智能变电站建设2015正式版

务实求精协作创新智能变电站建设2015版•数字化变电站：由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。•智能化变电站：智能变电站则是在数字化变电站的基础上，进一步增加高级应用，完善变电站的智能化应用与管理。高级应用功能举例：如顺控、智能告警及故障信息综合分析决策、设备状态可视化、站域控制、源端维护、辅助控制系统与监控系统联动等。从数字化站到智能化站2智能变电站的结构站控层过程层网络…保护测控装置3保护测控装置2保护测控装置1智能组件高压设备智能组件高压设备3智能设备2智能设备间隔层网络…智能组件高压设备1智能设备工作站/服务器远动通信站相邻变电站时钟各级调度工作站/服务器层程过层隔间3站控层网络智能变电站的结构4智能变电站与常规站的区别5SMV的点对点直采+Goose点对点直跳智能变电站与常规站的区别6GOOSE基于交换机的网络共享智能变电站与常规站的区别7SMV基于交换机的网络共享,用于测控和计量等8智能变电站实施方案9采样配置原理图关注合并单元的信息转换和处理，身兼采集，切换，同步，转发等职责10信号－闭锁－跳闸配置原理图关注保护装置的直采直跳，和其间的启动与闭锁以及过程层信息的网络共享与转发11电子式互感器与合并单元合并单元是电子式互感器的重要组成部分。电子互感器的远端模块直接安装在一次设备上，就地完成模拟量的数字化，并通过光纤把采样值传输到合并单元中。这种情况下，合并单元可以安装在保护小室。传统互感器与合并单元16变电站中仍使用传统互感器时，合并单元应就地安装，由电缆接入这部分交流量，完成采样值的数字量转换。光缆连接合并单元合并单元原理图关注合并单元的两种分发方式，想想报文格式是一样的吗？直接采集与网络采集网络采样直接采样光纤直连时信息传输延时固定，经过交换机后信息传输延时不定。合并单元经互感器采样时延时的组成方案一：基于固定延时的再采样技术–只适用于点对点传输例如:合并单元接收远端模块的直采数据保护单元接收合并单元的直采数据•由数字采样的接收方进行插值采样•数字采样的处理过程和传输过程中延时必须固定•同步工作不依赖于全站的统一对时•接收方可以侦测出SMV采样数据的抖动和异常采样数据同步方案1X1X2采样数据同步方案2方案二：基于全站同步脉冲的采样技术-秒脉冲同步-IRIG-B码同步（总线）-IEEE1588对时同步（网络）全站统一对时，合并单元必须对时，精度高达1微秒SMV数据从合并单元发出都带上了时标｛样本计数器（smpcnt）为数据的时标，一秒中内从0~3999｝对时失步一段时间后将面临采样不同步的危险失步后重新同步时也会带来采样不同步的危险SV通信标准的历史SV标准的发展：IEC60044-8:国际电工委员会专门为电子式互感器制定的一个标准（点对点光纤串行数据接口采用IEC69870-5-1的FT3格式）IEC61850-9-1:点对点传送采样值传输方式IEC61850-9-2:多点传送采样值传输方式（多点传送采样值传输建立在以太网技术基础之上）SV技术目前主要采用IEC61850-9-2LE（9-2简化版，使功能实现更简单，硬件成本更低廉）IEC61850-9-2LE数据传输机制1.采用发布/订阅模式（Publish/Subscrible）2.采用以太网多播技术，用采样值控制块（MSVCB）对采样数据集（DataSet）作出传输控制3.根据预先的设定，通过SMV板对直连和网络中的组播数据进行过滤和对接（虚端子连线）基于多播技术的SMV信息传输SV报文监视与分析目的MACAPPIDSVID样本计数器同步标记瞬时值品质26开关智能化及GOOSE智能终端就地安装27采用智能终端并就地安装在开关场地实现间隔内开关闸刀等操作及信号反馈，由于全面采用GOOSE技术，大大节省了全站控制及信号电缆，缩小了电缆沟尺寸，节约了土地，减轻了现场安装调试维护工作量，减少了直流接地、交流传入直流等二次回路问题。光缆连接智能终端28户外安装：智能终端可以单独下放到户外，安装在一次设备旁边，通过光纤GOOSE网络与保护小室内的保护和测控装置进行通讯。智能终端经过了严酷的高低温和EMC试验，可以在户外恶劣的环境中运行。为使智能终端在户外运行而专门设计的屏柜，其防湿热、防尘、防辐射等各项技术指标都能满足户外安装要求。户外柜的技术参数：•IP防护等级：IP55（户外标准）；•内部安装19英寸标准工业装置；•内部配有温湿度控制器，•加热器，空气外循环模块化风扇装置；•材料为不锈钢1.5mm，外壳及门板均为双层防辐射结构（包括四周及顶壳），底部带底框，并附带安装槽钢。户外运行及抗干扰措施风扇散热片现场运行情况-寒冬运行于哈尔滨延寿变的户外智能就地柜（内含智能终端）现场运行情况-酷暑河南洛阳金谷园GOOSE的介绍GOOSEGenericObjectOrientedSubstationEvent直译为通用面向对象变电站事件IEC61850-7-1/-8-2中专为设计的一种通信服务，用于快速传输变电站事件,如命令、告警、指示、信息。关注GOOSE信息传递方式，传递方向和传递内容。GOOSE发送机制GOOSE数据发送频率无数据变化时发送：间隔T0,一般约定为5s发生数据变化,连续发两次：间隔T1=2ms发送一次：间隔T2=4ms发送一次：间隔T3=8ms恢复无数据变化时的周期发送状态101010时间101010101010100110100110100110100110100110100110T0T3T2T1T1T0T0GOOSE数据传输机制1.采用发布/订阅模式（Publish/Subscrible）2.