浙江_數(shù)字化變電站試點(diǎn)階段性工作總結(jié)

1、數(shù)字化變電站試點(diǎn)階段性工作總結(jié)浙江省電力公司2009年6月 23 1 建設(shè)數(shù)字化變電站的必要性數(shù)字化變電站一般是指信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程完全數(shù)字化的變電站，現(xiàn)階段一般包含一次設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、運(yùn)行管理自動(dòng)化等內(nèi)容。就目前而言，應(yīng)用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站目標(biāo)的基礎(chǔ)。數(shù)字化變電站中智能開(kāi)關(guān)、電子式互感器的應(yīng)用提高了變電站裝備水平；信息共享且不同廠家的二次設(shè)備互操作，減少了重復(fù)建設(shè)和投資，實(shí)現(xiàn)了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的兼容性、擴(kuò)展性、可持續(xù)性，提高了變電站自動(dòng)化水平和信息化水平，實(shí)現(xiàn)良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。數(shù)字化變電站光纜的大量使用和電纜的退出使得二次

2、系統(tǒng)的抗干擾能力加強(qiáng)，提高了整個(gè)二次系統(tǒng)的可靠性，電纜的節(jié)省，電纜溝的減少，總平面的縮減等，符合 “節(jié)能減排”和“兩型一化”要求；數(shù)字化變電站可實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)檢修，減少設(shè)備的退出次數(shù)和退出時(shí)間，提高設(shè)備的使用效率；設(shè)備具有互操作性，方便了設(shè)備的維護(hù)和更新，減少停運(yùn)時(shí)間，提高工作效率；方便變電站的擴(kuò)建及自動(dòng)化系統(tǒng)的擴(kuò)充，減少變電站初期建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)成本。2 數(shù)字化變電站的主要特征和特點(diǎn)2.1 主要特征(1)一次設(shè)備智能化采用數(shù)字輸出的電子式互感器、智能開(kāi)關(guān)（或配智能終端的傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)）等智能一次設(shè)備。一次設(shè)備和二次設(shè)備間用光纖傳輸數(shù)字編碼信息的方式交換采樣值、狀態(tài)量、控制命令等信息。(2)二次設(shè)備

3、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備間用通信網(wǎng)絡(luò)交換模擬量、開(kāi)關(guān)量和控制命令等信息，取消常規(guī)自動(dòng)化系統(tǒng)一次設(shè)備和二次設(shè)備之間的控制電纜，采用光纖網(wǎng)絡(luò)直接通信。(3)管理系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)包括自動(dòng)故障分析系統(tǒng)、設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和程序化控制系統(tǒng)等自動(dòng)化系統(tǒng)，提升自動(dòng)化水平，減少運(yùn)行維護(hù)的難度和工作量。2.2 近、中、遠(yuǎn)景特征近期數(shù)字化變電站的建設(shè)主要是基于IEC61850的二次設(shè)備發(fā)展，一次智能設(shè)備明顯滯后于二次智能設(shè)備的發(fā)展，一次設(shè)備的智能化僅依靠二次設(shè)備廠家的附加設(shè)備將一次設(shè)備智能化后接入數(shù)字化變電站二次采集系統(tǒng)，而基于IEC61850的二次設(shè)備取得全面提升。此階段電子式互感器的應(yīng)用還處于試用和起步階段。而數(shù)字化變電

4、站的建設(shè)和管理正處于積累經(jīng)驗(yàn)的階段，開(kāi)始對(duì)基于現(xiàn)階段技術(shù)水平的數(shù)字化變電站提出一些運(yùn)行、管理上的規(guī)范。中期數(shù)字化變電站的電子式互感器的發(fā)展已經(jīng)較成熟，開(kāi)始全面應(yīng)用于數(shù)字化變電站，由此帶動(dòng)二次智能設(shè)備裝置性能提升、功能分布更加合理。有革命性變革的智能一次設(shè)備開(kāi)始逐漸應(yīng)用于變電站中，但技術(shù)和應(yīng)用程度都有待進(jìn)一步提高。基于IEC61850的二次系統(tǒng)更加完善，互操作、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等發(fā)展已經(jīng)趨于成熟和穩(wěn)定。整個(gè)數(shù)字化變電站管理體系已經(jīng)逐漸成熟。遠(yuǎn)景智能一次設(shè)備已經(jīng)基本發(fā)展成熟，在數(shù)字化變電站中全面應(yīng)用，完全意義上的數(shù)字化變電站開(kāi)始出現(xiàn)，基本掌握與之相適應(yīng)的數(shù)字化變電站技術(shù)、管理系統(tǒng)。2.3 技術(shù)路線數(shù)字化變

