智能变电站关键技术研究0618

1、智能变电站关键技术研究，电力科学研究院，2010年6月19日，内容，主要内容：(1)背景(2)国内外现状及发展趋势(3)智能变电站的主要特点(4)智能变电站的关键技术(5)智能变电站技术导则分析(6)实施策略及注意事项，电力科学研究院，背景，电力科学研究院作为世界最大的咨询机构(世界500强之一)， 埃森哲在国外对智能电网的定义和特点是：电力研究院，数字电网与智能电网的区别，电力研究院，国内外现状和发展趋势，电力研究院，强调智能一次设备状态的动态管理功能，ABB认为自愈功能是智能电网的主要功能之一。 智能变电站是实现智能电网的必要条件。只有变电站智能化，才有可能实现智能电网的自诊断、自协调、自

2、恢复，实现真正的智能电网和自愈。智能电网的建设需要两个重要的基础支撑：一是智能一次设备状态的动态管理功能(自检测、自诊断)，二是智能变电站、高级调度中心和智能变电站之间的互动协作。智力是有限的智力，不是无限的智力。我们需要的是有助于电网安全的智能，但没有助于电网安全的智能不一定需要。电力研究院，SIEMENS智能变电站功能，突出一次设备状态检测、智能评估和预警的特点，电力研究院，AREVA智能变电站，主要功能： 1。突出同步相量测量功能在变电站中的应用优势：可增强对跨区域电网振荡或其他重要动态行为分析的观察。2.突出变电站状态估计功能的优势：在智能变电站中纠正拓扑错误并完成状态估计。电力科学研

3、究院，国内：变电站综合自动化系统的不足，从20世纪50年代的接线逻辑远动技术到微机远动技术，再到无人值守变电站，再到数字化变电站。存在的问题有：测量不完整，访问数据有限。变电站系统的主要任务是数据采集，采集资源重复浪费，数据格式和信息模型不一致。监控和数据采集系统/环境管理系统对实时信息和不完整测量的访问有限。全站设备不实现全景信息采集、自我检测和自我诊断。多网络系统共存，没有实现高度的信息集成。目前，变电站内有很多系统，如综合自动化、五防、操作票、变电站保护信息、PMU、故障定位、电能质量在线监测等。变电站的系统和设备有许多通信协议，如CDT、1801、POLLING、101、103等。大量

4、重复测量设备经常出现缺陷，增加了安装、检修、运行和维护成本。多个网络系统共存，信息不是高度集成的。没有在高级应用中实现智能分析、高度协调和决策。电力科学研究院，国内：数字化变电站存在的问题，(1)数字化变电站尚未形成完整的标准体系、设计规范、验收规范、设备检验规程、计量检定规程、运行规范等。(2)数字化变电站的数据采集和信息处理缺乏统一的标准和规范，接口和模型不统一。不同厂家生产的测控设备不仅在硬件上有不同的功能，而且在软件上采用不同的算法和通信协议。(3)大多数数字化变电站是部分数字化的。例如，电子变压器仅用于过程层，或者IEC-6185O标准仅用于站控制层。实现真正的数字化还有一定的距离。

5、(4)随着数字化变电站的试运行，原有的检验方法已经不能满足现场检验的需要，因此有必要研究新的检验方法电力学院和智能变电站的主要特征是什么，电力学院和智能变电站与传统变电站的区别是什么？(1)智能变电站系统应该是面向服务的体系结构；(2)建立以设备为对象的分布式智能节点。实现分布式协同信息共享机制。(3)从业务需要出发，考虑技术问题、经济问题和管理问题。实现能量流、信息流和业务流的整合。(4)通过智能电子设备整合有价值的能量流和信息流。突出标准化，强调功能性和互操作性，以统一的模型、统一的协议、统一的时间尺度和唯一的来源提供高质量的基础信息。(5)智能变电站作为智能电网的基础环节，将统一和简化变

