智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)

1、智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院重慶大學(xué)國家輸變電工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重慶大學(xué)國家輸變電工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重慶新世杰電氣股份有限公司重慶新世杰電氣股份有限公司2014.01前言 智能電網(wǎng)概述第一章 智能變電站概述第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)第三章 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)第四章 智能變電站工程實(shí)施主要內(nèi)容前言 建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)智能變電站是智能電網(wǎng)的重要組成部分 以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)( (中國的智能電網(wǎng)是以特高壓電中國的智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各電壓等級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各電壓等級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)基礎(chǔ)) )，將現(xiàn)代先進(jìn)

2、的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。它以充分滿足用戶對電力的需求和優(yōu)化成的新型電網(wǎng)。它以充分滿足用戶對電力的需求和優(yōu)化資源配置、確保電力供應(yīng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性、資源配置、確保電力供應(yīng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性、滿足環(huán)保約束、保證電能質(zhì)量、適應(yīng)電力市場化發(fā)展等滿足環(huán)保約束、保證電能質(zhì)量、適應(yīng)電力市場化發(fā)展等為目的，實(shí)現(xiàn)對用戶可靠、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動(dòng)的電力供為目的，實(shí)現(xiàn)對用戶可靠、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動(dòng)的電力供應(yīng)和增值服務(wù)。應(yīng)和增值服務(wù)。-中國電力科學(xué)研究院

3、中國電力科學(xué)研究院智能電網(wǎng)帶來價(jià)值智能電網(wǎng)帶來價(jià)值- -電力企業(yè)電力企業(yè)國家智能電網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃國家智能電網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃電網(wǎng)基礎(chǔ)體系 技術(shù)支撐體系智能應(yīng)用體系 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系一個(gè)目標(biāo)三個(gè)階段兩條主線四個(gè)體系五個(gè)內(nèi)涵構(gòu)建以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化管理上實(shí)現(xiàn)集團(tuán)化、集約化、精益化、標(biāo)準(zhǔn)化 2009-2010年： 規(guī)劃試點(diǎn)階段2011-2015年： 全面建設(shè)階段2016-2020年： 引領(lǐng)提升階段堅(jiān)強(qiáng)可靠 、經(jīng)濟(jì)高效清潔環(huán)保、 透明開放 、友好互動(dòng)六個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)電 輸電 變電 配電 用電 調(diào)度通信信息平臺(tái)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略框架統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略框

4、架分三個(gè)階段推進(jìn)分三個(gè)階段推進(jìn)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的建設(shè)：的建設(shè)：2009-2010年年 為規(guī)劃試點(diǎn)階段為規(guī)劃試點(diǎn)階段，重點(diǎn)開展“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”發(fā)展規(guī)劃工作，制定技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)，開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制，及各環(huán)節(jié)試點(diǎn)工作；2011-2015年年 為全面建設(shè)階段為全面建設(shè)階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，初步形成智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和互動(dòng)服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用；2016-2020年年 為引領(lǐng)提升階段為引領(lǐng)提升階段，全面建成統(tǒng)一的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”，技術(shù)和裝備全面達(dá)到國際先進(jìn)水平。 智能變電站 smart substation smart substation 就是

5、采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級功能，實(shí)現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調(diào)度等互動(dòng)的變電站。 1. 1. 智能變電站信息信息共享共享第一章 智能變電站概述 過程層：又稱為設(shè)備層，主要指變壓器站內(nèi)的變壓器、斷路器，隔離 開關(guān)及其輔助觸點(diǎn)，電流、電壓互感器等一次設(shè)備。 間隔層：包括測量、控制組件及繼電保護(hù)組件。 站控層：又稱變電站層，大致包括站控系統(tǒng)、站監(jiān)視系統(tǒng)、站工程師 工作臺(tái)及與電網(wǎng)調(diào)度中心的通信系統(tǒng)。 智

6、能終端：又稱智能操作箱，就地實(shí)現(xiàn)高壓開關(guān)設(shè)備的遙信、遙控、 保護(hù)跳閘等功能，并通過基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的通信接口實(shí)現(xiàn)與過程層的通信功能。 GOOSE：面向通用對象的變電站事件（General Object Oriented Substation Event）。用于一次設(shè)備的操控及二次設(shè)備間的閉鎖與聯(lián)動(dòng),是一種通信服務(wù)機(jī)制。2 2.有關(guān)術(shù)語第一章 智能變電站概述 電子式互感器：一種裝置，由連接到傳輸系統(tǒng)和二次轉(zhuǎn)換器的一個(gè)或多個(gè)電流或電壓傳感器組成，用于傳輸正比于被測量的量，以供給測量儀器、儀表和繼電保護(hù)或控制裝置。 MU合并單元（Merging Unit） ：用以對來自二次轉(zhuǎn)換器的電流和/

