電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及應(yīng)用電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及應(yīng)用智能變電站技術(shù)1常規(guī)變電站綜合自動化系統(tǒng)存在的主要問題2智能變電站概念3智能變電站技術(shù)優(yōu)于數(shù)字化變電站4智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)5智能變電站典型應(yīng)用特征7智能變電站與常規(guī)變電站比較8虛端子與虛回路9軟壓板概念6智能變電站體現(xiàn)出的“新”1常規(guī)變電站綜合自動化系統(tǒng)存在的主要問題常規(guī)變電站綜合自動化系統(tǒng)存在的主要問題01目前電力系統(tǒng)中大量的變電站采用了自動化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無人值班。變電站自動化技術(shù)經(jīng)過了三十年的發(fā)展也逐步成熟和完善，在提高電網(wǎng)自動化水平和輸配電可靠性等方面發(fā)揮著重要的作用。然而隨著非常規(guī)互感器、智能電力設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以及IEC61850變電站通訊標(biāo)準(zhǔn)的推廣應(yīng)用，常規(guī)的變電站綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)架體系越來越不能適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展，主要存在以下幾個方面的問題：1.沒有統(tǒng)一的變電站自動化系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)廠家各自為政，應(yīng)用不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。變電站自動化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、自動化系統(tǒng)模式及管理標(biāo)準(zhǔn)等；常規(guī)變電站綜合自動化系統(tǒng)存在的主要問題012.沒有實(shí)現(xiàn)傳輸規(guī)約和傳輸網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化。不同廠家設(shè)備間通信協(xié)議和接口兼容性差，造成不同廠家的設(shè)備間互換性、互操作性差，給變電站設(shè)備維護(hù)帶來困難，同時還造成各廠家設(shè)備技術(shù)重復(fù)開發(fā)，浪費(fèi)人力物力；3.一次設(shè)備的數(shù)字化、信息化不夠。常規(guī)變電站自動化架構(gòu)體系是基于傳統(tǒng)互感器和一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，沒有真正實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的數(shù)字化，缺乏一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視信息，通常設(shè)備只能采用計劃檢修，而不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修。非智能一次設(shè)備也不能實(shí)現(xiàn)例如按波形控制合閘等智能控制功能；4.可擴(kuò)展性差。由于技術(shù)的發(fā)展，二次設(shè)備廠家的產(chǎn)品經(jīng)常需要升級、擴(kuò)容和維護(hù)，而常規(guī)的變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不能滿足設(shè)備間的互操作性，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的“即插即用”，因此，在需要系統(tǒng)擴(kuò)展和設(shè)備更新時給用戶帶來了一系列的問題。2智能變電站概念智能變電站概念02隨著智能化開關(guān)、非常規(guī)互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成熟，以及計算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時系統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用，勢必對已有的變電站自動化技術(shù)產(chǎn)生深刻影響，全數(shù)字化、智能化的變電站自動化系統(tǒng)投入運(yùn)行并大量建設(shè)。在堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六個環(huán)節(jié)之中，變電環(huán)節(jié)占據(jù)著相當(dāng)重要的地位，智能變電站因此成為建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分，是連接發(fā)電和用電的樞紐，是整個電網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。隨著應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、開放協(xié)議、一次設(shè)備在線監(jiān)測、變電站全景電力數(shù)據(jù)平臺、電力信息接口標(biāo)準(zhǔn)等方面的發(fā)展，驅(qū)動了變電站一、二次設(shè)備技術(shù)的融合以及變電站運(yùn)行方式的變革，由此逐漸形成了完備的智能變電站技術(shù)體系。智能變電站概念02智能即為人性化，就是把變電站做成像人在調(diào)節(jié)一樣，當(dāng)?shù)蛪贺?fù)荷量增加時變電站送出滿足增加負(fù)荷量的電量，當(dāng)?shù)蛪贺?fù)荷量減小時，變電站送出電量隨之減少，確保節(jié)省能源。依據(jù)國網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》的規(guī)定，智能變電站定義為采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能，實(shí)現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調(diào)度等互動的變電站。智能變電站概念02智能化變電站以先進(jìn)的信息化、自動化和分析技術(shù)為基礎(chǔ)，靈活、高效且可靠地滿足發(fā)電、用電對電網(wǎng)提出的各種需求，實(shí)現(xiàn)提高電網(wǎng)安全性、可靠性、靈活性和資源優(yōu)化配置水平的目標(biāo)。變電站又是電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)連接線路和輸送電能，擔(dān)負(fù)著變換電壓等級，匯集電流，分配電能，控制電能流向和調(diào)整電壓等功能。變電站的智能化運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)之一。