第2章

智能輸配用電“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》第2章智能輸配用電1.智能輸電2.智能變電站3.智能配電網(wǎng)4.智能用電5.智能電能表6.智能電網(wǎng)用戶端解決方案中國電力出版社.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

的交流輸電工程。特高壓交流電網(wǎng)突出的優(yōu)勢是：可實現(xiàn)大容量、遠距離輸電，1回1000kV輸電線路的輸電能力可達相同導(dǎo)線截面500kV輸電線路的4倍以上；“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.第一節(jié)

智能輸電·

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)合控制過電壓，并利用避雷器短時過負(fù)荷能力，將操作過電壓、工頻過電壓得到

有效的控制，持續(xù)時間限制在0.2s以內(nèi)，兼顧了無功平衡需求，有效降低了對設(shè)備絕緣水平的要求。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.特高壓交流輸電的核心技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下方面

：(2)采用高壓并聯(lián)電抗器中性點小電抗控制潛供電流方法，成功實現(xiàn)了1s內(nèi)的單相重合閘，避免了采用動作邏輯復(fù)雜、研制難度大、價格昂貴

的高速接地開關(guān)方案，解決了潛供電流控制的難

題

。(3)通過對特高壓交流輸電系統(tǒng)絕緣配合的大量研究

，獲得了長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?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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，變電站全部進行全場域三維電場計算和噪聲計

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到國際先進水平?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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)模仿真計算分析，結(jié)合發(fā)電機及勵磁系

統(tǒng)的實測建模，以及系統(tǒng)電壓控制、聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)特性試驗結(jié)果，研究掌握了特高

壓電網(wǎng)的運行特性，提出了特高壓電網(wǎng)

的運行控制策略并成功實施。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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、設(shè)備制造、

施工安裝、調(diào)試試驗到運行維護的全套全過程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和試驗規(guī)范?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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1000kV、額定容量1000MVA

(單柱電壓1000kV、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)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.(二)特高壓直流輸電技術(shù)國際上，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

，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±1000kV直流系統(tǒng)。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.(二)特高壓直流輸電技術(shù)從電網(wǎng)特點看，特高壓交流可以形成堅強的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，對電力的傳輸、交換、疏散十分靈活；直流是“點對點”的輸送方式，難以獨自形成網(wǎng)絡(luò)，需依附于堅強的交流輸電網(wǎng)發(fā)揮作用。特高壓直流輸電具有超遠距離、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，可用于電力系統(tǒng)非同步聯(lián)網(wǎng)；“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.(二)特高壓直流輸電技術(shù)由于不存在交流輸電的系統(tǒng)穩(wěn)定問題，可按送、受兩端運行方式而改變潮流，所以更適合于大型水電、火電基地向遠方負(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)濟優(yōu)勢：“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.(二)特高壓直流輸電技術(shù)特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢：(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

場設(shè)備；電壓可以采用±800kV或±1000kV;±800kV

、±1000kV

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，大幅提高輸電效率.“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.(二)特高壓直流輸電技術(shù)特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢：(2)送電距離遠。采用特高壓直流輸電技術(shù)使超遠距離的送電成為可能，為實現(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)濟輸電距離

為1350～2350km;±1000kV

經(jīng)濟輸電距

離為2350km以上。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.(二)特高壓直流輸電技術(shù)特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢：(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)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.(二)特高壓直流輸電技術(shù)特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢：(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，特高壓直流工程的單位千瓦每千米造價顯著降低，根據(jù)計算

分析，±800kV直流輸電工程的單位千瓦每千米綜合造價約為±500kV直流輸電方案的87%,節(jié)省工程投資效益顯著?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.(二)特高壓直流輸電技術(shù)特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢：(5)走廊利用率高?！?00kV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)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.(二)特高壓直流輸電技術(shù)特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢：(6)運行方式靈活。特高壓直流輸電工程采用雙極對稱和模塊化設(shè)計，每極采用雙12脈動換流器串聯(lián)的接線，單個換流器單元和單極故障不影響其他換流單元和極的運行，運行方式靈活，系統(tǒng)可靠性大大提高。任何一個換流器發(fā)生故障，系統(tǒng)仍能夠保證75%額定功率的送出。由于采用對稱、模塊化設(shè)計，

工程可以分步建設(shè)、分期投入運行?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.(二)特高壓直流輸電技術(shù)特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢：(7)可靠性高。對控制保護等重要部分采取冗余設(shè)計，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率平均不大于2次/年，雙極強迫停運率不大于0.05次/年，能量不可利用率不大于0.5%。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.(二)特高壓直流輸電技術(shù)特高壓直流輸電技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢：(8)環(huán)境友好。采用大截面、多分裂導(dǎo)線和增加對地距離，線路電磁環(huán)境指標(biāo)與常規(guī)±500kV直流輸電工程相當(dāng)，完全滿足國家環(huán)境指標(biāo)要求。通過

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)仿真計算表明特高

壓直流工程換流站噪聲場界可達到國家二類標(biāo)準(zhǔn)，

即晝間不大于60dB,夜間不大于50dB?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.二、柔性輸電技術(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)鍵是對電網(wǎng)運行參數(shù)進行靈活控制。

