第2章智能輸配用電“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.第2章智能輸配用電智能輸電智能變電站智能配電網(wǎng)智能用電智能電能表智能電網(wǎng)用戶端解決方案第一節(jié)智能輸電一、特高壓輸電技術(shù)

特高壓輸電技術(shù)包括特高壓交流輸電技術(shù)和特高壓直流輸電技術(shù)。（一）特高壓交流輸電技術(shù)

特高壓交流輸電是指1000kV及以上電壓等級(jí)的交流輸電工程。

特高壓交流電網(wǎng)突出的優(yōu)勢(shì)是：可實(shí)現(xiàn)大容量、遠(yuǎn)距離輸電，l回l000kV輸電線路的輸電能力可達(dá)相同導(dǎo)線截面500kV輸電線路的4倍以上；

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.特高壓交流輸電的核心技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下方面：

(1)在過(guò)電壓深度控制方面，采用高壓并聯(lián)電抗器、斷路器合閘電阻和高性能避雷器聯(lián)合控制過(guò)電壓，并利用避雷器短時(shí)過(guò)負(fù)荷能力，將操作過(guò)電壓、工頻過(guò)電壓得到有效的控制，持續(xù)時(shí)間限制在0.2s以內(nèi)，兼顧了無(wú)功平衡需求，有效降低了對(duì)設(shè)備絕緣水平的要求?！笆濉甭殬I(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.第一節(jié)智能輸電(2)采用高壓并聯(lián)電抗器中性點(diǎn)小電抗控制潛供電流方法，成功實(shí)現(xiàn)了1s內(nèi)的單相重合閘，避免了采用動(dòng)作邏輯復(fù)雜、研制難度大、價(jià)格昂貴的高速接地開關(guān)方案，解決了潛供電流控制的難題。(3)通過(guò)對(duì)特高壓交流輸電系統(tǒng)絕緣配合的大量研究，獲得了長(zhǎng)空氣間隙的放電特性曲線，初步提出了空氣間隙放電電壓的海拔修正公式，引入反映多并聯(lián)間隙影響的修正系數(shù)，合理控制了各類間隙距離。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.特高壓交流輸電的核心技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下方面：(4)大規(guī)模采用有機(jī)外絕緣新技術(shù)，在世界上首次采用特高壓、超大噸位復(fù)合絕緣子和復(fù)合套管，結(jié)合高強(qiáng)度瓷／玻璃絕緣子、瓷套管的使用，攻克了污穢地區(qū)特高壓交流輸電工程的外絕緣配置難題。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.特高壓交流輸電的核心技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下方面：(5)為了控制電磁環(huán)境水平，特高壓輸電線路采用大截面多分裂導(dǎo)線，變電站全部進(jìn)行全場(chǎng)域三維電場(chǎng)計(jì)算和噪聲計(jì)算，優(yōu)化了變電站布置和設(shè)備金具結(jié)構(gòu)，并成功研制出低噪聲設(shè)備和全封閉隔音室，電暈損失和噪聲控制水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.特高壓交流輸電的核心技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下方面：(6)開展特高壓電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平的大規(guī)模仿真計(jì)算分析，結(jié)合發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)的實(shí)測(cè)建模，以及系統(tǒng)電壓控制、聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)特性試驗(yàn)結(jié)果，研究掌握了特高壓電網(wǎng)的運(yùn)行特性，提出了特高壓電網(wǎng)的運(yùn)行控制策略并成功實(shí)施。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.特高壓交流輸電的核心技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下方面：(7)建立特高壓輸電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，形成了從系統(tǒng)集成、工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、施工安裝、調(diào)試試驗(yàn)到運(yùn)行維護(hù)的全套全過(guò)程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)規(guī)范?！笆濉甭殬I(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.特高壓交流輸電的核心技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下方面：(8)成功研制出代表世界最高水平的全套特高壓交流設(shè)備：額定電壓l000kV、額定容量1000MVA（單柱電壓l000kV、單柱容量334MVA）的單體式單相變壓器；額定電壓1100kV、額定容量320Mvar的高壓并聯(lián)電抗器；額定電壓1100kV、額定電流6300A、額定開斷電流50kA（時(shí)間常數(shù)120ms）的SF6氣體絕緣金屬封閉組合電器；特高壓瓷外套避雷器、特高壓棒形懸式復(fù)合絕緣子、復(fù)合空心絕緣子及套管等特高壓設(shè)備。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.特高壓交流輸電的核心技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下方面：

國(guó)際上，高壓直流通常指的是±600kV及以下直流系統(tǒng)，±600kV以上的直流系統(tǒng)稱為特高壓直流。

我國(guó)，高壓直流指的是±660kV及以下直流輸電系統(tǒng)，特高壓直流指的是±800kV和±l000kV直流系統(tǒng)。

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從電網(wǎng)特點(diǎn)看，特高壓交流可以形成堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，對(duì)電力的傳輸、交換、疏散十分靈活；直流是“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的輸送方式，難以獨(dú)自形成網(wǎng)絡(luò)，需依附于堅(jiān)強(qiáng)的交流輸電網(wǎng)發(fā)揮作用。特高壓直流輸電具有超遠(yuǎn)距離、超大容量、低損耗、節(jié)約輸電走廊和快速、靈活、高度可控等特點(diǎn)，可用于電力系統(tǒng)非同步聯(lián)網(wǎng)；

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由于不存在交流輸電的系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題，可按送、受兩端運(yùn)行方式而改變潮流，所以更適合于大型水電、火電基地向遠(yuǎn)方負(fù)荷中心送電。與高壓直流輸電相比，特高壓直流輸電具有以下技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：

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特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：(1)輸送容量大。采用6英寸晶閘管換流閥、大容量換流變壓器和大通流能力的直流場(chǎng)設(shè)備；電壓可以采用±800kV或±l000kV；±800kV、±l000kV特高壓直流輸電能力分別是±500kV高壓直流的2.5倍和3.2倍，能夠充分發(fā)揮規(guī)模輸電優(yōu)勢(shì)，大幅提高輸電效率.“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.（二）特高壓直流輸電技術(shù)特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：

(2)送電距離遠(yuǎn)。采用特高壓直流輸電技術(shù)使超遠(yuǎn)距離的送電成為可能，為實(shí)現(xiàn)更大范圍優(yōu)化資源配置提供技術(shù)手段。研究結(jié)果表明，±800kV經(jīng)濟(jì)輸電距離為1350～2350km;±l000kV經(jīng)濟(jì)輸電距離為2350km以上。

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(3)線路損耗低。在導(dǎo)線總截面、輸送容量均相同的情況下，±800kV直流線路的電阻損耗是1500kV直流線路的39%，是士600kV直流線路的60%，可提高輸電效率，降低輸電損耗。“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.（二）特高壓直流輸電技術(shù)特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：

(4)工程投資省。由于特高壓直流工程輸送容量大、送電距離遠(yuǎn)，特高壓直流工程的單位千瓦每千米造價(jià)顯著降低，根據(jù)計(jì)算分析，±800kV直流輸電工程的單位千瓦每千米綜合造價(jià)約為±500kV直流輸電方案的87%，節(jié)省工程投資效益顯著。

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(5)走廊利用率高。±800kV直流輸電單位走廊寬度輸送容量是±500kV的1.3倍左右，提高輸電走廊利用效率，節(jié)省寶貴的土地資源。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.（二）特高壓直流輸電技術(shù)特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：(6)運(yùn)行方式靈活。特高壓直流輸電工程采用雙極對(duì)稱和模塊化設(shè)計(jì)，每極采用雙12脈動(dòng)換流器串聯(lián)的接線，單個(gè)換流器單元和單極故障不影響其他換流單元和極的運(yùn)行，運(yùn)行方式靈活，系統(tǒng)可靠性大大提高。任何一個(gè)換流器發(fā)生故障，系統(tǒng)仍能夠保證75%額定功率的送出。由于采用對(duì)稱、模塊化設(shè)計(jì)，工程可以分步建設(shè)、分期投入運(yùn)行?！笆濉甭殬I(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.（二）特高壓直流輸電技術(shù)特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：

(7)可靠性高。對(duì)控制保護(hù)等重要部分采取冗余設(shè)計(jì)，從而大大提高特高壓直流輸電系統(tǒng)的可靠性。直流輸電可控性好，輸電電壓、電流和功率以及送電方向可以靈活調(diào)節(jié)。據(jù)分析，±800kV特高壓直流工程的單換流器停運(yùn)率平均不大于2次／年，雙極強(qiáng)迫停運(yùn)率不大于0.05次／年，能量不可利用率不大于0.5%?！笆濉甭殬I(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.（二）特高壓直流輸電技術(shù)特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：