智能變電站概念02智能變電站主要包括智能高壓設(shè)備和變電站統(tǒng)一信息平臺。智能高壓設(shè)備主要包括智能變壓器、智能高壓開關(guān)設(shè)備、電子式互感器等。智能變壓器與控制系統(tǒng)依靠通信光纖相連，可及時掌握變壓器狀態(tài)參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)。當(dāng)運(yùn)行方式發(fā)生改變時，設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)的電壓、功率情況，決定是否調(diào)節(jié)分接頭；當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常時，會發(fā)出預(yù)警并提供狀態(tài)參數(shù)等，在一定程度上降低運(yùn)行管理成本，減少隱患，提高變壓器運(yùn)行可靠性。智能高壓開關(guān)設(shè)備是具有較高性能的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，配有電子設(shè)備、傳感器和執(zhí)行器，具有監(jiān)測和診斷功能。電子式互感器是指純光纖互感器、磁光玻璃互感器等，可有效克服傳統(tǒng)電磁式互感器的缺點(diǎn)。3智能變電站技術(shù)優(yōu)于數(shù)字化變電站智能變電站技術(shù)優(yōu)于數(shù)字化變電站03數(shù)字化變電站技術(shù)是在變電站綜合自動化基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的階段性技術(shù)，其本質(zhì)特點(diǎn)是變電站實(shí)現(xiàn)了一、二次設(shè)備就地數(shù)字化和數(shù)據(jù)光纜傳輸技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。建立全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信平臺，側(cè)重于在統(tǒng)一通信平臺的基礎(chǔ)上提高變電站內(nèi)設(shè)備與系統(tǒng)間的互操作性；要求站內(nèi)應(yīng)用的所有微機(jī)裝置滿足統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，擁有統(tǒng)一的接口，以實(shí)現(xiàn)互操作性，實(shí)現(xiàn)了一、二次設(shè)備的初步融合。智能變電站技術(shù)優(yōu)于數(shù)字化變電站03而智能變電站更側(cè)重于運(yùn)行與管理，是在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)之上，賦予了更多的“智能”特征，進(jìn)一步增加高級應(yīng)用，完善變電站的智能化應(yīng)用與管理。如監(jiān)控管理一體化系統(tǒng)，利用了大量數(shù)字信息來完成一些分布功能、自動控制功能；是在數(shù)字化變電站技術(shù)的基礎(chǔ)上，對變電站信息進(jìn)行了綜合分析利用，實(shí)現(xiàn)了一、二次設(shè)備的智能化，允許管理的自動化、操作監(jiān)視的智能化等。數(shù)字化變電站主要強(qiáng)調(diào)手段，而智能變電站更強(qiáng)調(diào)目的。智能變電站技術(shù)優(yōu)于數(shù)字化變電站03智能變電站注重變電站之間、變電站與調(diào)度中心之間的信息的統(tǒng)一與功能的層次化，以在全網(wǎng)范圍內(nèi)提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平為目標(biāo)實(shí)現(xiàn)一、二次設(shè)備的一體化、智能化整合和集成；需要滿足間歇性電源“即插即用”的技術(shù)要求。在信息采集方面：數(shù)字化變電站對數(shù)據(jù)的全面數(shù)字化采集、傳輸和共享，而智能變電站全面覆蓋的智能傳感器根據(jù)分析要求進(jìn)行采集；在通信方面：數(shù)字化變電站采用高速可靠的數(shù)字化通信，而智能變電站采用多種通訊介質(zhì)實(shí)現(xiàn)的集成的、雙向的通信；在決策方面：數(shù)字化變電站根據(jù)系統(tǒng)實(shí)時狀態(tài)給出準(zhǔn)確的處置方案，而智能變電站實(shí)時評估，快速判斷，并自動生成控制策略；在控制方面：數(shù)字化變電站根據(jù)輔助決策結(jié)果進(jìn)行人工控制，而智能變電站，智能控制系統(tǒng)對人工的代替，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自愈。智能變電站技術(shù)優(yōu)于數(shù)字化變電站03智能變電站與數(shù)字變電站的區(qū)別主要體現(xiàn)在：一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與一次設(shè)備智能化；一體化信息平臺與智能高級應(yīng)用；輔助系統(tǒng)智能化。4智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04智能變電站著重強(qiáng)調(diào)對一次設(shè)備自動控制以及二次設(shè)備系統(tǒng)組織，同時采用高效快捷的網(wǎng)絡(luò)通信方式建立起二者之間的交流通道。根據(jù)IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)提出的變電站三層功能結(jié)構(gòu)，國內(nèi)智能變電站實(shí)施過程中應(yīng)用較多的是“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)，也提出過“三層三網(wǎng)”結(jié)構(gòu)及“三層一網(wǎng)”結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)配置上差異較大。當(dāng)前最經(jīng)典的智能變電站二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)。三層：站控層、間隔層、過程層；兩網(wǎng)：站控層網(wǎng)絡(luò)、過程層網(wǎng)絡(luò)。站控層網(wǎng)絡(luò)、過程層網(wǎng)絡(luò)物理上相互獨(dú)立。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04智能變電站典型“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)示意圖智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)041.三層設(shè)備一次設(shè)備和二次設(shè)備的結(jié)合面被稱之為過程層，或者說過程層是指智能化一次設(shè)備的智能化部分，包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流／電壓互感器等一次設(shè)備及其所屬的智能組件，以及獨(dú)立的微機(jī)裝置。