5、電站的總體技術(shù)路線是以數(shù)字化試點(diǎn)變電站為依托，以實(shí)際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以信息化技術(shù)為手段，研究數(shù)字化變電站數(shù)據(jù)通訊和應(yīng)用；著眼于特高壓、大容量、大規(guī)模的智能電網(wǎng)，從電力系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定要求的角度，充分考慮經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性、全新性，從基建、生產(chǎn)、運(yùn)行、維護(hù)檢修各方面對(duì)數(shù)字化變電站進(jìn)行全面深入的研究。重點(diǎn)研究數(shù)字化變電站的特征、架構(gòu)、發(fā)展階段、技術(shù)要求，對(duì)一次設(shè)備的要求以及二次次系統(tǒng)技術(shù)融合、專業(yè)融合等發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究?；诂F(xiàn)實(shí)和發(fā)展的眼光、以自主知識(shí)及技術(shù)創(chuàng)新為目標(biāo)、從電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展需求的角度，對(duì)數(shù)字化變電站框架、進(jìn)展、技術(shù)發(fā)展和要求、具體實(shí)施等進(jìn)行全面研究。2.4 關(guān)鍵技術(shù)(1) 數(shù)字化

6、變電站體系研究電網(wǎng)發(fā)展對(duì)數(shù)字化變電站的要求研究數(shù)字化變電站及其架構(gòu)研究(2) 數(shù)字化一次設(shè)備應(yīng)用研究電子式互感器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用研究智能化高壓電器在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用研究一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)(3) 數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)研究基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)總體方案研究數(shù)字化變電站繼電保護(hù)技術(shù)研究數(shù)字化變電站測(cè)控技術(shù)研究數(shù)字化變電站故障錄波技術(shù)研究(4) 數(shù)字化變電站電能計(jì)量技術(shù)研究(5) 數(shù)字化變電站安全可靠性研究數(shù)字化變電站系統(tǒng)安全可靠性研究數(shù)字化變電站信息安全及對(duì)策研究(6) 數(shù)字化變電站相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范研究數(shù)字化變電站相關(guān)認(rèn)證、試驗(yàn)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)研究數(shù)字化變電站設(shè)計(jì)規(guī)范研究數(shù)

7、字化變電站運(yùn)行及管理規(guī)范研究數(shù)字化變電站典型設(shè)計(jì)制訂3 數(shù)字化變電站相關(guān)規(guī)程規(guī)范3.1 已有國(guó)家、行業(yè)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61850變電站通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)IEC60044-7電子式電壓互感器IEC60044-8電子式電流互感器IEC62063電子及相關(guān)技術(shù)在高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備輔助回路中的應(yīng)用IEC62271-3基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的高壓斷路器及其附件的數(shù)字接口IEEE1588網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步系統(tǒng)DL/T860變電站通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3.2 需要研究編制的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱簡(jiǎn)介1220kV500kV數(shù)字化變電站電氣設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程分為基本功能和選擇性功能對(duì)計(jì)量進(jìn)行概述光纖考慮新建和改造2110kV數(shù)字化

8、變電站電氣設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程分為基本功能和選擇性功能對(duì)計(jì)量進(jìn)行概述3數(shù)字化變電站控制保護(hù)設(shè)備通用技術(shù)條件接口性能指標(biāo)（二次設(shè)備的通用技術(shù)條件）4數(shù)字化變電站智能匯控柜設(shè)計(jì)規(guī)范戶外智能終二次設(shè)備用的柜子5數(shù)字化變電站用交換機(jī)技術(shù)條件交換機(jī)在變電站中的重要性凸現(xiàn)，含各層的交換機(jī)6IEC61850工程應(yīng)用模型標(biāo)準(zhǔn)模型需要統(tǒng)一，浙江省公司已有工程應(yīng)用模型標(biāo)準(zhǔn)7智能終端裝置的技術(shù)規(guī)范現(xiàn)階段智能終端裝置的技術(shù)要求8合并單元的技術(shù)規(guī)范電子式互感器用合并單元技術(shù)要求9數(shù)字化變電站電能量采集系統(tǒng)條件（電度表）數(shù)字化變電站中電度表及其采集系統(tǒng)的管理和技術(shù)要求，營(yíng)銷系統(tǒng)10數(shù)字化變電站工程測(cè)試技術(shù)規(guī)范是工程還是分設(shè)備的試

9、驗(yàn)驗(yàn)收商，由系統(tǒng)集成商和中試所 考慮改造和新建11數(shù)字化變電站二次設(shè)備實(shí)施規(guī)范二次設(shè)備實(shí)施技術(shù)要求12二次設(shè)備1電子式互感器的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)13二次設(shè)備 2。智能終端設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)14二次設(shè)備 3。數(shù)字化接口的控制保護(hù)設(shè)備的驗(yàn)收和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)15數(shù)字化變電站設(shè)備運(yùn)行維護(hù)檢修規(guī)定4 500kV蘭溪變基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化變電站試點(diǎn)情況4.1 目的和內(nèi)容由于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)表現(xiàn)出的優(yōu)越性，使得其從開(kāi)始起草就受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。以SIEMENS、ABB、AREVA、KEMA等為代表的國(guó)際主流制造商和詢機(jī)構(gòu)已能提供成熟的產(chǎn)品和技術(shù)。我國(guó)的變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)和產(chǎn)品，在采