通過安裝FACTS裝置可以實現(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，增強電網(wǎng)的靈活性

和可控性。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(1)靜止無功補償器靜止無功補償器(SVC)

是在機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

替機械開關(guān)而發(fā)展起來的，它可以快速地改

變其發(fā)出的無功功率，具有較強的無功調(diào)節(jié)

能力，可為電力系統(tǒng)提供動態(tài)無功電源?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(2)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)，利用對晶閘管閥的觸發(fā)控制，實現(xiàn)對串聯(lián)補償容抗值的平滑調(diào)節(jié)，使輸電線路的等效

阻抗成為動態(tài)可調(diào)，系統(tǒng)的靜態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)性能得到改善?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(3)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)荷方式下過高或大負(fù)荷方式下過低的情況，緊急情況下可以實現(xiàn)強補以抑制工頻過電壓，配合中性點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)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(4)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)正常運行時其阻抗為零，不對系統(tǒng)運行產(chǎn)生

任何影響。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，

FCL

通過投切或以其他的方式迅速增大串聯(lián)阻抗來達到限制線路短路電流的目的?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(5)靜止同步補償器(STATCOM)靜止同步補償器是一種基于電壓源換流器(VSC)的動態(tài)無功補償設(shè)備，

STATCOM以VSC為核心，直流側(cè)采用電容器為儲能元件，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、欠壓條件下的無功調(diào)節(jié)能力更強的優(yōu)點，同時諧波含量和占地面積都大大減小?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(6)靜止同步串聯(lián)補償器靜止同步串聯(lián)補償器(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，通過注入與線電流呈合適相角的電壓來改變輸電線路的等效阻抗，具有與輸電系統(tǒng)交換有功功率和無功功率的能力?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(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?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(2)提高電網(wǎng)和輸電線路的安全穩(wěn)定性、可靠性和運行經(jīng)濟性。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，實現(xiàn)

潮流的合理流動和電網(wǎng)的經(jīng)濟運行；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)時間及停電損失。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(3)優(yōu)化整個電網(wǎng)的運行狀況。在電網(wǎng)中采用FACTS有助于建立全網(wǎng)統(tǒng)一的實時控制中心，

實現(xiàn)全系統(tǒng)的優(yōu)化控制，以提高全系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(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，延長水下或地下交流輸電距離等。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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在河南洛陽的朝陽變電站并網(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(無功功率)的STATCOM,

已于2006年4月投運

?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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)展前景及它對未來輸電技術(shù)發(fā)展、電力建設(shè)和運行可能產(chǎn)生的重大影響，美國、日本、巴西以及德國、瑞典、意大利、英國等歐洲一些發(fā)達國家已投人大量的資金和人力對此進行研究和開發(fā)，包括對現(xiàn)行電網(wǎng)的評估、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)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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)，也是目前進入工程應(yīng)用的較先進的電力電子技術(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)電場并網(wǎng)等方面具有較強的技術(shù)優(yōu)勢.“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(1)VSC

的電流能夠自關(guān)斷，可以工作在無源逆變方式，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為遠距離的孤立負(fù)荷送電成為可能?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)(

二

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柔性直流輸電技術(shù)1.柔性直流輸電的技術(shù)特點(2)正常運行時，VSC可以同時且獨立地控制有功和無功功率，控制更加靈活方便。而傳

統(tǒng)HVDC中控制量只有觸發(fā)角，不可能單獨控

制有功功率或無功功率。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)(

二

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柔性直流輸電技術(shù)1.柔性直流輸電的技術(shù)特點(3)VSC

不僅不需要交流側(cè)提供無功功率而且能夠起到STATCOM的作用，動態(tài)補償交流

母線的無功功率，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，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?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)(

二

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柔性直流輸電技術(shù)1.柔性直流輸電的技術(shù)特點(4)在潮流反轉(zhuǎn)時，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。這個特點有利于構(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)

?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(5)由于VSC交流側(cè)電流可以被控制，所以不會增加系統(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)頻率相對較高

，經(jīng)過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?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(7)模塊化設(shè)計使柔性直流輸電的設(shè)計、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)易于實現(xiàn)無人值班。(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)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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(10)在連接兩個獨立的交流系統(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

時，并不會影響到另一側(cè)交流系統(tǒng)和換流器的工作。由于獨特的技術(shù)優(yōu)勢，

VSC-HVDC可在孤島供電、風(fēng)電場等新能源并網(wǎng)、電能質(zhì)量

控制城市負(fù)荷中心供電、弱電網(wǎng)互聯(lián)、鉆井平臺變頻調(diào)速等方面獲得廣泛應(yīng)用?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.二、柔性輸電技術(shù)(

二

)

柔性直流輸電技術(shù)2.

