变电站业务知识讲解

变电站业务知识讲解

李丹2014-10-17当前第1页\共有59页\编于星期六\2点目录

智能光伏变电站概述监控子系统功能电力基本术语北向接口以及AGC/AVC变电站五防系统当前第2页\共有59页\编于星期六\2点目录

智能光伏变电站概述监控子系统功能电力基本术语北向接口以及AGC/AVC变电站五防系统当前第3页\共有59页\编于星期六\2点

智能光伏云解决方案

当前第4页\共有59页\编于星期六\2点

智能光伏二次通讯架构当前第5页\共有59页\编于星期六\2点

光伏板特点：场地平整、子阵整齐规格统一；靠近沙漠的荒地较多。典型电站：青海格尔木光伏园区、青海共和光伏产业园区的电站，目前国内乃至全球最大的单体电站为黄河水电龙羊峡水光互补320M电站，单体电站占地超过7平方公里。当前第6页\共有59页\编于星期六\2点

组串式逆变器、汇流箱和箱变当前第7页\共有59页\编于星期六\2点

升压站中控、SVG及主变当前第8页\共有59页\编于星期六\2点

光伏变电站一次构架图当前第9页\共有59页\编于星期六\2点目录

智能光伏变电站概述监控子系统功能电力基本术语北向接口以及AGC/AVC变电站五防系统当前第10页\共有59页\编于星期六\2点电力系统概念

由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。当前第11页\共有59页\编于星期六\2点电力一次/二次设备

一次设备是指直接生产和输配电能的设备。包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、电抗器、电力电缆、架空线路、避雷器、电流互感器、电压互感器以及逆变器等二次设备是指与控制保护有关的设备,如电表、保护装置、测控装置、通讯机等等当前第12页\共有59页\编于星期六\2点四遥信号

四遥信号(遥信,遥测,遥麦,遥控)遥信（YX）：主要指开关状态、是否储能等（0、1/00、01、10、11）遥测（YC）：主要指线路电压、电流、功率等量值遥脉（YM）：主要指电能计量设备的脉冲信号遥控（YK）：主要指设备进行远程控制，如开关分合，变压器档位调节、软压板投退当前第13页\共有59页\编于星期六\2点电压等级1.我国输配电电压等级中，10、35、110、220千伏为高压，330、500、750千伏为超高压，800、1000千伏及以上为特高压。2.一次额定电流大致范围300A-1200A。3.光伏站线路及出线的电压等级如下：6kV，10kV，35kV，110kV，220kV，330kV当前第14页\共有59页\编于星期六\2点电气主接线分类：单母线，单母线分段，双母线，双母线带旁母等变电所的电气主接线：由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等电气设备，按一定顺序连接的，用以表示生产和分配电能的电路。又称为一次接线。当前第15页\共有59页\编于星期六\2点间隔（bay）一次设备“间隔”的定义：在电力系统中，变电站是由一些紧密连接、具有某些共同功能的部分组成。常见的一次间隔：主变间隔、线路间隔、母联间隔、PT间隔等典型出线间隔图：101110110121011D当前第16页\共有59页\编于星期六\2点变压器