10、用現(xiàn)有技術(shù)方面已基本達(dá)到國(guó)際當(dāng)代水平。我國(guó)頒布了61850的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了6次互操作試驗(yàn)，相關(guān)的工程實(shí)施規(guī)范即將出臺(tái)。各電壓等級(jí)的應(yīng)用61850技術(shù)的變電站二次系統(tǒng)也已運(yùn)行。我省通過(guò)220kV宣家變61850項(xiàng)目的實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了不同供應(yīng)商產(chǎn)品的互操作，初步證明了保護(hù)、監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用61850的可行性。浙江省公司本著積極穩(wěn)妥、有序推進(jìn)的指導(dǎo)思想，開(kāi)展61850技術(shù)在我省各電壓等級(jí)的應(yīng)用。在首先完成220kV宣家變間隔層和站級(jí)層技術(shù)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，緊接著探索該技術(shù)在500kV變電站的應(yīng)用方式，同時(shí)過(guò)程層的技術(shù)試驗(yàn)也將在110kV變電站展開(kāi)?；?00kV變電站在電網(wǎng)中的重要地位，其實(shí)施過(guò)程中需充分考慮

11、新技術(shù)應(yīng)用、科技創(chuàng)新與系統(tǒng)可靠性的平衡。不在本項(xiàng)目試點(diǎn)數(shù)字式互感器，模擬量由裝置直采；采用現(xiàn)場(chǎng)就地的智能操作裝置；按程序化變電站設(shè)計(jì)（包括一次操作、二次操作）；采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，主要二次設(shè)備的通信采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中的GOOSE機(jī)制（取消主要保護(hù)控制設(shè)備的屏間連線）；4.2 項(xiàng)目取得的成果和主要解決的問(wèn)題4.2.1 形成了浙江電網(wǎng)的 IEC61850工程應(yīng)用模型2008年8月5日，國(guó)網(wǎng)公司基本建設(shè)部在杭州組織召開(kāi)了浙江IEC61850工程協(xié)調(diào)會(huì)，會(huì)上宣布蘭溪變已被國(guó)網(wǎng)公司基本建設(shè)部、科技信息部認(rèn)定為國(guó)網(wǎng)數(shù)字化變電站示范工程，要求浙江電力調(diào)度通信中心和浙江省電力試驗(yàn)研究所共同承擔(dān)浙

12、江電網(wǎng)IEC61850工程應(yīng)用建模工作，國(guó)網(wǎng)公司將在浙江模型基礎(chǔ)上完成國(guó)網(wǎng)統(tǒng)一的IEC61850工程應(yīng)用模型。經(jīng)過(guò)編寫組及有關(guān)各方的努力，IEC61850工程應(yīng)用模型標(biāo)準(zhǔn)(評(píng)審稿) 于2009年2月份編制完成。3月10日，省公司在杭州組織召開(kāi)了IEC61850工程應(yīng)用模型標(biāo)準(zhǔn)評(píng)審會(huì)，評(píng)審專家組對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)給予了高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)的制定開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)先例，通過(guò)規(guī)范各制造廠家IEC 61850設(shè)備的建模，可以提高各廠家設(shè)備模型的規(guī)范性，減少各廠家實(shí)現(xiàn)的不一致性，保證設(shè)備的互操作性，提高變電站二次設(shè)備調(diào)試的效率，減少工程實(shí)施中的協(xié)調(diào)需求，縮短基建工期；可以提高變電站擴(kuò)建、技改的可維護(hù)性，使IEC61850設(shè)

13、備增加、更換更加容易；可以使500kV蘭溪變和后續(xù)建設(shè)的數(shù)字化變電站技術(shù)更加規(guī)范。4月24日，IEC 61850工程應(yīng)用模型作為浙江省電力公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為Q /GDW-11-152-2009，自2009年5月20日起實(shí)施。2009年5月14日，國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目“IEC61850標(biāo)準(zhǔn)工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型”啟動(dòng)會(huì)在杭州召開(kāi)，會(huì)議代表一致同意在浙江省電力公司IEC 61850工程應(yīng)用模型基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)深化和完善，形成國(guó)網(wǎng)IEC61850工程應(yīng)用模型。4.2.2 發(fā)明了“數(shù)字化變電站中的GOOSE檢修方法”專有技術(shù)采用數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建，建立在IE

14、C61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。數(shù)字化變電站技術(shù)中的面向通用對(duì)象的變電站事件（GOOSE）提供了一個(gè)快速可靠的方法，在多個(gè)物理設(shè)備之間傳輸輸入、輸出數(shù)據(jù)值，主要用于裝置之間傳輸保護(hù)跳閘、斷路器位置等實(shí)時(shí)信號(hào)。傳統(tǒng)變電站中裝置之間傳輸這些信號(hào)通常使用硬接線實(shí)現(xiàn)，裝置的檢修方法相對(duì)簡(jiǎn)單，由于GOOSE服務(wù)基于網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，原有的方法不適用于數(shù)字化變電站中使用GOOSE機(jī)制裝置。GOOSE服務(wù)中的信息交換通常采用發(fā)布/訂閱模式，即GOOSE報(bào)文采用多播報(bào)文方式發(fā)送，通常有一個(gè)或者多個(gè)接收方裝置。在裝置檢修時(shí)，如果不從正常運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)中斷開(kāi)，將會(huì)影