我

國VSC-HVDC

工

程2011年7月25日，亞洲首個柔性直流輸電示范工程—上海南匯風(fēng)電場柔性直流輸電工程投入正式運行。這是我國第一條擁有完全自主知識

產(chǎn)權(quán)、具有世界一流水平的柔性直流輸電線路

,它的成功投運標(biāo)志著我國在智能電網(wǎng)高端裝

備方面取得重大突破，國家電網(wǎng)公司也成為世

界少數(shù)幾家掌握該項技術(shù)的公司?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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實現(xiàn)有功和無功的獨立解耦控制、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

向系統(tǒng)提供有功功率和無功功率的緊急支援

,在提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和輸電能力等方面具

有優(yōu)勢。利用這些特點不僅可以解決目前城

市電網(wǎng)存在的問題，而且可以滿足未來城市

電網(wǎng)的發(fā)展要求，改善電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運

行

。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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功功率，解決電壓閃變問題，改善供電的電能質(zhì)量，防止敏感設(shè)備因電能質(zhì)量問題造成的經(jīng)濟損失?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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，無交

變電磁場、無油污染、無需輸電走廊，可以在無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)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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)重故障時提供“黑啟動功能”。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)供電將有實際的社會意義O“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.三、輸電技術(shù)展望(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)進步較快、有望在不久的將來獲得廣泛工程應(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?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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個或3個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個或3個以上的連接端口。多端直流輸電系統(tǒng)可以解決多電源供電或多落點受電的輸電問題?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.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，過負(fù)荷能力

強

，融冰性能好?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.四、輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)1.現(xiàn)狀建立了大跨越狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，對華北、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)振動等開展實時集中監(jiān)測；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)測系

統(tǒng)

。雷電監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)在全國28個省級電網(wǎng)建成，并實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)。國網(wǎng)電力科學(xué)研究院研制成功的

新一代雷電監(jiān)測系統(tǒng)也已掛網(wǎng)運行，探測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?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.四、

輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(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)測裝置。2)等值覆冰厚度監(jiān)測裝置。3)

微風(fēng)振動監(jiān)測裝置。4)導(dǎo)線舞動監(jiān)測裝置。5)桿塔傾斜監(jiān)測裝置。6)

絕緣子污穢監(jiān)測裝置。7)微氣象監(jiān)測裝置?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.四、輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)2.關(guān)鍵技術(shù)(2)

監(jiān)測裝置供電技術(shù)。1)感應(yīng)供電2)太陽能供電。(3)

數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。1)光纖專網(wǎng)(基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))。2)光纖專網(wǎng)(基于工業(yè)以太網(wǎng))。3)無線專網(wǎng)?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五、電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(一)技術(shù)背景1.現(xiàn)代電網(wǎng)特征及發(fā)展特點現(xiàn)代電力系統(tǒng)的主要特征體現(xiàn)為大機組、大電廠、大電網(wǎng)、超(特)高壓遠距離交直流混合輸電，電網(wǎng)運行采用了大量新型控制技術(shù)

，如發(fā)電機勵磁及調(diào)速系統(tǒng)、動態(tài)無功補

償裝置、可控串補、高壓直流輸電控制系統(tǒng)等

，使電力系統(tǒng)的動態(tài)特性日趨復(fù)雜?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五、電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(一)技術(shù)背景2.電網(wǎng)運行控制技術(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)度中心的運行、分析主

站構(gòu)成了電力系統(tǒng)監(jiān)測、控制系統(tǒng)或稱為電

網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)?；谕较嗔繙y

量技術(shù)的電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)將在未來電網(wǎng)運行控制技術(shù)中發(fā)揮極其重要的作用?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五、電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(二)國內(nèi)應(yīng)用情況概述PMU可以直接獲取電網(wǎng)關(guān)鍵點實時的功角、電壓、頻率變化信息，因此，有可能描述電

網(wǎng)的動態(tài)變化現(xiàn)象，實現(xiàn)電網(wǎng)運行監(jiān)視、協(xié)

調(diào)保護、控制的功能實現(xiàn)，同時，可以驗證離線仿真計算工具的模型和計算結(jié)果?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》BrowserBrowserBrowserBrowserEthernetSwitchDisk

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央

監(jiān)

控

站ADX3000ADX3000ADX3000華東電網(wǎng)實時功角監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

中國電力出版社.通

信GPS數(shù)

據(jù)

集

中

器通

信GPS數(shù)

據(jù)

集

中

器通

信GPS數(shù)

據(jù)

集

中

器五、電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(三)電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)現(xiàn)狀(1)SCADA/EMS目前電力系統(tǒng)實時監(jiān)測和控制系統(tǒng)或稱為調(diào)度自動化系統(tǒng)主要指SCADA/EMS

系統(tǒng)，

是以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，主要為電網(wǎng)調(diào)度運行人員提供電網(wǎng)各種實時信息，如頻率、發(fā)電機功率、線路功率、母線電壓等，并對電網(wǎng)進行調(diào)度決策

管理和控制，保證電網(wǎng)安全運行，提高電網(wǎng)質(zhì)量和改善電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五

、

電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(三)電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)現(xiàn)狀(2)其他應(yīng)用系統(tǒng)除SCADA/EMS

系統(tǒng)外，電網(wǎng)運行還有若干其他應(yīng)用系統(tǒng)，如水調(diào)自動化系統(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

護系統(tǒng)等?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五、電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(四)電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)WAMS的結(jié)構(gòu)與主要功能(1)WAMS

