智能变电站_南网调研

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1、智能变电站概念、关键技术,国电南自电网分公司 智能变电站事业部郭 乐 副总经理/研发部主任Tel:025-51183266 13851619009 Fax:025-51183263 guolesac-,智能变电站概念,采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。,智能变电站概念,智能变电站的概念是随着智能电网概念的提出而一并提出的，智能变电站与智能电网密切相关，是作为智能电网的变电一环出现的，

2、可以讲是智能电网的一个最重要、最关键的“终端”，承担为智能电网提供数据和控制对象的功能。,智能变电站概念,智能变电站实现了一系列的高级应用功能，因此对站内设备提出了更高的要求，比如一次设备智能化、一体化系统平台等等。同时由于需要大量信息需要交换，因此，智能变电站需要数字化的通信平台。,四方面的内容,数字化平台 取消长电缆连接，提高系统性能，同时消除事故隐患； 使用IEC 61850标准，有利于设备之间的互操作。 电子式互感器 解决传统互感器的固有缺陷； 节约绝缘和材料成本 智能一次设备 监视设备运行状态，消除事故隐患; 提高设备运行寿命，降低全生命周期成本； 实现智能操作。 高级应用 分担主站

3、负担，提高电网智能化水平；,四方面的内容,数字化平台 通信网络； 二次设备； 工具软件。,通信网络,通信网络：基于可行性、可靠性、重要性等 站控间隔层网络 功能和综自站相同 多套用成熟方案（国外单环网，国内单/双星） 过程层网络 采样值: 点对点组网- - -点对点- - -组网 GOOSE: 组网- - -点对点- - -组网 交换机 VLAN: 工程化应用 GMRP、1588：尚待验证,数字化变电站网络结构 I,数字化变电站网络结构 II,数字化变电站网络结构 III,不包含组网部分,过程层合网的可能性,采样值、GOOSE、同步三网合一将提高系统可靠性 GOOSE和采样值合网 带宽上具有可

4、行性(稳定流量和突发性流量配合) 降低了成本 48点/周波供保护测控，200点/周波点对点供计量 9-2、48点/周波，16回达到80Mbit/s 以太网时钟同步与采样网合一 IEEE 1588v2，硬件参与，ns级对时，满足计量要求 提高了采样数据的可靠性,二次设备,继电保护装置、测控装置 装置处理能力 装置直接支持IEC 61850标准 过程层通信接口交换采样值、开关量等，光纤取代信号电缆和控制电缆 二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息失灵启动、间隔联闭锁等 保护、测控硬件统一，或一体化 实现模式依赖于组网方案,二次设备,模式 采样值点对点、GOOSE组网：成熟产品 过程

5、层组网方案：已经实现并有工程化应用 采样值、GOOSE分别组网 采样值、GOOSE共网 采样值、GOOSE、同步三网合一 采样值点对点、GOOSE点对点：2010年底工程化产品， 目前宁夏蒋家南工程在工厂联调,采样值点对点、GOOSE组网,采样值点对点、GOOSE组网：大量工程应用,采样值、GOOSE分别组网,采样值、GOOSE分别组网：唐山郭家屯,采样值、GOOSE共网,采样值、GOOSE共网：桂林500kV动模,网络保护,网络保护,在过程层采用电子式PT/CT以及智能化开关设备，变电站所有装置的交流采样数据通过与合并器通信方式获得，通过GOOSE网络传输跳闸命令，从线路保护中获取故障方向、

6、元件功率、主保护动作信号等到信息。,网络保护,网络保护 后备保护； 线路/变压器过负荷减载； 站间备自投功能； 小电流接地选线；,计量,计量：“瓶颈”在于校验方案和规程 国电南自DTAD 6268系列智能变电站电能表 具有IEEE 1588对时功能的电能表设计。 IEC 61850-9-2标准采样值网络传输的自适应接收。 采用DL/T 645-2007的多功能电能表通信规约开发实现。 基于IEC 61850的电能量数据模型实现、支持MMS。 智能电能表在线校验方案。 针对智能变电站特定需求的智能监测功能设计。 精度达0.2s级的有功和无功电能算法实现及安全存储。 10kV、35kV低压馈线场合

7、 采用传统PT+电子式CT（罗科夫斯基线圈+LPCT测量线圈+传统计量线圈）模式：兼容传统计量系统,工具软件的基本要求,基本原则：可靠性、易用性 信息只输入一次、源端维护 消除冗余信息，防止人为配置错误 从系统而不是独立的各产品角度思考 数据和模型一体化，自下而上支撑智能电网模型 按信息流和工作流进行工具软件的整体规划 考虑配置、调试、运行、检修各环节使用者的不同背景和需求 将“虚”的软件联系可视化 虚端子应用的必要条件 检修和控制的安全性保证,IEC 61850配置工具 装置配置工具：VSCL 61850配置工具 系统配置工具：VSYS 61850配置工具 基于AUTOCAD的变电站配置工具