7、或電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間相關(guān)組合的物理單元。合并單元可是互感器的一個(gè)組成件，也可是一個(gè)分立單元。 智能一次設(shè)備：指變電站高壓電器設(shè)備（主要包括斷路器、隔離開關(guān)、變壓器）具有自動(dòng)測量、自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自身狀態(tài)監(jiān)測及預(yù)警、通信功能。第一章 智能變電站概述3. 演進(jìn)歷程綜合自動(dòng)化數(shù)字化變電站新一代智能變電站數(shù)字保護(hù)+集控臺(tái)綜合自動(dòng)化變電站 智智能能變變電電站站性能升級第一章 智能變電站概述綜合自動(dòng)化變電站 第一章 智能變電站概述比較要點(diǎn)綜自站智能站作 用互感器電磁式互感器，模擬信號輸出電子式互感器，數(shù)字信號輸出測量動(dòng)態(tài)范圍及測量精度大大提高，避免TA飽和，TV諧振。信號采集保護(hù)測控裝置內(nèi)完成電子式互感

8、器完成避免對同一信號量不同裝置重復(fù)采集，簡化硬件設(shè)計(jì)，便于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步及共享，便于實(shí)現(xiàn)跨間隔的站域保護(hù)及控制信號傳輸二次電纜大量采用光纜消除負(fù)載阻抗對保護(hù)及計(jì)量精度的影響，采用光數(shù)字信號傳輸，保證信號不受外部電磁環(huán)境影響，光信號傳輸隔離了一二次設(shè)備電氣聯(lián)系，提高了設(shè)備電磁兼容能力。傳輸網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)統(tǒng)一的接口、統(tǒng)一的協(xié)議、統(tǒng)一信息模型便于在同一項(xiàng)目中集成不同廠家的設(shè)備，提高了設(shè)備的互換性。設(shè)備間通信二次線實(shí)現(xiàn)GOOSE，MV以太網(wǎng)避免了復(fù)雜的二次線實(shí)現(xiàn)的聯(lián)閉鎖設(shè)計(jì)及投資，在過程層實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的接口及統(tǒng)一的協(xié)議，增加了設(shè)備間的互操作性。數(shù)據(jù)同步與共享不需要同步，不同裝置間數(shù)據(jù)不能共享數(shù)據(jù)基于

9、全站時(shí)鐘同步，不同裝置間數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)同步是實(shí)現(xiàn)站域保護(hù)及控制的基礎(chǔ)，綜合自動(dòng)化的時(shí)鐘同步，是為了提高事件順序記錄SOE的分辨率，智能變電站的時(shí)間同步是為了數(shù)據(jù)同步。4.智能變電站與綜自站比較第一章 智能變電站概述新增設(shè)備作用合并器匯集各個(gè)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，并以標(biāo)準(zhǔn)的9-2協(xié)議輸出，供間隔層保護(hù)測控裝置使用。智能終端完成對應(yīng)一次設(shè)備的電氣量、非電氣量包含模擬量和開關(guān)量信號采集，接受GOOSE命令執(zhí)行相關(guān)操作控制。過程層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備的確定性數(shù)據(jù)傳送。時(shí)鐘同步系統(tǒng)校正站控系統(tǒng)及智能終端的本地時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)全站數(shù)據(jù)同步采集。站域保護(hù)控制裝置完成跨間隔的信號采集、保護(hù)、自動(dòng)控制功能4.智能變電

10、站與綜自站比較第一章 智能變電站概述通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備互換性智能變電站第一章 智能變電站概述一次設(shè)備智能化5. 技術(shù)特征信息模型標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備互操作性 智能終端作為智能變電站過程層的典型設(shè)備，主要完成一個(gè)間隔內(nèi)一次設(shè)備位置和狀態(tài)告警信息的采集和監(jiān)視，并通過GOOSE規(guī)約將數(shù)字信息上傳到間隔層設(shè)備。智能終端同時(shí)接收間隔層設(shè)備的GOOSE命令完成對一次設(shè)備的智能控制，實(shí)現(xiàn)了常規(guī)開關(guān)接入智能變電站系統(tǒng)。 智能終端+常規(guī)斷路器是一種有效的過渡手段。未來的發(fā)展方向，是電力電子取代機(jī)械回路，大大簡化二次接線、不需要智能終端的智能斷路器。智能終端合并單元加熱器戶外智能端子箱戶外智能端子箱5. 5. 主要技術(shù)特征

