数字化变电站结构

1数字化变电站结构2011年3月XX2汇报内容二、数字化变电站特点一、引言三、IEC61850标准的目标四、技术演进五、管理变革3数字化变电站屏柜传统变电站屏柜一、引言4一、引言国内数字化应用情况2005年起，国调中心组织多个厂家和检测单位成功进行了6次IEC61850互操作试验。华北和华东地区对数字化变电站研究和试点和推广力度比较大。目前全国只有6个省份没有数字化试点工程。纯光学互感器、采样值数据的网络共享、IEEE1588网络对时、网络报文监视分析等前沿技术在试点变电站工程中都有不同程度的应用。国网智能化变电站建设也开始逐步开展，在试点工程中实现了一次设备状态的在线监测和分析、机器人智能巡检、一体化信息台等。广东电网目前总共建有6个数字化变电站试点。5二、数字化变电站特点1.信息建模标准化2.数据采集数字化3.信息交互网络化4.通信介质光纤化5.一、二次系统状态可在线监测6三、IEC61850标准的目标原有规约应用功能有限各厂家自行扩充导致装置无法互操作规约数据表达能力限制了应用功能的发展IEC61850标准的制定＊95年国际电工委员会第57委员会开始制定＊99年3月提出了草案版本＊03年、04年正式发布为IEC61850系列国际标准＊04年IEC61850第二版开始制定及修订＊IEC61850第二版陆续颁布……“同一世界，同一技术，同一标准。”不同厂家的产品互联互通即插即用7调度系统四、技术演进-电子式互感器控制回路站控层网络SMV网GOOSE网电子式互感器传统断路器传统变压器合并单元智能终端一次设备在线监测测控装置保护装置电能表监控系统卫星时钟远动保信子站站用电源报文监视分析过程层间隔层站控层B码/秒脉冲SNTP传感器数据私有协议60044-861850-9-161850-9-2统一标准61850-9-2电子式互感器1.电子式互感器激光光源长期运行稳定性、可靠性；2.无源式电子互感器在不同温度、湿度、振动、电磁环境下的精度；3.目前电子式互感器数字量输出协议多为厂家私有协议；4.合并单元输出协议有IEC61850-9-1、9-2和60044-8多种格式。8调度系统四、技术演进-智能一次设备控制回路站控层网络SMV网GOOSE网电子式互感器传统断路器传统变压器合并单元智能终端一次设备在线监测测控装置保护装置电能表监控系统卫星时钟远动保信子站站用电源报文监视分析过程层间隔层站控层B码/秒脉冲SNTP传感器数据智能一次设备1.智能组件技术参数应符合一次设备的常规技术要求。2.在线监测技术数据模型、数据传输需规范化；3.部分在线监测技术需改进，特别是设备安全运行因素；4.在线监测装置运行维护界面优化和统一。智能断路器智能变压器9调度系统四、技术演进-继电保护和测控站控层网络SMV网GOOSE网电子式互感器合并单元测控装置保护装置电能表监控系统卫星时钟远动保信子站站用电源报文监视分析过程层间隔层站控层B码/秒脉冲SNTP继电保护和测控装置1.继电保护和测控装置多数据控制块（特别是采集量）的处理能力需进一步改进；2.装置对异常网络数据的过滤和处理技术需进一步完善。智能变压器智能断路器保护测控一体化装置10调度系统四、技术演进-过程层网络站控层网络SMV网GOOSE网电子式互感器合并单元电能表监控系统卫星时钟远动保信子站站用电源报文监视分析过程层间隔层站控层B码/秒脉冲SNTP过程层网络1.过程层网络流量控制原则需规范化，包括流量控制及虚拟局域网划分策略等；2.已经实现SMV与GOOSE共网，将来可尝试过程层与站控层网络合并。智能变压器智能断路器保护测控一体化装置网络流量控制虚拟局域网划分SMVGOOSE共网11调度系统四、技术演进-时钟同步系统站控层网络电子式互感器合并单元电能表监控系统卫星时钟远动保信子站站用电源报文监视分析过程层间隔层站控层B码/秒脉冲SNTP时钟同步系统1.对时网络与站内网络的统一；2.时钟同步系统和采样同步系统的融合；3.电网统一时间同步系统研究及应用。智能变压器智能断路器保护测控一体化装置SMVGOOSE共网IEEE1588IEEE1588V2.0实现区域/广域对时12调度系统四、技术演进-站控层功能站控层网络电子式互感器合并单元电能表监控系统卫星时钟远动保信子站站用电源报文监视分析过程层间隔层站控层站控层功能1.程序化操作与视频监控技术结合的智能操作应用；2.结合智能一次设备和在线监测技术，开展智能预警及变电站综合分析决策功能的研究及应用。智能变压器智能断路器保护测控一体化装置SMVGOOSE共网IEEE1588数字化变电站智能化程序化操作视频监控一体化五防智能预警综合分析决策区域应用变电站信息模型智能巡检13五、管理变革促进变电站一次和二次专业的融合。互感器与合并单元的联调试验，涉及一次和二次专业配合；智能组件与一次设备的嵌套安装调试及接入，促使专业融合。14智能高压设备提升电网的可靠性•可预报的设备故障降低全寿命周期成本•冷却器智能控制，节能高效•在线自诊断，降低设备运维成本提高设备利用率15智能高压设备传感器16智能高压设备17智能高压设备监测顶层油温、底层油温、环境温度监测高、低压侧电压、电流监测铁心接地电流监测油压力、油位监测负荷状况评估过负载能力和紧急过载时间评估绕组热点温度评估变压器寿命损失和老化率评估冷却效率评估有载开关触头寿命评估绕组变形量综合分析、评估变压器状态冷却装置智能监控有载开关智能监控通讯符合IEC61850标准18SF6气体状态传感器局放传感器位移传感器操作线圈电流传感器储能电机电流传感器环境温度传感器SF6气体状态IED机构状态IED状态监测主IED局部放电IED开关设备控制器合并单元过程层交换机避雷器监测器智能组件柜断路器ECVT隔离、接地开关避雷器套管母线智能高压设备19机械特性监测：机械特性监测主要包括断路器分合闸时间、分合闸速度、分合闸行程等的监测；储能电机工作状态监测：储能电机工作状态监测主要包括液压机构油压、储能电机的工作电流、打压时间和打压次数；SF6气体状态监测：SF6气体状态监测主要包括SF6气体密度、水分及温度；环境温度监测：环境温度监测主要包括机构箱内环境温度监测和大气环境温度监测；局部放电监测：局部放电监测主要对局部放电的放电频次和放电幅值进行监测；避雷器监测：泄漏电流、雷击次数；断路器状态综合分析：完成开关状态的综合分析并通过网络上报分析结果；智能高压设备20谢谢！21过程层网络结构…断路器、刀闸电子式互感器测控装置保护装置智能终端合并单元GOOSESMV方式1：SMV和GOOSE均采用点对点模式应用：国网数字化变电站22过程层网络结构…断路器、刀闸电子式互感器测控装置保护装置智能终端合并单元GOOSESMV方式2：SMV采用点对点模式GOOSE采用组网模式应用：广东220kV三乡站110kV三江、沙坪、五村站23过程层网络结构…断路器、刀闸电子式互感器测控装置保护装置智能终端合并单元GOOSESMV方式3：SMV和GOOSE分别组网模式应用：暂无24过程层网络结构…断路器、刀闸电子式互感器测控装置保护装置智能终端合并单元GOOSESMV方式4：SMV和GOOSE采用合并组网模式应用：广东110kV文冲口、长洲站