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1、智能变电站关键技术研究智能变电站关键技术研究 2010年6月19日 电科院 电科院 内容 主要内容： （1）背景 （2）国内外现状与发展趋势 （3）智能变电站的主要特征 （4）智能变电站的关键技术 （5）智能变电站技术导则解析 （6）实施策略及注意事项 电科院 电科院 背景背景 电科院 电科院 accentureaccenture智能电网的定义和特征智能电网的定义和特征 作为全球最大的咨询商（世界作为全球最大的咨询商（世界500500强之一），埃森哲对国外智强之一），埃森哲对国外智 能电网的定义和特征能电网的定义和特征: : 电科院 电科院 数字化电网与智能电网的区别 电科院 电科院 国内外现
2、状与发展趋势国内外现状与发展趋势 电科院 电科院 突出智能一次设备状态的动态管理功能突出智能一次设备状态的动态管理功能 ABBABB认为自愈功能是智能电网的主要功能之一。智能变电认为自愈功能是智能电网的主要功能之一。智能变电 站是实现智能电网的必备条件。只有在变电站实现智能化站是实现智能电网的必备条件。只有在变电站实现智能化 以后，才有可能实现智能电网的自诊断、自协调、自恢复以后，才有可能实现智能电网的自诊断、自协调、自恢复 ，才有可能实现真正意义的智能电网，进而实现自愈。，才有可能实现真正意义的智能电网，进而实现自愈。 智能电网的建设需要两个重要基础来支撑：一个是智能一智能电网的建设需要两个
3、重要基础来支撑：一个是智能一 次设备状态的动态管理功能次设备状态的动态管理功能( (自检测自检测, ,自诊断自诊断) )，另一个是，另一个是 智能变电站与高级调度中心智能变电站与高级调度中心, ,智能变电站之间的智能变电站之间的互动协同互动协同 。 智能是有限的智能，而不是无限的智能。智能是有限的智能，而不是无限的智能。 对电网安全有帮助的智能是我们所需要的，对电网安全没对电网安全有帮助的智能是我们所需要的，对电网安全没 有帮助的智能不一定需要。有帮助的智能不一定需要。 电科院 电科院 SIEMENSSIEMENS智能变电站特点智能变电站特点 控制中心层 变电站自动化层 GIS SF6 传感器
4、 变压器 传感器 OHL 传感器 其它状态 监测传感 器 变压器监 测 变电站自 动化 OHL监测 其它监测信息模 块 信息模块 信息模块 接口 GIS监测 以设备为对象的智能 节点信息采用IEC 61850 协议接入智能 变电站系统。 控制中心层：通过统 一信息模型掌握变电 站系统及设备的状态 。 突出一次设备状态检测、检测、智能评估及预警 电科院 电科院 AREVAAREVA智能变电站特点智能变电站特点 主要特点主要特点: : 1.1.突出同步相量测量功能在变电站的应用突出同步相量测量功能在变电站的应用 好处好处：可以增强观测跨区域电网振荡或其可以增强观测跨区域电网振荡或其 他重要动态行为
5、分析。他重要动态行为分析。 2.2.突出变电站状态估计功能突出变电站状态估计功能 好处好处：可在智能变电站内校正拓扑错误和可在智能变电站内校正拓扑错误和 完成状态估计。完成状态估计。 电科院 电科院 国内国内: :变电站综合自动化系统的不足变电站综合自动化系统的不足 从从5050年代的布线逻辑远动技术年代的布线逻辑远动技术, ,到微机远动技术到微机远动技术, ,到无人值班变电站到无人值班变电站, ,到数字化变到数字化变 电站。存在的问题如下电站。存在的问题如下: : 量测不全量测不全, ,存取的数据有限存取的数据有限 变电站端的系统主要任务是数据采集，采集资源重复浪费，数据格式及信变电站端的系
6、统主要任务是数据采集，采集资源重复浪费，数据格式及信 息模型不一致。息模型不一致。 SCADA/EMSSCADA/EMS存取实时信息有限存取实时信息有限, ,量测不全。量测不全。 全站设备没有实现全景信息采集全站设备没有实现全景信息采集, ,自检测自检测, ,自诊断功能。自诊断功能。 多个网络系统并存多个网络系统并存, ,没有实现信息高度集成没有实现信息高度集成 目前变电站中存在综自、五防、操作票、保护信息子站、目前变电站中存在综自、五防、操作票、保护信息子站、PMUPMU、故障测距、故障测距 、电能质量在线监测等多种系统。、电能质量在线监测等多种系统。 变电站内的系统和装置存在多种通信规约，
7、比如变电站内的系统和装置存在多种通信规约，比如CDTCDT、18011801、POLLINGPOLLING、 101101、103103等等。等等。 大量重复的量测设备经常出现缺陷大量重复的量测设备经常出现缺陷, ,增加了安装、检修、运行与维护的成本增加了安装、检修、运行与维护的成本 。 多个网络系统并存多个网络系统并存, ,没有实现信息高度集成。没有实现信息高度集成。 在高级应用方面在高级应用方面: :没有实现智能分析没有实现智能分析, ,高度协调与决策。高度协调与决策。 电科院 电科院 国内国内: :数字化变电站存在的问题数字化变电站存在的问题 （1 1）数字化变电站没有形成完整的）数字化
