组成MCU管理程序,ERDF公司AMMLINKY项目技术架构图,MCU管理程序采用任务调度的方式，实现与DSP程序的通信功能，实现液晶显示、按键操作等人机交互功能，实现定值存储和管理功能，实现IEC60870-103标准规约通信，实现标准CONTRADE格式的录波数据的存储、传送，实现打印功能、对时功能等。MCU管理程序通过独立的CRC效验码确认。,软件组成MENU菜单程序,为了方便工程实施，将MENU菜单程序与MCU管理程序分离，实现MCU程序的通用，不同的装置或不同的工程需求仅修改MENU菜单程序。MENU菜单程序和DSP程序以及SET-CONFIG程序是一一对应的。DSP程序和SET-CONFIG程序决定了装置的功能，而MENU菜单程序需要将本装置的功能特点显示出来。,软件组成SET-CONFIG设置配置程序,SET-CONFIG程序,软件组成BOOT引导程序和字库程序,BOOT引导程序在电脑通过下载线连接上装置时，通过复位和取消组合键进入引导程序，在引导程序模式下实现程序的下载和设置的读取；字库程序提供常用的约3000个字，满足大部分工程的需要。这两个程序在出厂时下载后不需要更改。,新功能特点介绍,新功能-功能可配置,比如，所有线路和电容器为一个保护程序；变压器后备也为一个保护程序。通过功能配置区分不同的装置。,新功能-模拟量配置,通过模拟量配置功能将装置的12路模拟量通道与保护功能分离，即保护功能不受装置类型限制。,模拟量配置,新功能-测控功能配置,配置装置的测控功能和装置的公共属性。,测控功能配置,保护功能配置,录波功能配置,配置装置需要录取的通道，包括一些合成数据、开关位置、频率，都是可以配置在录波通道中的。,新功能动作过程可视,新功能频率跟踪,新功能录波标准格式,新功能通信,新功能基准相位可选择,新功能多套定值,第二章DMP-3300E系列61850产品简介,DMP-3000E与DMP-3000采用相同硬件平台。在DMP-3000基础上扩展模拟量采集、开入、开出量路数。通信规范采用IEC61850。产品以国家电网公司物资采购标准为需求输入，适应基于DL/T860(IEC61850)标准110kV(66kV)变电站计算机监控系统通用技术规范(编号：1104023-0066/0110-00)。DMP-3000E系统产品的配置、模型和服务严格遵循QGDW_396-2009IEC_61850工程继电保护应用模型，通过国网电科院规约一致性测试。,什么是IEC61850,IEC61850是新一代的变电站自动化系统的国际标准国际电工委员会(IEC)TC57工作组制定的变电站通信网络和系统系列标准，是基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一的国际标准IEC61850不限制装置逻辑功能以装置逻辑功能为基础建立装置模型，可根据不同逻辑功能灵活配置装置模型，便于不同设备间互访,什么是IEC61850,IEC61850规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言。与其他国际标准相比，IEC61850不仅局限于单纯的通信规约,而是（数字）化变电站自动化系统的标准，它指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。,为什么采用IEC61850标准,IEC61850标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口，增强了设备之间的互操作性，可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。智能化一次设备和数字式变电站要求变电站自动化采用IEC61850标准。,为什么采用IEC61850标准,IEC61850是至今为止最为完善的变电站自动化标准规范二次智能装置的通信模型、通信接口，而且还定义了数字式CT、PT、智能式开关等一次设备的通信模型、通信接口。