數(shù)字化變電站方案設(shè)計的淺析

1、<p>　　數(shù)字化變電站方案設(shè)計的淺析</p><p>　　[摘 要]數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備（電子式互感器、智能化開關(guān)等）和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層（過程層、間隔層、站控層）構(gòu)建，建立在IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]數(shù)字化；變電站；方案設(shè)計 </p><p>

2、;　　中圖分類號：TP113 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）14-0211-01 </p><p><b>　　1 概述 </b></p><p>　　數(shù)字化變電站作為變電站的發(fā)展方向，主要解決現(xiàn)有變電站可能存在的以下問題：傳統(tǒng)互感器的絕緣、飽和、諧振等；長距離電纜、屏間電纜；通信標(biāo)準(zhǔn)等。數(shù)字化變電站與傳統(tǒng)變電站相比，主要需對過程層和間隔層設(shè)

3、備進(jìn)行升級，將一次系統(tǒng)的模擬量和開關(guān)量就地數(shù)字化，用光纖代替現(xiàn)有的電纜連接，實現(xiàn)過程層設(shè)備與間隔層設(shè)備之間的通信。 </p><p><b>　　2 方案設(shè)計 </b></p><p><b>　　2.1 方案介紹 </b></p><p>　　2.1.1 一次設(shè)備智能化。采用數(shù)字輸出的電子式互感器、智能開關(guān)（或配智能終端

4、的傳統(tǒng)開關(guān)）等智能一次設(shè)備。一次設(shè)備和二次設(shè)備間用光纖傳輸數(shù)字編碼信息的方式交換采樣值、狀態(tài)量、控制命令等信息。 </p><p>　　2.1.2 二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。二次設(shè)備間用通信網(wǎng)絡(luò)交換模擬量、開關(guān)量和控制命令等信息，取消控制電纜。 </p><p>　　2.1.3 運(yùn)行管理自動化。所有信息按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建模，并按統(tǒng)一的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)傳輸，實現(xiàn)不同設(shè)備和不同功能的信息共享。整合監(jiān)控、遠(yuǎn)動、五防

5、、在線監(jiān)測等功能，新增自動故障分析系統(tǒng)和程序化控制系統(tǒng)等高級應(yīng)用功能，提升自動化水平，減少運(yùn)行維護(hù)的難度和工作量。 </p><p>　　另外，變電站站內(nèi)信息數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化，在IEC 61850到主站的標(biāo)準(zhǔn)確立以后，調(diào)度端將可完全訪問變電站的所有信息。除了傳統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)外，調(diào)度端還可以直接導(dǎo)入變電站模型乃至主接線圖，并能獲得在線監(jiān)測、設(shè)備臺帳等運(yùn)行管理信息。 </p><p>　　2.1.

6、4 信息模型標(biāo)準(zhǔn)化 </p><p>　　選用IEC61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)包含通信要求、信息模型、通信協(xié)議、工程管理和一致性檢測等內(nèi)容，支持站控層、間隔層和過程層通信，完全滿足數(shù)字化變電站的要求。 </p><p>　　數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備按IEC61850協(xié)議整站的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分層構(gòu)建，從整體上分為三層：站控層、間隔層和過程層，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備間

7、信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。與常規(guī)變電站相比，數(shù)字化變電站間隔層和站控層的設(shè)備只是通信模型發(fā)生了變化，而過程層卻發(fā)生了較大的改變，由傳統(tǒng)的電流、電壓互感器、一次設(shè)備以及一次設(shè)備與二次設(shè)備之間的電纜連接，改變?yōu)殡娮邮交ジ衅?、智能化一次設(shè)備、合并單元、光纖連接等方式。 </p><p>　　2.2 站控層功能 </p><p>　　站控層的主要功能是為變電站提供運(yùn)行、管理、工程配置的界面，

8、并記錄變電站內(nèi)的所有相關(guān)信息。具體如下：①匯總?cè)镜膶崟r數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實時數(shù)據(jù)庫，按時登錄歷史數(shù)據(jù)庫；②按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心，接收調(diào)度或控制中心有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)間隔層、過程層執(zhí)行；③監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)動通信服務(wù)器采用一體化數(shù)據(jù)庫配置方式，生成監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的同時即可完成對遠(yuǎn)動通信服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫、功能及邏輯的配置，提高了數(shù)字化變電站的維護(hù)效率；④具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能；站控層、間隔層共用一套防誤規(guī)則庫，防誤規(guī)

9、則庫可由后臺監(jiān)控生成并通過網(wǎng)絡(luò)下載到測控裝置，并可在后臺監(jiān)控上模擬、預(yù)演、校驗測控裝置的防誤邏輯，有效的提高了系統(tǒng)的可靠性與維護(hù)效率；⑤具有（或備有）站內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控，人機(jī)聯(lián)系功能，如顯示、操作、打印、報警，甚至圖像，聲音等多媒體功能；⑥具有對間隔層、過程層各設(shè)備的在線維護(hù)、在線組態(tài)，在線修改參數(shù)的功能；⑦具有變電站電壓無功控制（VQC）、小電流接地選線、故障自動分析和操作培訓(xùn)等功能。 </p><p>　　2.3

10、間隔層功能 </p><p>　　①匯總本間隔過程層實時數(shù)據(jù)信息；②實施對一次設(shè)備保護(hù)控制功能；③實施本間隔操作閉鎖功能；④實施操作同期及其他控制功能；⑤對數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計運(yùn)算及控制命令的發(fā)出具有優(yōu)先級別的控制；⑥完成與過程層及站控層的網(wǎng)絡(luò)通信功能。保證網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。 </p><p>　　2.4 過程層的主要功能及配置 </p><p>　?、匐娏\(yùn)行實時的電氣

11、量檢測；②運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)檢測；③操作控制執(zhí)行與驅(qū)動。 </p><p>　　過程層設(shè)備包括光電互感器、合并單元、智能終端。合并器與互感器的輸出相連并完成與一些跨間隔合并器的數(shù)據(jù)傳輸。 </p><p>　　2.4.1 合并器具有以下基本功能：①可接收來自多路電子式互感器采集器的采樣信號，匯總之后按照IEC61850規(guī)約以光信號形式對外提供采集數(shù)據(jù)；②以光能量形式，為電子式互感器采集器提

12、供工作電源；③接收來自站級或繼電保護(hù)裝置的同步光信號，實現(xiàn)采集器間的采樣同步功能；④可以接收傳統(tǒng)互感器的模擬信號，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并完成合并功能。 </p><p>　　2.4.2 智能終端應(yīng)具有以下基本功能：①通過過程總線接口給間隔層設(shè)備提供電氣信息，接受間隔層設(shè)備的跳合閘等控制命令；②各斷路器的智能終端輸入開關(guān)位置、低氣壓、刀閘位置等狀態(tài)量，輸出跳合閘命令，含操作回路；③本體智能終端輸入非電量、中性點刀閘位置、

13、檔位等信號，輸出檔位控制、中性點刀閘控制和風(fēng)扇控制等接點。 </p><p>　　2.4.3 過程層設(shè)備配置方案。過程層設(shè)備主要包括電子式電流電壓互感器、智能一次設(shè)備等，現(xiàn)階段智能化開關(guān)由傳統(tǒng)開關(guān)+智能終端方式來實現(xiàn)開關(guān)設(shè)備智能化，電子式電流電壓互感器采用羅氏線圈+激光供能的光電電流電壓互感器來實現(xiàn)互感器設(shè)備的數(shù)字化。 </p><p>　　過程層設(shè)備與間隔層設(shè)備相連應(yīng)采用點對點或網(wǎng)絡(luò)式總