如電子式互感器、合并單元、智能終端等，完成一次設(shè)備的“智能化”功能，如實(shí)時運(yùn)行電氣量的采集、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測、控制命令的執(zhí)行等。（1）過程層。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04過程層設(shè)備主要作用：①實(shí)時電氣量檢測。如電流、電壓以及諧波分量等參數(shù)的檢測。②運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)在線檢測與統(tǒng)計。變電站需要進(jìn)行狀態(tài)參數(shù)檢測的設(shè)備主要有變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、電容器、電抗器以及直流電源系統(tǒng)。在線檢測的內(nèi)容主要有溫度、壓力、密度、絕緣、機(jī)械特性以及工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)。③對各種操作進(jìn)行執(zhí)行和控制。如變壓器分接頭調(diào)節(jié)控制；電容、電抗器投/切控制；斷路器、隔離開關(guān)合/分控制等。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04過程層的控制執(zhí)行與驅(qū)動大部分是被動的，即按上層控制指令而動作，在執(zhí)行控制命令時具有智能性，能判別命令的真?zhèn)渭捌浜侠硇裕€能對即將進(jìn)行的動作精度進(jìn)行控制，能使斷路器定相合閘，選相分閘，在選定的相角下實(shí)現(xiàn)斷路器的關(guān)/合或開/斷。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04間隔層設(shè)備一般指變電站每個間隔的保護(hù)裝置、測控裝置、故障錄波、計量裝置等二次設(shè)備。間隔層一般按斷路器間隔劃分，保護(hù)裝置負(fù)責(zé)該間隔線路、變壓器等設(shè)備的保護(hù)、故障記錄等，測控裝置負(fù)責(zé)該間隔的測量、監(jiān)視、斷路器的操作控制和閉鎖，以及時間順序記錄等。間隔層設(shè)備主要作用：采集本間隔一次設(shè)備的信號并對一次設(shè)備產(chǎn)生保護(hù)、控制和監(jiān)視作用，并將相關(guān)信息上送給站控層設(shè)備和接收站控層設(shè)備的命令。（2）間隔層。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04站控層（也叫變電站層）由自動化站級監(jiān)視控制系統(tǒng)、監(jiān)控主機(jī)、遠(yuǎn)動工作站、操作員工作站、對時系統(tǒng)等組成，提供變電站運(yùn)行的人機(jī)聯(lián)系界面，實(shí)現(xiàn)面向全站設(shè)備的監(jiān)視、控制、告警及信息交互與遠(yuǎn)方調(diào)度中心聯(lián)系。（3）站控層。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04站控層設(shè)備主要作用：①通過兩級高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶?shí)時數(shù)據(jù)信息，不斷刷新實(shí)時數(shù)據(jù)庫，按時登錄歷史數(shù)據(jù)庫；②按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心；③接收調(diào)度或控制中心有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)送間隔層、過程層執(zhí)行；④具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能；⑤具有（或備有）站內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控，人機(jī)聯(lián)系功能，如顯示、操作、打印、報警，甚至圖像、聲音等多媒體功能；⑥具有對間隔層、過程層諸設(shè)備的在線維護(hù)、在線組態(tài)，在線修改參數(shù)的功能；⑦具有（或備有）變電站故障自動分析和操作培訓(xùn)功能。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)042.兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)三層設(shè)備之間通過網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和信息共享。間隔層設(shè)備與站控層設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)稱之為站控層網(wǎng)絡(luò)，過程層設(shè)備與間隔層設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)稱為過程層網(wǎng)絡(luò)。站控層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)站控層內(nèi)部以及站控層與間隔層之間的數(shù)據(jù)傳輸，過程層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)過程層內(nèi)部以及間隔層與過程層之間的數(shù)據(jù)傳輸。間隔層設(shè)備之間的通信，物理上可以映射到站控層網(wǎng)絡(luò)，也可以映射到過程層網(wǎng)絡(luò)。全站的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用高速工業(yè)以太網(wǎng)組成。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04站控層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括站控層中心交換機(jī)和間隔交換機(jī)。間隔交換機(jī)與中心交換機(jī)通過光纖連成同一物理網(wǎng)絡(luò)。站控層制造報文規(guī)范（MMS）網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)傳輸全站的實(shí)時數(shù)據(jù)信息；實(shí)現(xiàn)變電站與調(diào)度或控制中心的數(shù)據(jù)交互；實(shí)現(xiàn)對間隔層、過程層設(shè)備的在線維護(hù)；實(shí)現(xiàn)全站IED設(shè)備的信息共享、互操作等功能。（1）站控層網(wǎng)絡(luò)。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04過程層網(wǎng)絡(luò)包括GOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)。GOOSE網(wǎng)用于間隔層和過程層設(shè)備之間的狀態(tài)與控制數(shù)據(jù)交換。GOOSE網(wǎng)一般按電壓等級配置，220kV以上電壓等級采用雙網(wǎng)，保護(hù)裝置與本間隔的智能終端之間采用GOOSE點(diǎn)對點(diǎn)通信方式。