变压器是一种把电压和电流转变成另一种（或几种）同频率的不同电压电流的电气设备。110kV变压器220kV变压器330kV变压器当前第17页\共有59页\编于星期六\2点箱变箱式变电站（简称箱变）是一种把高压开关设备,变压器，低压开关设备，保测一体，电能计量设备和无功补偿装置等按一定的接线方案组合在一个或几个箱体内的紧凑型成套变电装置。适用于额定电压为10/35kV三相交流系统中。当前第18页\共有59页\编于星期六\2点母线母线的作用：电气装置中引出线的数目一般要比电源数目多，而且当电力负荷减少或电气设备检修时，每一电源都有可能被切除。因此，必须使每一引出线都能从一电源获得供电，以保证供电的可靠性和工作的灵活性。最好的方法是采用母线。母线起着汇总和分配电能的作用。当前第19页\共有59页\编于星期六\2点断路器断路器：主要特点-带灭弧机构，作用-切断、连接负荷。当前第20页\共有59页\编于星期六\2点隔离开关1.隔离开关主要用来将高压配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠地隔离，以保证检修工作的安全2.隔离开关还可以用来进行某些电路的切换操作，以改变系统的运行方式当前第21页\共有59页\编于星期六\2点互感器互感器由电流互感器（TA/CT）、电压互感器（TV/PT）组成，是交流电路中一次系统和二次系统间的联络元件。电压互感器：将高电压变成低电压的互感器。电流互感器：将大电流变成小电流的互感器。当前第22页\共有59页\编于星期六\2点接地变、消弧线圈接地变压器的作用是在系统为△型接线或Y型接线中性点无法引出时，引出中性点用于加接消弧线圈或电阻，此类变压器采用Z型接线（Y型+中性点接地）接地变除可带消弧圈外，也可带二次负载，可代替所用变，从而节省投资费用我国电力系统中的6kV、10kV、35kV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式当前第23页\共有59页\编于星期六\2点目录

智能光伏变电站概述监控子系统功能电力基本术语北向接口以及AGC/AVC变电站五防系统当前第24页\共有59页\编于星期六\2点监控子系统功能AGC/AVC服务器当前第25页\共有59页\编于星期六\2点目录

智能光伏变电站概述监控子系统功能电力基本术语北向接口以及AGC/AVC变电站五防系统当前第26页\共有59页\编于星期六\2点监控系统接口组网图

监控系统数据采集器逆变器交流汇流箱直流柜箱变电表环境监测仪MODBUS/TCP协议FTP协议子阵光伏电站私有协议直流汇流箱集装箱逆变机房环境汇集站远动服务器（三方）测控保护装置交直流电源系统104协议AGC/AVC服务器（三方）集中监控服务器（三方）104协议生产管理系统地调集中运维中心私有协议私有协议经营APP运维APP生产管理代理私有协议当前第27页\共有59页\编于星期六\2点IEC-104协议

北向接口IEC-104协议点表流程说明:1、AGC/AVC服务器主动下发总召唤命令。2、监控系统回复总召确认报文3、监控系统依次上送全部遥测遥信报文，上级监控系统以S帧确认收到每帧（I帧）报文。4、数据上送完后由监控系统总召结束报文。上级监控系统回复S帧确认收到报文。上级监控系统读数据流程当前第28页\共有59页\编于星期六\2点IEC-104协议

流程说明:1、监控系统产生遥信变位、告警事件、遥测量变化（变化量超过死区）时，仅讲变化的遥测遥信通过突发上送（push）方式立即上送给上级监控系统。2、上级监控系统回复S帧确认收到报文。监控系统主动上送数据流程当前第29页\共有59页\编于星期六\2点IEC-104协议报文实例

一：握手成功（U帧）主站：激活传输启动：

68（启动符）04（长度）07（控制域）000000子站：确认激活传输启动：

68（启动符）04（长度）0B（控制域）000000

二：总召唤（I帧）**注:总召时先送遥信（先双点后单点）后送遥测，若调度没有收到遥信只有遥测，可能是因为子站地址设错，遥信不变因此不上送，遥测一直在变化因此会主动上送所致主站：总召唤：68（启动符）0E（长度）0000（发送序号）0000（接收序号）64（类型标示）01（可变结构限定词）0600（传输原因）0100（公共地址即RTU地址）000000（信息体地址）14（区分是总召唤还是分组召唤，02年修改后的规约中没有分组召唤）子站：S帧：注意：记录接收到的长帧，双方可以按频率发送，比如接收8帧I帧回答一帧S帧，也可以要求接收1帧I帧就应答1帧S帧。0401000200子站：总召唤确认（发送帧的镜像，除传送原因不同）：68（启动符）0E（长度）0000（发送序号）0000（接收序号）64（类型标示）01（可变结构限定词）0700（传输原因）0100（公共地址即RTU地址）000000（信息体地址）14（同上）主站：S帧：

