智能变电站示范工程关键技术.ppt

智能变电站示范工程关键技术,继电保护与控制研究所兼智能变电站研究所 兰 金 波 所长 Tel13951996310 Fax变电站功能示意图,传统变电站,智能变电站结构图,智能变电站与传统变电站网络结构对比,传统变电站结构图,数字化变电站结构图,电子式电流互感器,Rogowsgi线圈式,磁光玻璃式,全光纤式,电子式电压互感器,电容分压式电压互感器,电压电流组合式互感器,电压等级越高电子式互感器优势越明显,电子式互感器,SV采样,一、传统互感器 二、电子式互感器 三、数据传输与同步,传统互感器配置,传统互感器就地采集,采样同步,采样的同步问题,间隔内采样同步(电子式互感器) 间隔间采样同步 变电站间的采样同步,IEC 60044-8,采样值传输标准,1、IEC 60044-8：传输速度2.5Mbit/s,国内扩展为10Mbit/s 链路层：IEC 60870-5-1规定的FT3格式 数据：固定数据集12通道，国内扩展为22通道 传输介质：光纤 传输路径：点对点 扩展后应用于合并器输入作为间隔内的同步 也可以用作合并器的输出,IEC 60044-8,其传输延时固定，采用插值法同步,IEC 60044-8,IEC 60044-8,优点：传输延时确定 可以采用再采样技术实现同步采样 硬件和软件实现简单 缺点：使用串行口，带宽较低 通道固定，扩展不易,IEC 61850-9-1,采样值传输标准,2、IEC 61850-9-1：传输速度100Mbit/s 链路层：同以太网 数据：固定数据集12通道 传输介质：光纤 传输路径：点对点或者组网 可应用于合并器的输出,IEC 61850-9-1,点对点，采用插值法同步 组网，合并器需要外部同步源，采用序号同步法,IEC 61850-9-1,IEC 61850-9-1,IEC 61850-9-1,优点：物理接口标准以太网接口 硬件和软件实现简单 可灵活选择点对点及组网 缺点：通道固定，兼容性不好 组网时需要外接同步源 由于标准及兼容性问题，已经不使用。,IEC 61850-9-2,采样值传输标准,3、IEC 61850-9-2：传输速度100Mbit/s 链路层：同以太网 数据：可灵活定义 传输介质：光纤 传输路径：点对点或者组网 可应用于合并器的输出,IEC 61850-9-2,点对点，采用插值法同步 组网，合并器需要外部同步源，采用序号同步法,IEC 61850-9-2,IEC 61850-9-2,IEC 61850-9-2,优点：物理接口标准以太网接口 可灵活选择点对点及组网 可按照61850模型对互感器建模 通道可灵活扩展 缺点：采用ASN.1编码，硬件和软件实现复杂 组网时需要外接同步源,IEC 61850-9-2,扩展传输规约,IEC 61850-9-2LE：80点/周波 8通道 IEC 61850-9-2(国网版) ： 80点/周波 22通道（包括合并器通道延时）,GOOSE,一、GOOSE机制 二、虚端子,GOOSE机制,GOOSE机制,交换机,GOOSE入,高速公路收费站,GOOSE出,以太网,GOOSE报文快速通过交换机示意图,虚端子,常规站端子图,虚端子,智能站虚端子,保护与控制,一、多种互感器接入 二、保护优化 三、过程层网络,多种互感器接入,站内多间隔间数据同步 点对点：插值同步 组网：序号同步,多种互感器接入,站间多间隔间数据同步（线路保护）,多种互感器接入,多种互感器接入,集中式后备保护,集中式后备保护测量本站电力元件的电压和电流、利用智能变电站GOOSE网络获得各主保护动作及断路器状态信息，并利用通讯网络收集相邻变电站的状态量信息、断路器状态信息及主保护动作信号，接收相邻变电站元件的故障方向信息，根据实时信息，独立判别在近后备、远后备范围内元件的故障，并做出最优的跳闸策略。,保护优化,双回线保护 双回线自适应重合闸,过程层网络,过程层网络配置,SV点对点、GOOSE组网 SV、GOOSE独立组网 SV和GOOSE均点对点 三网合一,2005年2008年：以点对点方案为主 单间隔采用IEC 61850-9-1或IEC 60044-8 FT3； 跨间隔采用IEC 60044-8 FT3 2009年，出现组网模式的尝试 郭家屯：9-1； 其他：9-2LE 2009年末，国调中心规范 点对点,采样值网络,SMV点对点、GOOSE组网,SV点对点 GOOSE组网,SV点对点 GOOSE组网,优点：,缺点：,该方案可以解决开关量信息共享的问题。采样值仍然是点对点传输，光纤数量多、交换机多,大量工程使用； 方案较折衷，方案较成熟；,SV、GOOSE独立组网,优点：,采用IEC 61850-9-2组网模式，体现了IEC 61850功能分布、信息共享的要求，避免点对点方式的光纤数量多、施工繁琐、维护麻烦的缺点； 维持了保护双重化原则进行，实现了继电保护采集、跳闸回路的完全独立，即从互感器线圈一直到开关跳圈都是双重化配置，不存在任何交叉。,SV、GOOSE独立组网,缺点：,交换机数量众多； 对交换机的依赖较高；,点对点方案,实现了功能分布，但是不能满足数字化变电站对信息共享的要求； 对二次设备通信能力提出了很高的要求，需要具有多个光纤以太网口的通信能力； 光纤数量众多，造成现场施工和日后运行维护难度大。,缺点：,优点：,保护功能不受外界同步源影响 不受交换机影响 容易被现场维护人员接收,改进的点对点方案,改进的点