11、主要技術(shù)特征 第一章 智能變電站概述5. 主要技術(shù)特征通信平臺(tái)通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化第一章 智能變電站概述數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)屬性邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)對象邏輯設(shè)備邏輯設(shè)備物理設(shè)備物理設(shè)備PHDLDLNDODA實(shí)際的保護(hù)裝置實(shí)際的保護(hù)裝置公用公用/保護(hù)保護(hù)/測量測量/控制控制/錄波錄波StrOp保護(hù)動(dòng)作保護(hù)動(dòng)作保護(hù)啟動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)generalphsAphsBphsC是否動(dòng)作（總）是否動(dòng)作（總）A相是否動(dòng)作相是否動(dòng)作B相是否動(dòng)作相是否動(dòng)作C相是否動(dòng)作相是否動(dòng)作接地距離接地距離I段：段：PDIS1接地距離接地距離II段：段：PDIS2接地距離接地距離III段：段：PDIS31100分層模型分層模型信息模

12、型信息模型標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化5. 主要技術(shù)特征 第一章 智能變電站概述5. 5. 主要技術(shù)特征主要技術(shù)特征 設(shè)備互設(shè)備互換性換性替換第一章 智能變電站概述設(shè)備互設(shè)備互操作性操作性5. 主要技術(shù)特征 站域備自投裝置向各個(gè)智能終端發(fā)GOOSE命令完成全站備用電源自投功能。差動(dòng)保護(hù)裝置向各側(cè)智能終端發(fā)GOOSE跳閘命令完成故障變壓器切除行為。第一章 智能變電站概述1)實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備智能化和二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，使變電站的整體設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行成本降低。2)一次設(shè)備智能化主要體現(xiàn)在智能電子設(shè)備（智能終端）集成在GIS組合電器中，有效地減少變電站占地面積。 3)采用合并單元，解決不同設(shè)備需要重復(fù)采集同一信號帶來的設(shè)備重

13、復(fù)投資問題，采用電子式互感器，提高了信號精度及量程范圍，消除電磁式CT飽和等問題。4)利用網(wǎng)絡(luò)替代二次電纜，有效解決二次電纜交直流串?dāng)_帶來的電磁兼容、傳輸過電壓和兩點(diǎn)接地等問題。5)基于實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，利用少量的光纖取代復(fù)雜的控制電纜；保證信號傳輸?shù)目煽啃约霸O(shè)備抗電磁干擾能力.第一章 智能變電站概述6.6.智能變電站智能變電站主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)6) 在全站同一時(shí)鐘同步基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)全景數(shù)據(jù)（穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動(dòng)態(tài)）的采集，保 證參數(shù)和信息的實(shí)時(shí)性、精確性和全面性；7)在一次設(shè)備智能化和二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上面向?qū)ο笮畔⒔?，?shí)現(xiàn)信息共享，消除信息孤島，避免重復(fù)信息采集和減少控制接線，解決設(shè)備間的

14、互操作問題。8)完善的智能設(shè)備、智能組件，協(xié)同完成站域控制，變電站的各種功能可共享統(tǒng)一的信息平臺(tái)，避免設(shè)備重復(fù)，也便于變電站新增功能和擴(kuò)展規(guī)模；便于實(shí)現(xiàn)在線式五防技術(shù)、廣域式保護(hù)和聯(lián)鎖、廣域式電壓無功調(diào)節(jié)、故障隔離和定位；9)實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備在線監(jiān)測、狀態(tài)檢修，進(jìn)一步提高自動(dòng)化設(shè)計(jì)和管理水平，以及運(yùn)行和維護(hù)效益第一章 智能變電站概述7. 110kV7. 110kV智能變電站典型實(shí)現(xiàn)形式 第一章 智能變電站概述交換芯片內(nèi)置雙環(huán)網(wǎng)（研發(fā)階段）主要組網(wǎng)模式：點(diǎn)對點(diǎn)直采直跳（逐漸淘汰）SV GOOSESV GOOSE單獨(dú)組網(wǎng)網(wǎng)采網(wǎng)跳（常用）SV GOOSESV GOOSE兩網(wǎng)合一網(wǎng)采網(wǎng)跳（中低壓）四網(wǎng)合一