(8)環(huán)境友好。采用大截面、多分裂導(dǎo)線和增加對(duì)地距離，線路電磁環(huán)境指標(biāo)與常規(guī)±500kV直流輸電工程相當(dāng)，完全滿足國(guó)家環(huán)境指標(biāo)要求。通過(guò)采用低噪聲設(shè)備、優(yōu)化換流站平面布置、采用隔聲屏障等措施，如：平波電抗器采用高效一體化消聲裝置，圍墻合理裝設(shè)隔音屏，經(jīng)仿真計(jì)算表明特高壓直流工程換流站噪聲場(chǎng)界可達(dá)到國(guó)家二類標(biāo)準(zhǔn)，即晝間不大于60dB，夜間不大于50dB?！笆濉甭殬I(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.（二）特高壓直流輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)靈活／柔性交流輸電技術(shù)(FACTS)的概念。FACTS的基石是電力電子技術(shù)，核心是FACTS裝置，關(guān)鍵是對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行靈活控制。通過(guò)安裝FACTS裝置可以實(shí)現(xiàn)電壓、阻抗、功角等電氣量的快速、頻繁、連續(xù)控制，克服傳統(tǒng)控制方法的局限性，增強(qiáng)電網(wǎng)的靈活性和可控性。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)1.柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)的應(yīng)用功能介紹

⑴靜止無(wú)功補(bǔ)償器靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)是在機(jī)械投切式電容器和電感器的基礎(chǔ)上，采用大容量晶閘管代替機(jī)械開關(guān)而發(fā)展起來(lái)的，它可以快速地改變其發(fā)出的無(wú)功功率，具有較強(qiáng)的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，可為電力系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)無(wú)功電源。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)1.柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)的應(yīng)用功能介紹

⑵晶閘管控制串聯(lián)電容器晶閘管控制串聯(lián)電容器(TCSC)應(yīng)用了電力電子技術(shù)，利用對(duì)晶閘管閥的觸發(fā)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)串聯(lián)補(bǔ)償容抗值的平滑調(diào)節(jié)，使輸電線路的等效阻抗成為動(dòng)態(tài)可調(diào)，系統(tǒng)的靜態(tài)、暫態(tài)和動(dòng)態(tài)性能得到改善。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)1.柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)的應(yīng)用功能介紹

⑶可控并聯(lián)電抗器(CSR)它并聯(lián)于電力系統(tǒng)，且其電抗值可以在線調(diào)節(jié)，在一定程度上解決電壓在小負(fù)荷方式下過(guò)高或大負(fù)荷方式下過(guò)低的情況，緊急情況下可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)補(bǔ)以抑制工頻過(guò)電壓，配合中性點(diǎn)電抗器還可以抑制潛供電流、降低恢復(fù)電壓。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)1.柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)的應(yīng)用功能介紹⑷故障電流限制器是一種串聯(lián)在輸電線路中的FACTS裝置，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)其阻抗為零，不對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生任何影響。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，F(xiàn)CL通過(guò)投切或以其他的方式迅速增大串聯(lián)阻抗來(lái)達(dá)到限制線路短路電流的目的。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)1.柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)的應(yīng)用功能介紹

⑸靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)靜止同步補(bǔ)償器是一種基于電壓源換流器(VSC)的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，STATCOM以VSC為核心，直流側(cè)采用電容器為儲(chǔ)能元件，VSC將直流電壓轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)同頻率的交流電壓，有調(diào)節(jié)速度更快、調(diào)節(jié)范圍更廣、欠壓條件下的無(wú)功調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)諧波含量和占地面積都大大減小。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)1.柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)的應(yīng)用功能介紹⑹靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器(SSSC)屬于第二代FACTS裝置，它可以等效為串聯(lián)在線路中的同步電壓源，通過(guò)注入與線電流呈合適相角的電壓來(lái)改變輸電線路的等效阻抗，具有與輸電系統(tǒng)交換有功功率和無(wú)功功率的能力。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)2．柔性交流輸電系統(tǒng)特點(diǎn)比常規(guī)的輸電控制技術(shù)具有優(yōu)越的快速性能和靈活的控制能力，同時(shí)還具有良好的適應(yīng)性。采用合適有效的FACTS技術(shù)，充分發(fā)揮現(xiàn)有電網(wǎng)的潛力。因此，在電力系統(tǒng)中具有廣泛而良好的應(yīng)用前景?！笆濉甭殬I(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)2．柔性交流輸電系統(tǒng)特點(diǎn)(1)充分利用現(xiàn)有的輸電線路的能力和資源?，F(xiàn)行電力系統(tǒng)由穩(wěn)定條件限定的輸送功率的極限偏低，輸電線路的能力遠(yuǎn)未被充分利用，而采用FACTS技術(shù)，理論上可使輸電線路的輸送功率極限大大提高，甚至接近導(dǎo)線的熱穩(wěn)極限，從而提高輸電線路資源的利用率。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)2．柔性交流輸電系統(tǒng)特點(diǎn)(2)提高電網(wǎng)和輸電線路的安全穩(wěn)定性、可靠性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。FACTS技術(shù)的應(yīng)用將有助于抑制功率振蕩，提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平；有助于控制電網(wǎng)中的潮流大小和方向，實(shí)現(xiàn)潮流的合理流動(dòng)和電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；有助于限制電網(wǎng)和設(shè)備故障的影響范圍，減小事故恢復(fù)時(shí)間及停電損失。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)2．柔性交流輸電系統(tǒng)特點(diǎn)(3)優(yōu)化整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀況。在電網(wǎng)中采用FACTS有助于建立全網(wǎng)統(tǒng)一的實(shí)時(shí)控制中心，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的優(yōu)化控制，以提高全系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)2．柔性交流輸電系統(tǒng)特點(diǎn)(4)改變傳統(tǒng)交流輸電的應(yīng)用范圍。整套應(yīng)用并協(xié)調(diào)控制的FACTS控制器將使常規(guī)交流輸電柔性化，改變交流輸電的功能范圍，使其在更多方面發(fā)揮作用。由于應(yīng)用FACTS控制器的方案常常比新建一條線路或換流站的方案更便宜，它甚至可以擴(kuò)大到原屬于直流輸電專有的應(yīng)用范圍，如定向傳輸電力，功率調(diào)制，延長(zhǎng)水下或地下交流輸電距離等?！笆濉甭殬I(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)3．國(guó)內(nèi)柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)工程應(yīng)用1994年作為原電力部重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，由河南省電力局和清華大學(xué)共同研制±20MvarSTATCOM。1999年3月，±20MvarSTATCOM在河南洛陽(yáng)的朝陽(yáng)變電站并網(wǎng)成功。清華大學(xué)和上海電力公司合作研制的一套容量為±50MVA（無(wú)功功率）的STATCOM，已于2006年4月投運(yùn)?！笆濉甭殬I(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）柔性交流輸電技術(shù)4.FACTS的發(fā)展前景鑒于FACTS的廣泛發(fā)展前景及它對(duì)未來(lái)輸電技術(shù)發(fā)展、電力建設(shè)和運(yùn)行可能產(chǎn)生的重大影響，美國(guó)、日本、巴西以及德國(guó)、瑞典、意大利、英國(guó)等歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家已投人大量的資金和人力對(duì)此進(jìn)行研究和開發(fā)，包括對(duì)現(xiàn)行電網(wǎng)的評(píng)估、硬件設(shè)備開發(fā)及FACTS裝置在各電力公司的協(xié)調(diào)配置等，并已取得了許多可喜成果。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（二）柔性直流輸電技術(shù)柔性直流輸電(VSC-HVDC)是以VSC和PWM技術(shù)為基礎(chǔ)的新型直流輸電技術(shù)，也是目前進(jìn)入工程應(yīng)用的較先進(jìn)的電力電子技術(shù)。VSC-HVDC在孤島供電、城市配電網(wǎng)的增容改造、交流系統(tǒng)互聯(lián)、大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)等方面具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì).“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（二）柔性直流輸電技術(shù)1.柔性直流輸電的技術(shù)特點(diǎn)(1)VSC的電流能夠自關(guān)斷，可以工作在無(wú)源逆變方式，所以不需要外加的換相電壓，受端系統(tǒng)可以是無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，克服了傳統(tǒng)的HVDC受端必須是有源網(wǎng)絡(luò)的根本缺陷，使利用HVDC為遠(yuǎn)距離的孤立負(fù)荷送電成為可能。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（二）柔性直流輸電技術(shù)1.柔性直流輸電的技術(shù)特點(diǎn)(2)正常運(yùn)行時(shí)，VSC可以同時(shí)且獨(dú)立地控制有功和無(wú)功功率，控制更加靈活方便。而傳統(tǒng)HVDC中控制量只有觸發(fā)角，不可能單獨(dú)控制有功功率或無(wú)功功率。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（二）柔性直流輸電技術(shù)1.柔性直流輸電的技術(shù)特點(diǎn)(3)VSC不僅不需要交流側(cè)提供無(wú)功功率而且能夠起到STATCOM的作用，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償交流母線的無(wú)功功率，穩(wěn)定交流母線電壓。若換流站容量允許，當(dāng)交流電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，既可以向故障區(qū)域提供緊急有功功率支援，又可以提供緊急無(wú)功功率支援，提高交流系統(tǒng)的功角穩(wěn)定性和電壓穩(wěn)定性。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（二）柔性直流輸電技術(shù)1.柔性直流輸電的技術(shù)特點(diǎn)(4)在潮流反轉(zhuǎn)時(shí)，柔性直流電流方向反轉(zhuǎn)而直流電壓極性不變，與傳統(tǒng)的高壓直流輸電恰好相反。這個(gè)特點(diǎn)有利于構(gòu)成既能方便地控制潮流又有較高可靠性的并聯(lián)多端直流系統(tǒng)。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（二）柔性直流輸電技術(shù)1.柔性直流輸電的技術(shù)特點(diǎn)(5)由于VSC交流側(cè)電流可以被控制，所以不會(huì)增加系統(tǒng)的短路功率。這意味著增加新的柔性直流輸電線路后，交流系統(tǒng)的保護(hù)整定基本不需改變。(6)VSC通常采用PWM技術(shù)，開關(guān)頻率相對(duì)較高，經(jīng)過(guò)低通濾波后就可得到所需交流電壓使所需濾波裝置的容量大大減小。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（二）柔性直流輸電技術(shù)1.柔性直流輸電的技術(shù)特點(diǎn)(7)模塊化設(shè)計(jì)使柔性直流輸電的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，安裝和調(diào)試周期大大縮短。換流站占地面積僅為同容量下傳統(tǒng)直流輸電的20%左右。(8)換流站間的通信不是必需的，控制結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班。(9)具有良好的電網(wǎng)故障后的快速恢復(fù)控制能力