體系結(jié)構(gòu)1)實時監(jiān)視系統(tǒng)2)評估現(xiàn)有實時系統(tǒng)的技術(shù)及局限性。3)

數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)、

有關(guān)安全問題及運行問題。4)定義所需要的數(shù)據(jù)。5)確定將要出現(xiàn)的技術(shù)。6)確定如何進行數(shù)據(jù)共享。7)確定誰運行、使用、維護數(shù)據(jù)。8)確定建立系統(tǒng)的潛在參與者。9)考慮費用和資金問題“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五、電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(四)電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測系統(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)實時電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)視。3)電網(wǎng)動態(tài)安全在線評估。4)電網(wǎng)實時控制。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五

、

電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(五)同步相量測量技術(shù)1.基本概念我國在2006年4月正式頒布了《電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》。《規(guī)范》對同步相量測量、相量測量裝置、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，對PMU數(shù)據(jù)幀的具體格式給出詳細說明?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五、

電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(五)同步相量測量技術(shù)2.

基本術(shù)語(1)相量(Phasor)。正弦信號的復(fù)數(shù)等價表示法，復(fù)數(shù)的模對應(yīng)于正弦信號的幅值，幅角(極坐標(biāo)形式)對應(yīng)于正弦信號的相角?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五、電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(五)同步相量測量技術(shù)2.

基本術(shù)語(2)同步相量(Synchrophasor)。以標(biāo)準(zhǔn)時間信號作為采樣過程的基準(zhǔn)，通過對采樣數(shù)據(jù)計算而得的相量稱為同步相

量

，互聯(lián)電網(wǎng)中各個節(jié)點的相量之間存在

著確定統(tǒng)一的相位關(guān)系。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五、電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(五)同步相量測量技術(shù)2.

基本術(shù)語(3)相量測量裝置用于進行同步相量的測量和輸出以及進行動態(tài)記錄的裝置

。4)

數(shù)據(jù)集中器用于站端相量測量數(shù)據(jù)接收和轉(zhuǎn)發(fā)的通信裝置，能夠同時接收多個通道的測量數(shù)據(jù)，并能實時向多個通道轉(zhuǎn)發(fā)測量數(shù)據(jù)。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五

、

電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(五)同步相量測量技術(shù)2.

基本術(shù)語(5)GPS用于進行定位和提供時間信息的衛(wèi)星

系統(tǒng)，基于GPS的時鐘精度可以達1μs。(6)IRIG-B由國際儀器協(xié)會確定的時間傳輸格式，最基本的就是B碼，以1kHz傳輸年、月

日、時、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，其上升沿與國際通用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)時間

同

步

?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五

、

電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(五)同步相量測量技術(shù)2.

基本術(shù)語(8)參考相量正常頻率下，相角相對于時間是個常量，系統(tǒng)頻率變化時相角會發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)，相角實際反

映發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動狀況，參考相量就是為描述

不同地點相量具有相對一致性或反映相量相對

固定關(guān)系所確定的電網(wǎng)中某個參考相量?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五

、

電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(五)同步相量測量技術(shù)2.

基本術(shù)語(9)相角基于GPS技術(shù)的同步相量量測技術(shù)中，相角θ是指母線電壓相對于系統(tǒng)參考相量之間的

夾

角

?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五、電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(

五

)

同步相量測量技術(shù)2.

基本術(shù)語(10)發(fā)電機內(nèi)電動勢同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子以同步速率旋轉(zhuǎn)時，主磁場在氣隙中形成旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場切割定子繞組，在定子繞組內(nèi)感應(yīng)對稱三相電動勢，稱為勵磁電動勢，又稱為發(fā)電機內(nèi)電動勢?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五

、

電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(

五

)

同步相量測量技術(shù)2.

基本術(shù)語(11)發(fā)電機功角發(fā)電機內(nèi)電動勢與機端電壓正序相量之間的夾角，或發(fā)電機空載電勢(q軸)與系統(tǒng)參考

相量(軸)之間的夾角。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五、

電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(五)同步相量測量技術(shù)2.

基本術(shù)語(12)頻率。頻率是電力系統(tǒng)的一個重要運行參數(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，即采用無干擾信號或含干擾信號基波主分量的相位變化率定義頻率?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.1.WAMS

系統(tǒng)的構(gòu)成WAMS監(jiān)測中心通信網(wǎng)GPS

GPS

GPS通信接口

通信接口

通信接口相量測量裝置

相量測量裝置相量測量裝置測量點1

測量點2

測量點N“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》五、電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(六)電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)WAMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖中國電力出版社

.五、電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(六)電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)2.PMU信息特征同步相量測量主要是解決跨空間測量的同時性問題，需要在全局統(tǒng)一時鐘協(xié)調(diào)下，

對各測點的電壓、電流相量作同步測量，確

保全局范圍內(nèi)的測量結(jié)果具有同時性，便于

分析計算。因此，其精度由異地同步精度和本地測量精度兩個方面構(gòu)成，表現(xiàn)為幅值、頻率和相位這三個重要參數(shù)?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五、

