变电站驾驶舱技术研究与应用

1、 CSG 2013. All rights reserved. 变电站驾驶舱技术研究与应用变电站驾驶舱技术研究与应用 CSG 2013. All rights reserved. 2 目录目录 变电站发展与现状变电站发展与现状 变电站驾驶舱目标及意义变电站驾驶舱目标及意义 变电站驾驶舱概念变电站驾驶舱概念 变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 研究及应用情况研究及应用情况 后续研究及计划后续研究及计划 CSG 2013. All rights reserved. 1.变电站发展与现状变电站发展与现状 传统传统 综自综自 站站 数字数字 化变化变 电站电站 智能智能 化变化变 电站电站 CSG 20

2、13. All rights reserved. 4 1.变电站发展与现状变电站发展与现状 传统综自站传统综自站 功能综合化功能综合化 系统模块化系统模块化 结构分布分层化结构分布分层化 操作监视屏幕化操作监视屏幕化 通信局域网络化通信局域网络化 CSG 2013. All rights reserved. 1.变电站发展与现状变电站发展与现状 数字化变电站数字化变电站 新增增设备 替换设备 采集数字化采集数字化 一次设备智能化一次设备智能化 系统建模标准化系统建模标准化 信息交互网络化信息交互网络化 CSG 2013. All rights reserved. 1.变电站发展与现状变电站发展

3、与现状 智能化变电站智能化变电站 CSG 2013. All rights reserved. 1.变电站发展与现状变电站发展与现状 智能化变电站智能化变电站 变电站综合自动化数字化变电站 微机保护/微机测控 计算机监控系统 新型电子式互感器 智能一次设备 网络 IEC 61850-8 网络 IEC 61850-9 一次设备 计算机监控系统 微机保护/微机测控 电磁式互感器 网络 103规约 电缆 3C绿色变电站 网络 网络 IEC 61850-8 IEC 61850-9 计算机监控系统 保护/测控/在线监测/ 视频及环境监控 新型电子式互感器 一次设备 站控层 站控层 变电站驾驶舱 视频及环

4、境监控视频及环境监控 CSG 2013. All rights reserved. 目录目录 变电站的发展、现状变电站的发展、现状 变电站驾驶舱背景变电站驾驶舱背景 变电站驾驶舱概念变电站驾驶舱概念 变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 研究及应用情况研究及应用情况 后续研究及计划后续研究及计划 CSG 2013. All rights reserved. 2.变电站驾驶舱背景变电站驾驶舱背景 变电站发展过程中存在问题变电站发展过程中存在问题 u变电站内包含保护信息、监视控制、在线监测、生产 管理、视频及环境等系统，系统数量较多，二次架构 较复杂； u各类系统数据缺乏统一规范和分类，界面风格不统一

5、 ； u长期以来重视电网运行控制，对设备资产监视及管理 关注不够； u各专业系统独立设计，未能开展协同作业； u部分装置及系统标准缺失； CSG 2013. All rights reserved. 针对上述问题，借鉴先进驾驶舱的理念，并在 变电运行技术积累的基础上，充分应用3C技术 对传统变电站升级，提出变电站驾驶舱的概念， 重点在于精简变电站自动化系统、统一站内信 息格式、实现系统运行和设备运维信息横向贯 通、实施跨专业横向协同作业。 变电站驾驶舱研究工作开展变电站驾驶舱研究工作开展 2.变电站驾驶舱背景变电站驾驶舱背景 CSG 2013. All rights reserved. 统一信

6、息平台 友好人机界面 直观状态监测 安全灵活操控 便捷维护管理 智能辅助决策 先进驾驶舱的几个要素先进驾驶舱的几个要素 2.变电站驾驶舱背景变电站驾驶舱背景 CSG 2013. All rights reserved. 12 变电站驾驶舱目标 目标一：以统一信息平台为基础，建设一体化 监系统，在变电站及巡维中心实现电网运行控 制、设备运行监视、 变电站维护管理等三大类 业务的统一人机交互界面，实现变电站“可观 测、可控制、可管理”的目标； 目标二：以生产运行企业架构为依托，建立各 主站间的数据交互通道，建设企业服务总线， 开展跨专业协同应用，支撑企业系统运行和设 备运行技术体系，实现基于状态的