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（二）柔性直流輸電技術(shù)1.柔性直流輸電的技術(shù)特點(diǎn)(10)在連接兩個(gè)獨(dú)立的交流系統(tǒng)的柔性直流輸電系統(tǒng)中，一側(cè)交流系統(tǒng)發(fā)生故障或擾動(dòng)時(shí)，并不會(huì)影響到另一側(cè)交流系統(tǒng)和換流器的工作。由于獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，VSC-HVDC可在孤島供電、風(fēng)電場(chǎng)等新能源并網(wǎng)、電能質(zhì)量控制城市負(fù)荷中心供電、弱電網(wǎng)互聯(lián)、鉆井平臺(tái)變頻調(diào)速等方面獲得廣泛應(yīng)用。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（二）柔性直流輸電技術(shù)2.我國(guó)VSC-HVDC工程2011年7月25日，亞洲首個(gè)柔性直流輸電示范工程—上海南匯風(fēng)電場(chǎng)柔性直流輸電工程投入正式運(yùn)行。這是我國(guó)第一條擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、具有世界一流水平的柔性直流輸電線路，它的成功投運(yùn)標(biāo)志著我國(guó)在智能電網(wǎng)高端裝備方面取得重大突破，國(guó)家電網(wǎng)公司也成為世界少數(shù)幾家掌握該項(xiàng)技術(shù)的公司。“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（二）柔性直流輸電技術(shù)3.柔性直流輸電應(yīng)用前景由于柔性直流輸電能夠瞬時(shí)實(shí)現(xiàn)有功和無(wú)功的獨(dú)立解耦控制、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小且易于構(gòu)成多端直流系統(tǒng)。該輸電技術(shù)能同時(shí)向系統(tǒng)提供有功功率和無(wú)功功率的緊急支援，在提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和輸電能力等方面具有優(yōu)勢(shì)。利用這些特點(diǎn)不僅可以解決目前城市電網(wǎng)存在的問(wèn)題，而且可以滿足未來(lái)城市電網(wǎng)的發(fā)展要求，改善電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（二）柔性直流輸電技術(shù)柔性直流輸電的優(yōu)越性：1．可以快速控制有功功率和無(wú)功功率，解決電壓閃變問(wèn)題，改善供電的電能質(zhì)量，防止敏感設(shè)備因電能質(zhì)量問(wèn)題造成的經(jīng)濟(jì)損失。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（二）柔性直流輸電技術(shù)柔性直流輸電的優(yōu)越性：2．柔性直流輸電采用地埋式直流電纜，無(wú)交變電磁場(chǎng)、無(wú)油污染、無(wú)需輸電走廊，可以在無(wú)電磁干擾及不影響城市市容的情況下，完成城市電網(wǎng)的增容改造，同時(shí)滿足城市中心負(fù)荷需求和環(huán)保節(jié)能要求。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（二）柔性直流輸電技術(shù)柔性直流輸電的優(yōu)越性：3．可靈活控制交流側(cè)的電流，故可控制電網(wǎng)的短路容量。4．能夠提供系統(tǒng)阻尼，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，并在嚴(yán)重故障時(shí)提供“黑啟動(dòng)功能”。目前柔性直流輸電工程還沒有用于城市電網(wǎng)供電的實(shí)例。隨著核心器件IGBT的發(fā)展與成熟，及其研發(fā)成本的降低，將柔性直流輸電技術(shù)廣泛應(yīng)用于城市電網(wǎng)供電將有實(shí)際的社會(huì)意義。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)（一）超導(dǎo)輸電技術(shù)

高溫超導(dǎo)電纜是超導(dǎo)輸電技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)進(jìn)步較快、有望在不久的將來(lái)獲得廣泛工程應(yīng)用的輸電技術(shù)。高溫超導(dǎo)電纜由電纜芯、低溫容器、終端和冷卻系統(tǒng)四個(gè)部分組成，其中電纜芯是高溫超導(dǎo)電纜的核心部分，包括通電導(dǎo)體、電絕緣和屏幕導(dǎo)體等主要部件。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.三、輸電技術(shù)展望（二）多端直流輸電技術(shù)

多端直流輸電系統(tǒng)由3個(gè)或3個(gè)以上換流站以及連接換流站之間的高壓直流輸電線路組成，與交流系統(tǒng)有3個(gè)或3個(gè)以上的連接端口。多端直流輸電系統(tǒng)可以解決多電源供電或多落點(diǎn)受電的輸電問(wèn)題。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.三、輸電技術(shù)展望（三）三極直流輸電技術(shù)

三極直流輸電是指由3個(gè)直流極輸電的新型直流輸電技術(shù)，可以將已有的三相交流輸電線路采用換流器組合拓?fù)涓脑於?，從而大大提高線路輸電容量，有效利用寶貴的輸電走廊。與傳統(tǒng)的兩極直流輸電系統(tǒng)相比，三極直流輸電系統(tǒng)成本低、可靠性高，過(guò)負(fù)荷能力強(qiáng)，融冰性能好。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.三、輸電技術(shù)展望1.現(xiàn)狀建立了大跨越狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)華北、安徽福建、湖北、湖南、河南等地電網(wǎng)部分線路及大跨越導(dǎo)地線微風(fēng)振動(dòng)等開展實(shí)時(shí)集中監(jiān)測(cè)；部分地市電力公司已經(jīng)建成集中監(jiān)控、有人值守的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在全國(guó)28個(gè)省級(jí)電網(wǎng)建成，并實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)。國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院研制成功的新一代雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也已掛網(wǎng)運(yùn)行，探測(cè)范圍及定位精度等主要技術(shù)指標(biāo)得到大幅提升和改善。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.四、輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

2．關(guān)鍵技術(shù)（1）數(shù)據(jù)采集技術(shù)。1）導(dǎo)線溫度、弧垂監(jiān)測(cè)裝置。2）等值覆冰厚度監(jiān)測(cè)裝置。3）微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。4）導(dǎo)線舞動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。5）桿塔傾斜監(jiān)測(cè)裝置。6）絕緣子污穢監(jiān)測(cè)裝置。7）微氣象監(jiān)測(cè)裝置。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.四、輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

2．關(guān)鍵技術(shù)（2）監(jiān)測(cè)裝置供電技術(shù)。1）感應(yīng)供電2）太陽(yáng)能供電。（3）數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。1)光纖專網(wǎng)（基于以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）。2)光纖專網(wǎng)（基于工業(yè)以太網(wǎng)）。3)無(wú)線專網(wǎng)。“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.四、輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