SV網(wǎng)用于間隔層和過程層設(shè)備之間的采樣值傳輸，保護(hù)裝置與本間隔的合并單元之間也采用點(diǎn)對點(diǎn)的方式接入SV數(shù)據(jù)。也就是我們常說的“直采直跳”。網(wǎng)絡(luò)代替電纜，使變電站原來復(fù)雜的二次回路轉(zhuǎn)變成簡單的網(wǎng)絡(luò)形式。（2）過程層網(wǎng)絡(luò)。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04按照報文傳輸格式，智能化變電站通信網(wǎng)絡(luò)分為三類，即數(shù)據(jù)采樣SV（SMV）、控制信號（GOOSE）、信息管理（MMS）。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，廣泛采用客戶-服務(wù)器模式。就每個信息傳送而言，提供信息的一端叫服務(wù)端，接受信息的一端叫客戶端，因此對于每個IED裝置而言就是對外提供MMS，GOOSE，SV通信服務(wù)。（3）智能化變電站通信網(wǎng)絡(luò)的三種通信服務(wù)模型智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04智能變電站間隔層IED智能終端對外提供的三種通信服務(wù)是實(shí)施智能變電站通信系統(tǒng)的重要內(nèi)容：①M(fèi)MS通信服務(wù)用于間隔層保護(hù)、測控裝置（IED）對站控層的通信。如保護(hù)動作信息、異常告警信息、定值信息、錄波信息等；②GOOSE通信服務(wù)用于間隔層保護(hù)、測控裝置（IED）與過程層智能終端之間的狀態(tài)變位及控制信息通信。如狀態(tài)信息、跳閘命令等；③SV通信服務(wù)用于間隔層保護(hù)、測控裝置（IED）與合并單元之間采集值信息傳輸。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的三種通信服務(wù)模型示意圖智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)043.時間同步系統(tǒng)電力系統(tǒng)是時間相關(guān)系統(tǒng)，電壓、電流、相角等參數(shù)都是基于時間的波形。為保證全網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)的時間一致性，根據(jù)《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，智能變電站的時間同步系統(tǒng)應(yīng)能接收北斗和GPS授時信號(優(yōu)先北斗)對全站智能電子設(shè)備（IED）和系統(tǒng)進(jìn)行授時，時鐘同步精度優(yōu)于1μs。應(yīng)支持IRIG-B碼、秒脈沖對時方式。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04變電站時間同步是指時鐘裝置通過物理連接方式為站內(nèi)所有帶時間的電氣設(shè)備提供時間同步信號。時鐘裝置主要分為主時鐘裝置和從時鐘裝置，主時鐘可接受衛(wèi)星授時信號及地面授時信號從而同步裝置時間，輸出時間信號為變電站被授時裝置授時；從時鐘裝置接收主時鐘輸出的IRIG-B碼信號作為同步信號源完成時間同步，再輸出時間信號為其他被授時設(shè)備授時。主時鐘部署于站控層，從時鐘一般部署于變電站小室。各級調(diào)度機(jī)構(gòu)應(yīng)配置一套時間同步系統(tǒng)。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04變電站典型時間同步系統(tǒng)結(jié)構(gòu)智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)044.110kV智能變電站結(jié)構(gòu)體系的一種配置方案不同電壓等級的智能變電站體系結(jié)構(gòu)因重要性和功能性不同而有所區(qū)別，110kV智能變電站裝置常按單套配置，保護(hù)直接采樣、直接跳閘，當(dāng)接入元件數(shù)較多時，可采用分布式保護(hù)。分布式保護(hù)由主單元和若干個子單元組成，主單元實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，子單元執(zhí)行采樣、跳閘功能。通用面向?qū)ο蟮淖冸娬臼录?GOOSE)網(wǎng)絡(luò)、采樣值(SV)網(wǎng)絡(luò)組成單網(wǎng)運(yùn)行，制造報文規(guī)范(MMS)網(wǎng)絡(luò)組成單網(wǎng)運(yùn)行，下圖為110kV智能變電站典型的結(jié)構(gòu)體系圖。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04110kV智能變電站典型結(jié)構(gòu)體系圖智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)045.220kV智能變電站結(jié)構(gòu)體系的一種配置方案智能變電站的220kV變壓器保護(hù)（包括非電量保護(hù)）按雙重化進(jìn)行配置。主變壓器各側(cè)均配置獨(dú)立的測控裝置及一套本體測控裝置。110kV變壓器保護(hù)按單套配置，每套保護(hù)包含完整的主、后備保護(hù)功能；變壓器各側(cè)合并單元按單套配置，中性點(diǎn)電流、間隙電流并入高壓側(cè)合并單元。220kV線路配置兩套獨(dú)立的保護(hù)裝置，配置一套測控裝置。110kV側(cè)線路配置一套保護(hù)測控一體化裝置。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)0435kV及以下電壓等級側(cè)采用保護(hù)測控一體化設(shè)備，按間隔單套配置。電壓、電流通過直接對常規(guī)互感器或低功率互感器采樣的方式完成；斷路器、隔離開關(guān)位置等開關(guān)量信息通過硬觸點(diǎn)直接采集；斷路器的跳/合閘通過硬觸點(diǎn)直接控制方式完成?？玳g隔開關(guān)量信息交換采用站控層GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸。GOOSE網(wǎng)絡(luò)、SV網(wǎng)絡(luò)組成雙網(wǎng)運(yùn)行，MMS網(wǎng)絡(luò)組成雙網(wǎng)運(yùn)行。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04220kV智能變電站典型結(jié)構(gòu)體系示意圖智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)046．智能變電站與綜合自動化變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式差異常規(guī)變電站綜合自動化系統(tǒng)由站控層、間隔層兩層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，站控層設(shè)備由帶數(shù)據(jù)庫的計算機(jī)、操作員工作站、遠(yuǎn)方通信接口等組成，間隔層主要包括變電站的保護(hù)、測控、計量等二次設(shè)備。