智能变电站

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1、智能变电站,1,智能变电站简介,刘清瑞 上海申瑞电力科技股份有限公司 2010-07 中国大连,智能变电站,2,6 智能变电站目录,6.1 概述 6.2 智能电网专题研究 6.3 智能变电站技术导则 6.4 智能变电站的技术原则 6.5 智能变电站的体系结构 6.6 智能变电站的设备功能 6.7 智能变电站的系统功能 6.8 智能变电站的辅助设施功能 6.9 智能变电站的设计 6.10 智能变电站的调试与验收 6.11 智能变电站的运行维护 6.12 智能变电站的检验评估 6.13 智能变电站的几个关注点 6.14 国网公司有关智能变电站的几个技术文件,智能变电站,3,6.1 概述,现状：常规

2、变电站自动化系统存在诸多的问题： 站内存在多个数据体系，数据模型不一致 数据采集重复 设计复杂，设备繁多，维护难度大 系统之间、设备之间互操作性差 通信规约繁杂 缺乏一致性测试和权威认证 信息不标准不规范，难以充分应用 。 无法满足智能电网的要求,智能变电站,4,6.1 概述,智能电网已经上升为国家战略 国网公司制订了20092020年的智能电网发展规划： 20092011年：年均投资超过3000亿，总投资10000亿 20122015年：总投资15000亿 20162020年：总投资20000亿 全面建成统一、坚强的智能电网 智能电网为行业的发展注入了澎湃的动力 智能电网的发展需要智能变电站

3、,智能变电站,5,6.2 智能电网专题研究,2009年4月，完成“发电、输电、变电、配电、用户、调度、信息化”七个专题子报告 2009年5月，形成“统一坚强智能电网第一阶段重点项目实施方案综合报告” 报告提出了关键技术研究内容： 数字化变电站技术体系研究 变电站与主站共享建模技术研究 智能开关设备研制及应用技术研究 智能变电站自动化技术支撑能力研究和建设 智能变电站设计建设标准研究,智能变电站,6,6.2 智能电网专题研究,报告明确九个方面试点方案，第一批智能变电站试点工程七个（四个基建、三个技改） 四个基建：750KV陕西延安变、500KV吉林长春南变、220KV江苏无锡西泾变、110KV湖

4、南长沙金南变 三个技改：500KV浙江兰溪变、 220KV山东青岛午山变、 110KV河南金谷园变 2009年12月，国网公司颁布智能变电站技术导则 2010年2月，国网公司颁布110（66）kV220kV 智能变电站设计规范 330kV750kV 智能变电站设计规范 2010年3月，第二批智能变电站试点工程四十二个正式启动 2010年6月，正式出版发行智能电网技术、智能电网知识读本,智能变电站,7,智能电网建设思路,智能变电站,8,智能变电站阶段性目标,智能变电站,9,智能变电站的思路,集成一体化 一次设备状态监测集成 二次设备功能集成 一、二次设备有机集成 信息标准化 信息共享 互联互通

5、协同互动化 调度、相邻变电站、电源、用户 生成调试工业化 易集成、易扩展、易升级、易改造、易维护,智能变电站,10,6.3 智能变电站技术导则,国家电网公司制订的企业标准 2009年7月16日正式启动编写工作 2009年8月19日召开初稿审查会 2009年9月14日发出征求意见稿 2009年9月23日汇总意见形成送审稿 2009年9月27日召开评审会，会后形成报批稿 2009年12月25日颁布正式稿,智能变电站,11,6.3 智能变电站技术导则,智能变电站技术导则的主要内容 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 技术原则 5 体系结构 6 设备功能要求 7 系统功能要求 8

6、辅助设施功能要求 9 变电站设计 10 调试与验收 11 运行维护 12 检测评估 编制说明,智能变电站,12,6.3 智能变电站技术导则,新概念 智能变电站 智能设备 智能组件 智能电子装置（IED） 全景数据 顺序控制 。,智能变电站,13,6.3 智能变电站技术导则,对智能变电站的定义： 智能变电站是采用先进、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,14,6.3 智能变电站技术导

7、则,智能设备的定义一次设备和智能组件的有机结合体，具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化特征的高压设备，是高压设备智能化的简称 智能组件的定义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 智能组件相当于原来二次设备的概念，一个智能组件由15个概念单元构成，其表现形式可以是测控装置、保护装置、测控保护装置、状态监测装置、智能终端、合并单元MU等，也可以是几个装置的集合，如GIS汇控柜、设备屏柜等,智能变电站,15,6.3 智能变电站技

8、术导则,智能电子装置IED的定义 一种带有处理器、具有以下全部或部分功能的一种电子装置： （1）采集或处理数据； （2）接收或发送数据； （3）接收或发送控制指令； （4）执行控制指令。 它是构成智能组件的基本元件，如具有智能特征的变压器有载分接开关的控制器、具有自诊断功能的现场局部放电监测仪等 全景数据反映变电站电力系统运行的稳态、暂态、动态数据以及变电站设备运行状态、图像等的数据的集合,智能变电站,16,6.3 智能变电站技术导则,智能设备 既具有传输和分配电能的主设备本体，也具有测量、控制、保护、计量等功能 不再强调传统的一次设备、二次设备划分 各功能的物理形态以智能组件的形式体现 智能

