智能變電站技術(shù)標準化2010.4.11吳在軍

東南大學電氣工程學院23背景概述1匯報提綱智能變電站標準化概要熱點問題變電站自動化現(xiàn)狀-常規(guī)變電站采集資源重復、設(shè)計復雜變電站內(nèi)存在多套系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集要求不一致大量設(shè)備都有數(shù)據(jù)采集單元系統(tǒng)、設(shè)備之間互操作性差通信規(guī)約繁雜缺乏一致性測試、權(quán)威認證線性點表傳輸割裂了數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系信息不標準不規(guī)范，難以充分應(yīng)用原理、算法、模型不一致導致信息輸出不一致裝置信息輸出不平衡通訊規(guī)約的信息承載率低變電站自動化現(xiàn)狀-常規(guī)變電站變電站自動化現(xiàn)狀-數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站兩大應(yīng)用

電子式互感器IEC61850數(shù)字化變電站存在的問題

建設(shè)模式各異，缺乏相關(guān)的建設(shè)標準、規(guī)范

過程層／間隔層設(shè)備與一次設(shè)備接口不規(guī)范

沒有解決IEC61850／61970融合的問題主要局限在自動化系統(tǒng)本身，無整個變電站的建設(shè)體系（計量）變電站沒有信息體系，沒有形成更多的智能應(yīng)用缺乏檢驗、試驗評估體系總體上處于試驗階段

智能電網(wǎng)對變電站功能的重新定位與發(fā)展目標變電站是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要節(jié)點之一，其主要作用就是為智能電網(wǎng)提供標準的、可靠的節(jié)點（包含一、二次設(shè)備和系統(tǒng)）支撐實現(xiàn)全網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一實時斷面采集、實時信息共享以及電網(wǎng)實時控制和智能調(diào)節(jié)，支撐各級電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和各類高級應(yīng)用設(shè)備信息和運行維護策略與電力調(diào)度實現(xiàn)全面共享互動，實現(xiàn)基于狀態(tài)的全壽命周期綜合優(yōu)化管理樞紐及中心變電站全面建成或改造成為智能化變電站目錄主要內(nèi)容

