智能变电站简介.ppt

下午10时47分 智能变电站介绍 北京四方继保自动化股份有限公司技术支持部 1 下午10时47分 主要内容 2 智能变电站的提出源于智能电网智能电网包含发电 输电 变电 配电 用电 调度6大环节 智能变电站技术导则 给出的定义采用先进 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化控制 智能调节 在线分析决策 协同互动等高级功能的变电站 下午10时47分 智能变电站 提出和定义 3 下午10时47分 智能变电站 名称术语解释 4 智能终端smartterminal一种智能组件 与一次设备采用电缆连接 与保护 测控等二次设备采用光纤连接 实现对一次设备 如 断路器 刀闸 主变压器等 的测量 控制等功能 MU 合并单元mergingunit用以对来自二次转换器的电流和 或电压数据进行时间相关组合的物理单元 合并单元可是互感器的一个组成件 也可是一个分立单元 IED 智能电子设备IntelligentElectronicDevice包含一个或多个处理器 可接收来自外部源的数据 或向外部发送数据 或进行控制的装置 例如 电子多功能仪表 数字保护 控制器等 为具有一个或多个特定环境中特定逻辑接点行为且受制于其接口的装置 下午10时47分 智能变电站 名称术语解释 5 MMSManufacturingMessageSpecificationMMS即制造报文规范 是ISO IEC9506标准所定义的一套用于工业控制系统的通信协议 MMS规范了工业领域具有通信能力的智能传感器 智能电子设备 IED 智能控制设备的通信行为 使出自不同制造商的设备之间具有互操作性 Interoperation GOOSEGenericObjectOrientedSubstationEventGOOSE是一种面向通用对象的变电站事件 主要用于实现在多IED之间的信息传递 包括传输跳合闸信号 命令 具有高传输成功概率 SVSampledValue采样值 基于发布 订阅机制 交换采样数据集中的采样值的相关模型对象和服务 以及这些模型对象和服务到ISO IEC8802 3帧之间的映射 下午10时47分 智能变电站 名称术语解释 6 ICD文件 IED能力描述文件IEDCapabilityDescription由装置厂商提供给系统集成厂商 该文件描述IED提供的基本数据模型及服务 但不包含IED实例名称和通信参数 SSD文件 系统规格文件SystemSpecificationDescription应全站唯一 该文件描述变电站一次系统结构以及相关联的逻辑节点 最终包含在SCD文件中 SCD文件 全站系统配置文件SubstationConfigurationDescription应全站唯一 该文件描述所有IED的实例配置和通信参数 IED之间的通信配置以及变电站一次系统结构 由系统集成厂商完成 SCD文件应包含版本修改信息 明确描述修改时间 修改版本号等内容 下午10时47分 智能变电站 名称术语解释 7 CID文件 IED实例配置文件ConfiguredIEDDescription每个装置有一个 由装置厂商根据SCD文件中本IED相关配置生成 虚端子VirtualterminalGOOSE SV输入输出信号为网络上传递的变量 与传统屏柜的端子存在着对应的关系 为了便于形象地理解和应用GOOSE SV信号 将这些信号的逻辑连接点称为虚端子 1 数字化变电站的三层结构1 1 过程层包括 合并单元 智能终端 操作箱 1 2 间隔层包括 保护装置 测控装置 电度表 网络分析仪 故障录波器 1 3 站控层包括 监控主机 五防主机 远动装置 保信子站 下午10时47分 8 2 各层之间的连接2 1 组网方式连接过程层设备通过 过程层网络交换机 光纤以太网 与间隔层设备连接 