15、響正常運(yùn)行的裝置，如果采用專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行裝置檢修和GOOSE功能測(cè)試，需要增加額外的成本，并且和運(yùn)行裝置的信號(hào)功能配合難以保證。需要有一種靈活可靠的方法來(lái)完成數(shù)字化變電站中裝置GOOSE功能的檢修和調(diào)試。新發(fā)明的檢修方法利用GOOSE報(bào)文中定義的檢修位來(lái)反映GOOSE發(fā)送端裝置的檢修狀態(tài)，GOOSE接收端裝置將接收到的GOOSE報(bào)文中的檢修位和裝置本身的檢修狀態(tài)做比較， 只有兩者一致時(shí)才將報(bào)文中的數(shù)據(jù)作為有效信號(hào)進(jìn)行處理或者動(dòng)作。采用這種方法，可以靈活方便的對(duì)數(shù)字化變電站中需要檢修的裝置進(jìn)行GOOSE處理方面的測(cè)試，不會(huì)對(duì)正常運(yùn)行狀態(tài)的裝置產(chǎn)生影響。4.2.3 在蘭溪變中率先應(yīng)用了國(guó)網(wǎng)公司“繼電

16、保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”國(guó)網(wǎng)公司于2008年發(fā)布了線路保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范、變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母線保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范公司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以后，省公司積極貫徹，全國(guó)范圍內(nèi)率先在數(shù)字化變電站工程實(shí)施了“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)”，雙重化配置的線路保護(hù)實(shí)現(xiàn)了正真意義上的相互獨(dú)立，變壓器非電量保護(hù)實(shí)現(xiàn)了就地跳閘，保護(hù)組屏遵循國(guó)網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)化要求。4.2.4 完成國(guó)內(nèi)外第一次500kV變電站全站IEC61850保護(hù)系統(tǒng)級(jí)動(dòng)模試驗(yàn)為了確保500kV蘭溪變、海寧變工程的順利投產(chǎn)和安全穩(wěn)定運(yùn)行，浙江省電力公司和浙江電力調(diào)度通信中心于4-5月在北京中國(guó)電科院組織開(kāi)展了蘭溪變、海寧變工程全站保護(hù)系統(tǒng)性整體動(dòng)模試驗(yàn)，這是國(guó)

17、內(nèi)外第一次500kV變電站全站保護(hù)系統(tǒng)級(jí)動(dòng)模試驗(yàn)。南瑞繼保、國(guó)電南自、北京四方、南瑞科技、深圳南瑞等7家國(guó)內(nèi)主流繼電保護(hù)廠家的61套保護(hù)設(shè)備參與了本次驗(yàn)證試驗(yàn)。本次動(dòng)模試驗(yàn)證明各保護(hù)裝置的性能指標(biāo)滿足標(biāo)準(zhǔn)和工程要求，通過(guò)智能終端采用GOOSE跳合閘的機(jī)制是可行的。動(dòng)模試驗(yàn)將一些裝置存在的問(wèn)題提前暴露，綜合解決，并在補(bǔ)充試驗(yàn)中對(duì)完善后的裝置進(jìn)行了驗(yàn)證。本次動(dòng)模試驗(yàn)基本包括了國(guó)內(nèi)主要的IEC61850繼電保護(hù)裝置，為國(guó)網(wǎng)公司推進(jìn)數(shù)字化變電站建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。4.2.5 形成數(shù)字化變電站的智能裝置GOOSE虛端子配置方法傳統(tǒng)變電站的微機(jī)保護(hù)設(shè)置開(kāi)入、開(kāi)出、出口等端子排，保護(hù)裝置的各開(kāi)關(guān)量、跳

18、閘出口等都一一對(duì)應(yīng)于具體的端子，設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)從端子到端子的電纜連接實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置之間配合，以及保護(hù)裝置至一次設(shè)備的出口。但開(kāi)展數(shù)字化變電所工作以來(lái)，按GOOSE方式實(shí)現(xiàn)各智能裝置之間信息的交互、跳合閘出口等，原有傳統(tǒng)的端子概念消逝了，取而代之的是基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，原有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電纜連接也被網(wǎng)絡(luò)化的光纜連接所取代。通過(guò)創(chuàng)造性地提出智能裝置虛端子、虛端子邏輯連線以及GOOSE配置表等概念，發(fā)明了一種能反映智能裝置GOOSE配置的設(shè)計(jì)方法，解決了由于數(shù)字化變電所智能裝置GOOSE信息無(wú)接點(diǎn)、無(wú)端子、無(wú)接線帶來(lái)的GOOSE配置難以體現(xiàn)的問(wèn)題。與現(xiàn)有的數(shù)字化變電所保護(hù)設(shè)計(jì)相比，本方法繼承并突破傳統(tǒng)的理