15、以太網(wǎng)冗余方式：單星型（110kV站）雙星型（220kV站）單環(huán)網(wǎng)（220kV站）雙環(huán)網(wǎng)（500kV站）設(shè)備配置方式采集器合并單元分離（戶外常規(guī)斷路器、常規(guī)互感器）采集器合并單元綜合（戶外GIS組合電器）采集器、合并單元、智能斷路器終端綜合（戶內(nèi)GIS組合電器）采集器、合并單元、智能斷路器終端、保護(hù)測控設(shè)備綜合綜合（110kV以下戶內(nèi)外常規(guī)互感器及斷路器）智能變電站實(shí)現(xiàn)形式概覽 7.110kV7.110kV智能變電站幾種典型形式 第一章 智能變電站概述7.7.智能變電站實(shí)現(xiàn)的幾種形式 第一章 智能變電站概述7.7.智能變電站實(shí)現(xiàn)的幾種形式 第一章 智能變電站概述7.7.智能變電站實(shí)現(xiàn)的幾種形式

16、 第一章 智能變電站概述7.7.智能變電站實(shí)現(xiàn)的幾種形式 第一章 智能變電站概述交換芯片內(nèi)置二次設(shè)備功能集成化1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)站控層間隔層過程層智能變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三層兩網(wǎng)。三層：站控層、間隔層、過程層兩網(wǎng)：過程層網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)過程層設(shè)備與間隔層設(shè)備數(shù)據(jù)交換；間隔層網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)站控層設(shè)備與間隔層設(shè)備數(shù)據(jù)交換。站控層：監(jiān)控計(jì)算機(jī)及綜合服務(wù)器、時(shí)鐘服務(wù)器過程層：本間隔的信號采集、保護(hù)控制功能終端，集采集器、合并單元、本地保護(hù)、測量控制間隔層：涉及多間隔信息的保護(hù)測控設(shè)備，如差動(dòng)保護(hù)、備自投、電壓無功控制2. 技術(shù)特點(diǎn)1) 兼容性好：保護(hù)測控設(shè)備兼容電磁式及電子式互感器兩

17、種接入模式。2) 高集成度：根據(jù)國網(wǎng)公司優(yōu)化智能電子設(shè)備IED最新需求動(dòng)態(tài)，110kV及以下保護(hù)測控裝置采用信號采集、信號合并、本地保護(hù)、智能操作回路為一體的智能終端，將間隔層與過程層設(shè)備充分整合，減少交換機(jī)使用，提高系統(tǒng)性價(jià)比及可靠性。3) 層次化保護(hù)：信號采集及開關(guān)量傳送通過網(wǎng)絡(luò)通信方式實(shí)現(xiàn)主變保護(hù)、站域五防、站域保護(hù)和聯(lián)鎖、備用電源自投、站域電壓無功控制等跨間隔保護(hù)測控功能，較少二次接線。4) 一體化監(jiān)控平臺(tái)：通過系統(tǒng)集成優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)全站信息的統(tǒng)一接入、統(tǒng)一存儲(chǔ)和統(tǒng)一展示，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)視、操作與控制、信息綜合分析與智能告警、運(yùn)行管理和輔助應(yīng)用等功能。 第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)5

18、）統(tǒng)一硬件及軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)，提高重用性及可靠性，降低運(yùn)行維護(hù)的難度，減少了備品備件種類。6）采用可視化可編程面向?qū)ο蠹夹g(shù)開發(fā)的系統(tǒng)配置工具，遵循IEC61850及IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)將邏輯節(jié)點(diǎn)LN與功能模塊FDB結(jié)合一體化圖形化建模，實(shí)現(xiàn)“虛端子”的圖形化靈活配置，自動(dòng)生成裝置配置ICD文件，降低了現(xiàn)場工程實(shí)例化配置的難度。7）實(shí)現(xiàn)了配置文件在配置工具軟件與裝置硬件間圖形化編輯、修改、上傳、下載、導(dǎo)入、導(dǎo)出、校核等多項(xiàng)功能，方便用戶對裝置配置文件的工程維護(hù)。8) 根據(jù)時(shí)鐘源配置確定對時(shí)方式，多種對時(shí)方式靈活選擇，實(shí)現(xiàn)全站數(shù)據(jù)同步采集。9) 高級應(yīng)用 斷路器動(dòng)作次數(shù)及沖擊電流監(jiān)視，變壓器溫度、

