變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)綜述

1、一一. .變電站變電站自動(dòng)化自動(dòng)化系統(tǒng)系統(tǒng)歷程歷程四四. . 變電站變電站自動(dòng)化自動(dòng)化系統(tǒng)和功能內(nèi)容系統(tǒng)和功能內(nèi)容五五. .變電站自動(dòng)化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展方向系統(tǒng)發(fā)展方向目 錄三三. .國(guó)內(nèi)變電站自動(dòng)化國(guó)內(nèi)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)二二. .變電站變電站自動(dòng)化自動(dòng)化系統(tǒng)系統(tǒng)概述概述一一. .變電站變電站自動(dòng)化自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展歷程系統(tǒng)發(fā)展歷程將變電站的二次設(shè)備包括測(cè)量?jī)x表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置等經(jīng)功能組合和優(yōu)化，采用計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信、信號(hào)處理和軟件技術(shù)，構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全站的主要設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和微機(jī)保護(hù)及遠(yuǎn)程通信等功能。 3.變電站自動(dòng)化應(yīng)用的意

2、義 簡(jiǎn)化了變電站二次部分的硬件配置,連接電纜減少，降低了工程總造價(jià)減輕了安裝施工和維護(hù)工作量提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，為電力企業(yè)減人增效和運(yùn)行管理水平改進(jìn)創(chuàng)造良好的條件為實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值班奠定基礎(chǔ) 集中式綜自系統(tǒng)，是指采用一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)，擴(kuò)展其外圍接口電路，集中采集變電站的模擬量、狀態(tài)量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算與處理，完成保護(hù)、監(jiān)控、通信等功能。.保護(hù)及其它IED外設(shè)上級(jí)調(diào)度串口PTCT開(kāi)關(guān)位置信號(hào)模擬量輸入開(kāi)關(guān)量輸出接線優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備少、造價(jià)低缺點(diǎn)：組態(tài)不靈活可靠性不高軟件復(fù)雜，調(diào)試維護(hù)麻煩 分布式綜自系統(tǒng)，是在結(jié)構(gòu)上采取主從CPU協(xié)同工作方式，各功能模塊間用網(wǎng)絡(luò)或現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，提高處理并發(fā)

3、事件的能力，方便功能擴(kuò)展和維護(hù)。主控機(jī)負(fù)擔(dān)減小組態(tài)不靈活可靠性提高通信能力增強(qiáng)分層分布式系統(tǒng)配置圖10/100M以太網(wǎng) (單網(wǎng)或雙網(wǎng)）監(jiān)控工作站 GPSCANbus總線測(cè)控裝置第三方智能設(shè)備對(duì)時(shí)總線總控通信單元（遠(yuǎn)動(dòng)工作站）NSR600R保護(hù)測(cè)控裝置RS232/422/485/MODEM路由器調(diào)度總控通信單元（遠(yuǎn)動(dòng)工作站）測(cè)控裝置保護(hù)裝置 分層分布式綜自系統(tǒng)，是按功能劃分的分布式多CPU系統(tǒng)。 分層式結(jié)構(gòu)，按變電站自動(dòng)化系統(tǒng)二次設(shè)備分布，將變電站的信息采集和控制分為站控層、間隔層和過(guò)程層三個(gè)級(jí)別。組態(tài)配置靈活可靠性高面向間隔對(duì)象 設(shè)備接線簡(jiǎn)化 檢修調(diào)試便捷面向間隔、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想站控層：由

4、帶數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)，操作員工作站及遠(yuǎn)方接口組成。間隔層：由間隔內(nèi)的控制，保護(hù)或 單元組成。過(guò)程層：由智能傳感器和執(zhí)行元器件組成。站控層站控層100MB網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)服務(wù)器A雙雙10/100M以太網(wǎng)以太網(wǎng)公用接口裝置GPS工程師工作站操作員工作站間隔層間隔層服務(wù)器BWEB服務(wù)器五防工作站遠(yuǎn)動(dòng)工作站路由器保護(hù)信息網(wǎng)保護(hù)信息子站高壓1#繼電器小室NSD500測(cè)控裝置NSD500測(cè)控裝置保護(hù)管理機(jī)保護(hù)裝置高壓2#繼電器小室保護(hù)測(cè)控裝置 保護(hù)管理機(jī)NSD500測(cè)控裝置NSD500測(cè)控裝置保護(hù)裝置保護(hù)管理機(jī)對(duì)時(shí)總線MODEM調(diào)度站控層橫向按功能分布.當(dāng)?shù)乇O(jiān)控(winndows，unix).保護(hù)信息管理.遠(yuǎn)方通信

