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目录第一章概述..........................................................1第二章相关技术......................................................102.1IEC61850.....................................................102.2电子式互感器.................................................132.3智能化高压电器...............................................16第三章实施方案......................................................18第四章NS3000相关产品................................................214.1通用组态工具.................................................214.2后台系统.....................................................244.3间隔层测控装置...............................................264.4间隔层保护测控装置...........................................274.5远动工作站...................................................294.6智能操作单元.................................................304.7合并单元.....................................................304.8保护子站.....................................................334.9公用信息管理机...............................................34第五章工程应用......................................................365.1承德西地110kV变电站工程.....................................365.2北京顺义500kV变电站工程....................................375.3浙江220kV外陈变电站工程.....................................375.4广东110kV沙坪变电站工程.....................................37第六章数字化变电站装置...............................................34数字化变电站简介1第一章概述1.1数字化变电站的概念近年来，计算机技术、信息处理技术和网络通信技术发展迅速，对变电站自动化系统产生了巨大影响。随着特高压、大容量、超大系统电网的逐渐形成，对电网安全、稳定、可靠、控制、信息交互等提出了更高更迫切的要求。国家电网公司在“十一五”规划中明确提出研究和推广数字化变电站。变电站是电网中的节点，主要通过一次设备和线路完成输变电的功能，而对一次设备实行监控和保护需要自动化的二次设备，因此对变电站运行管理控制需要自动化技术,运行管理控制水平的不断提高依赖变电站自动化技术的不断发展。可以说变电站自动化技术的发展至今，就是不断深化的数字化过程。“数字化变电站”是业界人士对变电站自动化技术发展的一种提炼说法,是一种共识,即对一些关键技术的研究和应用，会引领变电站自动化技术以及相关领域技术发生重大变革的共识，是一种发展的理念而不是简单名词定义。数字化变电站是以变电站一、二次系统为数字化对象，对数字化信息进行统一建模，将物理设备虚拟化，采用标准化的网络通信平台，实现信息共享和互操作，满足安全、稳定、可靠、经济运行要求的现代化变电站。数字化变电站技术将处于不断发展和完善的进程中。就目前而言，符合IEC61850标准的变电站通信网络和系统、智能化的一次设备（如电子式互感器、智能化开关等）、网络化的二次设备、自动化的运行管理系统，为其最主要的技术特征。从长远发展来看，面向数字化电网的需求，数字化变电站技术还将涉及的内容有：变电站之间、变电站与控制中心之间的信息交互技术，信息安全技术，广域同步采样技术、实时动态监测技术，电能质量在线监测技术、实时分析技术，以及一、二次系统的技术融合。1.2数字化变电站研究内容与预期成果1.2.1数字化变电站一次设备研究1)光学电子式互感器研究数字化变电站简介2研究基于多种原理的光学电子式互感器；研究光学电子式互感器原理；研究电光学子式互感器制造工艺；研究光学电子式互感器电源供给、校验、维护技术；解决寿命、温度、振动、电场的影响等问题。掌握新型光学电子式互感器原理，实现光学电子式互感器自主制造工艺，突破电源供给、校验、维护等关键技术，解决寿命、温度、振动、电场的影响等问题。2)非光电电子式数字互感器研究研究其它基于多种原理的电子式互感器；研究非光电电子式互感器原理、制造工艺、电源供给、校验、维护技术；研制满足各种电压等级需求的非光电电子式互感器。掌握其它非光电电子式互感器原理，实现自主制造工艺，突破电源供给、校验、维护等关键技术，研制出满足各种电压等级需求的非光电电子式数字互感器。