19、瓦斯在線監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測、故障診斷、遠(yuǎn)程診斷維護(hù)、狀態(tài)檢修功能。 第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)2.主要特點(diǎn) 第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)3. 站控系統(tǒng)-系統(tǒng)構(gòu)成4. 站控系統(tǒng)-安全分區(qū)第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)nMMS網(wǎng)： 站控層與間隔層，采用單星形以太網(wǎng)結(jié)構(gòu) (跨小室時(shí)使用光纖) ；nSV網(wǎng)：間隔層保護(hù)測控裝置點(diǎn)對點(diǎn)方式直接采樣，站域保護(hù)測控裝置與間隔層保護(hù)測控裝置的交流信號傳輸，按照IEC61850 9-2點(diǎn)對點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)方式通信；nGOOSE網(wǎng)：邏輯功能需要聯(lián)、閉鎖的其他裝置采集的開關(guān)量信號、驅(qū)動(dòng)斷路器分合閘控制信號通過GOOSE組網(wǎng)通信方式，也可采用GOO

20、SE的點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議直接驅(qū)動(dòng)跳合閘。n校時(shí)網(wǎng)：全站設(shè)置一套GPS衛(wèi)星主時(shí)鐘，各個(gè)電壓等級設(shè)置時(shí)鐘信號擴(kuò)展板，時(shí)鐘擴(kuò)展板與主時(shí)鐘間實(shí)現(xiàn)光纖傳送IRIG B碼信號，各個(gè)保護(hù)測控設(shè)備與時(shí)鐘擴(kuò)展板間雙絞線RS-485接口連接，采用IRIG B碼校時(shí)，主時(shí)鐘與站控計(jì)算機(jī)組采用SNTP協(xié)議校時(shí)。第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)4. 站控系統(tǒng)-組網(wǎng)說明第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)4. 站控系統(tǒng)-功能體系5. 系統(tǒng)建模變電站系統(tǒng)功能模型變電站設(shè)備連接屬性模型智能電子設(shè)備IED能力描述模型智能電子設(shè)備IED邏輯節(jié)點(diǎn)內(nèi)部邏輯模型第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)1). 系統(tǒng)建模通過系統(tǒng)配置工具及I

21、ED配置工具實(shí)現(xiàn)，包含4個(gè)方面的建模內(nèi)容系統(tǒng)配置工具IED配置工具第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)3) IED配置工具PL1500智能變電站圖形化系統(tǒng)配置工具采用組態(tài)技術(shù)進(jìn)行保護(hù)控制設(shè)備功能重構(gòu)與IEC61850IEC61850邏輯節(jié)點(diǎn)信息模型統(tǒng)一建模的方案，對全站系統(tǒng)和各IEDIED的配置信息進(jìn)行管理和設(shè)置。 利用IEC61850IEC61850標(biāo)準(zhǔn)模塊化思想和面向?qū)ο笙嘟Y(jié)合的思路，針對IEDIED將IEC61131IEC61131中PLCPLC功能模塊FDBFDB看成是可執(zhí)行多種任務(wù)的結(jié)構(gòu)的控制器，通過功能模塊FDBFDB定義的配置、資源、功能塊分別與IEC61850IEC61850

22、中定義的服務(wù)、LD, LNLD, LN映射，將IEDIED中各種邏輯節(jié)點(diǎn)映射為一個(gè)個(gè)的功能塊FDBFDB。 4) 4) IED信息建模樹形層次結(jié)構(gòu)第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)智能終端節(jié)點(diǎn)樹型結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型節(jié)點(diǎn)樹結(jié)構(gòu)第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)5) IED邏輯功能建模 工程實(shí)施時(shí)，IEDIED功能配置中，一系列圖形化的邏輯節(jié)點(diǎn)LN功能塊與邏輯與非門配合，基于組態(tài)思想搭建起來，第一，構(gòu)建出智能終端IEDIED各邏輯節(jié)點(diǎn)LN內(nèi)部的邏輯關(guān)系；第二，構(gòu)建出不同IED分布式功能邏輯節(jié)點(diǎn)LN之間的邏輯連接關(guān)系，從而表達(dá)出IED設(shè)備間的關(guān)聯(lián)、虛擬輸入/輸出關(guān)系。描述功能塊內(nèi)部原理及邏輯關(guān)系描

23、述功能塊輸入信號定義描述功能塊輸出信號定義及與IEC 61850映射關(guān)系測量邏輯節(jié)點(diǎn)測量邏輯節(jié)點(diǎn)標(biāo)識符標(biāo)識符三相電流測量CMMXUCMMXU零序電流測量RESCMMXURESCMMXU序電流測量CSMSQICSMSQI三相電壓測量VMMXUVMMXU6) XSJ-1500 6) XSJ-1500 智能終端典型邏輯節(jié)點(diǎn)(LN)(LN)零序電壓測量RESVMMXURESVMMXU序電壓測量VSMSQIVSMSQI頻率測量MFMMXUMFMMXU功率、功率因數(shù)和電能測量PWRMMTRPWRMMTR差動(dòng)電流/制動(dòng)電流MDIFMDIF保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)標(biāo)識符標(biāo)識符瞬時(shí)過流保護(hù)PHPIOCPHPIO

