北京四方公司数字化变电站解决方案.docx

北京四方公司数字化变电站解决方案作者：来源：赛尔电力自动化总第80期1数字化变电站概述随着经济高速发展，我国电网规模不断扩大，复杂度越来越高。为了保证电网安全、稳定运行，需要以信息化推动生产自动化和管理现代化，建立数字化电网和信息化电力企业势在必行。变电站是电网的主要信息源和最终执行点，因此实现数字化变电站是实现数字化电网的必要条件，有利于实现电网的科学化管理与决策，有助于改善系统的安全稳定性。数字化变电站的主要特征是“一次设备智能化，二次设备网络化”。在数字化变电站中，一次设备的信号输出和控制输入均被数字化，利用网络通信技术进行传输，变电站二次回路设计中常规的继电器及其逻辑回路被可编程软件代替，常规的模拟信号被数字信号代替，常规的控制电缆被光缆代替，节约了大量资源，简洁的二次回路设计使变电站自动化系统的可靠性得到进一步提高。数字化变电站中信息统一建模，实现了信息共享，可以是变电站控制功能更加优化。一次设备智能化也节约了大量变电站建设用地。因此，建设数字化变电站无论从技术上还是经济上都很有意义。数字化变电站是变电站自动化技术发展方向，是目前国内外研究的热点技术。2数字化变电站的系统结构网络通信技术是实现数字化变电站的关键技术，IEC61850为数字化变电站提供了完整的网络通信解决方案。目前国内外数字化变电站都是遵循IEC61850标准进行设计的。如下图所示，IEC61850标准将变电站从网络通信角度分为三层：变电站层、间隔层和过程层。3北京四方公司数字化变电站研发情况IEC61850标准是数字化变电站的核心技术，通过这个标准使不同厂家的一次、二次设备具有互操作性，能够被集成为一个系统。北京四方公司从1999年开始就密切跟踪研究IEC61850技术。当时IEC61850还处于CD（委员会草案版本）阶段。北京四方公司发表了国内最早一批IEC61850研究论文，这些论文已被美国EI索引，被同行多次引用。北京四方公司具有一支高水平的IEC61850研发团队，该团队一直积极参与IECTCWG10、CIGRE（国际大电网会议）的相关活动，并与KEMA等多个国际机构有合作关系，熟悉并掌握IEC61850最近动态。对于数字化变电站，我们采取了“整体规划，积极研究，分布推广”的策略。我们对数字化变电站的3层设备进行了统一的产品研发规划，全面进行研发。考虑到电网的安全性，在产品推广方面，我们本着谨慎负责的原则，采取了循序渐进的方式。按照先2层（变电站层、间隔层）系统，后3层（变电站层、间隔层和过程层）系统，先低压站，后高压站的原则稳步推进。北京四方公司2004年3月完成IEC61850预研系统的研制，这是当时国内唯一能够运行的IEC61850系统。通过该系统，验证和探索了技术路线，培养了人才队伍，为工程化开发积累了宝贵的经验。北京四方公司2005年完成工程化开发，开发出支持IEC61850的新一代变电站自动化系统CSC-2000（V2）。2005年11月该系统通过了中国电力科学研院的检测和中国电机工程学会组织的技术鉴定。CSC-2000（V2）是国内第一套通过检测和鉴定的IEC61850系统。2006年6月、8月北京四方公司在西安市投运行了2个110kVIEC61850变电站。这是国内最早投运的一批IEC61850变电站工程。 2006年针对数字化变电站设计的合并单元、变压器保护、线路保护分别开始挂网运行。2007年6月北京四方公司在陕西电网成功投运330kV聂刘变（泾河变）电站工程。聂刘变是国内投运的第一个使用IEC61850技术的330kV变电站。2008年7月北京四方公司将投运湖北武汉东500kVIEC61850变电站。2009年7月北京四方公司将投运河北唐山郭家屯220kV全数字化变电站。北京四方公司积极参与国调中心组织的IEC61850互操作实验，并取得了良好成绩。