電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(六)電網(wǎng)動態(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；②電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)視；③電網(wǎng)在線安全評估；④實時在線穩(wěn)定控制?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五、

電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(七)系統(tǒng)的布點原則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.可觀測性6.重要輸電斷面“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.五

、

電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(八)系統(tǒng)的可視化技術(shù)電力系統(tǒng)運行監(jiān)視是一個多環(huán)節(jié)過程，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、

數(shù)據(jù)顯示和人機交流

四個部分。其結(jié)構(gòu)如圖所示。數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)顯示

人機交流“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》電力系統(tǒng)監(jiān)視過程示意圖中國電力出版社.五、電網(wǎng)的動態(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)識客體，調(diào)度員作為認(rèn)識主體，因此電力信息的運動至少包含了以下四個基本過程：第

二

類

認(rèn)

識

論

意

義

的電

力

信

息本

體

論

意

義

的電

力

信

息WAMS系統(tǒng)的抽象信息模型“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》調(diào)

度

員

或EMS

智能

計

算

機第

一

類

認(rèn)

識

論

意義的

電力信息中國電力出版社.電

力

系

統(tǒng)五

、

電網(wǎng)的動態(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算機圖像實現(xiàn)技術(shù)將電網(wǎng)運行中的信息以最間接的方式呈現(xiàn)給調(diào)

度員，使調(diào)度員可以快速評估系統(tǒng)的動態(tài)變化過程，實現(xiàn)對于電網(wǎng)運行的有效監(jiān)視、控制

等

?！笆濉甭殬I(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.1.05p.u.Bus

1Bus

3Bus451MW110MWAGC

ON

40Mvar“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》五、電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)Bus

7帶方向的潮流監(jiān)視不意圖1.04p.u.Bus

6200MW0Mvar251MWAGCON200MW0Mvar151MWAGC

ON1.04p.u.Bus

240MW

20Mvar157MWAGCON24MW97%)Bus

580MW30Mvar1.00p.u.p.u.130MW

40Mvar106MW

OFFAGC中國電力出版社

.1.01(八)系統(tǒng)的可視化技術(shù)電壓幅值監(jiān)視。電網(wǎng)運行母線電壓幅值的監(jiān)視有上下限額，因此，可以用量測裕度方法來描述，對于電壓監(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。五、

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

電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(八)系統(tǒng)的可視化技術(shù)2004-09-1310:53:200.040.0200.5f(Hz)實時振蕩監(jiān)視水波圖中國電力出版社

.50100150t(s)1.522002500.080.06spectralpower300第二節(jié)

智能變電站“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》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)中國電力出版社.一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)變電站的發(fā)展經(jīng)歷了常規(guī)變電站、綜合自動化變電站、數(shù)字變電站、智能變電站階段。智能

變電站是電力系統(tǒng)自動化技術(shù)發(fā)展的重大變革。

傳統(tǒng)的變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不再適應(yīng)智能

變電站的要求。為了實現(xiàn)全站信息共享，達到智

能化、信息化、自動化的目標(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。“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《智能電網(wǎng)基本知識》中國電力出版社.一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)1

綜合自動化變電站綜合自動化變電站是指采用了變電站綜合自動化技

術(shù)，利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)

和信號處理技術(shù)，實現(xiàn)對變電站主要設(shè)備和輸、配電線

路的自動監(jiān)視、測量、控制、保護以及通信調(diào)度等綜合

性自動化功能。變電站綜合自動化系統(tǒng)，即利用多臺微型計算機組

成的自動化技術(shù)，可以收集到所需要的各種數(shù)據(jù)和信息

,利用計算機的高速計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。一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)1

綜合自動化變電站傳統(tǒng)綜合自動化系統(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)集中式結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)采用處理能力高的微機或小型計算機，通過擴展外圍接口電路，集

中采集變電站的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息，

集中進行計算與處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保

護和其他一些自動控制等功能。4保護主機調(diào)度遠動主機A/D一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)■

集中式結(jié)構(gòu)圖2-2-1

集中式綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖監(jiān)控主機打印機開

出A/D開

出開

入開

入4一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)■

集中式結(jié)構(gòu)特

點

：①結(jié)構(gòu)緊湊、造價低，適合規(guī)模較小的110kV以下的

變電站。②必須采用雙機并列運行的結(jié)構(gòu)才能保證可靠性。③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。 集中式保護調(diào)試和維護不方便，程序設(shè)計麻煩，只適合于保護算法比較簡單的情況，很難滿足現(xiàn)代電

網(wǎng)對變電站自動化技術(shù)發(fā)展的需要。4一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)■

分布式結(jié)構(gòu)間隔層一般按間隔劃分，

具有測量、控制和繼電保

護等功能。測控裝置實現(xiàn)

該間隔的測量、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

護裝置實現(xiàn)該間隔線路、變壓器、電容器的保護和

故障記錄等功能。站控層包括全站性的監(jiān)控

主機、遠動主機等。站控

層設(shè)現(xiàn)場總線或局域網(wǎng)，

供各主機之間和監(jiān)控主機

與單元層之間交換信息。

站控層的有關(guān)自動化設(shè)備

一般安裝于控制室。電

能

表錄

波

器繼

電

保

護測

控

單

元調(diào)度遠動主機2-2-2分布式變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖監(jiān)控主機站控層呵隔層調(diào)