9、组件是一个灵活的概念，可以由一个组件完成所有的功能，也可以多个智能组件分散完成不同的功能；可以外置于主设备本体之外，也可以内嵌于主设备本体之内。发展趋势是功能集成、结构一体化 一句话概括智能设备是一次设备与智能组件的有机结合,智能变电站,17,6.3 智能变电站技术导则,智能设备演变趋势 最后发展到完全的智能设备，已经不再区分一次、二次的概念，相当于数字化变电站中所说的智能化一次设备,智能变电站,18,6.4 智能变电站的技术原则,基础高度可靠的智能设备 设备具有信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等主要技术特征，符合易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求 设计建设按照DL/

10、T 1092 (电力系统安全稳定控制系统通用技术条件)三道防线要求，满足DL 755 (电力系统安全稳定导则)三级安全稳定标准；满足GB/T 14285 (继电保护及安全自动装置技术规程)继电保护选择性、速动性、灵敏性、可靠性的要求 测控、保护、后台满足GB/T 14285(继电保护及安全自动装置技术规程 )、DL/T 769(电力系统微机继电保护技术导则)、DL/T 478(静态继电保护及安全自动装置通用技术条件)、GB/T 13729(远动终端设备）的相关要求，后台监控功能参考DL/T 5149（220kV550kV变电所计算机监控系统设计技术规程）的相关要求,智能变电站,19,6.4 智

11、能变电站的技术原则,通信网络与系统符合DL/T 860 （IEC 61850）标准。应建立包含电网实时同步信息、保护信息、设备状态、电能质量等各类数据的标准化信息模型，满足基础数据的完整性及一致性的要求 信息平台建立站内全景数据的统一信息平台，供各子系统统一数据标准化规范化存取访问以及和调度等其它系统进行标准化交互 管理满足变电站集约化管理、顺序控制等要求，并可与相邻变电站、电源（包括可再生能源）、用户之间的协同互动，支撑各级电网的安全稳定经济运行 无人值班满足无人值班变电站的要求。变电站在智能化后，更要高效，继续贯彻无人值班的管理运行模式，并提倡集控 系统安全严格遵照电力二次系统安全防护总体

12、方案和变电站二次系统安全防护方案的要求，进行安全分区、通信边界安全防护，确保控制功能安全,智能变电站,20,6.5 智能变电站的体系结构,智能变电站的层次结构三层结构（与IEC 61850标准规定相一致）：过程层、间隔层、站控层 过程层设备包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置 间隔层设备指继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主IED 等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、传感器和控制器通信,智能变电站,21,6.5 智能变电站的体系结构,站控层包括自动化站级监视控制系统、站域控制、

13、通信系统、对时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交互功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。站控层功能要高度集成，可在一台计算机或嵌入式装置实现，也可分布在多台计算机或嵌入式装置中。 数据源应统一、标准化，实现网络共享 智能设备之间应实现进一步的互联互通，支持采用系统级的运行控制策略 自动化系统采用的网络架构应合理，可采用以太网、环形网络，网络冗余方式宜符合IEC61499 (Function Blocks)及IEC 62439 (High availability automation networks)的要求,

14、智能变电站,22,6.6 智能变电站的设备功能,一次设备 具备高可靠性，外绝缘宜采用复合材料，并与运行环境相适应 智能化所需各型传感器或/和执行器与一次设备本体可采用集成化设计 根据需要，电子式互感器可集成到其他一次设备中,智能变电站,23,6.6 智能变电站的设备功能,智能组件智能变电站的核心部分 结构要求 智能组件是可灵活配置的智能电子装置，测量数字化、控制网络化和状态可视化为其基本功能； 根据实际需要，在满足相关标准要求的前提下，智能组件可集成计量、保护等功能； 智能组件就地安装； 智能组件采用双电源供电； 智能组件内各IED 凡需要与站控层设备交互的，接入站控层网络； 可以由一个以上智

15、能电子装置实现智能组件的功能。,智能变电站,24,6.6 智能变电站的设备功能,智能组件智能变电站的核心部分 通用技术要求 适应现场电磁、温度、湿度、沙尘、降雨（雪）、振动等恶劣运行环境； 相关IED 应具备异常时钟信息的识别防误功能，同时具备一定的守时功能； 具备就地综合评估、实时状态预报的功能，满足设备状态可视化要求； 具备标准化的物理接口及结构，具备即插即用功能； 优化网络配置方案，确保实时性、可靠性要求高的IED 的功能及性能要求； 支持顺序控制； 支持在线调试功能,智能变电站,25,6.6 智能变电站的设备功能,智能组件智能变电站的核心部分 信息采集和测量功能要求 实现对全站遥测信息

16、和遥信信息（包括刀闸、变压器分接头等信息）的采集 对测量精度要求高的模拟量，宜采用高精度数据采集技术 对有精确绝对时标和同步要求的电网数据，应实现统一断面实时数据的同步采集 采用基于三态数据（稳态数据、暂态数据、动态数据）综合测控技术，进行全站数据的统一采集及标准方式输出 测量系统应具有良好频谱响应特性 具备电能质量的数据测量功能,智能变电站,26,6.6 智能变电站的设备功能,智能组件智能变电站的核心部分 控制功能要求 支持全站防止电气误操作闭锁功能； 支持本间隔顺序控制功能； 遥控回路宜采用两级开放方式抗干扰措施； 支持紧急操作模式功能； 支持网络化控制功能,智能变电站,27,6.6 智能变电站的设备功能,智能组件智能变电站的核心部分 状态监测功能要求 通过传感器自动采集设备状态信息（可采集部分）； 从相关系统自动复制宿主设备其它状态信息； 将传感器外置，在不影响测量和可靠性的