背景概述

熱點問題智能變電站標準化概要智能變電站基礎(chǔ)標準編制出發(fā)點前瞻性與可操作性

考慮到智能電網(wǎng)發(fā)展時間跨度大，為保證技術(shù)的前瞻性及創(chuàng)新性，基礎(chǔ)性標準規(guī)范對變電站的發(fā)展目標和各個環(huán)節(jié)提出功能性要求，具體技術(shù)實現(xiàn)細節(jié)由后續(xù)的相關(guān)標準完成智能變電站基礎(chǔ)標準編制出發(fā)點繼承與創(chuàng)新的結(jié)合盡可能描述與傳統(tǒng)變電站不同的技術(shù)和功能提出的新概念體現(xiàn)了一次、二次專業(yè)有機融合的趨勢，又考慮適應(yīng)近期發(fā)展現(xiàn)狀提出了一系列系統(tǒng)級高級應(yīng)用智能能變變電電站站定定義義采用用先先進進、、可可靠靠、、集集成成、、低低碳碳、、環(huán)環(huán)保保的的智能能設(shè)設(shè)備備，以以全全站站信信息息數(shù)數(shù)字字化化、、通通信信平平臺臺網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化化、、信信息息共共享享標標準準化化為為基本本要要求求，自自動動完完成成信信息息采采集集、、測測量量、、控控制制、、保保護護、、計計量量和和監(jiān)監(jiān)測測等等基本本功功能能，并并可可根根據(jù)據(jù)需需要要支支持持電電網(wǎng)網(wǎng)實實時時自自動動控控制制、、智智能能調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)、、在在線線分分析析決決策策、、協(xié)協(xié)同同互互動動等等高級級功功能能的變變電電站站。。創(chuàng)新新概概念念智能能設(shè)設(shè)備備一次次設(shè)設(shè)備備和和智智能能組組件件的的有有機機結(jié)結(jié)合合體體，具具有有測測量量數(shù)數(shù)字字化化、、控控制制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化化、、狀狀態(tài)態(tài)可可視視化化、、功功能能一一體體化化和和信信息息互互動動化化特特征征的的高高壓壓設(shè)設(shè)備備，，是是高高壓壓設(shè)設(shè)備備智智能能化化的的簡簡稱稱。?！爸侵悄苣茉O(shè)設(shè)備備””不不但但具具有有傳傳輸輸和和分分配配電電能能的的主主設(shè)設(shè)備備本本體體，，還還具具有有測測量量、、控控制制、、保保護護、、計計量量等等功功能能。。其其回回歸歸電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)備備的的本本意意，，不再再強強調(diào)調(diào)傳傳統(tǒng)統(tǒng)的的一一、、二二次次設(shè)設(shè)備備的的劃劃分分。各功功能能的的物物理理形形態(tài)態(tài)以以智智能能組組件件方方式式體體現(xiàn)現(xiàn)，，組件件又又是是一一個個靈靈活活的的概概念念，可可以以由由一一個個完完成成所所有有功功能能，，也也可可以以分分散散獨獨立立完完成成，，可可外外置置于于主主設(shè)設(shè)備備本本體體之之外外，，也也可可內(nèi)內(nèi)嵌嵌于于主主設(shè)設(shè)備備本本體體之之內(nèi)內(nèi)。。創(chuàng)新概念念智能設(shè)備備＝一次次設(shè)備（（實物））＋智能能組件（（實物））一次設(shè)備備：傳統(tǒng)統(tǒng)一次設(shè)設(shè)備，為為實物智能組件件：簡單單講是原原來二次次設(shè)備的的統(tǒng)稱，，為“智智能組合合件”的的意思，，其功能能由1～5個功能單單元完成成，為實實物。智能組件件的表現(xiàn)現(xiàn)形式可可以是：：測控裝裝置、保保護裝置置、測控控保護裝裝置、狀狀態(tài)監(jiān)測測裝置、、智能終終端、MU等，也可可以是幾幾個裝置置的集合合，如：：GIS匯控柜、、屏柜等等智能組件件的概念念是靈活的可以只完完成一個個功能，，比如測測控，這這時其就就是一個個測控裝裝置；可以完成成保護與與測控功功能，這這時就是是一個四四合一裝裝置。它可以外外置，符符合現(xiàn)有有設(shè)備的的狀況，，也可以以內(nèi)嵌于于高壓設(shè)設(shè)備，這這時就是是一個智智能一次次設(shè)備的的概念。。創(chuàng)新概念念上述概念念既考慮慮了傳統(tǒng)統(tǒng)一、二二次設(shè)備備的現(xiàn)狀狀，也考考慮了未未來的發(fā)發(fā)展趨勢勢，可適適用于今今后智能能變電站站的發(fā)展展。