度GPS站控層通信管理單元保護管理單元現(xiàn)場總線間隔層2-

2-3分層分布式集中組屏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)■

分布式結(jié)構(gòu)測控屏

測控單元

測控單元測控單元測控屏

測控單元測控單元測控單元計量屏電能表電能表電能表保護屏

保護裝置保護裝置保護裝置保護屏

保護裝置保護裝置

保護裝置調(diào)制解調(diào)器遠動主機監(jiān)控主機工程師站打印機打印機工程師站打印機調(diào)制解調(diào)器站控層

遠動主機間隔層通信管理單元現(xiàn)場總線]開關(guān)柜測控保護一體裝置電能表■

分布式結(jié)構(gòu)特

點

：分布配置、分層管理、保護獨立、遠動功能、

模塊化結(jié)構(gòu)等特點模

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)合一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)測控屏

測控單元保護小室開關(guān)柜

測控保護

一體裝置

電能表2-2-4分層分布式就地安裝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖保護屏

保護裝置計量屏

電能表保護管理單元監(jiān)控主機打印機調(diào)度4調(diào)度4GPS站控層通信管理單元

保護管理單元現(xiàn)場總線高壓保護屏高壓測控屏線路保護

測控單元主變壓器測控單元保護

測控單元2-2-5分散與集中相結(jié)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)■

分布式結(jié)構(gòu)低壓開關(guān)柜低壓開關(guān)柜測控保護

測控保護一體裝置

一體裝置電能表

電能表調(diào)制解調(diào)器遠動主機監(jiān)

控

主機工程師站主控室打印機打印機一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)變電站綜合自動化系統(tǒng)存在以下問題：①

互操作問題：

不同廠家的IED

通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實現(xiàn)了信息的

共享，并能夠達到控制命令的兼容，實現(xiàn)互換性。②

一次設(shè)備數(shù)字化、信息化問題：傳統(tǒng)的變電站自動化架構(gòu)體系

是基于傳統(tǒng)電磁型互感器和一次設(shè)備實現(xiàn)的，不能夠?qū)崿F(xiàn)一次

設(shè)備的數(shù)字化和信息化。③

信息共享的問題：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)計詳細的數(shù)據(jù)屬性及其組織，存在信息

不能實現(xiàn)共享的問題。④

可擴展性差的問題：不能實現(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，。一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)

數(shù)字變電站采用智能化的一次設(shè)備，以變電站一、二次設(shè)備為數(shù)字化對象，以高速網(wǎng)絡(luò)平臺為基礎(chǔ)，通過對數(shù)字化信息進行標(biāo)準(zhǔn)化，實現(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)，實現(xiàn)測量監(jiān)視、控制保護、信息

管理等自動化功能的現(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)實現(xiàn)一

、二次設(shè)備有效隔離；(3)實現(xiàn)跨變電站、區(qū)域電網(wǎng)的保護和自動協(xié)調(diào)控制；(4)實現(xiàn)基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一信息建模，實現(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)。GPSPCS保護GooEMU

智能單元ECVTGPSRCS保護傳統(tǒng)開關(guān)TA/TV一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)數(shù)字變電站工作站1

工作站2遠動站

工作站1

工作站2遠動站站控層IEC60870IEC61850-5-103間隔層電纜光纜過程層傳統(tǒng)互感器

傳統(tǒng)開關(guān)電子式互感器

智能化開關(guān)(a)

(b)圖2-2-6

數(shù)字化變電站與傳統(tǒng)變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對比(a)傳統(tǒng)變電站結(jié)構(gòu)圖；(b)

數(shù)字化變電站結(jié)構(gòu)圖2PCS測控RCS測控其他IED其他IED一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)

數(shù)字變電站數(shù)字變電站特點：①解決了電子式互感器和IEC61850的應(yīng)用；②存在過程層/間隔層設(shè)備與一次設(shè)備接口不規(guī)范、

沒有解決IEC61850/IEC61970

接口問題，主要局

限在自動化系統(tǒng)本身；③

沒有整個變電站的建設(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)；④擴大了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在中國的推廣。一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)3

智能變電站數(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階段，智能變電站是數(shù)字變電站的發(fā)展和升

級。智能變電站的定義智能變電站是采用先進、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、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支

持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同

互動等高級功能的變電站。一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)3智能變電站■

智能變電站的設(shè)計原則為滿足未來智能電網(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)計原則：·遵循IEC

61850變電站通信標(biāo)準(zhǔn)，實現(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)實現(xiàn)過程總線和站級總線，達到

全站信息共享的要求·全站整體配置保護和控制功能，而不僅僅局限于間隔之內(nèi)一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)3

智能變電站智能變電站的設(shè)計原則按照實際需求整合自動化功能，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡

單

、

可靠

。⑥

全站統(tǒng)一的授時系統(tǒng)。⑦

采用先進的通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，保證裝置的互操作性。針對現(xiàn)場不同的需求情況，選擇、設(shè)計合理的系統(tǒng)架構(gòu)