未統(tǒng)一建模，采用多種規(guī)約，變電站存在監(jiān)控、保護(hù)等多個網(wǎng)絡(luò)；互感器、一次設(shè)備通過常規(guī)控制電纜硬接線方式實(shí)現(xiàn)與間隔層設(shè)備互感器模擬量、開關(guān)量的信息交換。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04智能變電站自動化系統(tǒng)為站控層、間隔層和過程層三層結(jié)構(gòu)，全部采用了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一建模。站控層、間隔層設(shè)備構(gòu)成與常規(guī)綜自站差異不大，但功能及網(wǎng)絡(luò)方面發(fā)生了較大的變化。實(shí)現(xiàn)了信息統(tǒng)一建模，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互連互通，設(shè)備之間的電纜連接變?yōu)楣饫w連接；過程層由傳統(tǒng)的電流、電壓互感器逐步改變?yōu)殡娮邮交ジ衅?，通過合并單元接入裝置，配置了智能化一次設(shè)備；在智能變電站內(nèi)，設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的I/O接口，而是通過網(wǎng)絡(luò)直接相聯(lián)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享；站控層實(shí)現(xiàn)了順序控制、一體化五防、智能告警等智能化的高級應(yīng)用功能。實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備和二次設(shè)備在線監(jiān)測，設(shè)備狀態(tài)檢修替代計劃檢修。智能變電站自動化系統(tǒng)典型的三層體系結(jié)構(gòu)04常規(guī)變電站綜合自動化系統(tǒng)與智能變電站結(jié)構(gòu)形式的差異圖5智能變電站典型應(yīng)用特征智能變電站典型應(yīng)用特征05智能變電站與綜自變電站不同，除了關(guān)注站內(nèi)設(shè)備及變電站本身可靠性外，更關(guān)注自身的自診斷和自治功能，做到設(shè)備故障提早預(yù)防、預(yù)警，并可以在故障發(fā)生時，自動將設(shè)備故障帶來的供電損失降至最低。高可靠性的設(shè)備是變電站堅強(qiáng)的基礎(chǔ)，綜合分析、自動協(xié)同控制是變電站智能的關(guān)鍵，設(shè)備信息數(shù)字化、功能集成化、結(jié)構(gòu)緊湊化是發(fā)展方向。智能變電站主要應(yīng)用特征體現(xiàn)在：智能變電站典型應(yīng)用特征051.高壓設(shè)備智能化。變電站的一次高壓設(shè)備主要有變壓器、斷路器、互感器、避雷器、電容器等，是電網(wǎng)電能傳輸?shù)幕締卧?。一次設(shè)備的智能化是利用配置智能組件（智能組件由若干智能電子設(shè)備組成，承擔(dān)與宿主設(shè)備相關(guān)的測量、控制和監(jiān)測等基本功能）與一次設(shè)備本體的有機(jī)結(jié)合，集狀態(tài)監(jiān)測、監(jiān)控、保護(hù)、通訊等功能于一身的電氣一次設(shè)備，使用標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議與信息管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。智能變電站典型應(yīng)用特征05一次設(shè)備的智能化改變了傳統(tǒng)綜合自動化變電站保護(hù)測控裝置的結(jié)構(gòu)，如圖所示。智能一次設(shè)備逐漸向集成化、結(jié)構(gòu)一體化轉(zhuǎn)變，間隔層保護(hù)測控裝置模/數(shù)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)移入電子式互感器，代之以高速數(shù)據(jù)接口。間隔層保護(hù)測控裝置開關(guān)量輸出DO、輸入DI移入智能化斷路器，保護(hù)裝置發(fā)布命令，由一次設(shè)備的執(zhí)行器來執(zhí)行操作。一、二次設(shè)備融合更加緊密。智能變電站典型應(yīng)用特征05間隔層保護(hù)測控裝置結(jié)構(gòu)的演變示意圖智能變電站典型應(yīng)用特征052.二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。智能變電站采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，將二次系統(tǒng)分為過程層、間隔層、站控層三層，采用全站信息的網(wǎng)絡(luò)化傳輸，通過面向通用對象的變電站事件(GOOSE)網(wǎng)絡(luò)、采樣值(SV)網(wǎng)絡(luò)傳輸跳合閘信息、采樣信息、控制信息等。智能變電站設(shè)備之間的連接全部采用網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)I/O現(xiàn)場接口。傳統(tǒng)的硬件設(shè)備被分布式網(wǎng)絡(luò)化功能所取代，控制功能的實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)信息的交互和共享，而不是依賴硬件設(shè)備的冗余。采用光纖代替電纜，利用光纖網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息共享。光纖網(wǎng)絡(luò)的虛端子邏輯連接代替了傳統(tǒng)模擬電纜的端子的物理連接，虛端子代替了物理端子，邏輯連接代替了物理連接。智能變電站典型應(yīng)用特征05智能變電站的光纖網(wǎng)絡(luò)代替綜自變電站的電纜實(shí)物圖例智能變電站典型應(yīng)用特征053.全站信息數(shù)字化。智能變電站從數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、跳/合閘命令的發(fā)送，均采用數(shù)字化信息。數(shù)字化信息也方便智能變電站與相鄰變電站調(diào)度總站以及用戶之間的通信。信息采集實(shí)現(xiàn)就地化。智能化一次設(shè)備可以看作將常規(guī)二次設(shè)備的部分或全部功能在設(shè)備端實(shí)現(xiàn)，就地化與一次設(shè)備融合安裝，實(shí)現(xiàn)設(shè)備本體信息就地采集與控制命令就地執(zhí)行，省去大量信號電纜和控制電纜，表現(xiàn)為一次設(shè)備自帶測量和保護(hù)功能，與管理系統(tǒng)的連接僅為通信網(wǎng)絡(luò)。智能變電站典型應(yīng)用特征05智能化變電站不同發(fā)展階段信息采集就地化的演變智能變電站典型應(yīng)用特征054.信息共享標(biāo)準(zhǔn)化。智能變電站采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，使變電站自動化系統(tǒng)建立了標(biāo)準(zhǔn)化信息模型，全站的數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一格式、統(tǒng)一編號存放在一起，應(yīng)用時按照統(tǒng)一檢索方式、統(tǒng)一存取機(jī)制進(jìn)行。