3)电子式互感器在数字化变电站中的应用研究研究电子式互感器、合并单元在数字化变电站中的应用前景；研究电子式互感器对数字化变电站体系的影响和变革；研究电子式互感器对电力系统相关专业理论及实施架构的突破；研究现有规程对光学电子式互感器的约束，研究与规程、标准、规范、计量的协调方法。提出电子式互感器、合并单元在数字化变电站中的应用前景和步骤，提出电子式互感器、合并单元对数字化变电站体系的影响和变革，提出与规程、标准、规范、计量的协调方法，指导数字化变电站的实施。4)高压电器数字化、智能化技术研究研究智能化高压电器未来发展对数字化变电站的影响；研究数字化变电站发展对智能化高压电器的要求；研究在线监视技术、智能控制技术、电子操动技术等；研究智能模块的高可靠性设计技术；研究与二次系统的接口。提出智能化高压电器未来发展对数字化变电站的影响、以及数字化变电站发展对智能化高压电器的要求；提出智能高压电器在线监视、智能控制、电子操动等的技术方案和产品，完成智能模块的高可靠性设计，实现与二次系统的接口。数字化变电站简介31.2.2数字化变电站二次系统研究1)数字化变电站自动化系统总体方案研究研究变电站自动化系统技术现状、现有条件及发展趋势；研究IEC61850与中国国情的结合；研究不同电压等级变电站自动化系统站控层、间隔层、过程层设备的实施方案；进行软、硬件平台及网络架构、带宽、介质的选择和论证；确定实施数字化变电站自动化系统的技术路线；研究现有变电站自动化系统向数字化变电站自动化系统的过渡方案。提出变电站自动化系统技术现状、现有条件及发展趋势，以电子式互感器的应用和IEC61850标准的实现为主要切入点，提出不同电压等级变电站自动化系统站控层、间隔层、过程层设备的实施方案，提出实施数字化变电站自动化系统的技术路线，并提出现有变电站自动化系统向数字化变电站自动化系统的过渡方案。2)数字化变电站通用支撑平台技术的研究研究SoPC/FPGA设计技术、实时嵌入式系统技术、通网络技术和高速数据总线技术等，研究数字化变电站的软、硬件平台及网络架构，开发面向数字化变电站应用的通用软、硬件支撑平台，满足不同电压等级变电站自动化系统站控层、间隔层、过程层设备的研制需求。研制面向数字化变电站应用的通用软、硬件支撑平台。3)数字化变电站、集控站监控软件技术研究研究具有自主知识产权的数字化变电站、集控站监控软件；研究安全操作系统平台的应用；研究IEC61850标准的实现技术；研究通用配置工具；人性化操作界面的研究；研究信息智能分析、综合处理方案和算法。开发出具有自主知识产权的数字化变电站、集控站监控软件；基于安全操作系统平台，满足电力系统信息安全要求；符合IEC61850标准，支持与测控、保护等各种智能装置的无缝通讯，实现即插即用；提供通用的配置工具，支持功能自由分配，满足装置互换性的要求；支持信息智能分析、综合处理，提供友善人机接口，满足变电站安全操作、经济运行等管理需求。4)电子式互感器数据采集及测控技术研究数字化变电站简介4研究电子式互感器接口技术和标准；研究高速、高精度数据采集技术；研究同步采集技术；研究数据采集冗余、容错技术；研究符合IEC61850标准的网络化测控软硬件平台；研制适合数字化变电站就地安装的测控设备；研究数字化变电站安稳和自动解列的数据采集技术；研究基于信息共享的快速解列技术；研究数字化变电站动态监测技术；研究测控、保护、测距、录波、动态相量测量和电能质量监测等功能整合技术；研究未来测控模式的变革趋势。实现二次设备与数字式互感器的标准化接口，开发研制合并单元，实现过程数据的高速、高精度同步采集，为各种功能的二次设备提供技术基础；研制出符合IEC61850标准的网络化测控软硬件平台；研制出适合数字化变电站就地安装的测控设备；研制数字化变电站安稳和自动解列装置；开发出一体化功能装置；提出未来测控模式的变革趋势。5)数字化变电站继电保护研究研究符合IEC61850标准、基于电子式互感器应用的继电保护新原理、新方法；研究基于同步采样等技术的继电保护新原理；研究符合IEC61850标准的网络化继电保护软硬件平台和信息模型；研制适合数字化变电站就地安装的继电保护装置；研究数字化变电站中行波信息获取方法；研究基于电子式互感器的数字化故障定位技术。提出符合IEC61850标准、基于电子式互感器应用的继电保护新原理、新方法，提出基于同步采样等技术的继电保护新原理；研制出符合IEC61850标准的网络化继电保护软硬件平台；开发出适合数字化变电站分散化就地安装的继电保护装置。开发基于电子式互感器的行波测距装置。提高继电保护的精度和可靠性，提高对电力系统故障的快速响应和高灵敏性。6)数字化变电站数据中心与信息管理技术研究研究将变电站测控、保护、录波、同步向量等各种智能设备的不同模型数据统一集中的处理技术；研究支持动态模型的对象数据库；研究为不同类型的信息管理主站系统提供不同模型数据的技术；研究在数据采集完整的基础上对数据的分析、处理与应用；研究应用数据仓库、数据挖掘、数据安全等新技术；研究模糊数学、人工智能、专家系统等多种学科知识的集成应用。采用动态数据模型管理技术，面向一、二次设备对象，存储接入的测控、保护、录波等智能设备的信息，以满足变电数字化变电站简介5站采集数据的集中与统一处理需求，并按主站的需求将综合数据重新组织上送；实现在数据采集完整的基础上对数据的分析、处理与应用，利用数据仓库、数据挖掘、数据安全等新技术，并综合模糊数学、人工智能、专家系统等多种学科知识，对数据进行更为精细的分析，为运行管理提供优化信息和辅助决策支持。7)数字化变电站仿真技术研究研究采用虚拟现实、3D动画、多媒体等技术；研究教案的自动生成与管理；研究系统故障及人工误操作、变电站综合自动化系统操作等模拟技术。采用虚拟现实、3D动画、多媒体等技术，实现逼真的变电站仿真环境；达到教案的自动生成与管理；实现系统故障及人工误操作、变电站综合自动化系统操作等模拟技术。8)数字化变电站故障录波技术研究研究采用电子式互感器和广域同步采样下故障录波技术的特点；研究同步采样技术、数据存储技术、高速通信技术、录波启动技术在新型故障录波技术中的应用。针对采用电子式互