5、裝置形式取決于網(wǎng)絡(luò)層的結(jié)構(gòu)、變電站電壓等級(jí)以及用戶的實(shí)際需求開(kāi)放性開(kāi)放性實(shí)用性實(shí)用性先進(jìn)性先進(jìn)性易用性易用性可靠性可靠性防誤性防誤性站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信完成信息傳遞和對(duì)時(shí)等功能流行兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：即雙層網(wǎng)和單層網(wǎng)結(jié)構(gòu) 以太網(wǎng)通信方式，速率為10M/100M自適應(yīng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)與控制中心通訊聯(lián)絡(luò)傳輸傳輸方式通信協(xié)議數(shù)字通道RS232CDT、DISA101數(shù)據(jù)網(wǎng)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)101、104開(kāi)放性開(kāi)放性實(shí)時(shí)性實(shí)時(shí)性方便性方便性可靠性可靠性安全性安全性特點(diǎn):間隔層主要是繼保、監(jiān)控設(shè)備可集中組屏也可分布安裝在各繼電保護(hù)小間內(nèi)或開(kāi)關(guān)柜上繼保、監(jiān)控既可以各自獨(dú)立也可以合二為一 在站控層、遠(yuǎn)方主站控制失效的情況下仍

6、能完成保護(hù)、測(cè)量和控制功能多CPU,嵌入式,DSP,FLASH等可靠性可靠性精確精確性性測(cè)控裝置:準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性速動(dòng)性速動(dòng)性靈敏性靈敏性保護(hù)裝置:可靠性可靠性.各層之間的關(guān)系:站控層功能的實(shí)現(xiàn)依賴于網(wǎng)絡(luò)層和間隔層的完好性間隔層功能的實(shí)現(xiàn)，特別是繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的功能的實(shí)現(xiàn)不能依賴于網(wǎng)絡(luò)層和變電站層遠(yuǎn)方主站監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)應(yīng)不依賴于站控層設(shè)備 ,直采直送變電站自動(dòng)化存在問(wèn)題變電站自動(dòng)化存在問(wèn)題.不同產(chǎn)品的接口問(wèn)題:接口是自動(dòng)化系統(tǒng)中非常重要而又長(zhǎng)期以來(lái)未得到妥善解決的問(wèn)題之一，包括RTU與通信控制器、保護(hù)與通訊控制器、小電流接地裝置與通訊控制器、故障錄波與通訊控制器、無(wú)功裝置與通訊控制器、通訊

7、控制器與主站、通訊控制器與模擬盤(pán)等設(shè)備之間的通訊。這些不同廠家的產(chǎn)品要在數(shù)據(jù)接口方面溝通，需花費(fèi)很大精力去協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)格式、通訊規(guī)約等問(wèn)題。當(dāng)不同廠家的產(chǎn)品、種類(lèi)很多時(shí)，問(wèn)題會(huì)很?chē)?yán)重。 如果所有廠家的自動(dòng)化產(chǎn)品的數(shù)據(jù)接口遵循統(tǒng)一的、開(kāi)放的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，則上述問(wèn)題可得到圓滿解決，用戶可以根據(jù)各種產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，以滿足自身的使用要求。. 抗干擾問(wèn)題關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的抗干擾問(wèn)題，亦即所謂的電磁兼容問(wèn)題，是一個(gè)非常重要然而卻常常被忽視的方面。傳統(tǒng)上的變電站自動(dòng)化設(shè)備出廠抗干擾試驗(yàn)手段相當(dāng)原始，僅僅做一些開(kāi)關(guān)電焊機(jī)、風(fēng)扇、手提電話等定性實(shí)驗(yàn)，到現(xiàn)場(chǎng)后往往也只加上開(kāi)合斷路器的試驗(yàn)，一直沒(méi)有一個(gè)定量的指