通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一建模，使智能變電站的站控層可以獲得同步、全站、唯一、標(biāo)準(zhǔn)的“高質(zhì)量”數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)站內(nèi)/外信息共享。其意義主要體現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備的互操作性、實(shí)現(xiàn)變電站的信息共享和簡化系統(tǒng)的維護(hù)、配置和工程實(shí)施，避免了不同功能應(yīng)用時對相同信息的重復(fù)建設(shè)。智能變電站典型應(yīng)用特征055.高級應(yīng)用互動化。智能變電站的高級應(yīng)用，包括設(shè)備狀態(tài)檢修、綜合故障診斷、自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等。智能變電站建立變電站內(nèi)全景數(shù)據(jù)的信息一體化系統(tǒng)，供各子系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化存取訪問以及和調(diào)度等其他系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化交互；滿足變電站集約化管理、順序控制等要求，并可與相鄰變電站、電源(包括可再生能源)、用戶之間的協(xié)同互動，支撐各級電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。智能化變電站的特點(diǎn)是通過采用先進(jìn)的電子式傳感器、電子、信息、通信、控制、人工智能等技術(shù)，以智能化的一次設(shè)備和統(tǒng)一的信息平臺為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)變電站的實(shí)時全景監(jiān)測、自動運(yùn)行控制、設(shè)備狀態(tài)的檢修、運(yùn)行狀態(tài)的自適應(yīng)、智能分析決策等功能，對智能電網(wǎng)進(jìn)行安全狀態(tài)評估、預(yù)警和控制，優(yōu)化智能系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)新能源的實(shí)時接入和退出，并與調(diào)度中心、電源及相關(guān)變電站能夠協(xié)同互動提供支撐。6智能變電站體現(xiàn)出的“新”智能變電站體現(xiàn)出的“新”06與綜合自動化變電站相比，智能變電站的“新”體現(xiàn)在新設(shè)備、新標(biāo)準(zhǔn)、新體系結(jié)構(gòu)、新功能、新應(yīng)用等方面。如IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系、電子式互感器、智能化一次設(shè)備、光纖物理回路、邏輯虛回路、一體化監(jiān)控系統(tǒng)等新技術(shù)以及新設(shè)備等。1.新裝備，新設(shè)備。電子式互感器實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采樣的數(shù)字化，解決了常規(guī)電磁式互感器磁飽和問題、控制電纜引起的電磁干擾問題以及二次回路復(fù)雜問題；合并單元實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采樣的共享化；智能終端實(shí)現(xiàn)了斷路器、隔離開關(guān)開入/開出命令和信號的數(shù)字化。智能變電站體現(xiàn)出的“新”062.新標(biāo)準(zhǔn)?！蹲冸娬就ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)》IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的制定與實(shí)施，統(tǒng)一了變電站三層模型、設(shè)備統(tǒng)一建模、規(guī)范抽象通信服務(wù)、詳細(xì)定義了一致性測試規(guī)范，使得二次系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、通信、連接以及工程應(yīng)用方式等方面更易于標(biāo)準(zhǔn)化。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了智能變電站的工程運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)化，使得智能變電站的工程實(shí)施變得規(guī)范、統(tǒng)一和透明。實(shí)現(xiàn)了不同設(shè)備廠家的IED產(chǎn)品互聯(lián)互通，即插即用。通過標(biāo)準(zhǔn)化MMS、SV、GOOSE的網(wǎng)絡(luò)通信，更利于系統(tǒng)的功能配置以及設(shè)備的兼容、擴(kuò)展、維護(hù)，且更容易按將來的高級應(yīng)用目的逐步實(shí)現(xiàn)新的系統(tǒng)智能化功能。智能變電站體現(xiàn)出的“新”063.新體系結(jié)構(gòu)。智能變電站自動化系統(tǒng)為站控層、間隔層和過程層三層結(jié)構(gòu)代替了常規(guī)變電站綜合自動化的站控層、間隔層兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。增加了過程層設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了一次高壓設(shè)備的智能化。在智能變電站內(nèi)，設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的I/O接口，而是通過網(wǎng)絡(luò)直接相聯(lián)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享；智能變電站在傳統(tǒng)電站的基礎(chǔ)上進(jìn)行了設(shè)備的分層、分級，建立起了真正的保護(hù)、測控和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，使得傳統(tǒng)變電站在設(shè)備結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了變化，智能變電站間隔層設(shè)備的出口部分和數(shù)據(jù)采集部分下放到過程層的智能終端和合并單元，改變了保護(hù)、測控裝置的組織結(jié)構(gòu)。智能變電站體現(xiàn)出的“新”064.新功能，新應(yīng)用。運(yùn)行監(jiān)視、程序操作、智能告警、事故分析與展示、狀態(tài)監(jiān)視與分析可視化；實(shí)現(xiàn)變電站全景可視化，以及在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，能實(shí)時監(jiān)測設(shè)備信息并作出智能告警分析處理，實(shí)現(xiàn)了變電站電氣一次設(shè)備狀態(tài)檢修。智能變電站更多的是關(guān)注自身的自論斷和自治功能，做到設(shè)備故障提早發(fā)現(xiàn)、預(yù)警，提高了變電站的安全可靠性，降低全壽命周期內(nèi)工程總體投資。