采用IEC61850国际标准可以大大提高变电站自动化技术水平、提高变电站自动化安全稳定运行水平，节约开发、验收、维护的人力物力，实现完全互操作。,IEC61850的优势,应用IEC61850标准的好处实现通信无缝连接，弱化各厂商设备型号加强设备数字化应用，提高自动化性能自定义规范化，可使用变电站特殊要求集成化规模增大，增强无人值守站可靠性减少电缆使用量，节约一/二次设备成本,IEC61850的优势,与传统规约比较,传统规约信息体系是扁平的，不同类型信息并列存在，不能体现装置功能的主从关系传统装置需要通信的内容不能任意配置传统规约扩展太随意，对于有特殊通信要求的变电站局限较大传统规约是底层传输，IEC61850是上层用,监控系统网络结构,IEC61850,南京磐能电力科技股份有限公司全新设计的DMP5500智能变电站系统采用IEC61850（DL/T860）、IEC61970等国际标准，满足国家电网公司发布的智能变电站技术导则、110（66）kV220kV智能变电站设计规范、智能变电站继电保护技术规范等要求，满足系统及产品可持续发展要求。DMP5500智能变电站系统以电力系统的安全稳定性、继电保护的“可靠性、选择性、灵敏性、速动性”的要求为设计前提，基于先进的计算机软硬件、自动控制、传感器和光纤网络通信技术，充分融合了电子式互感器、智能开关、继电保护、测控、当地监控和远动、状态检修等主要功能，能够最大限度地满足电力系统安全、稳定和高效运行的要求。,第三章DMP-5500系列智能变电站产品简介,智能变电站建设宗旨,充分体现数字化设计理念一次设备智能化和二次设备网络化。使变电站的整体设计、建设、运行成本降低。一次设备智能化主要体现在电子式互感器和智能断路器的应用有效地减少变电站占地面积和电磁式CT饱和问题。应用合并器解决数据采集设备重复投资问题。利用网络替代二次电缆，有效解决二次电缆交直流串扰问题，并简化了施工。二次设备网络化主要体现在系统结构的三层两网站控层、间隔层、过程层站控层和间隔层以基于IEC61850标准的互联互操作为重心，实现数据共享。过程层以可靠性和稳定性为首要设计原则。高级应用：集约化、网络化、智能化的自动化功能保护测控集成优化在线式一体化五防程序化控制与系统联锁设备状态监测及检修事故异常专家分析系统智能检测及控制(物联网)无人巡视支撑平台,与传统站比较,IEC61850不仅仅是规约，而是面向变电站建设的体系文件。只是对变电站的建设和综合自动化系统结构制定规范，不影响现有综自技术规范的继续执行。要求变电站综合自动化系统的智能设备，须进行互操作测试。对间隔层装置的数据处理能力提出了更高的要求。与传统站相比较，差异主要体现在过程层的实现。与普通数字化站比较，差异主要体现在功能的集约化、网络化和智能化更多的高级应用功能,智能变电站的技术特征,DMP5500智能变电站产品,DMP5500智能变电站系统体现安全务实的原则，系统以确保变电站安全稳定运行为前提，同时大胆创新尝试，将新技术、新思维、新工艺等引入系统，结合我国国情及110kV及以下系统的具体特点，实现电子式互感器、智能开关及组件、一次设备在线监测、五防控制、顺序控制、视频联动等高级应用、信息一体化平台构建、辅助设备智能化等；增加设备状态可视化、智能告警及分析决策、故障信息综合分析决策、支撑经济运行与优化控制、站域控制、与外部系统交互信息，提升自动化水平，实现功能集成化、结构紧凑化、状态可视化，进而减少运行维护的难度和工作量。,硬件结构,本装置采用IEC标准6U1/3和2/5机箱，背插式结构四种合并单元：数字输入间隔合并单元数字输入电压合并单元模拟输入间隔合并单元模拟输入电压合并单元三种智能终端断路器智能终端电压智能终端本体智能终端,主板,装置采用了Freescale公司32位COLDFIRECPU和AD公司32位DSP处理器及ALTERAFPGA，多层分布式结构，多CPU并行处理方式，FPGA实现网络加速及数字信号处理，单元化设计，模块化结构。