19、念，提出了“虛端子”的概念，將基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腉OOSE數(shù)字信號(hào)以虛端子的形式一一表達(dá)，使得設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試以及運(yùn)維人員能夠直觀的閱讀智能裝置的開(kāi)入、開(kāi)出以及出口邏輯等；其次，通過(guò)虛端子邏輯連線以及GOOSE配置表的設(shè)計(jì)方法表現(xiàn)智能裝置之間的GOOSE配合，在設(shè)計(jì)階段成功解決保護(hù)GOOSE配合難以表達(dá)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)按圖施工，提高施工、調(diào)試的效率，達(dá)到“數(shù)字化變電站設(shè)計(jì)”的要求。研究開(kāi)發(fā)具有省公司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)配置工具。掌握系統(tǒng)配置方法和系統(tǒng)配置工具。積極探索用戶配置系統(tǒng)的工作模式。針對(duì)500kV蘭溪變電站采用全電動(dòng)、全遠(yuǎn)方、程序控制的操作設(shè)計(jì)要求，對(duì)操作、

20、防誤等二次回路設(shè)計(jì)進(jìn)行專題研究；研究運(yùn)行需求，提出人機(jī)交互功能。智能操作箱安裝到開(kāi)關(guān)場(chǎng)并提供閘刀控制及信號(hào)采集功能。對(duì)智能操作箱的功能設(shè)計(jì)、使用環(huán)境（電磁兼容和溫濕度耐受能力）、安裝方式進(jìn)行專題研究。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其相關(guān)問(wèn)題的研究。站級(jí)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、冗余方式、可靠性、網(wǎng)絡(luò)管理。提出適合于基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)500kV變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)方案，包括網(wǎng)絡(luò)管理和對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能、功能和可靠性要求。試驗(yàn)方法、手段的研究。研究數(shù)字化變電站中設(shè)計(jì)的表述。研究符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的故障錄波器。4.3 試點(diǎn)工程實(shí)施方案4.3.1 總體方案總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(1) 保護(hù)和測(cè)控裝置按傳統(tǒng)的站內(nèi)功能進(jìn)行配置。(2

21、) 全站主變、線路、母線、母聯(lián)、開(kāi)關(guān)保護(hù)均采用GOOSE方式跳合閘。35千伏電容、電抗保護(hù)采用傳統(tǒng)保護(hù)模式。(3) 全站MMS網(wǎng)絡(luò)與GOOSE網(wǎng)絡(luò)分離，測(cè)控裝置需具備GOOSE專用網(wǎng)口。(4) GOOSE按電壓等級(jí)分成500千伏 GOOSE網(wǎng)、220千伏 GOOSE網(wǎng)，兩個(gè)電壓等級(jí)GOOSE完全獨(dú)立。(5)智能終端按間隔雙重化配置，置于開(kāi)關(guān)場(chǎng)。開(kāi)關(guān)場(chǎng)信號(hào)、閘刀的狀態(tài)及操作由智能終端承擔(dān)。(6) 35千伏電容、電抗監(jiān)控保護(hù)采用四合一裝置，對(duì)一次設(shè)備的控制采用傳統(tǒng)方式。(7) 全站閘刀、地刀及相關(guān)電源開(kāi)關(guān)全遠(yuǎn)方遙控，按程序化控制要求設(shè)計(jì)。(8) 故障錄波器開(kāi)關(guān)量錄波采用GOOSE方式。(9) 保護(hù)

22、子站采用61850標(biāo)準(zhǔn)，與省調(diào)主站的通信采用61850標(biāo)準(zhǔn)。(10) 配置網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析儀。(11) 蘭溪變220千伏線路對(duì)側(cè)保護(hù)型號(hào)須與蘭溪變側(cè)保護(hù)型號(hào)一致。 4.3.2 網(wǎng)絡(luò)方案(1) MMS環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)MMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(2) 500千伏 GOOSE網(wǎng)保護(hù)GOOSE雙網(wǎng)冗余，網(wǎng)絡(luò)為雙星形結(jié)構(gòu)，保護(hù)配置與傳統(tǒng)一致，操作箱雙重化配置。測(cè)控裝置GOOSE單網(wǎng)結(jié)構(gòu)，接入其中一個(gè)星形網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)第一套操作箱的開(kāi)關(guān)閘刀控制及信號(hào)采集。500千伏 GOOSE方案(3) 220kV GOOSE網(wǎng)（以線路主變和分段母聯(lián)間隔為例）網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)為單星形網(wǎng)，按出線、主變、分段母聯(lián)和母線間隔配置交換機(jī)。其中出線和主變交換