8、 供设计部门使用第三方商用软件 图形化接口、直接生成SCD,工具软件,工具软件,基于AUTOCAD的变电站配置工具,电子式互感器,电子式互感器 有源式电子式互感器 进入工程化阶段 与继电保护装置经过多次动模试验 可靠性还需要进一步验证（与传统互感器相比） 无源式电子式互感器 全光纤型电流互感器（FOCT）处于试点运行阶段 需要进一步解决温度、振动、寿命等存在的问题 电压互感器是个难题,互感器资质,2008.06 PSET6220CTDW电子式电流互感器通过型式试验； 2008.09 PSET6220CTDW电子式电流互感器通过暂态型式试验；PSET6220CVDW电子式电流电压互感器通过型式试

9、验； 2009.01 PSET6110CTDW电子式电流互感器通过型式试验；PSET6110VTDW电子式电压互感器通过型式试验；PSET6110CVDW电子式电流电压互感器通过型式试验；PSET6010CTDH电子式电流互感器通过型式试验； 2009.04 PSET6220VTDW电子式电压互感器通过型式试验；PSET6500CTDW电子式电流互感器通过型式试验；PSET6500VTDW电子式电压互感器通过型式试验 ； 2010.06 PSET6500CTOW电子式互感器进行型式试验目前已形成10kV 500kV各电压等级的电流、电压、 组合型电子式互感器系列产品。,C-0.12s-O-0.

10、45s-C-0.12s-O,暂态试验波形,暂态试验波形,PSET6000系列电子式互感器分类,DW系列 户外AIS ，CT为罗氏线圈+低功率线圈；VT为串级式电容分压器；固体绝缘； SF系列 户外AIS ， CT为罗氏线圈+低功率线圈；VT为同轴电容分压器；SF6气体绝缘； OW系列 户外AIS ， CT为全光纤型；VT为串级式电容分压器；固体绝缘； GS系列 GIS/PASS用 ， CT为罗氏线圈+低功率线圈；VT为电磁式/电容分压器； SF6气体绝缘； DH系列 户内开关柜用，CT为罗氏线圈+低功率线圈；VT为电磁式/电阻分压器； 固体绝缘；,PSET6000有源式互感器原理,PSET60

11、00DW电子式互感器,电流互感器 电压互感器 电流电压互感器,PSET6000OW电子式互感器,采用专业光学传感技术；可与固体电容分压器组合；可运用于组合电器场合；,Faraday磁光效应（传感器件为光纤）,PSET6000GS电子式互感器,低功率、小信号模拟输入；光纤数字信号输出； 采集器就近安装于GIS端子室或汇控柜内； 可靠的直流供电；,PSET6000GS电子式互感器,PSET6000DH电子式互感器,智能一次设备又名智能化高压设备：由高压设备本体和智能组件组成，具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化特征的高压设备。,智能组件,智能组件智能组件(intellig

12、ent component)：由若干智能电子装置集合组成，承担宿主设备的测量、控制和监测等基本功能，在满足相关标准要求时，智能组件还可承担相关计量、保护等功能。可包括测量、控制、状态监测、计量、保护等全部或部分装置。宿主设备：高压一次设备,智能一次设备,智能一次设备 二次厂家率先介入 目前处于智能单元实施阶段 一、二次厂家开始合作开发真正的智能一次设备,智能单元 给传统断路器或变压器提供数字化变电站接口； 在开关端子箱安装智能终端：对刀闸等进行状态采集和控制，就地操作箱功能； 在变压器端子箱安装智能终端，实现变压器本体保护和变压器测控功能：采集温度、档位、非电量、中性点地刀等状态，控制风扇和档

13、位 对时、录波功能.,装置照片,装置照片,前进中的智能一次设备 智能组件：测量、控制、监测； 智能汇控柜与一次设备机构箱光纤连接； 实现操作机构回路的软件化、逻辑化； 减少继电器等硬回路数量、提高响应时间等指标； 融合一次设备状态量监测； 实现自诊断、自预警甚至自愈合； 智能操控 保护、计量功能,PSSC 600 系列智能组件 PSSC601：用于220kV及以上电压等级，就地化目前是合并单元+智能单元预留测控、保护 PSSC621：用于110kV合并单元+智能单元+保护+测控+监测 PSSC611：监测功能组主IED,PSSC601智能组件(目前),合并单元 智能单元,PSSC621智能组件,合并单元 智能单元 保护 测控 状态监测,强强合作 = 国电南自 + 重大海吉（嵌入式设计+61850） (海量信息采集+状态评估）,PSSC611智能组件,高级应用,高级应用（目前具备的） 全景数据反演； 一体化在线五防； VQC； 程序化顺控功能 网络记录分析,高级应用,高级应用（开发过程中） 智能告警及分析决策： 故障信息综合分析决策 ； 设备状态可视化 ； 经济运行与优化控制 ； 分布式状态估计 ；,