7、设备全寿命 周期综合优化管理。 2.变电站驾驶舱背景变电站驾驶舱背景 CSG 2013. All rights reserved. 目录目录 变电站的发展、现状变电站的发展、现状 变电站驾驶舱由来及目标变电站驾驶舱由来及目标 变电站驾驶舱概念变电站驾驶舱概念 变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 研究及应用情况研究及应用情况 后续研究及计划后续研究及计划 CSG 2013. All rights reserved. 定义 变电站驾驶舱是变电站变电运行技术系统 的统称，在一次设备智能化、二次设备一体化 、信息通信网络化的基础上，建设变电站统一 信息平台和一体化监控系统，为电网运行控制 、设备运行监视

8、和变电站维护管理提供一站式 的支撑，实现了变电站“可观测、可控制、可 管理”的目标。 3.变电站驾驶舱概念变电站驾驶舱概念 CSG 2013. All rights reserved. 技术原则 简洁高效原则 一体化原则 智能化原则 可靠性原则 3.变电站驾驶舱概念变电站驾驶舱概念 CSG 2013. All rights reserved. 16 3.变电站驾驶舱概念变电站驾驶舱概念 CSG 2013. All rights reserved. 17 核心要素 系统架构精简 统一信息平台 一体化监控系统 跨专业协同作业 3.变电站驾驶舱概念变电站驾驶舱概念 CSG 2013. All rig

9、hts reserved. 目录目录 变电站的发展、现状变电站的发展、现状 变电站驾驶舱背景变电站驾驶舱背景 变电站驾驶舱概念变电站驾驶舱概念 变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 研究及应用情况研究及应用情况 后续研究计划后续研究计划 CSG 2013. All rights reserved. 系统精简 优化变电站各二次子系统功能、数据流向 和安全分区，减少变电站站内安全隔离与防护装 置，简化系统结构，适应无人值班站的需求，为 变电站、巡维中心提供了简洁直观的电网运行和 设备运维工具。 4.变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 CSG 2013. All rights reserved. 系统精简

10、 原有系统原有系统 监控系统监控系统/监控工作站监控工作站 保护信息系统保护信息系统/保信工作站保信工作站 五防系统五防系统/五防工作站五防工作站 在线监测系统在线监测系统/监测子站监测子站 设备状态评价模块设备状态评价模块 生产生产MIS系统系统/生产生产MIS终端终端 视频及环境系统视频及环境系统/工作站工作站 变电站驾驶舱变电站驾驶舱 一体化监控工作站一体化监控工作站 设备管理终端设备管理终端 电网运行监控： u监控系统 u保护信息系统 u一体化/在线式五防系统 u一次设备在线监测系统 设备运行监视/变电站运行管理 ： u设备状态评价结果展示 u生产MIS终端 u视频及环境系统 4.变电

11、站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 CSG 2013. All rights reserved. 系统精简 4.变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 CSG 2013. All rights reserved. 信息规范 序号序号数据类型输出内容目标端 1电网测量信息电网测量信息遥测、遥信、遥控、遥调遥测、遥信、遥控、遥调监控系统、远动系统监控系统、远动系统 2故障和保护动作信息故障和保护动作信息定值、保护事件定值、保护事件保护信息主站保护信息主站 3运行分析信息运行分析信息故障录波文件、MMS报文等保护信息主站保护信息主站 4设备状态监测信息设备状态监测信息各种状态监测数据设备状态监测主站 5电能质量

12、监测信息电能质量监测信息电能质量数据电能质量主站电能质量主站 6视频信息视频信息视频及环境主站 7环境监测信息温湿度、风速、安防信息视频及环境主站 8作业管理信息 工作票、操作票、交接班记录、 设备缺陷和检修记录等 资产管理主站 4.变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 CSG 2013. All rights reserved. 23 信息规范 u 数据流：变电站内部 在变电站，实现对变电站运行 监控和设备运维数据的统一采集 和处理。 u 数据流：变电站与各主 站 变电站为各主站提供变电站运 行维护的基础数据，执行主站的 控制指令，远程浏览维护生产管 理信息。 u 数据流：企业服务总线 在主站端