23、機(jī)安裝在線路或主變保護(hù)屏上，母線交換機(jī)單獨(dú)組屏，母線交換機(jī)每套需要兩臺(tái)即可（蘭溪變遠(yuǎn)景24個(gè)間隔，兩臺(tái)按分段母線分開(kāi)接入間隔交換機(jī)），母聯(lián)分段保護(hù)屏安裝兩臺(tái)交換機(jī)。母聯(lián)分段保護(hù)出兩個(gè)GOOSE口分別接到兩套網(wǎng)絡(luò)的間隔交換機(jī)，可利用裝置原來(lái)的雙GOOSE口配置，不必另配GOOSE口。(4) 智能終端配置原則和技術(shù)要求1) 智能終端按間隔雙重化配置，分為第一套智能終端和第二套智能終端。2) 第一套智能終端應(yīng)具備功能：接收第一套保護(hù)跳合閘命令、測(cè)控的手合/手分命令及閘刀、地刀GOOSE命令；輸入開(kāi)關(guān)位置、閘刀及地刀位置、開(kāi)關(guān)本體信號(hào)（含壓力低閉鎖重合閘）；電流自保持功能等。3) 第二套智能終端應(yīng)具備

24、功能：接收第二套保護(hù)跳合閘命令；輸入開(kāi)關(guān)位置、母線閘刀位置閘刀；壓力低閉鎖重合閘；電流自保持功能等；4) 主變非電量保護(hù)電纜方式就地跳閘，保護(hù)及本體信號(hào)、開(kāi)關(guān)檔位、本體溫度經(jīng)本體智能終端GOOSE送至本體測(cè)控單元。5) 智能終端配置單工作電源，具備一組跳閘線圈和一組合閘線圈。合閘自保持繼電器、合后KKJ采用第一套智能終端內(nèi)的合閘自保持繼電器和合后KKJ，合后KKJ信號(hào)通過(guò)GOOSE上送及硬接點(diǎn)送出；第二套智能終端內(nèi)的合閘自保持繼電器、合后KKJ備用。220千伏智能終端非自保持合閘輸出接點(diǎn)并聯(lián)后通過(guò)合閘電流自保持繼電器進(jìn)行開(kāi)關(guān)合閘。6) 按回路監(jiān)視控制回路斷線功能，回路電壓監(jiān)視內(nèi)阻應(yīng)足夠大，避免

25、與開(kāi)關(guān)本體防跳回路串聯(lián)分壓，影響防跳功能。7) 智能終端不配置MMS口及液晶顯示屏；配置兩個(gè)獨(dú)立的GOOSE口。至少需以下?tīng)顟B(tài)指示燈：裝置故障/閉鎖、裝置失電、GOOSE中斷、開(kāi)關(guān)及閘刀/地刀狀態(tài)、GOOSE跳閘等 。對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入狀態(tài)應(yīng)具備直觀可視手段。8) 智能終端具備裝置告警、閉鎖兩路硬接點(diǎn)輸出，并通過(guò)兩套智能終端GOOSE信號(hào)交叉送至相應(yīng)的測(cè)控裝置。9) 智能終端SOE精度要求達(dá)到1ms，事件的時(shí)間準(zhǔn)確度要求達(dá)到1ms?？赏ㄟ^(guò)光纖IRIG-B碼對(duì)時(shí)。(5) 數(shù)字信息在設(shè)計(jì)文件中的表達(dá)方式虛端子：提出智能裝置GOOSE“虛端子”的概念，將智能裝置的開(kāi)入邏輯1i分別定義為虛端子IN1INi，

26、開(kāi)出邏輯1j分別定義為虛端子OUT1OUTj。虛端子除了標(biāo)注該虛端子信號(hào)的中文名稱外，還需標(biāo)注信號(hào)在智能裝置中的內(nèi)部數(shù)據(jù)屬性將GOOSE信號(hào)數(shù)據(jù)屬性及具體意義具體化，體現(xiàn)在圖紙上，如開(kāi)入虛端子IN1的中文名稱為斷路器跳閘位置A相，其數(shù)據(jù)屬性為PROT$GOINGGIO1$Ind1$stVal。智能裝置的虛端子設(shè)計(jì)需要結(jié)合變電站的主接線形式，應(yīng)能完整體現(xiàn)與其他裝置聯(lián)系的全部信息，并留適量的備用虛端子。邏輯連線：虛端子邏輯連線以智能裝置的虛端子為基礎(chǔ)，根據(jù)繼電保護(hù)原理，將各智能裝置GOOSE配置以連線的方式加以表示，虛端子邏輯連線1k分別定義為L(zhǎng)L1LLkLogic Link。虛端子邏輯連線以間隔

27、為單元進(jìn)行設(shè)計(jì)。邏輯連線以某一智能裝置的開(kāi)出虛端子OUTj為起點(diǎn)，以另一智能裝置的開(kāi)入虛端子INi為終點(diǎn)，一條虛端子邏輯連線LLk表示裝置之間的一個(gè)具體邏輯聯(lián)系，其編號(hào)可根據(jù)智能裝置的輸出虛端子號(hào)以一定順序加以編排。如邏輯連線LL1，其起點(diǎn)為智能終端的開(kāi)出虛端子OUT1，終點(diǎn)為線路保護(hù)的開(kāi)入虛端子IN1，表示智能終端和線路保護(hù)之間的一個(gè)邏輯聯(lián)系。虛端子邏輯連線可以直觀地反映不同智能裝置之間GOOSE聯(lián)系的全貌，供保護(hù)專業(yè)人員參閱。5 數(shù)字化變電站關(guān)鍵設(shè)備(1) 交換機(jī)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用使用其重要性日益凸現(xiàn)，交換機(jī)的選型原則：1）符合IEC61850-3；2）支持IEEE1588（可選）；3