智能設(shè)備備演化圖圖創(chuàng)新概念念技術(shù)原則則高可靠性性的智能設(shè)備備是變電站站堅強的的基礎(chǔ)智能變電電站設(shè)備備具有信信息數(shù)字字化、功功能集成成化、結(jié)結(jié)構(gòu)緊湊湊化、狀狀態(tài)可視視化等主主要技術(shù)術(shù)特征，，符合易易擴展、、易升級級、易改改造、易易維護的的工業(yè)化化應(yīng)用要要求設(shè)計、建建設(shè)、功功能滿足足相關(guān)標標準、規(guī)規(guī)范要求求建立包含含電網(wǎng)實實時同步步信息、、保護信信息、設(shè)設(shè)備狀態(tài)態(tài)、電能能質(zhì)量等等各類數(shù)數(shù)據(jù)的標標準化信信息模型型技術(shù)原則則建立站內(nèi)內(nèi)全景數(shù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)統(tǒng)一信息息平臺，，供系統(tǒng)統(tǒng)層各子子系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)據(jù)標準化化規(guī)范化化存取訪訪問以及及和調(diào)度度等其它它系統(tǒng)進進行標準準化交互互滿足變電電站集約約化管理理、順序序控制、、狀態(tài)檢檢修等要要求，并并可與調(diào)調(diào)度、相相鄰變電電站、電電源（包包括可再再生能源源）、用用戶之間間的協(xié)同互動動，支撐各各級電網(wǎng)網(wǎng)的安全全穩(wěn)定經(jīng)經(jīng)濟運行行滿足無人人值班要要求遵守安全全防護總總體方案案體系結(jié)構(gòu)構(gòu)過程層包括變壓壓器、斷斷路器、、隔離開開關(guān)、電電流/電壓互感感器等一一次設(shè)備備及其所所屬的智智能組件件以及獨獨立的智智能電子子裝置間隔層設(shè)備一般般指繼電電保護裝裝置、系系統(tǒng)測控控裝置、、監(jiān)測功功能組主主IED等二次設(shè)設(shè)備，實實現(xiàn)使用用一個間間隔的數(shù)數(shù)據(jù)并且且作用于于該間隔隔一次設(shè)設(shè)備的功功能，即即與各種種遠方輸輸入/輸出、傳傳感器和和控制器器通信。。遵守安安全防護護總體方方案體系結(jié)構(gòu)構(gòu)站控層包括自動動化站級級監(jiān)視控控制系統(tǒng)統(tǒng)、站域域控制、、通信系系統(tǒng)、對對時系統(tǒng)統(tǒng)等，實實現(xiàn)面向向全站設(shè)設(shè)備的監(jiān)監(jiān)視、控控制、告告警及信信息交互互功能，，完成數(shù)數(shù)據(jù)采集集和監(jiān)視視控制（（SCADA）、操作作閉鎖以以及同步步相量采采集、電電能量采采集、保保護信息息管理等等相關(guān)功功能。站控層功功能宜高度集集成智能設(shè)備備支持采采用系統(tǒng)統(tǒng)級的運運行控制制策略設(shè)備功能能一次設(shè)備備傳感器或或/和執(zhí)行器器與一次次設(shè)備本本體可采采用集成成化設(shè)計計電子式互互感器集集成到一一次設(shè)備備智能組件件基本功功能要求求測量數(shù)字字化、控控制網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化、狀狀態(tài)可視視化可集成計計量、保保護功能能就地安置置在宿主主設(shè)備旁旁邊支持在線線調(diào)試設(shè)備功能能測量單元元統(tǒng)一斷面面實時數(shù)數(shù)據(jù)同步步采集，，帶精確確的絕對對時標基于三態(tài)態(tài)數(shù)據(jù)（（穩(wěn)態(tài)、、暫態(tài)、、動態(tài)））的綜合合測控，，進行全全站數(shù)據(jù)據(jù)的統(tǒng)一一采集及及標準方方式輸出出具備電能能質(zhì)量的的數(shù)據(jù)測測量功能能控制單元元具有全站站防止電電氣誤操操作閉鎖鎖功能具有本間間隔程序序化操作作功能支持網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化控制制功能設(shè)備功能能保護單元元遵守繼電電保護基基本原則則雙重化配配置的兩兩套保護護，其信信息輸入入輸出環(huán)環(huán)節(jié)應(yīng)完完全獨立立采用電子子式互感感器時，，應(yīng)優(yōu)化化保護原原理判據(jù)據(jù)、提高高性能監(jiān)測單元元擴展自診診斷范圍圍，提高高準確性性和時效效性具有通過過傳感器器自動采采集和從從生產(chǎn)管管理系統(tǒng)統(tǒng)自動復復制獲取取設(shè)備狀狀態(tài)信息息的能力力傳感器可可外置、、內(nèi)置，，傳感器器的接入入應(yīng)不影影響高壓壓設(shè)備的的安全運運行設(shè)備功能能計量單元元分時段、、需量電電能量自自動采集集、處理理、傳輸輸、存儲儲應(yīng)具備可可靠的數(shù)數