智能变电站基础培训

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资源描述

川底35kV站•智能变电站按体系分层:过程层、间隔层和站控层。过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。间隔层设备一般指继电保护装置、测控装置、监测功能组主IED等二次设备。站控层包括自动化站级监视控制系统、通信系统、对时系统等。智能变电站的分层远方控制中心技术服务7功能A功能B9站控层3控制继电保护3控制继电保护81616间隔层传感器操作机构过程层接口过程层高压设备4545智能变电站自动化系统通信网络站控层过程层网络…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/服务器层备设层隔间智能变电站构成智能变电站构成传统变电站设备功能分布传统微机保护交流输入组件A/D转换组件保护逻辑(CPU)开入开出组件人机对话模件端子箱二次设备和一次设备功能重新定位。智能变电站设备功能分布智能终端MU传统微机保护交流输入组件A/D转换组件保护逻辑(CPU)开入开出组件人机对话模件端子箱二次设备和一次设备功能重新定位:ECT一次设备智能化IED数字化保护SMV光纤GOOSE智能变电站与常规变电站区别GOOSERCS保护RCS测控其他IEDGPS工作站1工作站2远动站IEC60870-5-103IEC61850ECVTMU电子式互感器电缆间隔层站控层传统变电站结构图智能变电站结构图光缆过程层CT/PT传统互感器传统开关传统开关智能单元智能化开关PCS保护PCS测控其他IEDMMSGPS工作站1工作站2远动站GOOSESV智能变电站与常规变电站的区别保护及自动化相关信息传输:光纤替代电缆,信息共享;通信标准:IEC61850替代103,IEC61850通信协议和信息模型,高度互操作性,支持高级应用。支持传输采样值和实时开关量。智能变电站与常规变电站的区别端子连接:虚端子代替物理端子、逻辑连接替代物理连接。强调集成和整体的概念:更重视“纸上谈兵”,设计、安装、调试、运维模式转变。智能变电站与常规变电站的区别检修:状态检修替代计划检修(一次设备和二次设备在线监测)。电气防误:基于拓扑的智能防误替代基于逻辑的传统防误。设备操作:顺序控制替代单步操作。站域控制:基于全站信息共享的实时自动功能。功能集成整合……一体化后台、测控保护一体、一体化电源等。1IEC61850建模基础介绍21112GOOSE和SV报文分析22312VLAN的划分介绍5保护调试方法12日常运行管理2234工程配置流程SSDICDSCDCID监控、远动系统规格文件IED能力描述文件装置实例配置文件装置组态工具系统组态工具SCD系统组态工具南瑞继保变电站系统配置文件其它厂商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(为XML标准格式),见下图。ICD文件里描述装置的数据模型和能力:•装置包含哪些逻辑装置、逻辑节点•逻辑节点类型、数据类型的定义•数据集定义、控制块定义•装置通信能力和参数的描述ICD文件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(为标准XML格式),实施示意见下图,SSD文件包含的信息包括:•包含一次系统的单线图•一次设备的逻辑节点•逻辑节点的类型定义SSD文件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SCD配置工具生成变电站的数据文件SCD文件,实施示意见下图。SCD文件应作为后台、远动以及后续其他配置的统一数据来源,应能妥善处理ICD文件更新带来的不一致问题,SCD文件信息包含:•变电站一次系统配置(含一二次关联信息配置)•二次设备配置(包含信号描述配置、GOOSE信号连接配置)•通讯网络及参数的配置SCD文件使用装置厂家工具从SCD文件中导出装置运行所需的CID文件和goose.txt文件,工程实施见下图。CID文件是PowerPC插件IEC61850程序元件运行需要的信息,goose.txt是goose插件的goose程序元件运行需要的信息,CID文件信息包括:•CID文件中包含的实例化信息、数据模板信息和ICD文件中的信息一致•CID文件中也有和ICD文件不同的特有信息,包含SCD文件中针对该装置的配置信息,配置信息包括MMS和GOOSE通信地址、IED名称、GOOSE输入等。CID文件MMS:ManufacturingMessageSpecification制造报文规范GOOSE:genericobjectorientedsubstationevents面向通用对象的变电站事件SV:sampledvalue采样值LD:LOGICAL-DEVICE逻辑设备,代表典型变电站功能集的实体LN:LOICAL-NODE逻辑节点,代表典型变电站功能的实体CDC:commonDATAclass(DL/T860.73)公用数据类Data:位于自动化设备中能够被读、写,有意义的结构化应用信息。DA:dataattribute数据属性,数据属性(IEC61850-8-1)命名:LD/LN$FC$DO$DAFC:functionalconstraint功能约束FCDA:FunctionallyconstrainedDataAttribute功能约束数据属性互操作性:同一或不同制造商提供的两台或多台IED交换信息并用这些信息正确地配合工作的能力。服务器:为客户提供服务或发出非请求报文的实体。客户端:向服务器请求服务以及接收来自服务器非请求报文的实体。一些重要名词ICD模型的整体结构•广义服务器就是一个管理资源并为用户提供服务的计算机•Server描述了一个设备外部可见(可访问)的行为•IED中的服务器提供通讯及保护功能服务服务器(Server)•通讯的入口参数,与服务器一一对应•是服务器提供服务的一个通道入口,是客户/服务器通讯模式中,两者进行通信的接口•采用不同访问点分别与变电站层和过程层进行通信访问点(AP)•逻辑设备:若干逻辑功能的集合,逻辑上虚拟的装置。