24、C限時(shí)過流保護(hù)PHPTOCPHPTOC方向過流保護(hù)DPHPDOCDPHPDOC復(fù)壓閉鎖方向過流保護(hù)DPHPVOCDPHPVOC負(fù)序過流保護(hù)NSPPBRNSPPBR正序過流保護(hù)PSPTOCPSPTOC零序過流保護(hù)EFPTOCEFPTOC本地直接跳閘DTTDTT第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)標(biāo)識符標(biāo)識符零序過壓保護(hù)ROVPTOV ROVPTOV 熱過負(fù)荷保護(hù)T1PTTRT1PTTR過電壓保護(hù)PHPTOVPHPTOV低電壓保護(hù)PHPTUVPHPTUV正序過電壓PSPTOVPSPTOV正序低電壓PSPTUVPSPTUV負(fù)序過電壓NSPTOVNSPTOV三相不平衡電壓保護(hù)

25、REVPVCBREVPVCB保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)標(biāo)識符標(biāo)識符低頻保護(hù)DAPTUFDAPTUF過頻保護(hù)DAPTOFDAPTOF后加速保護(hù)CVSOFCVSOF過負(fù)荷保護(hù)PHPDPRPHPDPR圓特性相間距離保護(hù)RPHPDISRPHPDIS多邊形相間距離保護(hù)QPHPDISQPHPDIS圓特性接地距離保護(hù)REFPDISREFPDIS多邊形相間距離保護(hù)QEFPDISQEFPDIS第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)6).XSJ-1500 6).XSJ-1500 智能終端典型邏輯節(jié)點(diǎn)(LN)(LN)保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)標(biāo)識符標(biāo)識符遠(yuǎn)方直接跳閘RTTRTT分相電流差動(dòng)保護(hù)PLDFPLDF零序電流差

26、動(dòng)保護(hù)EFPLDFEFPLDF涌流制動(dòng)INRPHARINRPHAR斷路器失靈保護(hù)CCBRBRFCCBRBRF電網(wǎng)振蕩檢測/閉鎖PHRPSBPHRPSB故障定位SCEFRFLOSCEFRFLO故障錄波模塊DRRDREDRRDRE保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn)標(biāo)識符標(biāo)識符兩側(cè)差動(dòng)保護(hù)2WPTDF2WPTDF兩側(cè)有限的接地故障保護(hù)2WEFPNDF2WEFPNDF多側(cè)差動(dòng)保護(hù)5WPTDF5WPTDF多側(cè)有限的接地故障保護(hù)5WEFPNDF5WEFPNDF母線差動(dòng)保護(hù)BUSPMDFBUSPMDF保護(hù)跳閘條件TRPPTRCTRPPTRC第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)6).XSJ-1500 6).XSJ-1

27、500 智能終端典型邏輯節(jié)點(diǎn)(LN)(LN)狀態(tài)監(jiān)測邏輯節(jié)點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測邏輯節(jié)點(diǎn)標(biāo)識符標(biāo)識符斷路器狀態(tài)監(jiān)視SSCBRSSCBR電流輸入回路監(jiān)視功能CCRDIFCCRDIF電壓輸入回路監(jiān)視功能SEQRFUFSEQRFUF通用監(jiān)視模塊COGGIOCOGGIO檢修狀態(tài)CHEDGGIOCHEDGGIO控制邏輯節(jié)點(diǎn)控制邏輯節(jié)點(diǎn)標(biāo)識符標(biāo)識符遠(yuǎn)方就地選擇開關(guān)LOCREMLOCREM間隔控制功能塊QCCBAYQCCBAY控制開關(guān)功能模塊GNRLCSWIGNRLCSWI斷路器控制DAXCBRDAXCBR隔離開關(guān)控制DAXSWIDAXSWI開關(guān)聯(lián)鎖功能SCILO SCILO 同期檢測模塊SYNCRSYN SYNCRS

28、YN 重合閘模塊DARRECDARREC備自投模塊DAATSDAATS功率因數(shù)控制塊COPPFRCOPPFR分接開關(guān)控制及監(jiān)測YLTCYLTC冷卻系統(tǒng)自動(dòng)控制ACCOACCO電能質(zhì)量邏輯節(jié)點(diǎn)電能質(zhì)量邏輯節(jié)點(diǎn)標(biāo)識符標(biāo)識符電流波形畸變測量CMHAICMHAI電壓波形畸變測量VMHAIVMHAI短時(shí)電壓變化測量UVQVVRUVQVVR第二章 XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)6). XSJ-1500 6). XSJ-1500 智能終端典型邏輯節(jié)點(diǎn)(LN)(LN)第三章 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)1. 硬件平臺(tái)第三章 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)2. 軟件平臺(tái)-軟件構(gòu)架3.通信服務(wù) 智能變電站智能間隔層IED智能終端對外提