(shù)字量或或模擬量量輸入接接口，用用于接收收合并單單元輸出出的信號號針對不同同計量單單元特點點制定各各方認可可的檢定定和溯源源規(guī)程通信單元元完全自描描述的通通信信息息與模型型報文丟包包及數(shù)據(jù)據(jù)完整性性甄別功功能按優(yōu)先級級傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)據(jù)，流量量可控根據(jù)IEC62351標準，采采用信息息安全技技術(shù)系統(tǒng)功能能（基本本功能））系統(tǒng)功能能應(yīng)高度度集成一一體化數(shù)據(jù)源應(yīng)應(yīng)統(tǒng)一、、標準化化、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)共享智能設(shè)備備之間應(yīng)應(yīng)實現(xiàn)進進一步的的互聯(lián)互互通，支支持采用用系統(tǒng)級級的運行行控制策策略系統(tǒng)功能能（基本本功能））源端維護護維護時在在變電站站利用統(tǒng)統(tǒng)一配置置工具進進行配置置，生成成標準配配置文件件。監(jiān)控控系統(tǒng)與與調(diào)度/集控系統(tǒng)統(tǒng)可自動動獲得變變電站標標準配置置文件，，并自動動導入到到自身系系統(tǒng)數(shù)據(jù)據(jù)庫中。。電能質(zhì)量量評估與與決策宜實現(xiàn)包包含諧波波、電電壓閃變變、三三相不平平衡等監(jiān)監(jiān)測在內(nèi)內(nèi)的電能能質(zhì)量監(jiān)監(jiān)測、分分析與與決策的的功能，，為電電能質(zhì)量量的評估估和治理理提供依依據(jù)。系統(tǒng)功能能（高級級功能））設(shè)備狀態(tài)態(tài)可視化化應(yīng)采集主主要一次次設(shè)備（（變壓器器、斷路路器等））狀態(tài)信信息，進進行可視視化展示示并發(fā)送送到上級級系統(tǒng)，，為電網(wǎng)網(wǎng)實現(xiàn)基基于狀態(tài)態(tài)檢測的的設(shè)備全全壽命周周期綜合合優(yōu)化管管理提供供基礎(chǔ)數(shù)數(shù)據(jù)支撐撐智能告警警及分析析決策應(yīng)建立變變電站故故障信息息的邏輯輯和推理理模型，，實現(xiàn)現(xiàn)對故障障告警信信息的分分類和過過濾，對對變電電站的運運行狀態(tài)態(tài)進行在在線實時時分析和和推理，，自動報報告變電電站異常常并提出出故障處處理指導導意見。。系統(tǒng)功能能（高級級功能））故障信息息綜合分分析決策策宜在故障障情況下下對包括括SOE信號及保保護裝置置、相相量測量量、故故障錄波波等數(shù)據(jù)據(jù)進行數(shù)數(shù)據(jù)挖掘掘、多專專業(yè)綜合合分析，，并將變變電站故故障分析析結(jié)果以以簡潔明明了的可可視化界界面綜合合展示。。支撐經(jīng)經(jīng)濟運運行與與優(yōu)化化控制制應(yīng)綜合合利用用變壓壓器自自動調(diào)調(diào)壓、、無無功補補償設(shè)設(shè)備自自動調(diào)調(diào)節(jié)等等手段段，支支持持變電電站及及智能能電網(wǎng)網(wǎng)調(diào)度度技術(shù)術(shù)支持持系統(tǒng)統(tǒng)安全全經(jīng)濟濟運行行及優(yōu)優(yōu)化控控制。。系統(tǒng)功功能（（高級級功能能）站域控控制利用對對站內(nèi)內(nèi)信息息的集集中處處理、、判斷斷，實實現(xiàn)站站內(nèi)安安全自自動控控制裝裝置（（如備備自投投、母母線分分合運運行））的協(xié)協(xié)調(diào)工工作，，適應(yīng)應(yīng)系統(tǒng)統(tǒng)運行行方式式的要要求與外部系統(tǒng)統(tǒng)信息交互互具有與大用用戶、電源源等外部系系統(tǒng)進行信信息交換的的功能，能能轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)關(guān)設(shè)備線運運行狀況等等相關(guān)信息息。其它內(nèi)容輔助設(shè)施配置視頻監(jiān)監(jiān)控、安防防系統(tǒng)照明系統(tǒng)提提倡太陽能能、地熱、、風能等清清潔能源供供電站用電源（（直流、交交流、逆變變、UPS）一體化考考慮、一體化設(shè)計計、一體化化監(jiān)控溫度、濕度度等環(huán)境因因素都需監(jiān)監(jiān)控其它內(nèi)容變電站設(shè)計計：優(yōu)化、、節(jié)約、高高效和環(huán)保保調(diào)試與驗收收：設(shè)備調(diào)調(diào)試工具和和手段運行維護：：智能化、、安全性檢測評估：：智能化測測試和評估估目錄主要內(nèi)容