13、，企业服务总线提供 各生产运行管理主站的信息共享 。 u 数据流：变电巡维中心与各主 站 变电巡维中心远程浏览各主站 信息。 4.变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 CSG 2013. All rights reserved. 信息规范 统一统一 信息信息 平台平台 电网测电网测 量信息量信息 故障和故障和 保护动保护动 作信息作信息 运行分运行分 析信息析信息 设备状设备状 态检测态检测 信息信息 电能质电能质 量监测量监测 信息信息 视频视频 信息信息 环境环境 信息信息 作业管作业管 理信息理信息 4.变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 CSG 2013. All rights reserv

14、ed. 25 尖峰站 #1主变 开关位置 调压分接头位置 电压、电流、功率 保护动作事件 主变故障录波 主变保护测控装置运行报文 铁芯接地电流、绕组温度 油色谱、局放图谱 各侧电能质量信息 主变视频图像 温湿度 缺陷记录 巡视检修记录 实例：110kV尖峰变电站#1主变的信息结构 故障和保护信息 运行分析信息 设备状态监测信息 电能质量信息 视频信息 环境信息 作业管理信息 电网运行信息 全局唯一命名 信息规范 4.变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 CSG 2013. All rights reserved. 26 界面统一 在一体化监控方面，变电站驾驶舱基于规 范、简洁、高效的原则，实现了电

15、网运行控制 、设备运行监视以及变电站维护管理等三大类 业务的统一人机交互界面，建成了变电站“一 站式”工作平台。 4.变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 CSG 2013. All rights reserved. 界面统一 设备运行监视设备运行监视电网运行控制电网运行控制变电站维护管理变电站维护管理 设备健康状况设备健康状况 设备缺陷设备缺陷 设备台帐设备台帐 变电站监控变电站监控 程序化控制程序化控制 智能告警智能告警 两票管理两票管理 检修记录检修记录 日志查询日志查询 变电站驾驶舱一体化监控系统界面变电站驾驶舱一体化监控系统界面 视频监视视频监视 环境监控环境监控 安防监控安防监控 4.

16、变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 CSG 2013. All rights reserved. 界面统一 电网运行控制：实现全站设备的运行状态监视和控制；包 含防误闭锁、顺控、AVC等高级应用功能； 设备运行监视：实现一二次设备健康状况评价结果、设备 缺陷和设备台账等信息查询和统计功能； 变电站维护管理：实现对作业过程的工作管理，如工作票 、检修信息、设备缺陷、操作票管理、巡视信息和反措信 息等功能；实现了变电站视频及环境监控、安防等联动功 能。 4.变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 CSG 2013. All rights reserved. 29 业务协同 变电站驾驶舱作 为系统运行和设备

17、运 行两大体系的基本元 素，同时支撑电网运 行控制和设备资产管 理。 4.变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 CSG 2013. All rights reserved. 30 业务协同 支撑资产管理系统： 结合在线监测数据、电网运行数据和环境数据开展设备状态 评估，同时关注设备运行状况和健康状况； 通过资产管理终端获取设备状态评价结果，展示变电站设备 的安全性与经济性，为运维管理人员提供数据支撑； 通过设备运行与作业管理的数据贯通，实现设备缺陷的闭环 管理，为运维管理人员提供“一站式”的操作平台； 考虑电压等级、设备状况和重要性质各种因素，开展变电站 健康状态和风险评估，为运维管理人员提供决策

18、支撑。 4.变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 CSG 2013. All rights reserved. 31 业务协同 4.变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 CMS主站OS2主站 AMS主站 变电站 驾驶舱 设备状态设备状态 评价评价 运行方式运行方式 调整调整 缺陷记录检缺陷记录检 修工单生成修工单生成 设备设备 在线在线 监测监测 信息信息 检修检修 工单工单 评价结果评价结果 电网电网 运行运行 信息信息 设备设备 巡视巡视 记录记录 评价结果评价结果 停电停电 批复批复 CSG 2013. All rights reserved. 32 目录目录 变电站的发展、现状变电站的发展、现