间隔层设备通过 间隔层网络交换机 电以太网 与站控层设备连接 2 2 点对点 方式连接间隔层的保护 计量设备通过光纤直接与过程层的MU 智能操作箱连接 优缺点 组网方式增加了交换机的负担 点对点方式增加了MU及智能操作箱的负担 下午10时47分 9 3 对时网络站控层设备 SNTP SimpleNetworkTimeProtocol 简单网络对时协议 间隔层设备 IRIG B 一般用电B码 SNTP 过程层设备 IRIG B 一般用光B码 PPS 整个变电站也可采用IEEE1588对时 下午10时47分 10 下午10时47分 智能变电站 服务模型 配置文件 描述一次接线图 暂无 描述二次设备的基本数据模型与服务 描述一次接线 二次设备和通信系统 最完整 描述二次设备模型 通信参数及与一次系统的对应关系 11 智能变电站 结构 下午10时47分 12 采集资源重复多套系统共存设计调试复杂互操作性差可扩展性差大量二次电缆 常规站的问题 下午10时47分 智能变电站 结构 13 节省二次电缆信息共享设备互操作易于扩展维护更加方便调试更加方便发展的方向 智能化的好处 下午10时47分 电压切换 操作箱 CSC2000 V2 监控机 CSC1321远动机 调度主站 综自变电站 一次设备 间隔层设备 站控层系统 信号 控制电缆 以太网络 CT PT 光纤 光纤 信号 控制电缆 数字化变电站 CSC2000 V2 监控机 CSC1321远动机 调度主站 一次设备 间隔层设备 站控层系统 过程层 以太网络 SV网 Goose网 SV点对点 Goose点对点 其他保护 ECT EPT 合并单元 智能终端 合并单元 智能变电站 结构 14 14 3315 智能变电站 组网方式 下午10时47分 61850组网原则监控层网络使用星型独立双网 星型网络相比环形网络结构简单 配置简洁 且降低了网络风暴形成的风险 由于过程层通讯网络上传输数据的重要性 建议过程层和监控层通讯网络从物理上分开 14 3316 过程层GOOSE网络采用星型双光纤以太网 对于超高压变电站 过程层推荐按电压等级分开组网 同一电压等级的GOOSE网络连接在一起 可以充分保证GOOSE的信息共享的特点 14 3317 传统微机保护 交流输入组件 A D转换组件 保护逻辑 CPU 开入开出组件 人机对话模件 二次设备和一次设备功能重新定位 1 保护 测控装置 智能变电站 测保装置 智能终端 MU 传统微机保护 交流输入组件 A D转换组件 保护逻辑 CPU 开入开出组件 人机对话模件 ECT IED数字化保护 SMV光纤 GOOSE光纤 2 保护 测控装置 智能变电站 测保装置 智能终端 MU 保护逻辑 CPU 人机对话模件 ECT IED数字化保护 SMV光纤 GOOSE光纤 交流输入组件 A D转换组件 开入开出组件 一次设备的数字化改变了传统变电站继电保护设备的结构 1 AD变换没有了 代之以高速数据接口 2 开关量输出DO 输入DI移入数字化开关 保护装置发布命令 由一次设备的执行器来执行操作 3 保护 测控装置 智能变电站 测保装置 智能变电站 装置硬件 装置前视图 装置后视图 智能变电站 配置文件 配置文件的生成 对于集成商项目 需要利用ICD文件制作SCD文件 导出装置配置 对于供应商项目 把与现场装置版本一致的ICD文件提供给系统集成商 利用系统集成商配置好的SCD文件导出装置配置文件 下午10时47分 GOOSE传输机制 变时间间隔重复传输 状态计数器stNum 顺序计数器sqNum st 8sq 10 st 9sq 0 st 9sq 5 保护动作 23 智能变电站 GOOSE 1 StNum 如果状态没有变化 每一帧报文的值相同 如果状态变化了 则值加1 2 SqNum 如果状态没有变化 每一帧报文的值加1 如果状态变化了 则值清零 3 