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《智能变电站技术导则》介绍国网电力科学研究院2010年01月20日徐石明目录2技术导则编制情况介绍3技术导则介绍41编制背景概述其他背景1：传统变电站自动化问题现状相同的信息源被不同设备重复采样、采集的数据一致性差/无精确时标、变电站设计复杂、站内存在多套孤立系统系统、设备之间互操作性差、通信规约繁杂、缺乏一致性测试/权威认证、线性点表传输难以表述数据间的内在联系信息表示不标准不规范，难以充分应用；不同设备因原理、算法、模型不一致导致信息输出不一致；装置信息输出不平衡；通讯规约的信息承载率低等背景2：数字化变电站问题现状数字化变电站仅实现两大应用：电子式互感器、IEC61850数字化变电站仍然存在诸多问题：缺乏相关的建设标准、规范过程层／间隔层设备与一次设备接口不规范没有解决IEC61850／61970接口主要局限在自动化系统本身，无整个变电站的建设体系（计量）变电站没有信息体系，没有形成更多的智能应用缺乏检验、试验评估体系总体上处于试验阶段电网基础体系技术支撑体系智能应用体系标准规范体系一个目标三个阶段两条主线四个体系五个内涵构建以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网技术上实现信息化、自动化、互动化管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化2009-2010年：研究试点阶段2011-2015年：全面建设阶段2016-2020年：完善提升阶段坚强可靠经济高效清洁环保透明开放友好互动六个环节发电线路变电配电用户调度背景3：中国坚强智能电网发展战略框架智能电网建设思路“三统一”原则统一规划、统一标准、统一建设工作方针统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进智能电网下对变电站功能的重新定位与发展目标变电站是智能电网建设的重要节点之一，其主要作用就是为智能电网提供标准的、可靠的节点（包含一、二次设备和系统）支撑设备信息和运行维护策略与电力调度实现全面共享互动，实现基于状态的全寿命周期综合优化管理实现全网运行数据的统一采集、实时信息共享以及电网实时控制和智能调节，支撑各级电网的安全稳定运行和各类高级应用枢纽及中心变电站全面建成或改造成为智能化变电站因此：智能变电站是智能电网背景下提出的概念，但也是变电站自动化技术发展的必然目录2技术导则编制情况介绍3技术导则介绍41编制背景概述其他工作情况介绍7月16日，启动《智能变电站技术导则》编写工作成立由国网电科院、中国电科院、江苏电力公司专家组成的编写工作组。工作组专业人员的专业涵盖了变电站所有的专业。明确国网电科院为牵头单位，其他单位配合明确要求《智能变电站技术导则》在9月底完成7月21日，召开《智能变电站技术导则》第一次协调会明确要求《导则》要全力支撑智能电网建设明确《导则》要引领智能变电站的发展方向明确《导则》以描写智能变电站的功能为主制定了《智能变电站技术导则》的详细工作计划表其后，近两个半月时间，召开各类专题会议15次：启动、框架审查、初稿审查、设备智能化等会议开展多次现场调研去天津、华北、西安、江苏、浙江等地开展了一系列调研对南瑞、西电集团、同维等企业进行调研与7个试点站单位进行了共同研究和探讨召开《导则》编写重大问题研讨会，着重对：范围、智能变电站定义、分层、配置模式等统一思路。列出智能电网中智能变电站需要解决的关键技术及解决思路形成《导则》框架文件7月24～31日，编写《智能变电站技术导则》框架意见征求情况9月14日，发出征求意见稿公司相关部门、全部网省公司、科研单位、顾问集团公司、设计院、三大开、三大变、许继、国电南自、东方电子等设备厂家，共59个单位，另外还有数十位专家。收到45份不同部门、单位、专家的反馈意见，经整理、归并共548条意见。另外还有批注式意见5份，打印意见1份，手写意见1份。211271214715186271282121185020406080100120140160前言123456789101112附录A附录B意见数章号主要意见集中点是术语和定义、体系结构、设备层功能、系统层功能要求、设备功能及配置要求。编写组在分类刷选后，与专家进行深入研究，提出了修改意见并实施修改9月27日审查会意见该导则框架明晰，技术前瞻，对智能变电站的建设、改造、发展具有较强的指导作用，可作为智能变电站建设与在运变电站智能化改造的指导性文件。目录2技术导则编制情况介绍3技术导则介绍41编制背景概述其他1.编制指导思想前瞻性与可操作性。考虑到智能电网发展时间跨度大，为保证技术的前瞻性及创新性，《导则》仅对变电站的发展目标和各个环节提出功能性要求，具体技术实现细节由后续的相关标准完成。智能变电站是统一坚强智能电网的重要基础和支撑。按照“统一规划、统一标准、统一建设”的工作方针，规范开展智能变电站建设。导则广泛征求了调度、生产、基建、设计、科研等多方意见，着力吸收了国内外智能电网相关研究成果，积极创新技术、管理理念，力求充分展现设备智能化，引领变电站技术的发展方向。继承与创新的结合。《导则》尽可能描述与传统变电站不同的技术和功能，提出的新概念体现了一次、二次专业有机融合的趋势又考虑适应近期发展现状，提出了一系列系统级高级应用互动化自动化信息化本导则作为智能变电站建设与在运变电站智能化改造的指导性规范，规定了智能变电站的相关术语和定义，明确了智能变电站的技术原则和体系结构，对智能变电站的设计、调试验收、运行维护、检测评估等环节作出了规定。2.目标与范围本导则适用于110kV（包括66kV）及以上电压等级智能变电站。智能变电站：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、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，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，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。