6、电站的数据源，形成基于同一断面的唯一一致的基础信息，以统一的标准方式实现变电站内外的信息交互和信息共享，形成纵向渗透、横向互通的电网信息支撑平台，并在此基础上提供多种业务应用。(特别强调)电力研究所，(6)采用更高速(快速以太网)和更经济的技术手段在变电站内外传输信息，包括与变电站、供电、负荷和线路相关的信息。掌握整个电网的状态。(7)将高级调度中心的部分功能下放到智能变电站。智能变电站系统可以很好地管理变电站内的网络数据，同时可以根据运行需求以较高的频率存储数据，实现基于实时数据仓库的数据挖掘，完成智能电网所需的高级分析和优化功能。(8)在智能变电站建设中，需要对新建变电站进行先进理念的重新

7、设计，对现有变电站进行先进技术改造，实现对关键和非关键运行数据的远程监控。分析和处理大量实时数据。综合分析断路器、变压器和变电站的环境因素，并与相邻变电站交换信息。智能变电站和传统变电站有什么区别？智能变电站的主要创新点(1)智能一次设备：实现变电站的智能一次设备，即状态监测、检测、诊断、智能预警、状态维护和资产评估。(2)互动：与大用户、相关变电站和调度中心互动。(3)协调控制：支持电能质量控制、变压器经济运行和电压/无功功率广域协调控制。(4)智能应用：通过实时数据的高速采集、存储和智能分析决策，提高变电站的智能应用水平。智能变电站的关键技术，智能变电站的技术方向(1)。智能变电站是智能电

8、网的重要组成部分。高可靠性设备是变电站的坚实基础。综合分析和自动协调控制是变电站智能化的关键。设备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化和维护状态化是发展方向，高效运行和维护是最终目标。电力科学研究院智能变电站技术方向(2)，智能变电站的设计和建设应满足DL/T 1092三道防线的要求，并满足DL/T 755的三级安全稳定标准；满足国标14285继电保护选择性、快速性、灵敏性和可靠性的要求；符合二次电源系统的整体安全保护方案。智能变电站的测量、控制和保护单元应满足国标14285、国标769、国标478和国标13729的相关要求，后台监控功能应参照国标5149的相关要求。智能变电站的通信网络和系统应

9、符合DL/T 860标准。应建立包括实时同步运行信息、保护信息、设备状态、电能质量等数据的标准化信息模型，以确保基础数据的完整性和一致性。智能变电站的技术方向(3)。Int建议在站内建立一个统一的全景数据信息平台，用于系统级所有子系统对调度系统统一数据的标准化访问和传输。应对设备和系统进行智能测试，并对其智能程度进行评估。电力研究院，智能变电站的设计原则(1)，(1)传感器嵌入式设备采集实时信息；(2)采用开放架构；(3)采用统一建模语言；(4)遵循标准化和规范化原则；(5)可靠性和冗余性得到保证；(6)网络管理(流量和平衡)；(7)数据管理(分级分布)；(8)变电站具有智能分析和协调功能；(

10、9)智能变电站的设计原则(2)，设备和系统的设计和选择应符合安全可靠的原则，尽可能采用满足智能变电站高效运行和维护要求的紧凑设备，优化集成，避免设备功能的重复配置，优化设备布局和屏组方案。系统设计涉及的内容包括但不限于以下几个方面：全站网络图、VLAN分区、IP配置、虚拟终端设计、虚拟终端二次接线图、同步系统图等。在安全、可靠、技术先进、经济合理的前提下，智能变电站的设计应符合资源节约和环境友好的技术原则和设计要求，优化智能变电站的总平面布置(包括电气主接线、配电装置、结构支撑等)。)，节约土地，节约能源，保护环境。电力研究院，智能变电站设计原则(3)，优化土建和建筑结构设计，合并功能相同的房

11、间；系统层设备所在的机房、主控楼等建筑应尽可能小型化，以合理减少变电站占地面积和建筑面积，节约投资。应尽可能使用光纤代替电缆，以优化电缆沟的布局。网络架构应充分考虑经济性，灵活配置网络设备，优化交换机数量，降低网络总成本。应充分考虑可扩展性，网络系统应易于扩展和配置；当变电站新设备接入导致网络性能下降时，应满足自动化功能和性能指标的要求。网络通信架构设计应确保测试部分的网络在运行和维护期间不影响操作系统。电力研究所，如何考虑在变电站？(1)在智能变电站建设初期，应保留变电站的基本控制和保护措施。多个智能变电站建成并投入运行后，分布式协同控制和保护功能可以根据情况逐步实现。变电站中的元件保护、线