680401000200子站：YX帧（以类型标识1为例）：68（启动符）1A（长度）0200（发送序号）0200（接收序号）01（类型标示，单点遥信）01（可变结构限定词，有1个遥信上送）1400（传输原因，响应总召唤）0100（公共地址即RTU地址）030000（信息体地址，第3号遥信）00（遥信分）当前第30页\共有59页\编于星期六\2点IEC-104协议报文实例

主站：S帧：680401000400子站：YX帧（以类型标识3为例）：68（启动符）1E（长度）0400（发送序号）0200（接收序号）03（类型标示，双点遥信）05（可变结构限定词，有5个遥信上送）1400（传输原因，响应总召唤）0100（公共地址）010000（信息体地址，第1号遥信）02（遥信合）060000（信息体地址，第6号遥信）02（遥信合）0A0000（信息体地址，第10号遥信）01（遥信分）0B0000（信息体地址，第11号遥信）02（遥信合）0C0000（信息体地址，第12号遥信）01（遥信分）主站：S帧：680401000600子站：YC帧（以类型标识9为例）：68（启动符）13（长度）0600（发送序号）0200（接收序号）09（类型标示，带品质描述的遥测）82（可变结构限定词，有2个连续遥测上送）1400（传输原因，响应总召唤）0100（公共地址）014000（信息体地址，从0X4001开始第0号遥测）A110（遥测值10A1）00（品质描述）8915（遥测值1589）00（品质描述）主站：S帧：680401000800子站：结束总召唤帧：68（启动符）0E（长度）0800（发送序号）0200（接收序号）64（类型标示）01（可变结构限定词）0A00（传输原因）0100（公共地址）000000（信息体地址）14（区分是总召唤还是分组召唤，02年修改后的规约中没有分组召唤）主站：S帧：0401000A00当前第31页\共有59页\编于星期六\2点IEC-104协议报文实例

遥控操作过程：选择（预置）—确认（返校）—执行/撤消—执行/撤消确认。

遥控命令限定词格式：S/EQU（D6-D2）DCS（D1-D0）

说明：S/E：=0：执行

=1：选择（预置）DCS=0：不允许=1：分=2：合=3：不允许QU:暂未应用，缺省为0。

主站：遥控预置：68（启动符）0e（长度）2000（发送序号）0600（接收序号）2e（类型标示）01（可变结构限定词）0600（传输原因）0100（公共地址即RTU地址）056000（信息体地址，遥控号=0x6005-0x6001=4）82（控合）

子站：遥控返校：68（启动符）0e（长度）0e00（发送序号）0600（接收序号）2e（类型标示）01（可变结构限定词）0700（传输原因）0100（公共地址即RTU地址）056000（信息体地址，遥控号=0x6005-0x6001=4）82（控合）

主站：遥控执行：68（启动符）0e（长度）0400（发送序号）1800（接收序号）2e（类型标示）01（可变结构限定词）0600（传输原因）0100（公共地址即RTU地址）056000（信息体地址，遥控号=0x6005-0x6001=4）02（控合）

子站：执行确认：68（启动符）0e（长度）1200（发送序号）0800（接收序号）2e（类型标示）01（可变结构限定词）0700（传输原因）0100（公共地址即RTU地址）056000（信息体地址，遥控号=0x6005-0x6001=4）02（控合）

主站：遥控撤消：68（启动符）0e（长度）0400（发送序号）1800（接收序号）2e（类型标示）01（可变结构限定词）0800（传输原因）0100（公共地址即RTU地址）056000（信息体地址，遥控号=0x6005-0x6001=4）02（控合）