2006年至今四方公司先后与ABB、SIEMENS、AREVA、SEL、GE成功进行了IEC61850互操作实验。北京四方公司的CSC-2000（V2）系统和间隔层全系列设备通过了中国电科学研究院IEC61850一致性测试。2008年1月北京四方公司间隔层全系列产品通过国际权威机构荷兰KEMA公司的IEC61850一致性检测和认证。北京四方公司已成为国际上少数实现间隔层全系列产品通过KEMA测试和认证的公司。4工程业绩4.1已投运工程方式工程名称四方提供集成其他厂家保护系统集成商110kV西安曹李村变电站监控系统，全四方保护含母差、中压线路保护、变压器保护、母线保护、低压馈线保护。无110kV西安朱雀变电站监控系统，全四方保护含母差、中压线路保护、变压器保护、母线保护、低压馈线保护。无330kV陕西聂刘（泾河）变电站监控系统，高压线路保护、中压线路保护、变压器保护、低压馈线保护。南瑞继保、国电南自、深圳南瑞220kV唐山曹妃甸变电站监控系统，高压线路保护、中压线路保许继220kV湖北沙湖变监控系统，高压线路保护、中压线路保南瑞继保，许继，深圳南瑞500kV湖北武东变电站监控系统，高压线路保护，变压器保护，低压测保系列南瑞继保，许继，深南瑞330kV宁夏石空变监控系统，高压线路保护，低压测保系列南瑞继保，许继，深南瑞220kV湖北潜东变监控系统，高压线路保护、中压线路保护，变压器保护，低压测保系列保护供应商220kV广州鹿鸣变中压保护、CSC246A备自投220kV唐山兴隆庄变高压线路保护、中压线路保护220kV绍兴外陈变110kV测保装置，低压馈线保护。4.2未投运工程方式工程名称四方提供集成其他厂家保护系统集成商220kV唐山郭家屯数字化变电站监控系统，线路光纤纵差保护，变压器保护，母差保护，中压线路保护，低压测保系列，断路器智能操作单元国电南自，南京新宁500kV上海徐行变变压器间隔数字化改造监控系统、远动系统、测控装置、变压器保护、合并单元保护供应商天津陈甫220kV数字化变电站线路光纤纵差保护河北保定安新220kV数字化变电站线路光纤纵差保护河北邯郸大名220kV数字化变电站线路光纤纵差保护广东佛山西江500kV数字化变电站线路光纤纵差保护，断路器保护，变压器保护，母差保护高压线路保护4.3聂刘（泾河）330kV变电站聂刘（泾河）变系统涉及：变电站层：监控系统，远动系统，系统配置器间隔层：北京四方公司装置：测控装置、高压线路保护、中压线路保护、变压器保护、低压馈线保护、低压系列测保一体装置南瑞继保：高压线路保护、变压器保护、母线保护国电南自装置：远跳装置、中压线路保护深圳南瑞装置：母线保护投运时间：2007年6月28日通信网络监控系统采用双10/100M以太网，故障信息系统单独组网。系统结构示意图如下：工程的意义聂刘（泾河）变是国内投运的第一个使用IEC61850技术的330kV变电站，更是当时国内投运的电压等级最高、系统集成度最高（4家设备）的IEC61850变电站。四方公司作为该变电站的系统集成商，通过IEC61850直接将其它3个厂家的保护装置接入CSC-2000（V2）的监控、远动系统，实现了不同厂家设备的互操作该站的顺利投运行，代表了国内IEC61850研发水平上了一个新的台阶，也表明国内超高压变电站自动化系统水平达到了一个新的高度。为国内其他超高压变电站应用IEC61850积累了经验，树立了榜样。4.4唐山郭家屯220kV数字化变电站唐山郭家屯220kV数字化变电站是华北电网公司的重点科技项目。该站是一个完整3层结构数字化变电站。全站采用ECT/EPT，在过程层采用智能操作箱并就地安装。间隔层全面采用测保一体化设备，间隔层设备之间以及与过程层全面采用GOOSE网络通信方式交换信息，实现装置之间的逻辑配合以及对一次设备的保护与控