28、）保證GOOSE報(bào)文傳輸零丟包；4）保證網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性，支持優(yōu)先級(jí)；5）支持VLAN；6）支持RSTP網(wǎng)絡(luò)冗余； 7）帶端口鏡像功能；8）支持組播管理；9）支持SNTP；10)宜通過(guò)KEMA認(rèn)證。目前通過(guò)KEMA測(cè)試的廠家有羅杰康、赫斯曼、GE，國(guó)內(nèi)的東土以及MOXA。國(guó)外交換機(jī)的價(jià)格較貴，國(guó)內(nèi)的交換機(jī)價(jià)格相對(duì)便宜。(2) 國(guó)內(nèi)主流繼電保護(hù)生產(chǎn)廠商都有智能終端產(chǎn)品在變電站中的應(yīng)用業(yè)績(jī)，其價(jià)格也相對(duì)較便宜。國(guó)外如GE公司的BRICK產(chǎn)品也有類似智能終端的功能，但價(jià)格相對(duì)較高。(3) 國(guó)內(nèi)外公司基于IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)、電子互感器應(yīng)用的保護(hù)測(cè)控裝置均已有產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)基于61850和電子式互感器的測(cè)控

29、和保護(hù)裝置與常規(guī)測(cè)控保護(hù)裝置在價(jià)格上基本持平。6 推薦工程實(shí)施方案6.1 數(shù)字化變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則根據(jù)目前數(shù)字化變電站應(yīng)用的實(shí)際情況，以及數(shù)字化技術(shù)發(fā)展的成熟程度，數(shù)字化變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則如下：(1) 監(jiān)控系統(tǒng)采用開(kāi)放式分層分布式系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)體系面向?qū)ο蠖皇敲嫦蚬δ?，整合二次控制、保護(hù)、測(cè)量設(shè)備。(2) 全站二次系統(tǒng)采用IEC 61850通信標(biāo)準(zhǔn)，通信介質(zhì)采用電纜或光纖。(3) 為保證變電站的可靠運(yùn)行，對(duì)有雙重化要求的保護(hù)，其對(duì)應(yīng)的CT、PT采樣器、智能終端以及網(wǎng)絡(luò)配置需按雙重化配置。(4) 可采用數(shù)字信號(hào)輸出的電子式互感器，簡(jiǎn)化二次模擬量采集設(shè)備的結(jié)構(gòu)。(5) 信息共享采集的唯一性

30、，所有保護(hù)故障信息、遠(yuǎn)動(dòng)信息不重復(fù)采集。保護(hù)信息子站支持IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，接入監(jiān)控網(wǎng)收集各保護(hù)裝置的信息，并通過(guò)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入調(diào)度保護(hù)信息管理系統(tǒng)。(6) 配置支持IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的故障錄波器。故障錄波器單獨(dú)組網(wǎng)接入保護(hù)信息子站。6.2 數(shù)字化變電站設(shè)計(jì)原則性方案6.2.1 采用智能終端、保護(hù)GOOSE跳閘，不采用電子式互感器本方案為基于我省220kV外陳變和500kV蘭溪變IEC61850應(yīng)用基礎(chǔ)上的總結(jié)，采用常規(guī)一次設(shè)備和智能終端以及符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的智能二次設(shè)備結(jié)合的模式；監(jiān)控、保護(hù)跳合閘命令的輸出、保護(hù)間動(dòng)作信息的交互由網(wǎng)絡(luò)完成，通過(guò)GOOSE報(bào)文實(shí)現(xiàn)間隔層聯(lián)閉鎖和保護(hù)

31、跳合閘功能。聯(lián)閉鎖信號(hào)可MMS網(wǎng)中傳輸，也可以在GOOSE網(wǎng)中傳輸。建議在500kV、220kV樞紐變電站中應(yīng)用。6.2.2、采用電子互感器、合并單元、智能終端、保護(hù)GOOSE跳閘本方案為采用為較為完整的數(shù)字化變電站方案，采用常規(guī)開(kāi)關(guān)設(shè)備和智能終端將開(kāi)關(guān)、閘刀智能化，采用電子式互感器和合并單元輸出數(shù)字信號(hào)給保護(hù)測(cè)控、電度表，采用符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的智能二次設(shè)備；監(jiān)控、保護(hù)跳合閘命令的輸出、保護(hù)間動(dòng)作信息的交互由網(wǎng)絡(luò)完成，通過(guò)GOOSE報(bào)文實(shí)現(xiàn)間隔層聯(lián)閉鎖和保護(hù)跳合閘功能。聯(lián)閉鎖信號(hào)可MMS網(wǎng)中傳輸，也可以在GOOSE網(wǎng)中傳輸。建議在終端500kV變電站、220kV非樞紐變電站和110kV