背景概述智能變電站站標準化概概要

熱點問題智能變電站站與數(shù)字化化變電站數(shù)字化變電電站電子式互感感器用于擴擴大數(shù)字化化技術(shù)范圍圍、統(tǒng)一簡簡化采集源源IEC61850解決信息建建模和互操操作問題智能變電站站的重要特特征體現(xiàn)““智能”設(shè)備智能化化+高級智能應(yīng)應(yīng)用數(shù)字化變電電站技術(shù)是是智能變電電站的一部部分智能變電站站是變電站站整體技術(shù)術(shù)的跨越單元、裝置置與設(shè)備單元強調(diào)實實現(xiàn)的功能能，主要是是邏輯概念，，非物理實實物，功能實現(xiàn)現(xiàn)可以跨越越多個裝置置，可以是是裝置的一一部分。此此概念同IEC61850相同。裝置是單元元或者部分分單元的物理載體，，具有物理理形態(tài)。在常規(guī)變變電站中，，單元和裝裝置的概念念是重合的的，但在數(shù)數(shù)字化變電電站中開始始分離設(shè)備也是一一個物理概念，大于裝置置。智能設(shè)設(shè)備是一系系列一次設(shè)設(shè)備、功能能的集合現(xiàn)階段智能能變電站建建設(shè)關(guān)注點點智能變電站站繼電保護護的相關(guān)要要求雙重化配置置應(yīng)遵循完完全獨立的的原則直接采樣直接跳閘閉鎖、啟動動信號GOOSE組網(wǎng)SV網(wǎng)絡(luò)、GOOSE網(wǎng)絡(luò)、站控控層MMS網(wǎng)絡(luò)完全獨獨立分布式母差差智能變電站站設(shè)計方面面的要求宜采用智能能設(shè)備在線監(jiān)測范范圍視頻與安防防變電站智能能化改造常規(guī)站改造造一次設(shè)備增增設(shè)狀態(tài)監(jiān)監(jiān)測單元全站IEC61850，取消協(xié)議議轉(zhuǎn)換設(shè)備備增加高級應(yīng)應(yīng)用對外統(tǒng)一接接口支持信息一一體化平臺臺變電站智能能化改造數(shù)字化站改改造一次設(shè)備增增設(shè)狀態(tài)監(jiān)監(jiān)測單元保持現(xiàn)有過過程層數(shù)字字化應(yīng)用水水平增加高級應(yīng)應(yīng)用輔助系統(tǒng)智智能化線路側(cè)PT、在運互感感器不宜改改造謝謝，請指指正！吳在軍東南大學電電氣工程程學院江蘇省南京京市四牌樓樓2號210096zjwu@139517291699、靜夜四無無鄰，荒居居舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。14:08:0014:08:0014:0812/29/20222:08:00PM11、以我獨獨沈久，，愧君相相見頻。。。12月-2214:08:0014:08Dec-2229-Dec-2212、故人江海海別，幾度度隔山川。。。14:08:0014:08:0014:08Thursday,December29,202213、乍乍見見翻翻疑疑夢夢，，相相悲悲各各問問年年。。。。12月月-2212月月-2214:08:0014:08:00December29,202214、他鄉(xiāng)生白白發(fā)，舊國國見青山。。。29十二二月20222:08:00下下午14:08:0012月-2215、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二月222:08下下午12月-2214:08December29,202216、行行動動出出成成果果，，工工作作出出財財富富。。。。2022/12/2914:08:0014:08:0029December202217、做前前，能能夠環(huán)環(huán)視四四周；；做時時，你你只能能或者者最好好沿著著以腳腳為起起點的的射線線向前前。。。2:08:00下下午2:08下下午午14:08:0012月月-229、沒有失敗敗，只有暫暫時停止成成功！。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多事事情努力力了未必必有結(jié)果果，但是是不努力力卻什么么改變也也沒有。。。14:08:0014:08:0014:0812/29/20222:08:00PM11、成功就是日日復一日那一一點點小小努努力的積累。。。12月-2214:08:0014:08Dec-2229-Dec-2212、世間間成事事，不不求其其絕對對圓滿滿，留留一份份不足足，可可得無無限完完美。。。14:08:0014:08:0014:08Thursday,December29,202213、不知香積積寺，數(shù)里里入云峰。。。12月-2212月-2214:08:0014:08:00December29,202214、意志堅強的的人能把世界界放在手中像像泥塊一樣任任意揉捏。29十二月月20222:08:00下午14:08:0012月-2215、楚塞三三湘接，，荊門九九派通。。。。十二月222:08下午午12月-2214:08December29,202216、少年十五五二十時，，步行奪得得胡馬騎。。。2022/12/2