8、標(biāo)，這是一個(gè)極大的隱患。. 采取的措施 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的抗干擾措施是保證變電站自動(dòng)化系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定地運(yùn)行的基礎(chǔ)，選擇時(shí)應(yīng)注意，合格的變電站自動(dòng)化產(chǎn)品，除滿足一般檢驗(yàn)項(xiàng)目外，主要還應(yīng)通過(guò)高低溫試驗(yàn)、耐濕熱試驗(yàn)、雷電沖擊電壓試驗(yàn)、動(dòng)模試驗(yàn)，而且還要重點(diǎn)通過(guò)四項(xiàng)電磁兼容試驗(yàn)，分別是：1MHz脈沖干擾試驗(yàn)；靜電放電干擾試驗(yàn)；輻射電磁場(chǎng)干擾試驗(yàn)；快速瞬變干擾試驗(yàn)。 現(xiàn)場(chǎng)接線、布局五、變電站五、變電站自動(dòng)化技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展方向發(fā)展方向.是基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)唯一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn).面向?qū)ο?，即面向設(shè)備. IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的推廣應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的推廣應(yīng)用 強(qiáng)調(diào)：強(qiáng)調(diào)： 互操作互操作 自描述自描述 整體性

9、整體性高高集成化方向發(fā)展集成化方向發(fā)展.新型的大規(guī)模集成電路進(jìn)一步應(yīng)用在保護(hù)和測(cè)控裝置上,將使電路板更加小型集成化,裝置通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理能力更強(qiáng).將控制、保護(hù)、故障錄波、事件記錄和運(yùn)行支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理等功能,通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)集成在一個(gè)裝置內(nèi).間隔內(nèi)部和間隔間以及間隔同站級(jí)間的通信可統(tǒng)一用一層網(wǎng)即光纖以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化數(shù)字化方向發(fā)展方向發(fā)展. 智能開(kāi)關(guān)設(shè)備、光電式電壓和電流互感器、智能電子裝置(IED)等的研制.智能化一次設(shè)備的數(shù)字化傳感器、數(shù)字化控制回路逐漸取代傳統(tǒng)的一次回路,數(shù)字信號(hào)取代模擬信號(hào),.使變電站層、間隔層、過(guò)程層最終用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來(lái),并實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn).GPS及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

10、.電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)及管理技術(shù) .電力市場(chǎng)核算和交易.靈活交流輸電技術(shù)（FACTS）.電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)及管理技術(shù) 通過(guò)監(jiān)測(cè)裝置測(cè)量電網(wǎng)中所有的電能質(zhì)量參數(shù)，研究電網(wǎng)電能質(zhì)量，提供在線分析技術(shù)，便于電網(wǎng)電能質(zhì)量指標(biāo)的集中管理，監(jiān)督電能質(zhì)量污染源，為電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的暫態(tài)現(xiàn)象及各種故障情況提供分析依據(jù)，并進(jìn)一步為改善電網(wǎng)總體電能質(zhì)量指標(biāo)創(chuàng)造條件。.靈活交流輸電技術(shù) FACTS是美國(guó)N.G.Hingorani博士于1986年提出的。綜合電力電子、微電子、通信、控制等新技術(shù)的產(chǎn)物。采用大功率電力電子器件作為高壓開(kāi)關(guān)和其他電力設(shè)備的控制器，使得電力系統(tǒng)變得高度可控。.電氣設(shè)備的狀態(tài)維修在線監(jiān)測(cè)技術(shù) 高壓設(shè)備在線監(jiān)測(cè)

11、系統(tǒng)為早期故障發(fā)現(xiàn)、預(yù)警、故障及時(shí)診斷分析,設(shè)備維修保養(yǎng),提供先進(jìn)手段。 電話撥號(hào)SDHPDHISDN專(zhuān)線通道同步控制系統(tǒng)同步控制系統(tǒng)電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換及通訊控制傳感器信號(hào)調(diào)理數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器WEB工作站監(jiān)測(cè)工作站局方網(wǎng)絡(luò)報(bào)表打印機(jī)變電站后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器分析診斷站監(jiān)控及通訊子站數(shù)據(jù)處理站W(wǎng)EB工作站報(bào)表打印機(jī)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)CAN總線電源同步信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換及通訊控制傳感器信號(hào)調(diào)理A/D轉(zhuǎn)換及通訊控制傳感器信號(hào)調(diào)理A/D轉(zhuǎn)換及通訊控制傳感器信號(hào)調(diào)理測(cè)點(diǎn)1測(cè)點(diǎn)2測(cè)點(diǎn)3測(cè)點(diǎn)4調(diào)試工作站. .電力市場(chǎng)核算和交易技術(shù) 電能計(jì)量、輔助服務(wù) 市場(chǎng)體系對(duì)調(diào)度（控制）的影響 市場(chǎng)競(jìng)價(jià)和公平交易模式. .電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù) 目前應(yīng)用的電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段主要有側(cè)重于記錄電磁暫態(tài)過(guò)程的各種故障錄波儀和側(cè)重于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行