数字化变电站的工程应用

1、数字化变电站技术工程应用智能变电站发展的几个阶段二智能变电站概述二提纲智能变电站中本公司的产品二智能变电站的调试过程二数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在设备分层构建，建立在IEC61850IEC61850通信规范基础上，通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互信息共享和互操作操作的现代化变电站。的现代化变电站。数字化变电站的定义数字化变电站的定义智能变电站概述智能化一次设备智能化一次设备: :电子式互感器、智能化开关等电子式互感器、智能化开关等过程层、间隔层、站控层过程层、间隔

2、层、站控层 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化全站信息数字化、通信平台网络化通信平台网络化、信息共享标准化信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。能的变电站。 电子式互感器应用电子式互感器应用 IEC61850IEC61850标准的颁布和实施标准的颁布和

3、实施 高速工业通信网络技术发展高速工业通信网络技术发展 断路器智能接口技术应用断路器智能接口技术应用 一次设备智能化及高级应用要求一次设备智能化及高级应用要求 智能智能变电站变电站数字化数字化网络化网络化标准化标准化智能变电站的定义智能变电站的定义智能变电站概述 国网 坚强的智能电网 南网 绿色的智能电网智能变电站发展通信规约统一通信规约统一高级高级应用应用智能一次智能一次设备设备数字化和网络化数字化和网络化智能电网智能电网智能变电站的演变和组成智能变电站的演变和组成智能变电站发展的几个阶段二智能变电站概述二提纲智能变电站中本公司的产品二智能变电站的调试过程二 第一阶段：IEC61850实现监

4、控层通讯 -220kV宜昌猇亭变（2006年） -220kV无锡新光变（2007年） -220kV苏州虎丘变（2007年） 第二阶段：电子式互感器应用IEC60044-8、IEC61850-9-1点对点通讯220kV青岛午山变（2008年）220kV南昌董家窑变（2008年）本公司数字化变电站发展历程 第三阶段：GOOSE应用220kV绍兴外陈变（2008年）500kV金华兰溪变（2009年）等 第四阶段：过程层全面网络化110kV绍兴大侣变（ GOOSE、IEC61850-9-2、IEEE1588、GMRP）目前世界上最技术最领先的变电站220kV延寿变、三乡变、植物园变本公司数字化变电站发

5、展历程IEC 60044-8：（FT3）物理层：传输速度2.5Mbit/s，曼彻斯特编码，光纤或铜线传输链路层：IEC60870-5-1规定的FT3格式应用：固定数据集，12通道采样值 变电站：安新变、植物园IEC 61850-9-1：物理层：以太网，光纤传输链路层：以太网地址、优先级标志/虚拟局域网、以太网类应用：无数据集配置，数据集固定与60044-8相同 变电站：安新变中一个间隔合并单元给四方保护用到 采样值传输规约的变化IEC 61850-9-2：物理层：以太网，光纤传输链路层：以太网地址、优先级标志/虚拟局域网、以太网类应用：可变数据集IEC 61850-9-1 变电站：绍兴大侣变等

6、双AD采样扩展IEC 60044-8：（扩展FT3）延安750kV变电站 国网标准IEC 61850-9-2 应用：数据集可变，可定义，常规的22通道采样值，今后可扩展 采样值传输规约的变化 国网 点对点模式 SMV采样点对点，GOOSE跳闸点对点 母差、失灵、测控和录波SMV组网 南网 组网模式 220kV以上 直采网跳 110kV 网采网跳 SMV和GOOSE共网 SMV和GOOSE分网 有部分采样SMV采样点对点过程层方式的对比采样方式的优缺点IEC 60044-8： 优点：不依赖于外部同步时钟，谁用数据谁同步优点：不依赖于外部同步时钟，谁用数据谁同步 处理，可靠性高。处理，可靠性高。