。調(diào)度中心相鄰變電站同步時鐘源遠動通信系統(tǒng)站級總線測控單元

保護單元過程總線合并單元電子式互感器、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)智能變電站智能變電站的體系結(jié)構(gòu)圖2-2-7

遵循IEC61580標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站的三層結(jié)構(gòu)站

控

層

間

隔

層

過

程

層智能組件高壓設(shè)備保護及故障信息管理數(shù)據(jù)庫

人機會話同步相量測量裝置網(wǎng)絡(luò)通信記錄分析狀態(tài)監(jiān)測單元大用戶、電源計量單元外部通信一3智能變電站智能變電站的體系結(jié)構(gòu)調(diào)度中心

大用戶、電源相鄰變電站同步時鐘源保護及故障信息數(shù)據(jù)庫

人機會話站級總線測控單元

保護單元過程總線合并單元電子式互感器站控層位于變電站自動化系

統(tǒng)的最上層，

接收、處理實

時數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)

實時數(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。一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)圖2-2-7

遵循IEC

61580標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站的三層結(jié)構(gòu)智能組件高壓設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信記錄分析系統(tǒng)間

隔

層

過程層同步相量測量裝置狀態(tài)監(jiān)測

單元外部通信計量單元遠動通信站

控

層管理站

控

層

間

隔

層

過

程

層間隔層包括繼電保護裝置、系統(tǒng)測控裝置、

監(jiān)測功能組的

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，完成相

應(yīng)的數(shù)據(jù)分析、

處理和控制功能。一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)3智能變電站智能變電站的體系結(jié)構(gòu)調(diào)度中心

大用戶、電源相鄰變電站同步時鐘源數(shù)據(jù)庫

人機會話圖2-2-7

遵循IEC

61580標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站的三層結(jié)構(gòu)合并單元電子式互感器智能組件高壓設(shè)備保護及故障信息管理網(wǎng)絡(luò)通信記錄分析系統(tǒng)同步相量測量裝置狀態(tài)監(jiān)測

單元外部通信計量單元遠動通信測控單元過程總線站級總線保護單元3

智能變電站智能變電站的體系結(jié)構(gòu)調(diào)度中心

大用戶、電源相鄰變電站過程層包括變壓器、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，是整個智能變電站的基礎(chǔ)。測控單元

保護單元過程總線合并單元電子式互感器一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測

單元智能組件高壓設(shè)備同步時鐘源數(shù)據(jù)庫

人機會話圖2-2-7

遵循IEC

61580標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站的三層結(jié)構(gòu)保護及故障信息管理網(wǎng)絡(luò)通信記錄分析系統(tǒng)間

隔

層

過

程

層同步相量測量裝置外部通信計量單元遠動通信站級總線站控層繼電

測控

故障間隔層

保護

單元

錄波合并

單元過程層ECT

EVT按照間隔劃分的“點對

點

”結(jié)構(gòu)一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)3智能變電站智能變電站的結(jié)構(gòu)形式“點對點”結(jié)構(gòu)的智能變電站。僅僅采用

光纜取代電纜，而

不能實現(xiàn)過程層信息的共享圖2-2-8

點對點結(jié)構(gòu)示意圖繼電保護測控

單元合并

單元測距裝置故障錄波測距裝置ECTEVTPMUPMU光纖以太網(wǎng)間隔層IED

IED光纖以太網(wǎng)合并

單元過程層ECT

EVT一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)3

智能變電站智能變電站的結(jié)構(gòu)形式②基于網(wǎng)絡(luò)交換機的分布式智能變電站。采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機實現(xiàn)

過程總線，可

以進行過程層

信息的共享。圖2-2-9

基于網(wǎng)絡(luò)交換機的分布式智能變電站架構(gòu)智能終端斷路器

隔離開關(guān)斷路器隔離開關(guān)智能

終端合并

單元操作員站ECTEVT遠動主機至調(diào)度站控層IEDIEDIED一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)3

智能變電站智能變電站的結(jié)構(gòu)形式③過程層分布采集、間隔層集中控制的智能變電站過程層采用分布式結(jié)構(gòu)，采用合并單

元和智能終端實現(xiàn)

數(shù)據(jù)采集；間隔層

集中處理，采用系

統(tǒng)控制器實現(xiàn)全站

保護和自動化功能；

通信網(wǎng)絡(luò)采用以太

網(wǎng)交換機實現(xiàn)信息

的共享。至調(diào)度遠動主機智能終端操作員站合并

單元圖2-2-10

過程層分布采集、間隔層集中控制的智能變電站架構(gòu)站控層間隔層過程層光纖以太網(wǎng)智能終端光纖以太網(wǎng)系統(tǒng)控制器斷路器隔離開關(guān)斷路器隔離開關(guān)合并

單元ECTEVTECTEVT一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)

智能變電站■

智能變電站的結(jié)構(gòu)形式過程層分布采集、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、自動化功能整合技術(shù)和全