（一）技術(shù)背景1.現(xiàn)代電網(wǎng)特征及發(fā)展特點(diǎn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)的主要特征體現(xiàn)為大機(jī)組、大電廠、大電網(wǎng)、超(特)高壓遠(yuǎn)距離交直流混合輸電，電網(wǎng)運(yùn)行采用了大量新型控制技術(shù)，如發(fā)電機(jī)勵(lì)磁及調(diào)速系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置、可控串補(bǔ)、高壓直流輸電控制系統(tǒng)等，使電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性日趨復(fù)雜。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（一）技術(shù)背景2.電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)特征基于信息采集和控制的IED裝置、電力通信網(wǎng)絡(luò)及設(shè)在電網(wǎng)調(diào)度中心的運(yùn)行、分析主站構(gòu)成了電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)或稱為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)?；谕较嗔繙y(cè)量技術(shù)的電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)將在未來(lái)電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)中發(fā)揮極其重要的作用。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(二)國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況概述PMU可以直接獲取電網(wǎng)關(guān)鍵點(diǎn)實(shí)時(shí)的功角、電壓、頻率變化信息，因此，有可能描述電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)變化現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視、協(xié)調(diào)保護(hù)、控制的功能實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，可以驗(yàn)證離線仿真計(jì)算工具的模型和計(jì)算結(jié)果。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)華東電網(wǎng)實(shí)時(shí)功角監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.（三）電網(wǎng)運(yùn)行控制系統(tǒng)現(xiàn)狀(1)SCADA／EMS

目前電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)或稱為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要指SCADA／EMS系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，主要為電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行人員提供電網(wǎng)各種實(shí)時(shí)信息，如頻率、發(fā)電機(jī)功率、線路功率、母線電壓等，并對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度決策管理和控制，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，提高電網(wǎng)質(zhì)量和改善電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（三）電網(wǎng)運(yùn)行控制系統(tǒng)現(xiàn)狀(2)其他應(yīng)用系統(tǒng)

除SCADA／EMS系統(tǒng)外，電網(wǎng)運(yùn)行還有若干其他應(yīng)用系統(tǒng)，如水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)、故障信息系統(tǒng)、區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)等。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（四）電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)WAMS的結(jié)構(gòu)與主要功能（1）WAMS體系結(jié)構(gòu)1)實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)2)評(píng)估現(xiàn)有實(shí)時(shí)系統(tǒng)的技術(shù)及局限性。3)數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)、有關(guān)安全問(wèn)題及運(yùn)行問(wèn)題。4)定義所需要的數(shù)據(jù)。5)確定將要出現(xiàn)的技術(shù)。6)確定如何進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。7)確定誰(shuí)運(yùn)行、使用、維護(hù)數(shù)據(jù)。8)確定建立系統(tǒng)的潛在參與者。9)考慮費(fèi)用和資金問(wèn)題

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（四）電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)WAMS的結(jié)構(gòu)與主要功能（2）WAMS主要功能1)模型參數(shù)校核。2)實(shí)時(shí)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)視。3)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)安全在線評(píng)估。4)電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制?！笆濉甭殬I(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（五）同步相量測(cè)量技術(shù)1．基本概念我國(guó)在2006年4月正式頒布了《電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》。《規(guī)范》對(duì)同步相量測(cè)量、相量測(cè)量裝置、主站與子站、主站與其他系統(tǒng)、子站與其他系統(tǒng)的互聯(lián)方式等提出了明確的要求；同時(shí)，對(duì)PMU數(shù)據(jù)幀的具體格式給出詳細(xì)說(shuō)明。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（五）同步相量測(cè)量技術(shù)2．基本術(shù)語(yǔ)(1)相量(Phasor)。正弦信號(hào)的復(fù)數(shù)等價(jià)表示法，復(fù)數(shù)的模對(duì)應(yīng)于正弦信號(hào)的幅值，幅角(極坐標(biāo)形式)對(duì)應(yīng)于正弦信號(hào)的相角?！笆濉甭殬I(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（五）同步相量測(cè)量技術(shù)2．基本術(shù)語(yǔ)(2)同步相量(Synchrophasor)。以標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)作為采樣過(guò)程的基準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)采樣數(shù)據(jù)計(jì)算而得的相量稱為同步相量，互聯(lián)電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的相量之間存在著確定統(tǒng)一的相位關(guān)系。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（五）同步相量測(cè)量技術(shù)2．基本術(shù)語(yǔ)(3)相量測(cè)量裝置用于進(jìn)行同步相量的測(cè)量和輸出以及進(jìn)行動(dòng)態(tài)記錄的裝置。4)數(shù)據(jù)集中器用于站端相量測(cè)量數(shù)據(jù)接收和轉(zhuǎn)發(fā)的通信裝置，能夠同時(shí)接收多個(gè)通道的測(cè)量數(shù)據(jù)，并能實(shí)時(shí)向多個(gè)通道轉(zhuǎn)發(fā)測(cè)量數(shù)據(jù)。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（五）同步相量測(cè)量技術(shù)2．基本術(shù)語(yǔ)(5)GPS用于進(jìn)行定位和提供時(shí)間信息的衛(wèi)星系統(tǒng)，基于GPS的時(shí)鐘精度可以達(dá)lμs。(6)IRIG-B由國(guó)際儀器協(xié)會(huì)確定的時(shí)間傳輸格式，最基本的就是B碼，以lkHz傳輸年、月日、時(shí)、分、秒的信息。(7)PPS由GPS接收器發(fā)出的1Hz頻率方波同步脈沖信號(hào)，其上升沿與國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)時(shí)間同步。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（五）同步相量測(cè)量技術(shù)2．基本術(shù)語(yǔ)(8)參考相量正常頻率下，相角相對(duì)于時(shí)間是個(gè)常量，系統(tǒng)頻率變化時(shí)相角會(huì)發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)，相角實(shí)際反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)狀況，參考相量就是為描述不同地點(diǎn)相量具有相對(duì)一致性或反映相量相對(duì)固定關(guān)系所確定的電網(wǎng)中某個(gè)參考相量。

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“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（五）同步相量測(cè)量技術(shù)2．基本術(shù)語(yǔ)(10)發(fā)電機(jī)內(nèi)電動(dòng)勢(shì)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以同步速率旋轉(zhuǎn)時(shí)，主磁場(chǎng)在氣隙中形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)切割定子繞組，在定子繞組內(nèi)感應(yīng)對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)，稱為勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)，又稱為發(fā)電機(jī)內(nèi)電動(dòng)勢(shì)。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（五）同步相量測(cè)量技術(shù)2．基本術(shù)語(yǔ)(11)發(fā)電機(jī)功角發(fā)電機(jī)內(nèi)電動(dòng)勢(shì)與機(jī)端電壓正序相量之間的夾角，或發(fā)電機(jī)空載電勢(shì)(q軸)與系統(tǒng)參考相量(軸)之間的夾角。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（五）同步相量測(cè)量技術(shù)2．基本術(shù)語(yǔ)(12)頻率。頻率是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要運(yùn)行參數(shù)，是反映系統(tǒng)中有功功率供需平衡的重要指標(biāo)。頻率的定義通常以相位頻率為出發(fā)點(diǎn)，即采用無(wú)干擾信號(hào)或含干擾信號(hào)基波主分量的相位變化率定義頻率。

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WAMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

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“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（六）電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)3．系統(tǒng)主要應(yīng)用①電網(wǎng)模型參數(shù)辨識(shí)；②電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)視；③電網(wǎng)在線安全評(píng)估；④實(shí)時(shí)在線穩(wěn)定控制。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（七）系統(tǒng)的布點(diǎn)原則1.暫態(tài)安全監(jiān)視2.電壓監(jiān)視3.頻率監(jiān)視4.低頻振蕩5.可觀測(cè)性6.重要輸電斷面“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(八）系統(tǒng)的可視化技術(shù)電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視是一個(gè)多環(huán)節(jié)過(guò)程，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示和人機(jī)交流四個(gè)部分。其結(jié)構(gòu)如圖所示。

電力系統(tǒng)監(jiān)視過(guò)程示意圖“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(八）系統(tǒng)的可視化技術(shù)1.系統(tǒng)的信息模型WAMS系統(tǒng)的抽象信息模型見圖，其中，電力系統(tǒng)作為認(rèn)識(shí)客體，調(diào)度員作為認(rèn)識(shí)主體，因此電力信息的運(yùn)動(dòng)至少包含了以下四個(gè)基本過(guò)程：

WAMS系統(tǒng)的抽象信息模型

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(八）系統(tǒng)的可視化技術(shù)2．可視化功能可視化的目的就是以計(jì)算機(jī)圖像實(shí)現(xiàn)技術(shù)將電網(wǎng)運(yùn)行中的信息以最間接的方式呈現(xiàn)給調(diào)度員，使調(diào)度員可以快速評(píng)估系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行的有效監(jiān)視、控制等。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)帶方向的潮流監(jiān)視不意圖

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(八）系統(tǒng)的可視化技術(shù)電壓幅值監(jiān)視。電網(wǎng)運(yùn)行母線電壓幅值的監(jiān)視有上下限額，因此，可以用量測(cè)裕度方法來(lái)描述，對(duì)于電壓監(jiān)視值的設(shè)定可以用控制電壓值和考核電壓值，并標(biāo)之以不同的顏色，以不同灰度表示。