大屏幕汉字液晶显示，直观友好的界面菜单，完备的过程记录，操作调试方便。从2007年启动预研，至2010年完成智能变电站全系列产品的开发及测试。,智能卡,SV智能卡：实现与间隔设备通信，完成IEC61850-9-2协议处理，采样值的同步与发送功能ECT光纤卡：与ECT的光纤通信接口EVT光纤卡：与EVT的光纤通信接口FT3发送卡：电压合并单元发送数据到间隔合并单元光纤通信接口,其他组件,互感器板：对传统互感器，配有二次隔离互感器；对小信号互感器，配有隔离及驱动回路，采用航空端子输入面板：六指示灯，前置调试接口背板：各模块之间信号交换开入开出板：支持32路开入或16路开出，或者16开入、8开出,DMP5500装置,DMP-5500产品系列：,智能变电站的“三层两网”架构：,系统架构,三层两网结构过程层、间隔层、站控层两网：站控间隔层网络（间隔层和站控层之间的通信网络，MMS网）过程层网络（过程层设备和间隔层设备间的、过程层之间的网络,GOOSE网和SV网，光纤网络）,网络特点,过程层SV网和GOOSE网按电压等级分别组网，保护装置采用光纤直采直跳MMS网络采用双绞线以太网，星形结构，网络热备用，双机双网过程层网络采用光纤以太网,过程层网络,过程层由智能终端、智能操作箱、合并单元等二次设备组成互感器支持数字式输出、小信号输出、模拟输出；合并器实现电压电流的采样同步，输出支持60044-8的串行数据和IEC61850-9-2的网络数据智能终端用电缆连接非智能开关设备的输入和输出，用光纤与间隔层设备交换信息。,智能终端,功能：实现传统开关的数字化接口。安装：就地安装于传统一次设备附近的端子箱。将一次设备的控制电缆、信号电缆限制在一次设备和智能操作箱之间适应目前开关现状的最佳选择实现操作箱的所有功能，为提高可靠性可增加启动板。实现保护、测控装置的I/O采集和输出功能。支持远方配置参数和调试功能。使用过程层网络，按GOOSE协议与间隔层保护、测控设备通信。监控系统实时监测智能操作箱的网络状态智能操作箱将其网络端口负载率和网络通信状态上送间隔层测控装置。支持光纤B码等多种对时方式。,合并单元,合并单元支持常规互感器、数字式互感器、小信号互感器。合并器实现电流电压的采样同步，当电子式互感器同步于合并器时，合并器直接实现采样值同步；当电子式互感器直接发送或与合并器之间失去同步时，合并器通过插值实现各电子式互感器之间同步。合并器输出支持600448的串行数据和IEC61850-9-2的网络数据，输出延时恒定。支持光纤B码等多种对时方式。,间隔层网络,包括继电保护装置、测控装置、电能表组、自动化装置等间隔层设备与站控层之间通信接口为2个100M以太网间隔层设备配置多个独立的100M光纤以太网接口，用于GOOSE通信，实现间隔层设备间的间隔联闭锁信息间隔层设备实现不同合并器数据的插值同步，采用较优的保护算法。,保护测控装置,保护测控配置48个相互独立的100M光纤以太网接口用于过程层采样值通信，同时配置48个相互独立的100M光纤以太网接口用于过程层GOOSE通信。间隔层设备间的间隔联闭锁信息交换通过过程层GOOSE通信接口用GOOSE报文实现。间隔层设备采用插值算法实现不同合并器数据的同步，针对采样值传输中单点出错，采用插值进行补全；对两点以上出错，进行瞬时告警并闭锁保护和延时释放；对网络中断采用瞬时告警并闭锁保护和延时释放。,站控层网络,包括远动工作站、保护工程师站、五防工作站、站域控制、通信系统、对时系统等实现如下功能：面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作闭锁、顺序控制以及电能量采集、保护信息管理、智能告警及综合分析、五防、视频联动、电压无功控制等相关功能全面支持IEC