12、路保护等基本保护应简单可靠，能够独立完成自身功能，不需要其他辅助设备或手段来保证设备和线路的安全可靠运行。(2)智能变电站的技术应用应满足“三道防线”(预防控制、紧急控制和校正控制)、继电保护“四个特性”(灵敏度、选择性、快速性和可靠性)和电力二次安全保护总体方案的要求。(3)智能一次设备应以一次设备的可靠性为前提，以智能应用为目标，功能实现应根据短期、中期和长期规划进行规划。考虑了多传感器信息融合和智能评估技术。电力研究所，如何考虑在变电站？(4)智能一次设备的功能需求应采用多传感器信息采集和融合技术，获取电脉冲、气体产物、局部过热等各种特征量的状态信息。应实时检测和评估设备状态。以太网接口

13、应用于与外部系统通信。状态量可以通过安装智能附件或通过int提供，电力科学研究院，智能变电站系统的设计基础，本报告主要基于：(1)国内智能电网研究报告；(2)智能电网系统研究报告；(3)国外智能电网研究报告；(4)智能电网综合研究报告；(5)智能电网关键技术框架研究报告；(6)国际电工委员会标准化管理委员会组织的战略组3:智能电网第三战略工作组SG3智能电网标准清单中的T57变电站。电力研究所，智能电网标准列表中的T57变电站，1EC 60870-6:控制中心内部协议(ICCP)2EC 61968:CIM 3IC 61850:变电站设备监控、操作、控制、协议配置，信息建模4IEC 60870-

14、5:远程控制设备和系统5IEC 60255-24(通用交换)继电保护-第24部分：电力系统暂态数据交换通用格式6IEC 61280系列：光纤通信基本测试过程(1)一次设备智能技术：实现变电站一次设备的智能化，即状态监测、检测、诊断、智能预警、状态维护和资产评估。(2)交互技术：与大用户、相关变电站和调度中心交互。(3)协调控制技术：支持电能质量控制、变压器经济运行和电压/无功功率广域协调控制。(4)智能应用：通过实时数据的高速采集、存储和智能分析决策，提高变电站的智能应用水平。(5)智能变电站状态估计技术：为智能电网提供支持。智能变电站是由先进、可靠、节能、环保的综合设备组成。基于高速网络通信

15、平台，可自动完成信息采集、测量、控制、保护、测量和监控等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节和在线分析决策。智能变电站的内涵：可靠、经济、兼容、独立、互动、协作。智能变电站的特点：智能一次设备、高度集成的系统、标准化的信息交换、自动运行控制、协调保护控制、在线分析和决策。世界上没有数字化变电站或数字化电网的概念。数字化变电站只是一个过程，或者说是一种技术手段，而不是目的。数字化变电站不能解释或描述智能电网或智能变电站的所有问题。目前用数字化变电站来解释所有的问题是不合逻辑的。智能变电站的一般要求(1)。首先，阐述智能变电站在智能电网中的定位、功能和发展目标。强调智能变电站应符合电力系统的基本安全管理规定。解释智能变电站基本功能应遵循的标准和规范。强调智能变电站应统一建模，通信过程应标准化。强调要实现工业化。电力研究院和智能变电站(2)的总体要求强调设备本身应具有高可靠性，并非所有设备都需要在线监测，但主设备应具有在线监测功能，并实现生命周期管理，以免使系统复杂化。强调与四个客户的合作和互动。变电站智能化后，应提高效率，继续实行无人值守管理运行模式，提倡集中控制。创建统一标准的信息数据平台是智能变电站的首要任务。借鉴数字化变电站的建设经验，对智能变电站进行评估并给出一些指标。强调支持未来