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)全網(wǎng)電壓幅值監(jiān)視圖

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.(八）系統(tǒng)的可視化技術(shù)實(shí)時(shí)振蕩監(jiān)視水波圖

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.五、電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)第二節(jié)智能變電站

智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)智能變電站的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)智能變電站過(guò)程層關(guān)鍵技術(shù)智能變電站間隔層關(guān)鍵技術(shù)智能變電站站控層關(guān)鍵技術(shù)

“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.變電站的發(fā)展經(jīng)歷了常規(guī)變電站、綜合自動(dòng)化變電站、數(shù)字變電站、智能變電站階段。智能變電站是電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的重大變革。傳統(tǒng)的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不再適應(yīng)智能變電站的要求。為了實(shí)現(xiàn)全站信息共享，達(dá)到智能化、信息化、自動(dòng)化的目標(biāo)，與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站的體系架構(gòu)發(fā)生了較大變化。一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)“十二五”職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識(shí)》中國(guó)電力出版社.綜合自動(dòng)化變電站1一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)綜合自動(dòng)化變電站是指采用了變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)以及通信調(diào)度等綜合性自動(dòng)化功能。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，即利用多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)組成的自動(dòng)化技術(shù)，可以收集到所需要的各種數(shù)據(jù)和信息，利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算能力和邏輯判斷能力，監(jiān)視和控制變電站的各種設(shè)備。綜合自動(dòng)化變電站集中式結(jié)構(gòu)14傳統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)主要分為集中式和分布式兩種形式。集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用處理能力高的微機(jī)或小型計(jì)算機(jī)，通過(guò)擴(kuò)展外圍接口電路，集中采集變電站的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算與處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和其他一些自動(dòng)控制等功能。一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)集中式結(jié)構(gòu)4一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)集中式結(jié)構(gòu)4一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、造價(jià)低，適合規(guī)模較小的110kV以下的變電站。必須采用雙機(jī)并列運(yùn)行的結(jié)構(gòu)才能保證可靠性。軟件復(fù)雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試麻煩，組態(tài)不靈活，軟、硬件不能隨不同主接線或者變電站規(guī)模變化而自行調(diào)整。集中式保護(hù)調(diào)試和維護(hù)不方便，程序設(shè)計(jì)麻煩，只適合于保護(hù)算法比較簡(jiǎn)單的情況，很難滿足現(xiàn)代電網(wǎng)對(duì)變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的需要。分布式結(jié)構(gòu)一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)間隔層一般按間隔劃分，具有測(cè)量、控制和繼電保護(hù)等功能。測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)該間隔的測(cè)量、監(jiān)視，斷路器的操作控制和聯(lián)鎖及事件順序記錄等功能；保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)該間隔線路、變壓器、電容器的保護(hù)和故障記錄等功能。站控層包括全站性的監(jiān)控主機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)等。站控層設(shè)現(xiàn)場(chǎng)總線或局域網(wǎng)，供各主機(jī)之間和監(jiān)控主機(jī)與單元層之間交換信息。站控層的有關(guān)自動(dòng)化設(shè)備一般安裝于控制室。分布式結(jié)構(gòu)一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：分布配置、分層管理、保護(hù)獨(dú)立、遠(yuǎn)動(dòng)功能、模塊化結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)模式：分層分布式集中組屏分層分布式就地安裝分散與集中相結(jié)合分布式結(jié)構(gòu)一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：互操作問(wèn)題：不同廠家的IED通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了信息的共享，并能夠達(dá)到控制命令的兼容，實(shí)現(xiàn)互換性。一次設(shè)備數(shù)字化、信息化問(wèn)題：傳統(tǒng)的變電站自動(dòng)化架構(gòu)體系是基于傳統(tǒng)電磁型互感器和一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，不能夠?qū)崿F(xiàn)一次設(shè)備的數(shù)字化和信息化。信息共享的問(wèn)題：通信協(xié)議的制訂只能是考慮被傳輸數(shù)據(jù)在線路上的排列，而不能設(shè)計(jì)詳細(xì)的數(shù)據(jù)屬性及其組織，存在信息不能實(shí)現(xiàn)共享的問(wèn)題?？蓴U(kuò)展性差的問(wèn)題：不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的“即插即用”，不支持信息共享，也不能滿足設(shè)備間的互操作性，。數(shù)字變電站2一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)采用智能化的一次設(shè)備,以變電站一、二次設(shè)備為數(shù)字化對(duì)象,以高速網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)數(shù)字化信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,實(shí)現(xiàn)站內(nèi)外信息共享和互操作,并以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)測(cè)量監(jiān)視、控制保護(hù)、信息管理等自動(dòng)化功能的現(xiàn)代化變電站。技術(shù)特征：（1）采用數(shù)字化新型的電流和電壓互感器；（2）實(shí)現(xiàn)一、二次設(shè)備有效隔離；（3）實(shí)現(xiàn)跨變電站、區(qū)域電網(wǎng)的保護(hù)和自動(dòng)協(xié)調(diào)控制；（4）實(shí)現(xiàn)基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一信息建模，實(shí)現(xiàn)互操作性；（5）采用智能一次設(shè)備，使用統(tǒng)一通信標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字變電站2一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)數(shù)字變電站2一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)數(shù)字變電站特點(diǎn)：解決了電子式互感器和IEC61850的應(yīng)用；存在過(guò)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/IEC61970接口問(wèn)題，主要局限在自動(dòng)化系統(tǒng)本身；沒有整個(gè)變電站的建設(shè)體系，變電站沒有信息體系，沒有形成更多多智能應(yīng)用，缺乏標(biāo)準(zhǔn)；擴(kuò)大了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在中國(guó)的推廣。智能變電站3一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)數(shù)字變電站是智能變電站的前提和基礎(chǔ)，是智能變電站的初級(jí)階段，智能變電站是數(shù)字變電站的發(fā)展和升級(jí)。智能變電站的定義智能變電站是采用先進(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(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。智能變電站3一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站的設(shè)計(jì)原則為滿足未來(lái)智能電網(wǎng)發(fā)展的要求，智能變電站體系結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循以下設(shè)計(jì)原則：遵循lEC61850變電站通信標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用電子式互感器和智能高壓電氣設(shè)備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的數(shù)字化、信息化基于高速工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程總線和站級(jí)總線，達(dá)到全站信息共享的要求全站整體配置保護(hù)和控制功能，而不僅僅局限于間隔之內(nèi)

智能變電站3一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站的設(shè)計(jì)原則按照實(shí)際需求整合自動(dòng)化功能，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、可靠。全站統(tǒng)一的授時(shí)系統(tǒng)。采用先進(jìn)的通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，保證裝置的互操作性。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不同的需求情況，選擇、設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)架構(gòu)。

智能變電站3一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站的體系結(jié)構(gòu)智能變電站3一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站的體系結(jié)構(gòu)站控層位于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的最上層，接收、處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)至調(diào)度中心和按照電網(wǎng)允許的需要發(fā)出控制和調(diào)節(jié)命令。智能變電站3一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站的體系結(jié)構(gòu)間隔層包括繼電保護(hù)裝置、系統(tǒng)測(cè)控裝置、監(jiān)測(cè)功能組的智能電子裝置等二次設(shè)備，按照應(yīng)用功能合理配置邏輯節(jié)點(diǎn)，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析、處理和控制功能。智能變電站3一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站的體系結(jié)構(gòu)過(guò)程層包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流/電壓互感器等一、二次設(shè)備及其所屬的智能組件以及獨(dú)立的智能電子裝置，承擔(dān)一次設(shè)備數(shù)字化、智能化的重要功能，是整個(gè)智能變電站的基礎(chǔ)。

智能變電站3一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站的結(jié)構(gòu)形式

“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”結(jié)構(gòu)的智能變電站。按照間隔劃分的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”結(jié)構(gòu)僅僅采用光纜取代電纜，而不能實(shí)現(xiàn)過(guò)程層信息的共享智能變電站3一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站的結(jié)構(gòu)形式

②基于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的分布式智能變電站。采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程總線，可以進(jìn)行過(guò)程層信息的共享。

智能變電站3一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站的結(jié)構(gòu)形式

③過(guò)程層分布采集、間隔層集中控制的智能變電站

過(guò)程層采用分布式結(jié)構(gòu)，采用合并單元和智能終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集；間隔層集中處理，采用系統(tǒng)控制器實(shí)現(xiàn)全站保護(hù)和自動(dòng)化功能；通信網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)信息的共享。智能變電站3一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站的結(jié)構(gòu)形式

過(guò)程層分布采集、間隔層集中控制的智能變電站架構(gòu)包含兩類關(guān)鍵的技術(shù)，即保護(hù)、自動(dòng)化功能整合技術(shù)和全站統(tǒng)一配置的集中式保護(hù)技術(shù)。集中式保護(hù)不僅可以利用全站各個(gè)設(shè)備的信息，還可以利用同一設(shè)備不同時(shí)刻的信息，實(shí)現(xiàn)保護(hù)的快速性、選擇性、可靠性和靈敏性。除此之外，還可以實(shí)現(xiàn)變電站的站級(jí)的控制功能。例如無(wú)功補(bǔ)償、小電流接地選線等。