32、及以下變電站使用。6.3 總體設(shè)計(jì)技術(shù)要求6.3.1 方案一采用常規(guī)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流電壓互感器以及主變，通過(guò)安裝在配電裝置現(xiàn)場(chǎng)的智能終端實(shí)現(xiàn)常規(guī)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、變壓器等的智能化，主要的二次IED設(shè)備之間采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)通信，實(shí)現(xiàn)MMS報(bào)文和保護(hù)GOOSE報(bào)文的信息傳遞。(1) 保護(hù)和測(cè)控裝置一般宜按傳統(tǒng)的站內(nèi)功能進(jìn)行配置。建議500kV斷路器保護(hù)按雙重化配置。建議110kV及以下電壓等級(jí)可考慮采用保護(hù)測(cè)控合一設(shè)備。(2) 500kV、220kV、110kV保護(hù)均采用GOOSE報(bào)文方式實(shí)現(xiàn)跳合閘。35kV/10kV測(cè)控保護(hù)采用傳統(tǒng)模式。(3) 全站MMS網(wǎng)絡(luò)與GOOSE網(wǎng)絡(luò)分離，

33、測(cè)控裝置具備GOOSE專用網(wǎng)口。(4) GOOSE可按電壓等級(jí)分成500kV GOOSE網(wǎng)、220kV GOOSE網(wǎng)，也可組成統(tǒng)一的GOOSE網(wǎng)絡(luò)。(5) 對(duì)500kV、220kV間隔，以及保護(hù)有雙重化要求的間隔，智能終端按間隔雙重化配置，對(duì)110kV間隔，智能終端按間隔單套配置；智能終端安裝于開(kāi)關(guān)場(chǎng)。開(kāi)關(guān)場(chǎng)信號(hào)、閘刀的狀態(tài)及操作由智能終端承擔(dān)。(6) 低壓系統(tǒng)如35kV/10kV電容、電抗、所變等監(jiān)控保護(hù)四合一裝置，對(duì)一次設(shè)備的控制采用傳統(tǒng)方式。(7) 雙母接線的線路、主變VT可采用3相CVT。保護(hù)和測(cè)控應(yīng)具備接收雙母線電壓內(nèi)部切換功能。(8) 故障錄波器開(kāi)關(guān)量錄波采用GOOSE方式。(9)

34、 配置網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析儀。6.3.2 方案二采用常規(guī)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、主變以及電子式電流電壓互感器，通過(guò)安裝在配電裝置現(xiàn)場(chǎng)的智能終端實(shí)現(xiàn)常規(guī)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、變壓器等的智能化，電子式電流互感器通過(guò)合并單元連接至測(cè)控、保護(hù)和電度表等，主要的二次IED設(shè)備之間采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)通信，實(shí)現(xiàn)MMS報(bào)文和保護(hù)GOOSE報(bào)文的信息傳遞。方案二在方案一的基礎(chǔ)上針對(duì)電子式互感器：電子式互感器可采用有源型電子式電流互感器，次級(jí)按滿足保護(hù)雙重化和測(cè)量的要求配置，220kV和110kV出線可不單獨(dú)設(shè)置PT，合并安裝在出線電子式CT內(nèi)。由于采用了電子式互感器，故障錄波器還應(yīng)具備從SMV網(wǎng)錄取模擬量的功能。7 下

35、一步工作建議（1）數(shù)字化變電站建設(shè)的定位問(wèn)題：數(shù)字化變電站是不斷發(fā)展的技術(shù)，建設(shè)定位非常重要?！皵?shù)字化”是智能化電網(wǎng)的基礎(chǔ)，是確保電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的手段，而不是目的。因此IEC61850的應(yīng)用不能犧牲電網(wǎng)原有的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。從生產(chǎn)上的需要，考慮技術(shù)上、管理上的現(xiàn)實(shí)可能，利用現(xiàn)有的成熟的二次技術(shù)結(jié)合IEC6150標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)和傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)設(shè)備相結(jié)合，提升變電站的智能化、數(shù)字化水平，為往后數(shù)字化變電站的建設(shè)墊定基礎(chǔ)。（2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問(wèn)題，我省220kV外陳變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主網(wǎng)采用雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，主網(wǎng)交換機(jī)至IED智能設(shè)備間采用星型方式連接；500kV蘭溪變GOOSE網(wǎng)和MMS網(wǎng)絡(luò)分離。就目前而言，國(guó)外廠家主要推薦光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)， 國(guó)內(nèi)廠家主要推薦星型網(wǎng)結(jié)構(gòu)。但是，單星型網(wǎng)結(jié)構(gòu)無(wú)冗余，可靠性差。網(wǎng)絡(luò)線路斷線或交換機(jī)設(shè)備故障將造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓?？刹捎镁哂腥哂喙δ艿碾p星型網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但I(xiàn)EC61850沒(méi)有規(guī)定通信冗余的處理辦法。（3）電子式互感器的應(yīng)用問(wèn)題，220kV外陳變和50