智能變電站體現(xiàn)出的“新”06總之，從傳統(tǒng)綜自變電站技術(shù)到智能變電站技術(shù)，其差異化可總結(jié)為三個方面：①實(shí)現(xiàn)在線檢測和測控保護(hù)技術(shù)于一體的智能化一次設(shè)備；②實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)在線檢測，在一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)異常時對設(shè)備進(jìn)行故障分析，對故障的部位、嚴(yán)重程度和發(fā)展趨勢做出的判斷，可識別故障的早期征兆，并根據(jù)分析診斷結(jié)果在設(shè)備性能下降到一定程度或故障將要發(fā)生之前進(jìn)行維修，達(dá)到設(shè)備檢修狀態(tài)化。③變電站的二次設(shè)備，這些設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，而不會出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的I/O現(xiàn)場接口，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。7智能變電站與常規(guī)變電站比較智能變電站與常規(guī)變電站比較071.變電站物理結(jié)構(gòu)上的不同。智能變電站的典型“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)與綜自變電站的“二層一網(wǎng)”結(jié)構(gòu)不同，如圖所示。智能變電站與常規(guī)變電站比較07智能變電站通信規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)化，所有智能設(shè)備均按照統(tǒng)一的IEC61850建立信號模型和通信接口設(shè)備。IEC61850規(guī)約帶來了變電站二次系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)上的變化。如基本取消了硬接線，所有的開入、模擬量的采集均就地完成，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約利用網(wǎng)絡(luò)傳輸；所有的開出控制通過網(wǎng)絡(luò)通信完成；繼電保護(hù)的聯(lián)閉鎖及控制的聯(lián)閉鎖由網(wǎng)絡(luò)通信(GOOSE報文)完成，取消了傳統(tǒng)二次繼電器物理連接；數(shù)據(jù)共享通過網(wǎng)絡(luò)交換完成。智能變電站與常規(guī)變電站比較072.保護(hù)測控采集電量、跳閘方式不同。綜自變電站的保護(hù)裝置包含A/D變換環(huán)節(jié)，其采集電氣量來自常規(guī)互感器TA、TV的模擬量，通過自身A/D變換環(huán)節(jié)獲得數(shù)字量信息；智能變電站的保護(hù)裝置不再包含A/D變換環(huán)節(jié)，其采集電量直接從合并單元通過SV網(wǎng)絡(luò)獲得數(shù)字量信息，實(shí)現(xiàn)了信息共享；集中采集與分散獨(dú)立采集、信息集中傳輸與分散傳輸、網(wǎng)絡(luò)共享與點(diǎn)對點(diǎn)采集是二者在采樣模式方面的最大變化。綜自變電站斷路器的跳閘方式為電纜傳輸跳/合閘電流操作方式，而智能變電站的跳閘方式為基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的GOOSE等快速報文傳遞跳/合閘命令的操作方式。智能變電站與常規(guī)變電站比較07智能變電站與綜自變電站的保護(hù)測控采集、跳閘方式對比圖智能變電站與常規(guī)變電站比較073.設(shè)備間信息傳輸載體不同。綜自變電站大量使用電纜，電流、電壓、開關(guān)量等信息利用電纜傳遞，二次回路復(fù)雜，設(shè)備自檢能力弱，通信能力弱。智能變電站使用光纜代替電纜，信息采用數(shù)字量取代模擬量，增加了過程層網(wǎng)絡(luò)，通過合并單元、智能終端實(shí)現(xiàn)就地采集與控制，光纜取代大量電纜解決了電子干擾問題，提高了傳輸可靠性。缺點(diǎn)是增加了光纖的熔接工作，維護(hù)量高，有了光纖增加了交換機(jī)的數(shù)量。智能變電站與常規(guī)變電站比較074.端子形式發(fā)生變革。端子連接：智能變電站使用看不見的虛端子代替物理端子，邏輯連接替代物理連接。5.圖紙表達(dá)方式（留存文檔）不同。綜自變電站是原理接線圖、二次回路圖、設(shè)備安裝圖、施工圖等。智能變電站是設(shè)備廠家置ICD文件和虛端子表，設(shè)計院根據(jù)變電站一次系統(tǒng)接線圖，生成全站虛端子表，集成商進(jìn)行虛端子配置，留存虛端子圖、SCD文件等。智能變電站與常規(guī)變電站比較076.設(shè)備操作形式不同。智能變電站中傳統(tǒng)的硬壓板被大量的軟壓板取代，相應(yīng)功能有軟件內(nèi)部的控制字來實(shí)現(xiàn)，也促進(jìn)了裝置硬件的簡化。傳統(tǒng)的人工逐步倒閘操作被程序執(zhí)行的一鍵式順控操作代替。7.調(diào)試方式發(fā)生變革。大量的二次電纜連接演變成虛端子，虛回路，避免了原先對照圖紙，依靠人力進(jìn)行信息輸入和現(xiàn)場接線、驗(yàn)證接線的準(zhǔn)確性等弊端.8.運(yùn)維技能要求不同。綜自變電站能識圖，熟規(guī)程，會操作，懂處理。而智能變電站中需要懂規(guī)約，讀報文，識配置，懂信息，會重啟。8虛端子與虛回路虛端子與虛回路08傳統(tǒng)變電站二次回路設(shè)計與實(shí)施過程是：①設(shè)備制造商提供端子排，視需要在重要端子排和裝置之間設(shè)置硬壓板；②設(shè)計院設(shè)計各個二次設(shè)備屏柜的端子排之間的二次電纜連線；③施工方根據(jù)設(shè)計院的設(shè)計圖紙進(jìn)行屏柜間控制電纜接線；④調(diào)試方式是根據(jù)圖紙對相關(guān)接線進(jìn)行測試和檢查。而智能變電站的二次回路設(shè)計和實(shí)施發(fā)生了根本變化。提出了虛端子與虛回路概念。1.虛端子與虛回路概念。綜自變電站的保護(hù)、測控等二次設(shè)備開關(guān)量開入/開出，模擬量輸入/輸出等端子排，保護(hù)裝置的各開關(guān)量、跳/合閘出口、模擬量采集端口等都一一對應(yīng)于具體的端子。在進(jìn)行二次系統(tǒng)設(shè)計時，通過從端子到端子的電纜線路物理連接實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備之間的配合，以及二次設(shè)備至一次設(shè)備的出口。虛端子與虛回路08傳統(tǒng)裝置端子電纜連接示意圖智能變電站二次設(shè)備數(shù)字化信息采用網(wǎng)絡(luò)傳輸，信息交互由交換機(jī)和網(wǎng)線代替了常規(guī)電纜硬接線方式。原有點(diǎn)對點(diǎn)清晰明確的電纜連接也被網(wǎng)絡(luò)化的光纜連接所取代，變成看不見摸不著的通信網(wǎng)絡(luò)，原有傳統(tǒng)的實(shí)端子消逝了，各二次設(shè)備之間，以及從保護(hù)裝置到交換機(jī)的光纜連接，所有信息全部隱含在光纜中。