智能變電站3一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)

110kV智能變電站的結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)配置方案

一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站變電站結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)配置方案：互感器配置：電流互感器選用電子互感器，安裝于變電站室內(nèi)，其輸出電流的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)光纖直接接入合并單元；電壓互感器輸出為數(shù)字量形式的測(cè)量信息，為測(cè)控、保護(hù)裝置提供數(shù)字信號(hào)。過(guò)程層：其中分別針對(duì)主變壓器一、二次電流，母線、出線、電容器等配置合并單元。依照IEC61850-9標(biāo)準(zhǔn)以多播方式傳輸采樣值，通信接口采用100MB光纖以太網(wǎng)。全部合并單元就地安裝，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定安裝方式。開關(guān)控制器、變壓器控制器等智能終端實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備數(shù)字化接口，所有智能終端就地安裝均遵照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)就地操作和遠(yuǎn)程操作。一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站變電站結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)配置方案：③間隔層：系統(tǒng)控制器是實(shí)現(xiàn)智能變電站系統(tǒng)自動(dòng)化功能整合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此智能變電站對(duì)于系統(tǒng)控制器的性能和可靠性都有很高的要求。本方案的系統(tǒng)控制器采用多處理器并行處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)、監(jiān)控和測(cè)量功能，采用雙機(jī)、雙網(wǎng)冗余配置。系統(tǒng)控制單元硬件采用嵌入式處理器單元，多CPU并行處理技術(shù)，提供1000MB以太網(wǎng)接口，具有高速處理、穩(wěn)定可靠和便于擴(kuò)展的特點(diǎn)。系統(tǒng)控制器功能模塊(可選)包括保護(hù)模塊、測(cè)控模塊、計(jì)量模塊、選線模塊、故障錄波模塊、SVQC模塊。

。一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站變電站結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)配置方案：站控層。采用跨平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可選擇Windows、Unix、Linux操作系統(tǒng)；支持的數(shù)據(jù)庫(kù)包括Sybase、Oracle、SQLServer及其他開源數(shù)據(jù)庫(kù)；圖形界面采用Qt庫(kù)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)按照IEC61850模型定義、實(shí)現(xiàn)，所有程序支持IEC61850模型。站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)。用以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，通信體系采用IEC61850架構(gòu)，邏輯功能上按3層結(jié)構(gòu)配置。系統(tǒng)采用數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備，以取代大量傳統(tǒng)硬接線。由于涉及較多實(shí)時(shí)過(guò)程數(shù)據(jù)的采集，特別是暫態(tài)信息的采集，信息量大，實(shí)時(shí)響應(yīng)要求高。智能變電站34一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站的技術(shù)特征

智能變電站采用了計(jì)算機(jī)、控制、軟件、信息等相關(guān)領(lǐng)域的最新技術(shù)，和傳統(tǒng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)相比發(fā)生了巨大的變化，智能變電站具有其鮮明的技術(shù)特征：智能化一次設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備。符合lEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。信息化的運(yùn)行管理系統(tǒng)。隨著變電站發(fā)展，提出了在IED之間高效通信的要求，特別是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的要求。由于不同廠家使用不同的遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約，變電站自動(dòng)化設(shè)備采用的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)存在通信協(xié)議的多樣性、信道及接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、系統(tǒng)的集成度低以及設(shè)備中的互通互聯(lián)存在極大問(wèn)題，同時(shí)計(jì)算機(jī)中CPU處理能力和存儲(chǔ)容量的提高、通信互聯(lián)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及面向?qū)ο蠓椒▎?wèn)題的解決和電力市場(chǎng)化的要求。二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)概述1二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)

IEC61850的內(nèi)容IEC61850除了定義變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信要求和數(shù)據(jù)交換外，還對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、對(duì)象模型、項(xiàng)目管理控制（組織、配置、文檔和安全運(yùn)行）、測(cè)試方法等進(jìn)行全面詳盡的描述和規(guī)范。IEC61850的核心內(nèi)容：（1）信息模型及抽象服務(wù)接口。（2）SCSM特定通信服務(wù)映射。（3）系統(tǒng)集成技術(shù)。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)概述1

IEC61850的目標(biāo)IEC61850是一個(gè)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信體系標(biāo)準(zhǔn)，而不是一個(gè)簡(jiǎn)單的通信協(xié)議。其目標(biāo)是盡最大可能去使用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)和被廣泛接受的通信原理，通過(guò)對(duì)變電站運(yùn)行功能進(jìn)行識(shí)別和描述，分析運(yùn)行功能對(duì)通信協(xié)議要求的影響，將應(yīng)用功能和通信分開，對(duì)應(yīng)用功能和通信之間的中性接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，允許在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的組件之間進(jìn)行兼容的數(shù)據(jù)交換。二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)概述1

IEC61850的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)通信方面：能夠滿足對(duì)于測(cè)量保護(hù)和控制等全部變電站自動(dòng)化功能的通信要求。降低了電力系統(tǒng)各部分之間實(shí)時(shí)信息的整合成本；最大限度降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的成本；達(dá)到不需要過(guò)多改動(dòng)即可適應(yīng)未來(lái)的性能要求；在主/從和串行通信方式基礎(chǔ)上支持網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)等。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)概述1體系結(jié)構(gòu)方面：提出變電站自動(dòng)化三層結(jié)構(gòu)體系。。從網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)和拓?fù)渲蟹蛛x出應(yīng)用和集成，解決了主/從通信方式和非網(wǎng)絡(luò)化的串行連接途徑的弊端；減少了對(duì)需要單獨(dú)配置的中間通信設(shè)備的要求，降低了成本。

性能方面：設(shè)備的自我描述使得應(yīng)用過(guò)程能夠直接從設(shè)備獲取所有配置信息，減少人工配置信息的成本和出錯(cuò)率。能夠直接從設(shè)備獲取所有配置信息；提供各種通信系統(tǒng)間的無(wú)縫鏈接，圍繞配置、故障、性能、安全問(wèn)題對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，保證系統(tǒng)通信和運(yùn)行的可靠性；一致性測(cè)試保證產(chǎn)品性能以及與其他設(shè)備的互操作，保證系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)施和運(yùn)行。二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)IEC61850的對(duì)象建模技術(shù)與對(duì)象模型2IEC61850標(biāo)準(zhǔn)最大的特點(diǎn)是采用了面向?qū)ο蟮姆治龇椒ê蛯?shí)現(xiàn)手段。將現(xiàn)實(shí)世界中的具體對(duì)象通過(guò)虛擬、抽象、封裝等手段，建立了完整的變電站的信息模型，以及圍繞這些信息模型的抽象通信服務(wù)原語(yǔ)。二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)IEC61850的對(duì)象建模技術(shù)與對(duì)象模型2

面對(duì)對(duì)象的定義及其優(yōu)點(diǎn)“面向?qū)ο蟆贝蠖嘀傅氖前岩唤M對(duì)象中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和行為緊密結(jié)合在一起組織系統(tǒng)的一種策略，應(yīng)貫穿系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的對(duì)象針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的智能電子設(shè)備間如一個(gè)IED，一個(gè)開關(guān)或一個(gè)變壓器等的通信，系統(tǒng)內(nèi)的面向?qū)ο髴?yīng)用，主要是通過(guò)對(duì)象和對(duì)象間的通信來(lái)實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化通信和功能。

二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)IEC61850的對(duì)象建模技術(shù)與對(duì)象模型2

面對(duì)對(duì)象的定義及其優(yōu)點(diǎn)采用面對(duì)對(duì)象技術(shù)建模的優(yōu)點(diǎn)：將數(shù)據(jù)和行為封裝在一起，外界只能通過(guò)接口對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，從而增加了系統(tǒng)的健壯性。采用實(shí)現(xiàn)了模型的可重用性，標(biāo)準(zhǔn)化的模型和模型間的繼承、派生關(guān)系使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加容易。

模型獨(dú)立于具體設(shè)備，從而可以采用統(tǒng)一的建模語(yǔ)言和方法，減少了工作量。

二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)IEC61850的對(duì)象建模技術(shù)與對(duì)象模型2

面對(duì)對(duì)象的定義及其優(yōu)點(diǎn)采用面對(duì)對(duì)象技術(shù)建模的優(yōu)點(diǎn)：類集的使用簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的重構(gòu)和擴(kuò)充。對(duì)象內(nèi)部的問(wèn)題由對(duì)象解決，減少了系統(tǒng)的負(fù)責(zé)程度，便于維護(hù)。通信和應(yīng)用數(shù)據(jù)相對(duì)獨(dú)立，對(duì)數(shù)據(jù)維護(hù)、擴(kuò)展、計(jì)量等方面的支持具有高度的靈活性。二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)IEC61850的對(duì)象建模技術(shù)與對(duì)象模型2