29、供以下三種通信服務(wù)，三種通信服務(wù)是實(shí)施智能變電站通信系統(tǒng)的重要內(nèi)容： MMS通信服務(wù)用于間隔層IED智能終端對站控系統(tǒng)的通信； GOOSE通信服務(wù)用于間隔層IED智能終端之間的狀態(tài)變位及控制信息通信； SV通信服務(wù)用于間隔層IED智能終端與合并單元的通信之間模擬量采集的信息傳輸。模擬量模擬量合并合并單元單元智能智能終端終端SVGOOSE開關(guān)量開關(guān)量監(jiān)控主機(jī)監(jiān)控主機(jī)MMS保護(hù)動(dòng)作信息/異常告警信息定值信息/錄波信息等 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，廣泛采用客戶服務(wù)器模式，就每個(gè)信息傳送而言，提供信息的一端叫服務(wù)端，接受信息的一端叫客戶端，因此對于每個(gè)IED裝置而言就是對外提供MMS，GOOSE，SV通信服務(wù)

30、。 智能變電站的信息交互是以面向?qū)ο蟮男畔⒛Ｐ蜑榛A(chǔ)的，信息模型智能變電站的信息交互是以面向?qū)ο蟮男畔⒛Ｐ蜑榛A(chǔ)的，信息模型是以一系列樹狀結(jié)構(gòu)的鏈表為表現(xiàn)形式，是以一系列樹狀結(jié)構(gòu)的鏈表為表現(xiàn)形式，IEC 61850IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)按以下標(biāo)準(zhǔn)按以下4 4個(gè)模型文個(gè)模型文件分別表征智能變電站的信息及配置的關(guān)聯(lián)關(guān)系件分別表征智能變電站的信息及配置的關(guān)聯(lián)關(guān)系 SSDSSD：系統(tǒng)規(guī)格文件：系統(tǒng)規(guī)格文件 一次系統(tǒng)接線圖和相關(guān)邏輯節(jié)點(diǎn)一次系統(tǒng)接線圖和相關(guān)邏輯節(jié)點(diǎn) SCD SCD：全站系統(tǒng)配置文件：全站系統(tǒng)配置文件 一次系統(tǒng)、二次設(shè)備及其與一次設(shè)備的關(guān)聯(lián)、通信系統(tǒng)是最完整的描述一次系統(tǒng)、二次設(shè)備及其與一

31、次設(shè)備的關(guān)聯(lián)、通信系統(tǒng)是最完整的描述 ICD ICD：IEDIED設(shè)備能力描述文件設(shè)備能力描述文件 功能，信息模型和服務(wù)模型功能，信息模型和服務(wù)模型 CID CID：IEDIED實(shí)例配置文件實(shí)例配置文件 二次設(shè)備模型、與一次系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)、通信參數(shù)二次設(shè)備模型、與一次系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)、通信參數(shù)第三章 智能變電站的關(guān)鍵技術(shù)4. 系統(tǒng)建模第四章 智能變電站工程實(shí)施1） 智能變電站的運(yùn)行模式選擇3）網(wǎng)絡(luò)配置要求有人值守、無人值守2）智能變電站的一次設(shè)備 常規(guī)斷路器及電磁式互感器 常規(guī)斷路器及電子式互感器 戶外GIS組合電器 戶內(nèi)GIS組合電器 MMS/GOOSE/SV分別組網(wǎng) MMS獨(dú)立組網(wǎng)，GOOSE/SV

32、分別組網(wǎng) MMS/GOOSE/SV三網(wǎng)合一4） 二次設(shè)備配置要求 合并單元與智能終端分開配置 合并單元與智能終端組合配置 合并單元、保護(hù)測控、智能終端合并配置5）系統(tǒng)集成要求 SCADA、繼電保護(hù)信息管理、智能五防等站控功能與安防、在線監(jiān)測分別配置 建立一體化監(jiān)控平臺(tái):SCADA、繼電保護(hù)信息管理、智能五防等站控功能與安防、在線監(jiān)測集成配置1. 智能變電站的設(shè)計(jì)類別類別名稱名稱型號型號適用范圍及功能簡介適用范圍及功能簡介站控層系統(tǒng)功能配置軟件PL1500XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)配置工具，同時(shí)具備該系列過程層、間隔層裝置IED的功能及信息配置功能?？伸`活的生成、修改、重新調(diào)用、下載和導(dǎo)出X