智能设备：一次设备和智能组件的有机结合体，具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化特征的高压设备，是高压设备智能化的简称。3.重要术语与定义智能组件：由若干智能电子装置集合组成，承担宿主设备的测量、控制和监测等基本功能；在满足相关标准要求时，智能组件还可承担相关计量、保护等功能。可包括测量、控制、状态监测、计量、保护等全部或部分装置。站域控制：通过对变电站内信息的分布协同利用或集中处理判断，实现站内自动控制功能的装置或系统。4.技术原则智能变电站设备具有信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等主要技术特征，符合易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求。智能变电站的设计及建设应按照DL/T1092三道防线要求，满足DL755三级安全稳定标准；满足GB/T14285继电保护选择性、速动性、灵敏性、可靠性的要求智能变电站的测量、控制、保护等装置应满足GB/T14285、DL/T769、DL/T478、GB/T13729的相关要求，后台监控功能应参考DL/T5149的相关要求。智能变电站的通信网络与系统应符合DL/T860标准。应建立包含电网实时同步信息、保护信息、设备状态、电能质量等各类数据的标准化信息模型，满足基础数据的完整性及一致性的要求。宜建立站内全景数据的统一信息平台，供各子系统统一数据标准化规范化存取访问以及和调度等其它系统进行标准化交互。应满足变电站集约化管理、顺序控制等要求，并可与相邻变电站、电源（包括可再生能源）、用户之间的协同互动，支撑各级电网的安全稳定经济运行。应满足无人值班的要求。严格遵照《电力二次系统安全防护总体方案》和《变电站二次系统安全防护方案》的要求，进行安全分区、通信边界安全防护，确保控制功能安全。5.技术体系层次体系分层:智能变电站分为过程层、间隔层和站控层。过程层:变压器、断路器、PT/CT等及其所属的智能组件(MU+智能操作箱)间隔层:一般指保护、测控等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、传感器和控制器接口。站控层：站控层包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、对时系统等，实现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）、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。站控层功能宜高度集成，可在一台计算机或嵌入式装置实现，也可分布在多台计算机或嵌入式装置中。智能变电站数据源应统一、标准化，实现网络共享。智能设备之间应实现进一步的互联互通，支持采用系统级的运行控制策略。智能变电站自动化系统采用的网络架构应合理，可采用以太网、环形网络，网络冗余方式宜符合IEC61499及IEC62439的要求。6.功能实现（设备功能）一次设备应具备高可靠性，外绝缘宜采用复合材料，并与运行环境相适应;智能化所需各型传感器或/和执行器与一次设备本体可采用集成化设计;根据需要，电子式互感器可集成到其他一次设备中。6.2智能组件6.2.1构成要求。a）基本功能：测量数字化、控制网络化和状态可视化；b）集成测量、控制、检测、通信等功能，根据要求可集成计量、保护等功能；c）宜就地安置；双电源供电；d)智能组件可以是多个装置的集合，也可以是一个装置。6.2.2通用技术要求a）应适应现场电磁、温度、湿度、沙尘、降雨（雪）、振动等恶劣运行环境；b）相关IED应具备异常时钟信息的识别防误功能，同时具备一定的守时功能；c）应具备就地综合评估、实时状态预报的功能，满足设备状态可视化要求；d）宜有标准化的物理接口及结构，具备即插即用功能；e）应优化网络配置方案，确保实时性、可靠性要求高的IED的功能及性能要求；f）应支持顺序控制；g）应支持在线调试功能。6.1一次设备.6.3信息采集和测量功能要求a)应实现全站遥测、遥信的全采集；b)对测量精度要求高的模拟量，宜采用高精度数据采集技术；c)对有精确绝对时标和同步要求的电网数据，应实现统一断面实时数据的同步采集；d)宜采用基于三态数据（稳态数据、暂态数据、动态数据）综合测控技术，进行全站数据的统一采集及标准方式输出；e)测量系统应具有良好频谱响应特性；f)宜具备电能质量的数据测量功能。6.4控制功能要求a)应支持全站防止电气误操作闭锁功能；b)应支持本间隔顺序控制功能；c)遥控回路宜采用两级开放方式抗干扰措施；d)应支持紧急操作模式功能；e)应支持网络化控制功能。a)应遵循继电保护基本原则，满足GB/T14285、DL/T769等相关继电保护的标准要求；b)保护装置宜独立分散、就地安装；c)保护应直接采样，对于单间隔的保护应直接跳闸，涉及多间隔的保护（母线保护）宜直接跳闸。对于涉及多间隔的保护（母线保护），如确有必要采用其他跳闸方式，相关设备应满足保护对可靠性和快速性的要求。d)保护装置应不依赖于外部对时系统实现其保护功能；e)双重化配置的两套保护，其信息输入、输出环节应完全独立；f)当采用电子式互感器时，应针对电子式互感器特点优化相关保护算法、提高保护性能；g)纵联保护应支持一端为ECT、另一端为常规互感器或两端均为电子式互感器的配置形式。6.5状态监测功能要求a)宜具备通过传感器自动采集设备状态信息（可采集部分）的能力；b)宜具备从相关系统自动复制宿主设备其它状态信息的能力；c)宜将传感器外置，在不影响测量和可靠性的前提下，确需内置的传感器，可将最必要部分内置；d)应具备综合分析设备状态的功能，具备将分析结果与他相关系统进行信息交互的功能；e)应逐步扩展设备的自诊断范围，提高自诊断的准确性和快速性；f)应具备远方调阅原始数据的能力。6.6保护功能要求a)宜采用完全自描述的方法实现站内信息与模型的交换。b)应具备对报文丢包及数据完整性甄别功能。c)网络上的数据应分级，具备优先传送功能，并计算和控制流量，满足全站设备正常运行的需求。d)宜按照IEC62351要求，采用信息加密、数字签名、身份认证等安全技术，满足信息通信安全的要求。6.7计量功能要求a)应能准确的计算电能量，计算数据完整、可