7、缺点：物理接口专用接口；缺点：物理接口专用接口； 数据点对点传输，接线较复杂。数据点对点传输，接线较复杂。IEC 61850-9-1/2： 优点：物理接口标准以太网接口；优点：物理接口标准以太网接口； 可以组网传输，利于数据共享；可以组网传输，利于数据共享； 缺点：依赖外部时钟，时钟丢失时影响二次设备缺点：依赖外部时钟，时钟丢失时影响二次设备 功能。（组网）功能。（组网） 数据点对点传输，接线较复杂（点对点）数据点对点传输，接线较复杂（点对点） 智能变电站发展的几个阶段二智能变电站概述二提纲智能变电站中本公司的产品二智能变电站的调试过程二u电子式互感器u合并单元u保护测控装置u智能终端u监控后

8、台智能变电站中本公司的产品u电子式互感器智能变电站中本公司的产品 电子式互感器 VS 传统互感器比较项目常规互感器电子式互感器绝缘复杂绝缘简单体积及重量大、重体积小、重量轻CT动态范围范围小、有磁饱和范围宽、无磁饱和PT谐振易产生铁磁谐振PT无谐振现象CT二次输出不能开路可以开路输出形式模拟量输出数字量输出电子式互感器简介电子式互感器简介电子式互感器简介18 电子式互感器分类电子式互感器分类19GIS电子式互感器电子式互感器(66kV500kV)AIS电子式互感器电子式互感器(66kV500kV)电子式互感器简介电子式互感器简介20直流电子式互感器直流电子式互感器(50kV800kV)光学互感

9、器光学互感器(66kV500kV) 电子式互感器简介电子式互感器简介电子式互感器简介电子式互感器简介21 有源电子式互感器有源电子式互感器-AIS-AISAIS电子式电流电电子式电流电压组合互感器压组合互感器独立式有源（组合式）电子互感器结构：独立式有源（组合式）电子互感器结构：电子模块电子模块激光器激光器PIN合并单元合并单元一 次一 次导线导线线圈线圈光纤光纤电子式互感器简介电子式互感器简介24 有源电子式互感器有源电子式互感器-GIS-GIS25 GISGIS用电子式电流电压互感器用电子式电流电压互感器电子式互感器应用情况电子式互感器应用情况电子式互感器简介电子式互感器简介27 有源电子

10、式互感器有源电子式互感器-GIS-GIS三相共箱结构三相共箱结构GIS电子式电流电压互感器电子式电流电压互感器电子式互感器简介电子式互感器简介28 有源电子式互感器有源电子式互感器-GIS-GIS单相结构单相结构GIS电子式电流电压互感器电子式电流电压互感器电子式互感器简介电子式互感器简介29 有源电子式互感器有源电子式互感器-AIS-AIS 无源无源( (光学光学) )电流互感器电流互感器 30电子式互感器简介电子式互感器简介 无源无源( (光学光学) )电流互感器电流互感器 31电子式互感器简介电子式互感器简介块状玻璃结构块状玻璃结构全光纤结构全光纤结构u合并单元智能变电站中本公司的产品

11、合并单元是实现合并单元是实现ECVT ECVT 与二次设备接口的关与二次设备接口的关键装置键装置 - 数据合并及发送数据合并及发送。合并单元同时接受并处理三相电流和三相电压信号，并按IEC60044-8 或IEC61850-9-2 格式输出送给二次设备使用； - 数据同步数据同步。合并单元实现独立采样的三相电流和三相电压信号的同步。 33合并单元合并单元 合并单元合并单元-数据合并及发送数据合并及发送34合并单元合并单元IEC60044-8IEC61850-9-2 电子式输入电子式输入 常规输入常规输入 与智能终端一体化装置与智能终端一体化装置合并单元分类合并单元分类 PCS22X X (-I

12、) 字母 不同功能 0 为模拟远端模块 PCS220JA主变中性点常规CT 1 为合并单元 PCS221C-I PCS221D-I 2 为智能终端功能 PCS222DA-I PCS222DB-I 合并单元命名合并单元命名37合并单元合并单元 合并单元数据输出接口标准合并单元数据输出接口标准IEC60044-8 IEC60044-8 传输标准：其传输速度为传输标准：其传输速度为2.5Mbit/s2.5Mbit/s，采用曼彻，采用曼彻斯特编码串行点对点光纤传输。其优点是收发实时性高，斯特编码串行点对点光纤传输。其优点是收发实时性高，传输时延固定，从而使得实现差动保护时，各侧同步可以传输时延固定，从