采用以太网多播技术，用GOOSE控制块（GOCB）对GOOSE数据集（DataSet）作出传输控制3.根据预先的设定，通过GOOSE板对直连和网络中的组播数据进行过滤和对接（虚端子连线）GOOSE数据传输的特点快速性（IEC61850设计传输延时4ms）(1)报文采用了带优先级标签的格式，在交换机中传输时不会经过TCP/IP层，直接在数据链路层和物理层收发GOOSE数据传输的特点可靠性(1)采用重发机制虽然GOOSE报文传输是触发机制，但出于可靠性考虑，即使外部状态不再变化，也采用重发多次，只是间隔由短变长，最后成为持续不断的心跳报文。(2)报文中含有SqNum和StNum两个标志位通过标志位的变化可判断报文是否有丢帧、错序、重复等情况。GOOSE数据传输的特点可监视性(1)报文中携带“报文存活时间TAL”参数接收端可根据解析报文中的“报文存活时间”来做超时条件，如果超时仍未收到新的报文，则接收端认为GOOSE链路断链。(2)报文携带“测试（test）”总标志位，反映报文中各个信息成员均处于检修状态。(3)报文中可以包含对应每个信息成员的时间，该时间记录下状态变化的时刻，便于测控装置形成SOE信号。GOOSE报文监视与分析源MAC地址目的MAC地址APPID网络应用标识GOCB控制块引用名允许生存时间GOOSE数据集引用名GOOSEID对象变化时刻数据集总个数对象的值38智能变电站的工程构建SV和GOOSE虚端子与连线为方便设计，并与以前的硬端子概念接轨,提出了虚端子的概念。虚端子主要是通过IED模型中SV和GOOSE的数据Refrence+中文描述来表示，是变电站设计阶段了解装置接口的一个依据。goose为例：通过数据集形成开出虚端子goose为例：通过模型中GOINGGIO的数据形成开入虚端子goose开入开出虚端子明确智能变电站内装置之间的连接关系（开入、开出、模拟量输入、输出），设计出合理的虚端子连线表。完备的虚端子连线表，既方便厂家高效正确地配置SCD文件，又为变电站的验收工作准备了明确的目标。SCD工具与连线数字化变电站常见的4种文件ICD、SSD、SCD、CIDICD模型文件信息和工程实施ICD模型文件分为四个部分：Header、Communication、IED和DataTypeTemplates。ICD模型的逻辑节点和数据对象类型具体规范参考规约7-2和7-3部分。装置厂家通过自己的IED配置工具生成装置的描述文件ICD文件。ICD文件中描述了装置的数据模型和能力：（1）装置包含哪些逻辑装置、逻辑节点（2）逻辑节点类型、数据类型的定义（3）数据集定义、控制块定义（4）装置通信能力和参数的描述总之ICD是一个模型文件，相同型号相同版本的装置拥有相同的ICD文件。SSD模型文件信息和工程实施通过系统配置工具生成变电站一次系统的描述文件SSD文件，SSD文件包含的信息：（1）包含一次系统的单线图（2）一次设备的逻辑节点（3）逻辑节点的类型定义？SCD模型文件信息和工程实施以变电站包含的各种类型的二次设备的ICD文件和变电站的SSD文件为输入，通过配置工具生成变电站的全景数据文件（SubstationConfigrationDescription），SCD文件信息包含：（1）变电站一次系统配置（含一二次关联信息配置）（2）二次设备配置（包含信号描述配置、SMV、GOOSE信号连接配置）（3）通讯网络及参数的配置当亲自实施了SCD的配置后，对以上三点理解得会更加透彻些CID模型文件信息和工程实施使用工具从SCD文件中导出PCS装置运行所需的device.cid文件和goose.txt文件。device.cid文件是管理板IEC61850通信程序运行所需要的信息，包括：（1）与ICD文件中的一致数据模板信息（2）CID文件为实例数据，携带了在SCD文件中对装置的配置信息，包括MMS和GOOSE通信配置、IED名称配置、SMV与GOOSE的输入连线等）goose.txt是goose板的goose及smv收发程序运行所需要的信息。Goose板与goose.txtNR1136,NR4138板习惯上被称为Goose板，实际上SMV与GOOSE功能都由该板实现。goose.txt为该板的配置文件。导出工具使得goose.txt的内容继承了device.cid中关于goose和smv的部分NR1000平台上的goose板为NR1136，而NR1126为早期的goose板的型号NR4000平台上的goose板为NR4138goose.txt与SCD连线SCD文件的制作过程制作SCD文件HEADER记录SUBSTATION配置COMMUNICATION配置：新建子网、MMS通讯子网设置、GOOSE通讯子网设置、SMV通讯子网设置IED配置添加IED、更新IED、配置IEDGOOSE连线：选择外部信号、连接内部信号SMV连线：选择外部信号、连接内部信号板卡配置：配置板卡、配置端口IED配置文件导出制作SCD－GOOSE通讯子网设置配置IED－GOOSE连线选择外部信号配置IED－GOOSE连线选择内部信号SCD配置－－插件及端口配置插件配置的作用是为了对过程层插件的各个光口进行数据流向分配，防止在数据接收方出现网络风暴，同时也起到降低插件负载的作用。54智能变电站的注意事项55（1）GOOSE断链取两倍的允许生存时间（TAL）作为GOOS断链的判断条件,一般允许生存时间取T0时间两倍，即10s,故接收方判断装置GOOSE断链时间为20s。（2）GOOSE配置不一致组播地址、AppID、GOID、GOCBRef、DataSet要完全匹配，如收发双方的配置版本、数据集数目、数据类型等不一致将会造成告警；正确接收报文后复归。GOOSE工程应用问题（3）GOOS