智能变电站示范工程关键技术

1、南自智能站历程南自智能站历程 国电南自是我国最早从事智能变电站技术研究及设备制造的厂家之一，是我国电子式互感器标委会和IEC 61850标委会成员单位，参加了IEC 61850标准的国内转化工作，是IEC 61850-9-1、IEC 61850-9-2采样值传输国内标准的主起草单位。 2 南自智能站历程南自智能站历程国电南自创造了智能变电站技术应用的多项第一o第一套电子式互感器挂网运行： 03年南京220kV六合变电站o第一个IEC61850的110kV变电站：06年西安少陵变电站o第一个IEC61850的500kV变电站：07年南网桂林变电站o第一个110kV数字化变电站：06年云南翠峰变电

2、站o第一个220kV数字化变电站：06年内蒙杜尔伯特变电站o第一个500kV数字化变电站：09年南网桂林变电站o第一个新建220kV智能变电站：10年无锡西泾变电站目前，智能变电站系统电压等级覆盖到35kV750kV 3 1、500kV桂林变的数字化改造桂林变的数字化改造2、河南、河南220kV淇县变照片淇县变照片3、无锡、无锡220kV西泾变照片西泾变照片变电站功能示意图变电站功能示意图传统变电站传统变电站智能变电站结构图智能变电站结构图智能变电站关键技术智能变电站关键技术一、电子式互感器一、电子式互感器二、二、SV采样采样三、三、GOOSE四、一次设备智能化四、一次设备智能化五、保护与控制

3、五、保护与控制六、智能高级应用六、智能高级应用电子式电流互感器电子式电流互感器Rogowsgi线圈式线圈式磁光玻璃式磁光玻璃式全光纤式全光纤式电子式电压互感器电子式电压互感器电容分压式电压电容分压式电压互感器互感器电压电流组合式电压电流组合式互感器互感器电压等级越高电子式互感器优势越明显比较项目比较项目常规互感器常规互感器电子式互感器电子式互感器绝缘复杂绝缘简单体积及重量大、重体积小、重量轻CT动态范围范围小、有磁饱和范围宽、无磁饱和PT谐振易产生铁磁谐振PT无谐振现象CT二次输出不能开路可以开路输出形式模拟量输出数字量输出电子式互感器电子式互感器AIS电流互感器电流互感器GISGIS电子式互

4、感器电子式互感器GIS上安装电子互感器上安装电子互感器GISGIS电子式互感器电子式互感器无源电子式电流互感器无源电子式电流互感器磁光玻璃式磁光玻璃式全光纤式全光纤式n工作原理法拉第磁旋光效应工作原理法拉第磁旋光效应普通光起偏器偏振光Faraday材料磁场 B检偏器Faraday旋光角Faraday旋光角正比于磁场B，因此正比于产生磁场B的电流。LHdlViVHdlVFaradayFaraday磁光效应（电流互感器）磁光效应（电流互感器）电子式电压互感器电子式电压互感器SV采样采样一、传统互感器一、传统互感器二、电子式互感器二、电子式互感器三、数据传输与同步三、数据传输与同步传统互感器配置传统

5、互感器配置传统互感器就地采集传统互感器就地采集采样同步采样同步n采样的同步问题采样的同步问题间隔内采样同步间隔内采样同步(电子式互感器电子式互感器)间隔间采样同步间隔间采样同步变电站间的采样同步变电站间的采样同步IEC 60044-8IEC 60044-8n采样值传输标准采样值传输标准1 1、IEC 60044-8IEC 60044-82 2、IEC 61850-9-1IEC 61850-9-13 3、IEC 61850-9-2IEC 61850-9-24 4、IEC 61850-9-2LEIEC 61850-9-2LEIEC 60044-8IEC 60044-8l插值法同步插值法同步q采样值

6、，采样值，q设备间隔设备间隔1的电流的电流q采样值，采样值，q设备间隔设备间隔2的电流的电流q推算值，推算值，q设备间隔设备间隔2的电流的电流q推算值，推算值，q设备间隔设备间隔1的电流的电流GOOSE一、一、GOOSE机制机制二、虚端子二、虚端子GOOSE机制机制T0(T0)T1 T1T2T3T0传输时间传输时间事件事件T0:稳定条件(长时间无事件)下重传(T0):稳定条件下的重传可能被事件缩短T1:事件发生后,最短的传输时间T2, T3:直到获得稳定条件的重传时间GOOSE机制机制交换机交换机GOOSE入高速公路收费站高速公路收费站GOOSE出以太网一次设备智能化一次设备智能化一、断路器智

7、能化一、断路器智能化二、变压器智能化二、变压器智能化保护与控制保护与控制一、多种互感器接入一、多种互感器接入二、集中式保护二、集中式保护三、保护优化三、保护优化多种互感器接入多种互感器接入l 站内多间隔间数据同步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多种互感器接入l 站间多间隔间数据同步（线路保护）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 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