33、SJ-1500系列裝置的配置私有文件、基于IEC61850協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)ICD文件、CID文件、SCD文件；支持IEC61850協(xié)議SCL模型解析，支持在線調(diào)試。IEC-61850通信網(wǎng)關(guān)XSJ-1690I針對變電站自動(dòng)化系統(tǒng)而開發(fā)的一種通信及規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，將變電站內(nèi)其他非IEC61850的IED的通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的IEC61850-8-1協(xié)議。站控層監(jiān)控軟件系統(tǒng)X1000X1000站控層軟件系統(tǒng)由SCADA監(jiān)控系統(tǒng)軟件、操作工作站軟件、維護(hù)工程師站軟件、繼保工程師站軟件、五防工作站軟件、遠(yuǎn)動(dòng)工作站軟件等軟件模塊組成。2. 智能變電站的二次設(shè)備及軟件組成第四章 智能變電站工程實(shí)施類別類別名稱名稱

34、型號型號適用范圍及功能簡介適用范圍及功能簡介間隔層饋線保護(hù)測控裝置XSJ-1510具備35kV及以下線路保護(hù)測控所有功能，支持有源線路保護(hù)及同期，支持本間隔電流、開關(guān)量信號、母線電壓的直接采集，具備獨(dú)立操作回路，支持9-2、GOOSE、MMS協(xié)議。電容器保護(hù)測控裝置XSJ-1540具備10kV電容器保護(hù)測控所有功能，支持本間隔電流、開關(guān)量信號、消弧線圈及母線電壓的直接采集，具備獨(dú)立操作回路，支持9-2、GOOSE、MMS協(xié)議。站用變保護(hù)測控裝置XSJ-1515具備站用變保護(hù)測控所有功能，支持本間隔電流、開關(guān)量信號、母線電壓的直接采集，具備獨(dú)立操作回路，支持9-2、GOOSE、MMS協(xié)議。高壓線

35、路保護(hù)測控裝置XSJ-1520具備110kV的輸電線路保護(hù)測控所有功能，支持本間隔電流、開關(guān)量信號、母線電壓的直接采集，具備獨(dú)立操作回路，支持9-2、GOOSE、MMS協(xié)議。2. 智能變電站的二次設(shè)備及軟件組成第四章 智能變電站工程實(shí)施類別類別名稱名稱型號型號適用范圍及功能簡介適用范圍及功能簡介間隔層變壓器主保護(hù)測控裝置XSJ-1522 具備兩圈主變主保護(hù)所有功能，支持主變兩側(cè)電流、零序電流直接采集，支持9-2、GOOSE、MMS協(xié)議。三圈變差動(dòng)保護(hù)裝置XSJ-1523具備三圈主變主保護(hù)所有功能，支持主變兩側(cè)電流、零序電流直接采集，支持9-2、GOOSE、MMS協(xié)議。變壓器后備保護(hù)測控裝置XS

36、J-1524 具備主變兩側(cè)后備保護(hù)、測控所有功能，支持主變兩側(cè)電流、高低壓母線電壓、零序電流、零序電壓、相關(guān)開關(guān)量直接采集，具備獨(dú)立操作回路，支持9-2、GOOSE、MMS協(xié)議。1. 智能變電站的二次設(shè)備及軟件組成第四章 智能變電站工程實(shí)施類別類別名稱名稱型號型號適用范圍及功能簡介適用范圍及功能簡介間隔層間隔層母線保護(hù)裝置XSJ-1550適用于110kV各種電壓等級的單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段主接線方式并可滿足有母聯(lián)帶旁路運(yùn)行方式主接線系統(tǒng)的要求，通過各間隔層設(shè)備采集、通過9-2協(xié)議傳輸模擬量、母線運(yùn)行方式及母線保護(hù)跳閘命令由GOOSE協(xié)議傳送到間隔的保護(hù)測控裝置或合并單元，通過MMS協(xié)議與站控系統(tǒng)通信。站域綜合測控裝置XSJ-1560適用于110kV變電站實(shí)現(xiàn)站域無功補(bǔ)償、站域備自投、站域接地選線、站域低周減載、一鍵控制、五防閉鎖等功能，通過9-2協(xié)議傳輸模擬量、保護(hù)、自動(dòng)控制命令命令由GOOSE協(xié)議傳送到間隔的保護(hù)測控裝置或合并單