13、而使得实现差动保护时，各侧同步可以完全不依赖于外部时钟源，缺点是光纤链路较复杂。完全不依赖于外部时钟源，缺点是光纤链路较复杂。IEC61850-9-2 IEC61850-9-2 网络传输方式：优点是数据共享方便，易于实网络传输方式：优点是数据共享方便，易于实现互操作，缺点是网络数据流量大，且网络收发机制导致现互操作，缺点是网络数据流量大，且网络收发机制导致实时性受限，传输延时不确定，无法准确采用再采样技术实时性受限，传输延时不确定，无法准确采用再采样技术，故数据同步须依赖于外部时钟源，不利于母差、变压器，故数据同步须依赖于外部时钟源，不利于母差、变压器等保护的数据处理。等保护的数据处理。IEC

14、61850-9-2 IEC61850-9-2 点对点传输方式：继承了点对点传输方式：继承了IEC60044-8 IEC60044-8 标准的标准的数据等间隔发送和固定传输时延等优点，利于差动保护实数据等间隔发送和固定传输时延等优点，利于差动保护实现且不依赖于外部时钟源。现且不依赖于外部时钟源。 合并单元合并单元-数据同步数据同步38合并单元合并单元常规互感器同步的实现电子式互感器同步的实现u保护测控装置智能变电站中本公司的产品RCS系列 仅61850通讯 PCS系列 RCS的升级替代保护测控装置 按功能分类 高压保护 PCS931/978 保测一体 PCS941/978 PCS系列 低压保护

15、PCS96XX 测控装置 PCS97XX保护测控装置 按采样分类 60044-8采样 NR1123/4201 组网 NR1136/4136PCS系列 9-2采样 NR1126/4126 点对点 NR1136/4136 小信号输入 NR4406 常规采样 交流插件保护测控装置 按平台分类 高压保护 合并单元 NR1000平台 智能终端 低压保测一体 NR4000平台 测控装置 OMAP平台保护测控装置 按输入输出分类 常规开入 NR1502/1504/4501AD 常规开出 NR1521 GOOSE NR1136/4136 将前面几种分类进行组合会出现大量的装置配置 保护测控装置测控装置u单独测

16、控u保测一体u双测控u智能终端智能变电站中本公司的产品智能终端一种智能组建。与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备的测量、控制等功能。将普通设备转化成智能设备 智能控制功能 数字化的接口 在线监视功能 电、磁、温度、开关机械、机构动作 状态检修 状态监测 状态评估 检修计划智能终端智能开关实施方案 利用现有的成熟的二次技术，结合传统开关设备，提升智能化水平 我公司提供两种解决方案 与GIS开关相结合的智能汇控柜 青岛午山变 智能操作箱（智能I/O单元） 目前智能站智能终端50方案方案1 1智能化智能化GISGIS汇控柜汇控柜 智能终端 室内组屏安装室内组屏安

17、装室外开关场安装室外开关场安装智能终端方案方案2 2户外智能终端柜户外智能终端柜u监控后台智能变电站中本公司的产品 PCS9700 常规监控功能 （增加） 程序化操作（顺控） 智能告警、一体化故障信息子站 分布式状态估计、辅助系统智能化 故障分析与决策高级应用 站域控制 设备状态可视化 （视频） （发展） 经济运行和优化控制（VQC） 源端维护 V网控制 一体化后台 全景信息平台及分布式建模监控后台智能变电站发展的几个阶段二智能变电站概述二提纲智能变电站中本公司的产品二智能变电站的调试过程二a、PCS-PC 下载程序，上装配置，招波形，b、MMS Ethereal 网络抓包c、tftp 升级U-BOOT、内核、文件系统等d、超级终端（ SecureCRT ）e、客户端f、ICDCheck ICD文本检测g、 SCL Configurator SCD配置工具h、pgtest 用计算机模拟GOOSE收发调试软件工程配置流程工程配置流程56监控、远动监控、远动系统