8、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。保护优化保护优化l 双回线保护双回线保护l 双回线自适应重合闸双回线自适应重合闸智能变电站高级应用一、一、一体化信息平台一体化信息平台二、二、图形化的配置工具与源端维护图形化的配置工具与源端维护三、三、智能告警及分析决策智能告警及分析决策四、四、智能视频智能视频五、五、设备在线监测设备在线监测一体化信息平台一体化信息平台q 在实现传统综自站当地监控功能的基础上，利用一体化信息平台，对变电站的全景数据进行综合分析和应用，实现支持电网的安全优化运行 实时自动控制实时自动控制 智能调节智能调节

9、 在线分析决策在线分析决策 协同互动协同互动 其他高级其他高级功能功能 从而提高运行管理的自动化程度，减少系统的维护工作量，减轻变电站和调控运行人员的劳动强度。q一体化信息平台 一体化信息平台主要用于将智能变电站内的实时监控子系统、故障录波子系统、电能计量子系统、状态监测子系统、视频安防等辅助子系统的各种数据进行统一接入、统一处理、统一存储，建立统一的变电站全景数据处理平台，为各种智能应用提供标准化、规范化的信息访问接口。一体化信息平台一体化信息平台q一体化信息平台 一体化信息平台融合电力系统三态数据（稳态、动态、暂态）和在线监测、视频图像、辅助控制系统等全景信息，规范顺控、五防、VQC、分布

10、式状态估计等应用的对外服务接口，为实现变电站与远端主站/集控中心的互动提供坚实的基础。可向未来IEC 61850标准和IEC 61970标准相互协调的电力模型平滑过渡。一体化信息平台一体化信息平台图形化的配置工具与源端维护图形化的配置工具与源端维护q 变电站配置流程变电站配置流程SSDSSD系统图组态工具系统图组态工具装置模板组态工具装置模板组态工具ICDICD系统组态工具系统组态工具SCDSCD装置实例组态工具装置实例组态工具IEC61850IEC61850装置装置CIDCID全站系统配置文件全站系统配置文件一次系统配置文件一次系统配置文件装置模板配置文件装置模板配置文件装置装置配置配置IE

11、DIED描述文件描述文件图形化的配置工具与源端维护图形化的配置工具与源端维护q 基于基于AUTOCAD的变电站配置工具的变电站配置工具q 源端维护利用SCD文件直接生成一体化信息平台的数据库图形可导出为SVG格式供远端系统使用从SCD文件导出变电站一次设备连接的拓扑关系从SCD文件导出符合IEC61970标准的CIM模型图形化的配置工具与源端维护图形化的配置工具与源端维护q 一体化在线五防五防规则在监控系统统一制定，在监控系统实现防误闭锁功能。五防规则由监控系统传递到间隔层测控装置，取消传统电脑钥匙，遥控回路采用硬接点闭锁；对于手动操作设备采用在线式锁具闭锁。一体化在线五防一体化在线五防q 程

12、序化顺控可接收和执行调度/集控中心和本地后台系统发出的控制命令，经安全校核正确后，自动完成相关运行方式变化要求的设备控制，具备投退保护软压板功能，具备急停功能，可在站内和远端实现可视化操作。在顺控控制过程中，变电站可以及时向调度/集控中心反馈执行过程的信息，如当前执行步骤、遥控超时、逻辑闭锁等，以便远端系统能更全面的掌控。程序化顺控程序化顺控程序化顺控程序化顺控q 顺序控制与一体化五防的五防逻辑一致q 具备变电站顺序控制的间隔复制功能，减少维护工作量，简化工程应用q 支持遥控、遥调、保护软压板投退、定值区切换等功能q 具备顺序控制急停、单步执行功能程序化顺控程序化顺控q 具备根据典型操作票自动

13、生成顺序控制步骤的功能q 支持操作票上传，站内和远端都可实现图形化、可视化的顺控操作q 支持两种顺序控制模式接收执行调度或集控站发出的控制命令就地（本地自动化系统）的控制q 智能告警与分析决策在目前的变电站监控系统中，告警的方式比较单一，功能也比较有限，基本上信息按照时间顺序全部显示，未作筛选和推理判断处理；一旦发生事故后，信息多，值班人员很难从大量的信息中获取到重要告警信息，影响对事故的正确判断。因此，智能告警与分析决策需实现： 分类告警 信息过滤 在线实时分析和推理变电站运行状态 自动报告变电站异常并提出处理指导智能告警与分析决策智能告警与分析决策q 智能视频视频系统与监控系统联动。正常遥控 操作人员点击主接线图面上的设备进行遥控时，视频系统能够通过调度编号等信息定位显示设备现场画面，并且在监控机上显示现场的视频。事故异常