国调中心智能电网调度支持系统二次设备在线监视与分析应用适应性研究

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1、华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司NORTH CHINA POWER ENGINEERING CO.,LTD.国调中心智能电网调度支持系统二次 设备在线监视与分析应用适应性研究国调中心智能电网调度支持系统二次 设备在线监视与分析应用适应性研究华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司NORTH CHINA POWER ENGINEERING CO.,LTD.目录目录0.项目的研究依据项目的研究依据1. 概述概述2. 现有系统存在的问题现有系统存在的问题3. 建设的必要性建

2、设的必要性4. 工程内容工程内容5. 工程采购清单工程采购清单华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司NORTH CHINA POWER ENGINEERING CO.,LTD.0.项目的研究依据项目的研究依据 2012年年10月国家电力调度控制中心关于月国家电力调度控制中心关于的委托。的委托。 相关的设计规程规范。相关的设计规程规范。华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司NORTH CHINA POWER ENGINEERING CO.,LTD.1. 概述国调中心已经建设

3、了概述国调中心已经建设了D5000系统二次设备在线监视与分析应用系统（系统二次设备在线监视与分析应用系统（Fault Information System）,并且于并且于2012年将原有继电保护故障信息系统业务移植到年将原有继电保护故障信息系统业务移植到D5000系统二次设备在线监视与分析应用。系统二次设备在线监视与分析应用。国家电力调度控制中心目前直属调控的厂站有国家电力调度控制中心目前直属调控的厂站有36个，包括特高压站、换流站和部分电厂，厂站的具体情况见表个，包括特高压站、换流站和部分电厂，厂站的具体情况见表1。国调直辖的这些厂站范围分布广，电压等级高，与当地电网联系不但紧密而且复杂。随

4、着特高压工程的快速建设，给国家电力调度控制中心当前的继电保护运行和管理工作带来了巨大的挑战。国调直辖的这些厂站范围分布广，电压等级高，与当地电网联系不但紧密而且复杂。随着特高压工程的快速建设，给国家电力调度控制中心当前的继电保护运行和管理工作带来了巨大的挑战。华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司NORTH CHINA POWER ENGINEERING CO.,LTD.投运时间厂站列表2008-20111000kV长治变；1000kV南阳变；1000kV荆门变；石北变电站；德阳换流站；奉贤换流站；复龙换流站；胶东换流站；银东变电站

5、；团林换流站；枫泾换流站；东明开关站；特高压锦屏换流站；特高压苏州换流站；月城变电站；官地电厂；向家坝电厂；灵宝背靠背换流站；高岭背靠背换流站；宝鸡换流站。共计20个。2005-2007宜都换流站；华新换流站；国华锦界电厂；阳城电厂；忻都开关站；三堡变电站。共计6个站2001-2004葛洲坝换流站；南桥换流站；龙泉换流站；政平换流站；江陵换流站；鹅城换流站；斗笠变电站；府谷电厂；万县开关站；三峡右岸电厂。共计10个站表表1 国调直属厂站一览表国调直属厂站一览表华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司NORTH CHINA POWER

6、ENGINEERING CO.,LTD.2.现有系统存在的问题随着智能电网的发展、系统的不断扩大，以及大运行体系和调控一体化改革的不断深入，对国调现有系统存在的问题随着智能电网的发展、系统的不断扩大，以及大运行体系和调控一体化改革的不断深入，对国调D5000系统二次设备在线监视与分析系统的运行可靠性和及时性要求越来越高。现有的国调系统二次设备在线监视与分析系统的运行可靠性和及时性要求越来越高。现有的国调D5000系统二次设备在线监视与分析应用系统已经不能满足国调中心发展的需要，现有系统存在着以下几个方面的问题：系统二次设备在线监视与分析应用系统已经不能满足国调中心发展的需要，现有系统存在着以下

7、几个方面的问题：华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司NORTH CHINA POWER ENGINEERING CO.,LTD.2.1 国调主站系统国调主站系统2012年，国调将原继电保护故障信息系统业务切换到年，国调将原继电保护故障信息系统业务切换到D5000系统二次设备在线监视与分析应用系统。目前国调系统二次设备在线监视与分析应用系统。目前国调D5000系统二次设备在线监视与分析应用系统只能支持系统二次设备在线监视与分析应用系统只能支持IEC103规约方式接入子站，随着智能变电站的大规模建设，规约方式接入子站，随着智能变电站的

8、大规模建设，IEC61850规约应用越来越广泛，现有的国调规约应用越来越广泛，现有的国调D5000系统二次设备在线监视与分析应用系统已经越来越不能适应电力系统的发展，急需对现有的国调系统二次设备在线监视与分析应用系统已经越来越不能适应电力系统的发展，急需对现有的国调D5000二次设备在线监视与分析应用模块进行适应性改造。二次设备在线监视与分析应用模块进行适应性改造。2012年，国家电网公司提出了国家电网调度数据网双平面建设，为了满足双平面建设的要求，需要对国调二次设备在线监视与分析应用模块进行双平面接入的改造。年，国家电网公司提出了国家电网调度数据网双平面建设，为了满足双平面建设的要求，需要对

9、国调二次设备在线监视与分析应用模块进行双平面接入的改造。华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司NORTH CHINA POWER ENGINEERING CO.,LTD.2.2 保护信息子站国调直辖的保护信息子站国调直辖的36个厂站由于投运时间不同，站内保护设备和故障录波器情 况比较复杂，主要存在以下的问题：个厂站由于投运时间不同，站内保护设备和故障录波器情 况比较复杂，主要存在以下的问题： 1.保护装置硬件配置落后：早期的继电保护装置对外通信方式采用保护装置硬件配置落后：早期的继电保护装置对外通信方式采用RS485 串口或串口或L