虛端子與虛回路08智能站“虛端子”光纖網(wǎng)絡(luò)連接示意圖智能變電站采用全站“三層兩網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，光纖代替電纜傳輸信號，在智能站的一根光纜中，以報文的形式傳輸著多路信號，其中的每一路信號都可以視作與傳統(tǒng)站端子排上的電纜相對應(yīng)，GOOSE、SV信號作為過程層網(wǎng)絡(luò)上傳遞的開關(guān)量、采樣值信號，與傳統(tǒng)二次設(shè)備屏柜的端子存在著對應(yīng)關(guān)系，而這些信號的邏輯連接點(diǎn)稱為虛端子，將用光纖代替電纜傳輸信號的回路稱為虛端子回路。設(shè)備的輸入虛端子接收來自發(fā)送設(shè)備的輸出虛端子，表示設(shè)備之間的虛連接關(guān)系。GOOSE信號相當(dāng)于綜自變電站的二次直流電纜；SV信號相當(dāng)于綜自變電站的二次交流電纜。虛端子與虛回路08虛端子是描述IED設(shè)備的GOOSE、SV輸入輸出信號連接點(diǎn)的總稱，用以標(biāo)識過程層、間隔層及其之間聯(lián)系的二次回路信號，等同于傳統(tǒng)變電站的屏柜端子。虛端子是一種虛擬端子，是為了便于形象地反映智能變電站二次設(shè)備之間SV、GOOSE信息的聯(lián)系而引入的概念，與綜自屏柜的實(shí)端子存在著對應(yīng)關(guān)系，是網(wǎng)絡(luò)上傳遞的SV、GOOSE信號的起點(diǎn)或終點(diǎn)。虛端子與虛回路08柜的實(shí)端子存在著對應(yīng)關(guān)系，是網(wǎng)絡(luò)上傳遞的SV、GOOSE信號的起點(diǎn)或終點(diǎn)。通過借用傳統(tǒng)二次設(shè)備中的端子概念，將智能變電站裝置中數(shù)字信號以虛端子的方式展示在變電站二次設(shè)計人員面前，便于設(shè)計人員和現(xiàn)場調(diào)試人員理解和辨別現(xiàn)場各智能設(shè)備之間的信息交換，能夠與傳統(tǒng)的“實(shí)端子”形成良好的對應(yīng)關(guān)系，延續(xù)以往的端子排設(shè)計與校核。用以反映二次設(shè)備之間的SV、GOOSE配置與聯(lián)系，解決由于智能變電站二次設(shè)備SV、GOOSE信息無觸點(diǎn)、無端子、無接線帶來的施工、調(diào)試、檢修困難等問題。虛端子與虛回路08虛端子回路中，各微機(jī)裝置（IED）發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)報文經(jīng)過程層交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)后被1到多個微機(jī)裝置接收，相當(dāng)于輸入、輸出虛端子經(jīng)光纖和交換機(jī)構(gòu)成的實(shí)路徑構(gòu)成回路。虛端子能夠一對多，不能夠多對一，因此一個開關(guān)量輸出信號能夠給多個微機(jī)裝置使用，而開關(guān)量輸入信號卻不能夠并聯(lián)，只能夠一對一輸入，實(shí)端子則剛好相反。與實(shí)端子串聯(lián)的硬壓板能夠起到二次回路中明顯斷開點(diǎn)的作用，但對虛端子無此意義，因此，虛端子優(yōu)先采用軟壓板。虛端子設(shè)計一般包括虛端子、虛端子邏輯連線圖及SV、GOOSE配置表等。虛端子與虛回路08虛端子與虛回路08虛端子連接表實(shí)例2.智能變電站“虛端子”的應(yīng)用由于繼電保護(hù)原理沒有因?yàn)椴捎肎OOSE而改變，對于每臺微機(jī)裝置而言，其GOOSE輸入、輸出與傳統(tǒng)端子排仍然存在對應(yīng)關(guān)系，如果微機(jī)裝置配置描述文件（ICD）相當(dāng)于裝置，那么數(shù)據(jù)集可以認(rèn)為是屏上的端子排。例如GOOSE輸出數(shù)據(jù)對應(yīng)傳統(tǒng)裝置的開關(guān)量輸出端子，GOOSE輸入數(shù)據(jù)對應(yīng)傳動裝置的開關(guān)量輸入端子。虛端子與虛回路08智能變電站中，微機(jī)裝置的輸入/輸出可以通過能力描述文件ICD來定義。在ICD文件中，描述了裝置之間的數(shù)據(jù)訂閱關(guān)系，即本設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)集及數(shù)據(jù)集條目（例如模擬量、開關(guān)量、告警等）和本設(shè)備訂閱哪些裝置的數(shù)據(jù)集條目。智能變電站的所有ICD文件匯集成SCD文件（全變電站配置描述文件），SCD文件描述了整個變電站內(nèi)各設(shè)備的能力，及相互之間的數(shù)據(jù)交互關(guān)系。智能變電站各設(shè)備的數(shù)據(jù)條目之間的收發(fā)關(guān)系，功能和意義與綜自變電站中的“端子圖”類似。引入“虛端子”概念以后，二次設(shè)備廠家可以根據(jù)傳統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，設(shè)計并提供輸入/輸出“虛端子”定義。虛端子與虛回路08設(shè)計院進(jìn)行變電站一次系統(tǒng)設(shè)計，根據(jù)廠家提供的ICD文件或虛端子源頭表進(jìn)行虛端子連接設(shè)計，提供一次主接線圖和虛端子連接配置表給工程集成商。虛端子配置表由虛端子邏輯連線及其對應(yīng)的起點(diǎn)、終點(diǎn)組成，以虛端子邏輯連線為基礎(chǔ)，根據(jù)邏輯連線，將保護(hù)裝置間虛端子配置以列表的方式加以整理再現(xiàn)。工程集成商，通過組態(tài)工具和設(shè)計院的設(shè)計文件，配置虛回路，組態(tài)形成項(xiàng)目的變電站配置描述文件（SCD）。二次設(shè)備廠家使用裝置配置工具和全站統(tǒng)一的SCD文件，提取GOOSE收發(fā)的配置信息，并下發(fā)置入到智能裝置。調(diào)試人員進(jìn)行測試。虛端子與虛回路083.引用“虛端子”帶來的技術(shù)應(yīng)用難點(diǎn)相對于綜自變電站物理電纜連接二次回路，虛擬二次回路缺乏直觀性，給智能變電站的運(yùn)維帶來困難。主要有：①硬件回路不復(fù)存在，導(dǎo)致傳統(tǒng)基于設(shè)備和回路的一系列設(shè)計、施工、運(yùn)行、檢修等方面的做法和工具都不再適用，虛端子回路隱藏于過程層交換機(jī)內(nèi)，運(yùn)維人員無法再用常規(guī)萬用表和螺絲刀進(jìn)行調(diào)試和診斷；②GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上相當(dāng)于傳統(tǒng)變電站中保護(hù)測控裝置的跳/合閘回路，一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題同時系統(tǒng)又發(fā)生故障，就有可能出現(xiàn)保護(hù)動作而跳閘報文無法及時傳輸，導(dǎo)致斷路器無法及時斷開故障點(diǎn)的情況；③SV采樣值網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于傳統(tǒng)變電站的電壓、電流二次回路，一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，保護(hù)、測控裝置可能接收錯誤的數(shù)