事件发生时以较短的间隔连续传输 1ms 2ms 4ms 避免数据报文的丢失 4 事件结束后以较长的间隔连续传输 1s 以保持通信线路的畅通 智能变电站 配置文件 源地址 目的地址 应用标识 数据长度 Goose控制块引用 生存时间 数据集引用 Goose标识 报文时间 状态计数器 顺序计数器 检修标记 36个数据 智能变电站 SV a 合并单元发送的采样频率应为4000Hzb 采样值发送间隔离散值应小于10 Sc SV报文中的采样值数据 其样本计数应和实际采样点顺序相对应 样本计数应根据采样频率顺序增加并翻转 不能跳变或越限 d SV采样值报文APPID应在4000 7FFF范围内配置 e 电压采样值为32位整型 1LSB 10mV 电流采样值为32位整型 1LSB 1mA SV传输机制 采样标识 源地址 目的地址 应用标识 采样计数器 同步标志位 通道1数值 通道1品质 智能变电站 保护试验 一 单装置的试验 数字化继电保护测试仪 保护装置 Goose sv 二 带开关的整组试验 数字化继电保护测试仪 保护装置 sv 智能终端 Goose 一次设备 电缆 智能变电站 保护试验 二 带MU 开关的整组试验1 常规互感器 常规继电保护测试仪 常规合并单元 电缆 保护装置 SV 智能终端 一次设备 电缆 Goose 智能变电站 保护试验 二 带MU 开关的整组试验2 非常规互感器 常规继电保护测试仪 互感器模拟仪 电缆 合并单元 SV 私有 保护装置 智能终端 电缆 Goose 一次设备 SV 1 数字化测试仪模拟量配置方法 第一步 选择 9 2报文 如下图 智能变电站 数字化测试仪 2 1 第二步 配置地址信息 方法1 根据集成商提供的MU地址手动配置 智能变电站 数字化测试仪 2 2 第二步 配置地址信息 方法2 根据集成商提供的SCD自动导入相关MU的地址信息 智能变电站 数字化测试仪 3 第三步 根据所模拟的MU对测试仪进行通道配置 智能变电站 数字化测试仪 4 第四步 系统参数设置 智能变电站 数字化测试仪 5 GOOSE配置 以测试仪模拟GOOSE发布为例 方法1 根据集成商提供的地址信息 手动配置所要模拟的数据集地址信息 智能变电站 数字化测试仪 6 GOOSE配置 以测试仪模拟GOOSE发布为例 方法2 自动导入SCD 找到所要模拟的数据集并打钩 智能变电站 数字化测试仪 智能变电站继电保护与站控层信息交互采用DL T860 IEC61850 标准 跳合闸命令和联闭锁信息可通过直接电缆连接或GOOSE机制传输 电压电流量可通过传统互感器或电子式互感器采集 继电保护设备与本间隔智能终端之间通信应采用GOOSE点对点通信方式 继电保护之间的联闭锁信息 失灵启动等信息宜采用GOOSE网络传输方式 双重化配置的保护之间不直接交换信息 220kV及以上电压等级继电保护系统应遵循双重化配置原则 每套保护系统装置功能独立完备 安全可靠 双重化配置的两个过程层网络应遵循完全独立的原则 保护装置应不依赖于外部对时系统实现其保护功能 保护应直接采样 对于单间隔的保护应直接跳闸 涉及多间隔的保护 母线保护 宜直接跳闸 对于涉及多间隔的保护 母线保护 如确有必要采用其他跳闸方式 相关设备应满足保护对可靠性和快速性的要求 继电保护配置原则 智能变电站 保护配置原则 110kV及以上电压等级的过程层SV网络 过程层GOOSE网络 站控层MMS网络应完全独立 继电保护装置接入不同网络时 应采用相互独立的数据接口控制器 110kV及以下电压等级宜采用保护测控一体化设备 220kV及以上电压等级继电保护系统应遵循双重化配置原则 每套保护系统装置功能独立完备 安全可靠 双重化配置的两个过程层网络应遵循完全独立的原则 3 2接线型式 两个断路器的电流MU分别接入保护装置 电压MU单独接入保护装置 110kV及以下保护就地安装时 保