10、ON网，采用的是厂家私有规约，因此多通过专用的保护管理机 进行规约转换后再接入子站。由于增加了保护管理机环节和规约转换处理 过程，复杂度增加，保护管理机的处理能力有限，故障时大量数据造成信 息阻塞，使故障信息系统采集的信息不全面，影响系统整体功能实现。网，采用的是厂家私有规约，因此多通过专用的保护管理机 进行规约转换后再接入子站。由于增加了保护管理机环节和规约转换处理 过程，复杂度增加，保护管理机的处理能力有限，故障时大量数据造成信 息阻塞，使故障信息系统采集的信息不全面，影响系统整体功能实现。 2.保护装置通信模块技术落后：早期的继电保护装置、故障录波器等设备 不重视装置对外通信模块，因此长

11、期运行时容易出现通信异常、中断的情 况；在发生故障时继电保护装置等设备的对外通信任务是优先级较低的任 务，即使装置通信正常也不能保证信息上送的正常。保护装置通信模块技术落后：早期的继电保护装置、故障录波器等设备 不重视装置对外通信模块，因此长期运行时容易出现通信异常、中断的情 况；在发生故障时继电保护装置等设备的对外通信任务是优先级较低的任 务，即使装置通信正常也不能保证信息上送的正常。华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司NORTH CHINA POWER ENGINEERING CO.,LTD.3.保护装置输出信息不规范：子站信

12、息点表版本众多，严重依赖手工配 置，效率低，准确性差。常规子站接入时多通过装置说明书、信息模 板、保护点表召唤工具和配置文件等方式，最后根据需要手工配置修 改后，再进行信息对点，可能出现子站系统的配置与保护实际配置不 一致的问题。由于同厂家同型号不同时期的保护装置可能存在多个装 置点表，给子站接入带来很大难度，需要施工人员现场配置和验证， 对于运行设备缺乏有效验证手段，有可能造成子站点表与装置内点表 不一致。继电保护信息输出不规范造成厂站端上送信息的不规范，给 主站端解析上送信息以及高级应用带来困难。保护装置输出信息不规范：子站信息点表版本众多，严重依赖手工配 置，效率低，准确性差。常规子站接

13、入时多通过装置说明书、信息模 板、保护点表召唤工具和配置文件等方式，最后根据需要手工配置修 改后，再进行信息对点，可能出现子站系统的配置与保护实际配置不 一致的问题。由于同厂家同型号不同时期的保护装置可能存在多个装 置点表，给子站接入带来很大难度，需要施工人员现场配置和验证， 对于运行设备缺乏有效验证手段，有可能造成子站点表与装置内点表 不一致。继电保护信息输出不规范造成厂站端上送信息的不规范，给 主站端解析上送信息以及高级应用带来困难。 4.早期故障信息子站多使用工控机和早期故障信息子站多使用工控机和Windows操作系统，运行多年后 旋转设备寿命年限短及操作系统，运行多年后 旋转设备寿命年

14、限短及Windows操作系统防病毒和稳定性不够的问 题非常突出，已经不能满足长期稳定运行的需要。操作系统防病毒和稳定性不够的问 题非常突出，已经不能满足长期稳定运行的需要。 5.设备间互联互通检测严重滞后。子站与保护及故障录波通信功能“互 操作”检测不到位，严重影响互联互通性能，特别是长时间运行及大 数据量通信情况下的系统稳定性。设备间互联互通检测严重滞后。子站与保护及故障录波通信功能“互 操作”检测不到位，严重影响互联互通性能，特别是长时间运行及大 数据量通信情况下的系统稳定性。华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司NORTH C

15、HINA POWER ENGINEERING CO.,LTD.6.子站接入规约繁多复杂：由于规约标准化、规范化滞后，子站与各厂 家保护通信采用各装置厂家提供的规约，这些规约种类繁多，且定义 的通信方式和内容差异较大，给信息接入造成困难。很多情况下子站 需要进行大量艰苦的调试及许多临时调整才能勉强接通，通用性较差。国调直辖子站接入规约繁多复杂：由于规约标准化、规范化滞后，子站与各厂 家保护通信采用各装置厂家提供的规约，这些规约种类繁多，且定义 的通信方式和内容差异较大，给信息接入造成困难。很多情况下子站 需要进行大量艰苦的调试及许多临时调整才能勉强接通，通用性较差。国调直辖36个厂站的子站情况列

16、表如下表个厂站的子站情况列表如下表2:华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司NORTH CHINA POWER ENGINEERING CO.,LTD.表表2 国调故障信息主站接入保信子站列表国调故障信息主站接入保信子站列表子站投运时间子站列表子站运行情况 2008-20111000kV长治变；1000kV南阳变； 1000kV荆门变；石北变电站； 德阳换流站；奉贤换流站；复龙换流站；胶东 换流站；银东变电站；团林换流站；枫泾换流 站；东明开关站；特高压锦屏换流站；特高压 苏州换流站；月城变电站；官地电厂；向家坝 电厂；运行正常，保护和录波器数据能正常 上送。灵宝背靠背换流站；高岭背靠背换流站老子站的升级站，老保护设备的运行 状况不佳，保护有中断的情况。 宝鸡换流站保护、录波器数量比较多，系统资源 不足，导致设备通讯不稳定。2005-2007宜都换流站；华新换流站；国华锦界电厂；阳 城电厂；忻都开关站；三堡变电站运行正常，存在部分保护中断情况。2001-2004葛洲坝换流站；南桥换流站； 龙泉换流