19、状 变电站驾驶舱由来及目标变电站驾驶舱由来及目标 变电站驾驶舱概念变电站驾驶舱概念 变电站驾驶舱内涵变电站驾驶舱内涵 研究及应用情况研究及应用情况 后续研究及计划后续研究及计划 CSG 2013. All rights reserved. 总体进度 5.研究及应用情况研究及应用情况 2012年3月 首个变电站驾驶舱 示范站-广州尖峰站 实施方案确定 2011年4月 变电站运行驾驶 舱技术研究与示 范平台建设项目 开题，开始关键 技术研究 2011年12月 生技部组织召开 变电站驾驶舱5个 试点站试点启动 会召开 2013年4月 生技部总结尖 峰站试点经验 ，指导试点建 设。 1 6 3 2 5

20、 4 2012年11月 首个变电站驾驶 舱示范站 110kV尖峰站正 式投入运行 2012年4月 变电站驾驶舱技 术规范、功能规 范等11项规范完 成征求意见稿 CSG 2013. All rights reserved. 5.研究及应用情况研究及应用情况 变电站相关标准 序号序号系统及设备类别系统及设备类别已颁布数量已颁布数量在编制数量在编制数量补充修编数量补充修编数量 1变电站驾驶舱变电站驾驶舱13 2一体化电网运行智能系统一体化电网运行智能系统873 3视频及环境监控装置视频及环境监控装置1 4电能质量监测装置电能质量监测装置21 5一次设备在线监测装置一次设备在线监测装置81 6一体化

21、监控一体化监控/全景数据平台全景数据平台23 7变电巡维中心变电巡维中心 8生产技术支持中心生产技术支持中心26 9 资产管理资产管理6 合计143577 CSG 2013. All rights reserved. 35 变电站驾驶舱相关标准 序号标准名称进度情况 1变电站驾驶舱技术规范征求意见稿 2变电站驾驶舱功能规范征求意见稿 3变电站驾驶舱人机交互规范征求意见稿 4变电站驾驶舱检验技术规范征求意见稿 5变电站驾驶舱验收技术规范待编制 6变电站驾驶舱设计规范征求意见稿 7变电站驾驶舱全景数据平台功能规范征求意见稿 8变电站驾驶舱监控平台功能规范征求意见稿 9变电站驾驶舱运维管理平台功能规

22、范征求意见稿 10变电站驾驶舱公共信息模型技术规范征求意见稿 11变电站驾驶舱安全防护技术规范征求意见稿 12变电站一体化电源技术规范征求意见稿 13变电站驾驶舱运行维护规范待编制 5.研究及应用情况研究及应用情况 CSG 2013. All rights reserved. 5.研究及应用情况研究及应用情况 变电站驾驶舱仿真测试平台 CSG 2013. All rights reserved. 37 5个试点变电站建设 序号试点名称 初始计划 投运时间 最近计划 投运时间 进度情况 1 广州110kV尖峰站2012.10.302012.11.26 已经顺利投产。 2 深圳110kV大浪站20

23、12.12.302013.12.30 已完成招标，正进行施工图设 计。 3 佛山110kV瑞颜站2012.12.302013.12.30 已完成招标，正进行施工图设 计。 4 茂名110kV广场站2012.12.302013.12.30 已完成招标，正进行施工图设 计和驾驶舱实施方案研究 5 安顺110kV南华站2012.12.302013.12.30 已完成招标，正进行施工图设 计。 5.研究及应用情况研究及应用情况 CSG 2013. All rights reserved. 38 尖峰站总体架构图 5.研究及应用情况研究及应用情况 CSG 2013. All rights reserve

24、d. 110kV尖峰站驾驶舱 110kV尖峰站驾驶舱尖峰站驾驶舱 5.研究及应用情况研究及应用情况 CSG 2013. All rights reserved. 试点小结 实现了变电站驾驶舱研究成果的工程应用，提高对 变电站驾驶舱架构、功能的认识； 建成统一信息平台，实现了八大类信息集成； 建成一体化监控系统，实现了对电网运行监控、设 备运行监视、变电站维护管理“一站式”界面 ； 初步实现了跨专业横向协同作业。 5.研究及应用情况研究及应用情况 CSG 2013. All rights reserved. 待解决问题 建立OS2主站、设备状态监测主站和资产管理系统 的信息交互通道，建设企业服务总线，以最简洁、 高效方式开展跨专业横向协同工作； 开展各级调度主站、设备状态监测主站和资产管理 系统数据交互，进行变电站驾驶舱巡维中心试点建 设。 5.研究及应用情况研究及应用