子站：撤消确认：68（启动符）0e（长度）1200（发送序号）0800（接收序号）2e（类型标示）01（可变结构限定词）0900（传输原因）0100（公共地址即RTU地址）056000（信息体地址，遥控号=0x6005-0x6001=4）02（控合）当前第32页\共有59页\编于星期六\2点

IEC-104点表

北向接口IEC-104协议点表1高压负荷开关101合位2中压负荷开关201合位3高压隔离刀闸1011合位4高压隔离刀闸1013合位5高压隔离刀闸1011合位6中压隔离开关2011合位7中压隔离开关2013合位8高压接地刀闸1011D合位9高压接地线10113合位10高压箱变门位置信号11中压接地刀闸2011D合位12中压接地线20113合位当前第33页\共有59页\编于星期六\2点

IEC-104协议相关文档

IEC-104协议标准：《IEC60870-5-104协议》IEC-104报文实例：《104规约报文说明》IEC-104点表：《北向接口点表》IEC-104设计文档：《监控系统北向接口设计说明书AFI》当前第34页\共有59页\编于星期六\2点

AGC/AVC定义

自动发电量控制AGC（Automatic

Generation

Control）是能量管理系统EMS中的一项重要功能，它控制着调频机组的出力，以满足不断变化的用户电力需求，并使系统处于经济的运行状态。当前第35页\共有59页\编于星期六\2点

AGC/AVC监控界面当前第36页\共有59页\编于星期六\2点

AGC/AVC调节流程

流程说明:1、AGC/AVC服务器主动下发设点命令，调节有功功率、无功功率。2、监控系统受到设点命令之后，回复设点确认报文。确认失败时报文中包含异常原因。监控系统解析104报文中的有功/无功调节目标值，并通过AGC、AVC算法分配到各子阵。3、监控系统对每个子阵数采下发写有功功率/无功功率调节目标值

。4、数采向监控系统回复确认命令，并主动分发下发调节命令到各逆变器。当前第37页\共有59页\编于星期六\2点AGC/AVC流程图

当前第38页\共有59页\编于星期六\2点AGC/AVC调度策略

当前第39页\共有59页\编于星期六\2点AGC/AVC闭环策略

当前第40页\共有59页\编于星期六\2点目录

智能光伏变电站概述监控子系统功能电力基本术语北向接口以及AGC/AVC变电站五防系统当前第41页\共有59页\编于星期六\2点五防系统概念

“五防”的概念1980年由原水利电力部提出，此后，电力自动化技术经历了飞速的发展，由此带动了电力系统操作方式和管理方式的不断变化。这些都给“五防”提出了许多新的要求，需要更完善的技术措施实现操作全过程的防误。在这种背景下，优特提出了防止电气误操作五层防线理论，为完善电气防误体系提供了新思维。

五层防线的定义是：为防止电气误操作，在人和设备之间，用技术措施筑起的五层防线。这一新的思维是对传统五防概念的扩展和跨越，在涵盖传统五防概念的基础上，从设备操作过程全程防误的角度出发，采用不同的技术措施，从根本上杜绝电气误操作的发生。当前第42页\共有59页\编于星期六\2点电力误操作危害

广西合山电厂,在一次10KV手车式开关操作中,因闭锁失灵,开关在合闸状态时推入工作位置,发生带负荷合刀闸事故,引起弧光短路,其中一人灼伤死亡,二人灼伤重.对此事故,虽然闭锁失灵,但是认真执行操作票中”检查开关在分闸”位置这一项,此事故是可以避免的.当前第43页\共有59页\编于星期六\2点微机防误闭锁系统的构成