站統(tǒng)一配置的集中式保護技術(shù)。集中式保護不僅可以利用

全站各個設(shè)備的信息，還可以利用同一設(shè)備不同時刻的信

息，實現(xiàn)保護的快速性、選擇性、可靠性和靈敏性。除此

之外，還可以實現(xiàn)變電站的站級的控制功能。例如無功補

償、小電流接地選線等。一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)3

智能變電站調(diào)

度

GPS系統(tǒng)控制器(主)系統(tǒng)控制器(備)虛擬服務(wù)器工程師站

網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù)器遠動主站(兼檢修工程師站)110kV

主變壓器圖

2

-

2

-

1

1

智能變電站結(jié)構(gòu)現(xiàn)場配置方案10kV開關(guān)柜10kV互感器柜10KV站用變壓器×14

×2

×2測控保護裝置

測控保護裝置光纖以太網(wǎng)交換機(主)VLAN2光纖以太網(wǎng)交

換

機

(

備星型雙

光纖網(wǎng)絡(luò)110KV開光智能開關(guān)控制器

合并單元傳統(tǒng)總線svQc

直

流電子式電流

互感器主變壓器

控

制

柜VLAN1運

行一、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)場配置方案：①

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，通過光纖直接接入合并單元；電壓互感器輸

出為數(shù)字量形式的測量信息，為測控、保護裝置提供數(shù)字信號。過程層：

其中分別針對主變壓器一、二次電流，母線、出線、電容器等配置合并單元。依照IEC

61850-9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

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IEC

61850

標(biāo)準(zhǔn)接入系統(tǒng)，實現(xiàn)就地操作和遠程操作。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)場配置方案：③間隔層：

系統(tǒng)控制器是實現(xiàn)智能變電站系統(tǒng)自動化功能整合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此智能變電站對于系統(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)，實現(xiàn)保護、監(jiān)控和測量功能

,采用雙機、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)定可靠和便于擴展的特點。系統(tǒng)控制器功能模塊(可選)包括保護模塊、測控模塊、計量模塊、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)場配置方案：④站控層。

采用跨平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計，可選擇Windows、Unix、Linux

操作系統(tǒng)；支持的數(shù)據(jù)庫包括Sybase、Oracle、SQL

Server及其他開源數(shù)據(jù)庫；圖形界面采

用Qt庫；實時數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)按照IEC61850模型定義、實

現(xiàn)，所有程序支持IEC

61850模型。⑤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

于涉及較多實時過程數(shù)據(jù)的采集，特別是暫態(tài)信息的

采集，信息量大，實時響應(yīng)要求高。一、智能變電站的概念及體系結(jié)構(gòu)3智能變電站智能變電站的技術(shù)特征智能變電站采用了計算機、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?！穹螴EC

61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)?！?/p>

信息化的運行管理系統(tǒng)。4二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)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

使用不同的遠動通信規(guī)約，變電站自動化設(shè)備采

用的計算機控制技術(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)存在極大問題，同時計算機中CPU

處理能力和存儲容量的提高、通信互聯(lián)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及面向?qū)ο蠓椒▎栴}的解決和電力市場化的要求。二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)1

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)概述IEC61850

的內(nèi)容IEC

61850除了定義變電站自動化系統(tǒng)的通信要求和數(shù)據(jù)交換外，還對整個系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、對象模

型、項目管理控制(組織、配置、文檔和安全運行)、

測試方法等進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)。二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)1

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)概述IEC61850的目標(biāo)IEC

61850是一個變電站自動化系統(tǒng)通信體系標(biāo)準(zhǔn)，而不是一個簡單的通信協(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，通過對變電站

運行功能進行識別和描述，分析運行功能對通信協(xié)議要

求的影響，將應(yīng)用功能和通信分開，對應(yīng)用功能和通信

之間的中性接口進行標(biāo)準(zhǔn)化，允許在變電站自動化系統(tǒng)

的組件之間進行兼容的數(shù)據(jù)交換。①

通信方面：

能夠滿足

對于測量保護和控制等全

部變電站自動化功能的通

信要求。降低了電力系統(tǒng)

各部分之間實時信息的整

合成本；最大限度降低網(wǎng)

絡(luò)設(shè)備的成本；達到不需

要過多改動即可適應(yīng)未來

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)點對點對等。二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)1

IEC61850

標(biāo)準(zhǔn)概述■

IEC61850的特點和優(yōu)點設(shè)置過程更強的相容性和靈活性設(shè)備的自我描述更低的安裝費用降低人工成

本和錯誤標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)

備對象模型圖2-2-12IEC

61850的特點和優(yōu)點基于對象的

命名空間現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的

配置語言更強的互

操作性降低建設(shè)和二、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及其關(guān)鍵技術(shù)

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)概述②

體系結(jié)構(gòu)方面：提出變電站自動化三層結(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；減少了對需要單獨配置的中間通信設(shè)備的要求，降低了成本。③

性能方面：設(shè)備的自我描述使得應(yīng)用過程能夠直接從設(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)間的無縫鏈接，圍繞配置、故障、

性能、安全問題對網(wǎng)絡(luò)進行管理，保證系統(tǒng)通信和運行的可靠性；一致性測試保證產(chǎn)品性能以及與其他設(shè)備的互操作，保證系