對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的抽象建模IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是以變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中具有數(shù)據(jù)交換能力最小的功能單元即邏輯節(jié)點(diǎn)為對(duì)象進(jìn)行建模。幾個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)邏輯設(shè)備，而一個(gè)或多個(gè)邏輯設(shè)備被分配到一個(gè)特定的專用設(shè)備即智能電子設(shè)備。二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)抽象通信服務(wù)接口(ACSI)和特定通定通信服務(wù)映射(SCSM)

3IEC61850標(biāo)準(zhǔn)采用抽象通信服務(wù)接口(ACSI)和特定通定通信服務(wù)映射(SCSM)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能。ACSI服務(wù)需適用于各種不同特征的應(yīng)用層(這里的應(yīng)用層是指ISO/OSI七層參考模型的應(yīng)用層)，ACSI客戶/服務(wù)模型的全部服務(wù)請(qǐng)求和響應(yīng)需通過(guò)協(xié)議棧進(jìn)行通信，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)采用SCSM來(lái)實(shí)現(xiàn)ACSI服務(wù)到不同協(xié)議棧的映射。二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)抽象通信服務(wù)接口(ACSI)和特定通定通信服務(wù)映射(SCSM)

3ACSI采用抽象的建模技術(shù)，為變電站設(shè)備定義了公共應(yīng)用服務(wù)，從而提供了通過(guò)虛擬鏡像訪問(wèn)真實(shí)數(shù)據(jù)和真實(shí)設(shè)備的途徑。抽象概念包含兩個(gè)方面：一是ACSI提供了用來(lái)定義變電站特定信息模型的基本模型說(shuō)明，二是提供了信息交換服務(wù)模型的說(shuō)明。抽象以為著ACSI這種描述說(shuō)提供的服務(wù)，而與設(shè)備間交換的具體報(bào)文無(wú)關(guān)。二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)抽象通信服務(wù)接口(ACSI)和特定通定通信服務(wù)映射(SCSM)

3ACSI通信方法有兩種：（1）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式：用在對(duì)時(shí)間響應(yīng)要求高的通用變電站時(shí)間服務(wù)和傳輸采用測(cè)量值服務(wù)。（2）客戶服務(wù)器模式：可以由許多種類的通信系統(tǒng)來(lái)連接，通信介質(zhì)也有物理上和使用上的限制，例如有限的波特率、轉(zhuǎn)悠的數(shù)據(jù)鏈路層、有限的使用時(shí)間和衛(wèi)星中繼的延遲。系統(tǒng)有可能是橫向的，有幾個(gè)中心點(diǎn)來(lái)授權(quán)和管理其他的大量的現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)，也可以以“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的對(duì)等模式互聯(lián)。二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)抽象通信服務(wù)接口(ACSI)和特定通定通信服務(wù)映射(SCSM)

3二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)特定通信服務(wù)映射SCSM：為抽象通信服務(wù)接口ACSI服務(wù)和為對(duì)象提供實(shí)際通信協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間互操作的具體映射的標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程。特定通信服務(wù)映射SCSM應(yīng)詳細(xì)說(shuō)明抽象服務(wù)轉(zhuǎn)為協(xié)議特定的單個(gè)服務(wù)，或取得在抽象通信服務(wù)接口ACSI中規(guī)定的服務(wù)的序列服務(wù)，此外，SCSM應(yīng)詳細(xì)給出抽象通信服務(wù)接口ACSI對(duì)象到應(yīng)用協(xié)議支持對(duì)象的映射變電站配置語(yǔ)言SCL與系統(tǒng)集成

4變電站配置語(yǔ)言是一種用來(lái)描述與通信相關(guān)的智能電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)和參數(shù)、通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、開關(guān)間隔(功能)結(jié)構(gòu)及它們之間關(guān)系的文件格式。在變電站配置描述語(yǔ)言中采用擴(kuò)展標(biāo)識(shí)語(yǔ)言(eXtensibleMarkupLanguage，XML)作為信息交換格式，并且由于XML的信息獨(dú)立于平臺(tái)之間，從而使得文件中的數(shù)據(jù)能夠在不同廠家的智能電子設(shè)備工程工具和系統(tǒng)工程工具間以某種兼容的方式進(jìn)行交換。

二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)變電站配置語(yǔ)言SCL與系統(tǒng)集成

4二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)SCL的作用主要是用來(lái)完成2個(gè)最基本的功能。(1)用標(biāo)準(zhǔn)化的語(yǔ)義來(lái)定義標(biāo)準(zhǔn)化的信息模型:IEC61850-6部分中定義的變電站模型、通信模型、IED、在IEC61850-7-X中被定義成邏輯節(jié)點(diǎn)的功能等。(2)以標(biāo)準(zhǔn)化的語(yǔ)言描述模型的實(shí)例化，從而允許在不同的應(yīng)用中交換模型或者模型的某個(gè)部分IEC61850標(biāo)準(zhǔn)采用基于XML的SCL(變電站配置描述語(yǔ)言)，來(lái)描述變電站自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站一次設(shè)備的關(guān)系。每一種設(shè)備必須提供自己的符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的配置文件。采用統(tǒng)一的系統(tǒng)配置工具和IED配置工具來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的工程化，避免了過(guò)多人工干預(yù)而導(dǎo)致的出錯(cuò)可能。工程管理和系統(tǒng)測(cè)試5一個(gè)理想的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，除了功能設(shè)計(jì)的先進(jìn)性外，系統(tǒng)集成和生命期內(nèi)的管理也非常重要。系統(tǒng)集成就是實(shí)現(xiàn)一個(gè)滿足特定用戶需求的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的工程化過(guò)程。使用基于通用商業(yè)軟、硬件的標(biāo)準(zhǔn)工程化工具和支持工具將有利于提高系統(tǒng)的可維護(hù)性和可靠性。二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)變電站網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)經(jīng)歷了電纜直連、串行連接和現(xiàn)場(chǎng)總線三個(gè)不同發(fā)展階段。通信網(wǎng)絡(luò)是智能變電站的重要組成部分，由于網(wǎng)絡(luò)流量劇增可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞、流量沖突等問(wèn)題，不能保證時(shí)間緊急信息(如采樣測(cè)量與跳閘信息)傳輸?shù)臅r(shí)延上界，可能由于信息丟失或傳輸違反時(shí)限要求，出現(xiàn)大面積停電等災(zāi)難性后果。變電站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性是是保證電力生產(chǎn)的連續(xù)性的重要因素，應(yīng)避免一個(gè)通信裝置損壞導(dǎo)致站內(nèi)通信中斷。特別是在智能變電站中，采樣值、跳閘命令、開關(guān)狀態(tài)等數(shù)字化信息均通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送，保護(hù)、控制等功能的實(shí)現(xiàn)很大程度上依賴于通信網(wǎng)絡(luò)，因此建立一個(gè)可靠的通信網(wǎng)絡(luò)是確保變電站自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定的首要條件。三、智能變電站的通信要求智能變電站的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)要滿足：可靠性要求同步特征要求時(shí)效特征要求異步傳輸?shù)挠绊懭⒅悄茏冸娬镜耐ㄐ乓罂煽啃砸?三、智能變電站的通信要求“故障弱化”原則

“故障弱化”的原則是指當(dāng)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)（SubstationAutomationSystem，SAS）的任意通信元件發(fā)生故障時(shí)，變電站仍是可持續(xù)運(yùn)行的。不能因?yàn)橛幸粋€(gè)故障點(diǎn)，而使整個(gè)站不可運(yùn)行，應(yīng)保持足夠的當(dāng)?shù)乇O(jiān)視和控制功能。任何元件的故障不應(yīng)導(dǎo)致不可檢出的功能失效，也不應(yīng)導(dǎo)致多個(gè)和級(jí)聯(lián)的元件故障。在某些應(yīng)用場(chǎng)合，特定的預(yù)防措施對(duì)于SAS的實(shí)施是必需的，通信系統(tǒng)也必須采取預(yù)防措施。

可靠性要求1三、智能變電站的通信要求可靠性等級(jí)要求可靠性是衡量一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)段內(nèi)完成預(yù)定功能的尺度。它是一個(gè)基于故障數(shù)據(jù)和運(yùn)行時(shí)限的概率值。一個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性是用“平均無(wú)故障工作時(shí)間”的小時(shí)數(shù)來(lái)表示的，并可用系統(tǒng)單個(gè)組成部分的可靠性值計(jì)算出來(lái)。可靠性要求1