电编码锁机械锁状态检测器闭锁盒锁销地线头地线桩电脑钥匙监控系统验电器防误主机信息交互当前第44页\共有59页\编于星期六\2点

微机防误闭锁与自动化的接口

各类锁具监控系统防误主机电脑钥匙微机防误闭锁系统保护测控装置监控系统信息交互当前第45页\共有59页\编于星期六\2点微机防误系统功能

人机界面人机交互的操作界面开票验票开出操作票并进行预演,主机根据预先储存的闭锁规则对每项操作进行判断对位检查接线图与现场设备状态是否一致（实遥信）传输操作票传输操作票功能:将正确的操作票内容传输到电脑钥匙中以进行解锁、倒闸操作当前第46页\共有59页\编于星期六\2点

微机防误闭锁的一般操作流程

当前第47页\共有59页\编于星期六\2点基本五防规则

防止误分、误合断路器

即：操作指令与操作设备对应才能对被操作设备操作。防止带负荷分、合隔离开关

即：断路器、负荷开关、接触器合闸状态不能操作隔离开关。防止带负荷分、合隔离开关

即：断路器、负荷开关、接触器合闸状态不能操作隔离开关。防止带地线送电

即：防止带接线（接地开关）合断路器（隔离开关）防止误入带电间隔

即：隔室不带电才能门进入隔室。当前第48页\共有59页\编于星期六\2点

逻辑公式的编写

逻辑公式编写的基本规则：“=0”表示等号前面的设备在断开位置，“=1”表示等号前面的设备在合闸位置。如操作的设备是临时接地线，则“=0”表示地线已拆除，“=1”表示地线已装设。“,”表示在逗号两边的条件之间的逻辑关系为与，必须所有条件都满足才能进行操作。“+”表示在加号两边的条件之间的逻辑关系为或，两个或几个条件只要有一个满足可以进行操作。“()”括号中间的逻辑关系应该优先进行判别。在表达式中经常会同时出现“，”、“+”和“()”，这时应注意运算的顺序为“()”“，”“+”。当前第49页\共有59页\编于星期六\2点

逻辑公式的编写

225-1h:225=0,225-17=0,225-37=0,107=0,225-3=0!225-1l:225=0,225-3=0!225-3h:225=0,225-17=0,225-37=0,225-7=0,225-1=1!225-3l:225=0,225-1=1!设备号h:合操作条件!设备号l:(分操作条件)!设备号=1：该设备为合状态；设备号=0：该设备为分状态-1-17225-3-7-37107当前第50页\共有59页\编于星期六\2点

第三章微机防误闭锁与监控系统的CDT接口

五防系统与监控系统通讯流程当前第51页\共有59页\编于星期六\2点

微机防误闭锁与监控系统的CDT接口

同步头0XA50X5A0XA50X5A站地址（0至255）单字节命令字（见3.3）单字节报文长度(高位字节)报文长度=数据正文的字节数(低位字节)

数据正文数据字节1....数据字节n校验码校验和高字节校验和=站地址+命令字+报文长度+数据正文校验和低字节

（算术和）

数据帧格式当前第52页\共有59页\编于星期六\2点

微机防误闭锁与监控系统的CDT接口

同步头(4bytes)站地址(1bytes)R00X01报文长度(2bytes)五防运行状态字节(1bytes)校验和(2bytes)0X01五防请求监控运行状态五

防

同步头(4bytes)站地址(1bytes)R10X01报文长度(2bytes)监控运行状态字节(1bytes)校验和(2bytes)监控当前第53页\共有59页\编于星期六\2点

微机防误闭锁与监控系统的CDT接口

同步头(4bytes)站地址(1bytes)R00X02报文长度(2bytes)五防运行状态字节(1bytes)校验和(2bytes)0X02五防请求监控实遥信五

防监控

同步头(4bytes)站地址(1bytes)R10X02文长度(2bytes)监控运行状态字节(1bytes)监控设备状态表校验和(2bytes)实遥信是可以直接从现场采集到的设备状态，如直接采集的断路器位置当前第54页\共有59页\编于星期六\2点

微机防误闭锁与监控系统的CDT接口

0X03五防发送虚遥信五

防监控

同步头(4bytes)站地址(1bytes)R00X03报文长度(2bytes)五防