8、变电站没有形成完整的标准体系标准体系、设计规范、验收规范、装置检验、设计规范、验收规范、装置检验 规程、计量检定规程、运行规范等。规程、计量检定规程、运行规范等。 （2 2）数字化变电站的数据采集和信息处理缺乏统一的标准和规范，）数字化变电站的数据采集和信息处理缺乏统一的标准和规范，接口不统一接口不统一 、模型不统一、模型不统一、不同厂家生产的测控装置不但在硬件上有功能的差异，而且在软不同厂家生产的测控装置不但在硬件上有功能的差异，而且在软 件上所采用的算法、通信规约也不尽相同。件上所采用的算法、通信规约也不尽相同。 （3 3）多数数字化变电站都是）多数数字化变电站都是局部数字化局部数字化，如
9、仅在过程层采用电子式互感器，或，如仅在过程层采用电子式互感器，或 仅在站控层采用仅在站控层采用IEC-6185OIEC-6185O标准等，距实现真正的数字化尚有一定距离。标准等，距实现真正的数字化尚有一定距离。 (4) (4)数字化变电站的投产，使得原有的检验手段已不能满足现场检验的需要，数字化变电站的投产，使得原有的检验手段已不能满足现场检验的需要， 需要研究需要研究新的检测方法新的检测方法，配置相应的检测仪器。，配置相应的检测仪器。 (5) (5)就目前而言，数字化变电站以符合就目前而言，数字化变电站以符合IEC-61850IEC-61850标准的变电站通信网络和系统标准的变电站通信网络和
10、系统 、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。、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。分布式分布式 实时智能分析技术，智能一次设备状态评估与预警等功能则没有涉及实时智能分析技术，智能一次设备状态评估与预警等功能则没有涉及。 电科院 电科院 智能变电站的智能变电站的 主要特征主要特征 电科院 电科院 智能变电站与传统的变电站有什么差异？ (1) (1)智能变电站系统应是一种面向服务的架构智能变电站系统应是一种面向服务的架构 (SOA) (SOA) (2) (2)建立起以设备为对象的分布式智能节点。实现既分布又协同的建立起以设备为对象的分布式智能节点
11、。实现既分布又协同的 信息共享机制。信息共享机制。 (3) (3)从业务需求出发从业务需求出发, ,把技术问题、经济问题、管理问题统筹考虑。把技术问题、经济问题、管理问题统筹考虑。 实现能量流、信息流、业务流一体化。实现能量流、信息流、业务流一体化。 (4) (4)通过智能电子装置（通过智能电子装置（IEDIED） 整合有价值的能量流、信息流。突整合有价值的能量流、信息流。突 出标准化规范化出标准化规范化, ,强调功能性和互操作性强调功能性和互操作性, ,提供提供模型统一、规约统一、模型统一、规约统一、 时标统一、来源唯一时标统一、来源唯一的高品质基础信息。的高品质基础信息。 (5) (5)智
12、能变电站作为智能电网的基础环节，将统一和简化变电站的智能变电站作为智能电网的基础环节，将统一和简化变电站的 数据源，形成基于同一断面的唯一性、一致性基础信息，以统一标准数据源，形成基于同一断面的唯一性、一致性基础信息，以统一标准 方式实现变电站内外的信息交互和信息共享，形成方式实现变电站内外的信息交互和信息共享，形成纵向贯通、横向互纵向贯通、横向互 通通的电网信息支撑平台，并提供以此为基础的多种业务应用。的电网信息支撑平台，并提供以此为基础的多种业务应用。( (尤其尤其 要强调要强调) ) 电科院 电科院 (6)(6)采用更加高速采用更加高速( (快速以太网快速以太网) )和更加经济的技术手段
13、和更加经济的技术手段, ,传输变电传输变电 站内外信息站内外信息, ,包括包括与变电站与变电站, ,相关电源相关电源, ,负荷及线路的信息。负荷及线路的信息。掌握掌握 整个电网的状态。整个电网的状态。 (7)(7)将高级调度中心的部分功能下放到智能变电站实现。智能变电将高级调度中心的部分功能下放到智能变电站实现。智能变电 站系统管理好站内网络数据的同时可以根据运行需求，以更高站系统管理好站内网络数据的同时可以根据运行需求，以更高 的频率来储存数据的频率来储存数据, ,实现基于实时数据仓库的数据挖掘，完成智实现基于实时数据仓库的数据挖掘，完成智 能电网所要求的高级分析和优化功能。能电网所要求的高
14、级分析和优化功能。 (8)(8)智能变电站智能变电站(Smart Substation )(Smart Substation )建设需要采用先进的理念重建设需要采用先进的理念重 新设计新建变电站新设计新建变电站, ,也需要采用先进的技术改造现有变电站，以也需要采用先进的技术改造现有变电站，以 便远程监测临界和非临界运营数据。分析和处理大量实时数据便远程监测临界和非临界运营数据。分析和处理大量实时数据 。将断路器、变压器、变电站的环境因素等数据进行综合分析。将断路器、变压器、变电站的环境因素等数据进行综合分析, , 并与相临变电站互通信息。并与相临变电站互通信息。 智能变电站与传统的变电站有什么差异？ 电科院 电科院 智能变电站的主要创新点智能变电站的主要创新点 (1)(1)一次设备智能化：一次设备智能化：实现变电站实现变电站一次设备智能化一次设备智能化，即状，即状 态监测、检测、诊断、智能预警、状态检修及资产评估。态监测、检测、诊断、智能预警、状态检修及资产评估。 (2)(2)互动：互动：与大用户、相关变电站及调度中心与大用户、相关变电站及调度中心互动互动。 (3)(3)协调控制：协调控制：支持电能质量控制、变压器经济运行及电支持电能质量控制、变压器经济运行及电 压压/ /无功广域无功广域协调控制协调控制。 (4)(4)智能应用：智能应用：通过对实时数据高速采集、存储及智能分通