MTTF制造商應(yīng)明確地表述所提供設(shè)備的到發(fā)生故障的平均時(shí)間(MeanTimeToFailure，MTTF)，包括所采用的計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)方法。三、智能變電站的通信要求可靠性要求1站內(nèi)關(guān)鍵性功能及其對(duì)SAS的相依性關(guān)鍵功能不應(yīng)因某個(gè)單一故障而失效。為滿足這一要求，SAS應(yīng)具備以下功能：①保護(hù)功能應(yīng)當(dāng)是自治的；②SAS可以執(zhí)行諸如一臺(tái)變壓器故障后的自動(dòng)恢復(fù)供電這樣一些沒有嚴(yán)格時(shí)間要求的控制邏輯行為，如果運(yùn)用了這些邏輯行為，廠家應(yīng)明確表明完成故障恢復(fù)的時(shí)間(以毫秒計(jì))；③SAS的人機(jī)界面（HMI）應(yīng)能獨(dú)立于與控制中心的遠(yuǎn)動(dòng)通信接口而運(yùn)行。三、智能變電站的通信要求可靠性要求1站內(nèi)關(guān)鍵性功能及其對(duì)SAS的相依性

提高系統(tǒng)可靠性的方法⑴采用全雙工交換式以太網(wǎng)技術(shù)，可降低產(chǎn)生沖突的可能性，提高傳輸?shù)拇_定性。⑵提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，提高了網(wǎng)絡(luò)通信的確定性。⑶應(yīng)用報(bào)文優(yōu)先級(jí)技術(shù)。在智能交換機(jī)或集線器中設(shè)計(jì)優(yōu)先級(jí)處理功能，保證重要信息傳輸?shù)目煽啃?。⑷端口廣播風(fēng)暴抑制。當(dāng)交換機(jī)發(fā)現(xiàn)某個(gè)端口出現(xiàn)了廣播風(fēng)暴時(shí)，會(huì)自動(dòng)丟棄廣播幀，以防止廣播風(fēng)暴進(jìn)一步擴(kuò)大

三、智能變電站的通信要求可靠性要求1站內(nèi)關(guān)鍵性功能及其對(duì)SAS的相依性⑸基本組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。變電站在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需采用多級(jí)交換的組網(wǎng)方式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，通過(guò)合理的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以保證通信網(wǎng)絡(luò)的安全高效運(yùn)行。⑹冗余配置結(jié)構(gòu)和交換機(jī)管理。冗余網(wǎng)絡(luò)有效解決了單個(gè)網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)信息可靠傳送問(wèn)題。交換機(jī)應(yīng)增加或開啟生成樹(STP)功能，以防網(wǎng)絡(luò)環(huán)路的產(chǎn)生。⑺VLAN技術(shù)。VLAN能將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)廣播域，有效地控制廣播風(fēng)暴的發(fā)生，使網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得非常靈活，控制網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)之間的互相訪問(wèn)。

三、智能變電站的通信要求可靠性要求3站內(nèi)關(guān)鍵性功能及其對(duì)SAS的相依性⑻IED可靠性。IEC61850使得變電站使用的IED數(shù)量大大減少，減少大量的外部電纜使用，增加了系統(tǒng)可靠性⑼工業(yè)性能。所有采用的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)上應(yīng)滿足機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性(如耐振動(dòng)、耐沖擊)、寬溫環(huán)境適應(yīng)性、電磁環(huán)境適應(yīng)性或電磁兼容性等指標(biāo)的要求，并具備一定的防塵、防水能力，以使其能在變電站這種嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定工作。

三、智能變電站的通信要求可靠性要求1站內(nèi)關(guān)鍵性功能及其對(duì)SAS的相依性⑽網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。加強(qiáng)告警機(jī)制及自診斷、自恢復(fù)功能，提高設(shè)備自診斷能力，設(shè)備相互監(jiān)測(cè)能力。⑾網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)。網(wǎng)絡(luò)安全也是網(wǎng)絡(luò)可靠性和可用性的一個(gè)重要保證。三、智能變電站的通信要求同步特征要求2

IEC61850對(duì)時(shí)間同步的要求分為T1～T5共5級(jí)，其中，T1要求最低，為1ms；T5要求最高，為1μs。IEC60044-8標(biāo)準(zhǔn)為解決同步問(wèn)題提出了插值計(jì)算法和同步脈沖法兩種方法。插值計(jì)算是指間隔層設(shè)備根據(jù)互感器提供的若干個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的采樣值，插值計(jì)算得到需要的時(shí)間點(diǎn)上的電壓、電流值。同步脈沖法則是通過(guò)使用統(tǒng)一的同步脈沖信號(hào)，使得合并單元提供給間隔層設(shè)備的數(shù)據(jù)是嚴(yán)格同步的。

三、智能變電站的通信要求同步特征要求2

解決同步的方法：

①硬件時(shí)鐘同步法：指利用一定的硬件設(shè)施，如GPS接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)同步，可獲得很好的同步精度，但需引入專用的硬件時(shí)鐘同步設(shè)備，這使得時(shí)鐘同步的代價(jià)較高，且操作不便

②軟件時(shí)鐘同步法：指利用算法實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步，同步靈活，成本較低，但由于采用軟件對(duì)時(shí)，需要CPU干預(yù)，工作量很大，且時(shí)鐘信號(hào)延遲具有不確定性，同步精度較低。

三、智能變電站的通信要求時(shí)效特征要求3

時(shí)效特征要求內(nèi)容：①傳輸速度快。指單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒍?。②響?yīng)時(shí)間短。指事件發(fā)生時(shí)，傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上及執(zhí)行器接收到該信息馬上執(zhí)行所需的時(shí)間。

③巡回時(shí)間短。指系統(tǒng)與所有通信對(duì)象都至少完成一次通信所需的時(shí)間。三、智能變電站的通信要求時(shí)效特征要求3

變電站的通信數(shù)據(jù)：①周期性數(shù)據(jù)：包括正常運(yùn)行時(shí)，間隔層智能電子設(shè)備按一定周期定時(shí)向站控層設(shè)備發(fā)送的開關(guān)狀態(tài)信息和模擬量數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量大，變化量小，相對(duì)穩(wěn)定，時(shí)間要求嚴(yán)格。

②隨機(jī)性數(shù)據(jù)：包括開關(guān)操作命令、時(shí)間同步等數(shù)據(jù)長(zhǎng)度較短，實(shí)時(shí)性要求較高的報(bào)文和保護(hù)定值修改、錄波數(shù)據(jù)傳輸?shù)葦?shù)據(jù)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，但傳輸實(shí)時(shí)性要求較低的報(bào)文③突發(fā)性數(shù)據(jù)：包括故障情況下間隔層設(shè)備上傳的保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)變位等信息，報(bào)文數(shù)量大，實(shí)時(shí)性要求高。三、智能變電站的通信要求異步傳輸?shù)挠绊?

網(wǎng)絡(luò)異步傳輸造成的時(shí)延不確定性是衡量變電站網(wǎng)絡(luò)通信可靠程度的重要方面之一。時(shí)延不確定性是指不能保證報(bào)文在可預(yù)測(cè)的時(shí)間內(nèi)可靠傳輸。時(shí)延是指發(fā)送節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序發(fā)送報(bào)文的時(shí)刻起至該報(bào)文被接收節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序接收到的這段時(shí)間。由于報(bào)文丟失相當(dāng)于時(shí)延為無(wú)窮大，所以將報(bào)文丟失也稱為時(shí)延不確定性。三、智能變電站的通信要求異步傳輸?shù)挠绊?

提高智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延確定性：①當(dāng)端節(jié)點(diǎn)的CPU利用率較高時(shí)，中斷響應(yīng)時(shí)間和通信處理任務(wù)執(zhí)行出現(xiàn)較大時(shí)延，不能滿足智能變電站關(guān)鍵應(yīng)用的報(bào)文傳輸時(shí)限要求。為此，端節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件運(yùn)行環(huán)境必須仔細(xì)選取，正確配置。②當(dāng)網(wǎng)絡(luò)輕載時(shí)，智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)采用傳統(tǒng)的交換機(jī)能夠滿足時(shí)延確定性要求，但是在電網(wǎng)故障或系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)重載時(shí)，交換機(jī)內(nèi)可能出現(xiàn)較大的排隊(duì)時(shí)延，甚至報(bào)文丟失，不能保證時(shí)延的確定性。三、智能變電站的通信要求異步傳輸?shù)挠绊?

提高智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延確定性：③當(dāng)端節(jié)點(diǎn)處的突發(fā)通信流量較大時(shí)，節(jié)點(diǎn)內(nèi)可能出現(xiàn)較大的排隊(duì)時(shí)延。因此，有必要在端節(jié)點(diǎn)的MAC層引入基于IEEE802.1p的優(yōu)先級(jí)標(biāo)簽機(jī)制，提高端節(jié)點(diǎn)內(nèi)報(bào)文傳輸時(shí)延的確定性。④可以考慮在采樣數(shù)據(jù)