某些具有公用特性的逻辑节点组合成一个逻辑设备。LD不宜划分过多,保护功能宜使用一个LD来表示逻辑设备(LD)•逻辑节点:以若干数据对象为元素,实现某一功能的一个模块。每个最小功能单元建模为一个LN对象,属于同一功能对象的数据和数据属性应放在同一个LN对象中逻辑节点(LN)•广义数据对象:指具有一系列不同性质或属性的事物,仅有单个值的事物(例如,宽度)不是数据对象。•智能变电站中的数据对象:•具有多种属性的某一设备的一个功能子集。POS(位置):断路器位置OP(动作):保护动作对象数据对象(DO)•广义属性事物本身所固有的性质,是物质必然的、基本的、不可分离的特性,又是事物某个方面质的表现。•智能变电站中的数据属性•即某一类数据所固有的性质,可以是通用数据属性,也可以是自定义的属性。值属性(数据类型可以是Float、Bool、INT)控制属性(自定义的Check、Test等)品质属性(自定义的q)时标属性(UTC时标t)数据属性(DA)如何加深理解为了便于理解模型的结构,我们推荐一种叫“盖房子”的分析方法•一栋大楼就是一个Server,逻辑上的服务器,提供一定功能及若干服务盖房子理论_Server•一栋大楼的大门就是一个AP,并与Server一一对应盖房子理论_访问点AP盖房子理论_LD一层楼就是一个LD,是若干功能的集合盖房子理论_LN每个办公室就是一个LN,独立完成一项功能LN盖房子理论_DO每个办公室中的成员就是一个DO,是某一功能中的一个份子盖房子理论_DA每个成员手中的工作就是一个DA,是DO的一个属性盖房子理论Server大门AccessPoint(S1)楼层房间N摆设物品物品属性LD_1(PROT)LN_2(LPHD)LN_1(LLN0)LN_X(PDIS3)LN_3(PDIS2)DO_2(ZmPPEna)DO_1(OP)DO_X(PhStr)DO_3(ZmPGEna)DA_2(q)DA_1(phsA/B/C)DA_X(dU)DA_3(t)DataSetReportcontrolDO_XIED一楼大厅Services(服务)MMS、GOOSESV12111222312VLAN的划分介绍5保护调试方法12日常运行管理2234GOOSE和SV报文分析IEC61850建模基础介绍感性认识GOOSE(线路跳闸)测试仪输入线路保护A线路保护B智能终端A智能终端BSV输入1仿真故障2跳闸3新位置4重合5新位置电缆开关GOOSE电缆感性认识GOOSE(母差跳闸)测试仪输入线路保护A线路保护B智能终端A智能终端BSV输入1仿真故障2跳闸3新位置电缆开关GOOSE电缆母差保护AGOOSE闭锁重合闭锁重合电缆•什么是GOOSE?即面向通用对象的变电站事件,是IEC61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的机制,提供了利用组播服务向多个物理设备同时传输同一个通用变电站事件信息;信息交换是基于发布/订阅的机制;即使没有发生状态/值变化,依然定时循环发送报文。•GOOSE可以传输什么?可以传输开入(智能终端的常规开入等),开出(跳闸,遥控,启动失灵,联锁,自检信息等),实时性要求不高的模拟量(环境温湿度,直流量)•GOOSE传输的数据类型?常见传输布尔量,整型,浮点型,位串,时间GOOSE的定义GOOSE与虚端子•为方便与以前的硬端子的概念接轨提出了虚端子的概念,虚端子主要是通过Ref+中文描述来表示,主要是变电站设计阶段了解装置接口的一个依据GOOSE数据集FCDA对应开出虚端子GOINGGIO中的各DO数据对应开入虚端子•T0(心跳时间,Maxtime)GOOSE报文在稳定事件时的重传时间,61850标准未说明具体时间,应根据当地实际来设定,建议为TAL的一半,国内工程一般5s.•T1(Mintime)GOOSE报文有时间发生时的最短传输时间,61850标准未说明具体时间,应根据当地实际来设定,国内工程一般2ms.•生存时间(TAL(timeAllowedtoLive))GOOSE报文的允许生存时间,即有效时间,用于通知接收方等待下一次重传的最长时间。如果在该时间间隔内部没有收到新报文,接收方将认为关联丢失.61850标准建议为T0的2倍。•UTC时间((UniversalTimeCoordinated)整个地球分为二十四时区,每个时区都有自己的本地时间。在国际无线电通信场合,为了统一起见,使用一个统一的时间,称为通用协调时(UTC,UniversalTimeCoordinated)。UTC与格林尼治平均时(GMT,GreenwichMeanTime)一样,都与英国伦敦的本地时相同。北京时间比UTC时间早8小时,以1999年1月1日0000UTC为例,UTC时间是零点,北京时间为1999年1月1日早上8点整。几个时间GOOSE报文源MAC,根据goose.txt中第一个目的MAC自动映射目的MAC,由SCD配置Appid网络应用标示,由SCD配置从Appid算起至结束的全部字节长度GOCB控制块引用名允许生存时间GOOSE数据集引用名GOOSEID状态序号,顺序序号,见注释送出时间,时间品质,见注释数据集总个数各成员数据SOE时间,见注释GOOSE发送机制•GOOSE采用多播方式传送数据–以太网传输方式有:点对点、广播、多播•GOOSE采用连续多次传送的方式实现可靠传输:T1=2msT2=4msT3=8msT0=5s(默认值,由SCD确定)什么是SMV?SampledMeasuredValue采样测量值,也称为SV(SampledValue),一种用于实时传输数字采样信息的通信服务从发展历史来说,SMV的发展先后经历:IE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