1、配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng),貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院 熊煒,第三章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),3.1 概述 3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能 3.3 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 3.4 變電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò) 3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控 3.6 近年新增調(diào)控及管理功能簡介,3.1 概述,傳統(tǒng)變電站控制的問題 安全、穩(wěn)定性不夠。 各種監(jiān)測手段各自獨(dú)立，就地監(jiān)控與遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)各自獨(dú)立。 占地面積大。 無法滿足快速計(jì)算、實(shí)時(shí)控制的要求。 維護(hù)工作量大。,3.1 概述,變電站綜合自動(dòng)化的概念 變電站自動(dòng)化（SA）或變電站自動(dòng)化系統(tǒng)（SAS） IEC61850（變電站通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)）中，對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)（SAS）

2、的定義為：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)就是在變電站內(nèi)提供包括通信基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的自動(dòng)化。 變電站綜合自動(dòng)化（2000年，中國電力出版社）中對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和變電站綜合自動(dòng)化分別作了定義。,3.1 概述,變電站自動(dòng)化系統(tǒng) 利用多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)（包括單片機(jī)等）和大規(guī)模集成電路組成的分級(jí)分布式的自動(dòng)化系統(tǒng)，它以微計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站傳統(tǒng)的繼電保護(hù)、測量手段、控制方式以及通信和管理模式的全面改造。,3.1 概述,變電站綜合自動(dòng)化的概念 將變電站的二次設(shè)備（包括測量儀表、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置）經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸、

3、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測量、控制、保護(hù)、與上級(jí)調(diào)度通信的綜合性自動(dòng)化功能。,3.1 概述,變電站綜合自動(dòng)化的特點(diǎn) 利用微機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動(dòng)化系統(tǒng)代替常規(guī)控制屏、中央信號(hào)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)屏。 利用微機(jī)保護(hù)代替常規(guī)保護(hù)。 能采集完整的運(yùn)行信息，利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算與邏輯判別能力實(shí)現(xiàn)監(jiān)視、控制、運(yùn)行報(bào)告等功能。,3.1 概述,功能綜合化 按變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行要求，將二次系統(tǒng)的功能綜合考慮，在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案指導(dǎo)下，進(jìn)行優(yōu)化組合設(shè)計(jì)，以達(dá)到協(xié)調(diào)一致的繼電保護(hù) 及監(jiān)控系統(tǒng)。 綜合并非指變電站所要求的功能以“拼湊”的方式組合，而是指在滿足基本要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。,3.1 概述

4、,具體表現(xiàn)在： 簡化變電站二次設(shè)備的硬件配置，盡量避免重復(fù)設(shè)計(jì)。 簡化變電站各二次設(shè)備之間的互聯(lián)線，節(jié)省控制電纜，減少PT、CT的負(fù)載。 保護(hù)模塊相對(duì)獨(dú)立，網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)控系統(tǒng)的故障不應(yīng)影響保護(hù)功能的正常工作。 減少安裝施工和維護(hù)的工作量，減少總占地面積，降低總造價(jià)或運(yùn)行費(fèi)用 。 提高運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，保證電能質(zhì)量。,3.1 概述,系統(tǒng)構(gòu)成的數(shù)字化和模塊化 保護(hù)、控制、測量裝置的數(shù)字化，便于接口功能模塊的擴(kuò)充和信息的共享。 方便模塊的組態(tài)，適應(yīng)工程的集中式、分散分布式和分布式結(jié)構(gòu)集中式組屏等方式。,3.1 概述,操作監(jiān)視屏幕化 當(dāng)變電站有人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系在當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)（或主機(jī)）上進(jìn)行。

5、 當(dāng)變電站無人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系在遠(yuǎn)方的調(diào)度中心或操作控制中心的主要或工作站上進(jìn)行。,3.1 概述,運(yùn)行管理智能化 體現(xiàn)在無人值班、人機(jī)對(duì)話及操作的屏幕化、制表、打印、越限監(jiān)視和系統(tǒng)信息管理、建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫、開關(guān)操作及防誤操作閉鎖等方面，能夠減輕工作人員的勞動(dòng)和實(shí)現(xiàn)工作人員無法做到的工作等。,3.1 概述,綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性 提高安全穩(wěn)定性 提高電壓合格率 提高運(yùn)行管理水平 縮小占地面積 提高設(shè)備可靠性，減小維護(hù)工作量,3.1 概述,變電站自動(dòng)化的發(fā)展 分立元件階段 微機(jī)化的智能元件階段 綜合自動(dòng)化階段,3.1 概述,我國變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展歷程 第一套微機(jī)保護(hù)裝置-1984年

6、，華北電力大學(xué) 第一套分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)-1994年，大慶 第一套就地安裝保護(hù)裝置-1995年，CSL200A 第一套220kV綜合自動(dòng)化變電站-1996年，珠海南屏 第一套全下放式220kV綜合自動(dòng)化變電站-1999年，丹東 第一套全國產(chǎn)500kV綜合自動(dòng)化變電站-1999年，南昌,3.1 概述,變電站綜合自動(dòng)化與無人值班 無人值班是管理模式，綜合自動(dòng)化是技術(shù)水平 常規(guī)保護(hù)和常規(guī)控制的時(shí)代 兩遙功能 四遙功能，真正有效意義上的無人值班 綜合自動(dòng)化比四遙功能在技術(shù)水平上有很大提高,第三章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),3.1 概述 3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能 3.3 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

7、 3.4 變電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò) 3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控 3.6 近年新增調(diào)控及管理功能簡介,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,國際大電網(wǎng)會(huì)議的分類 控制和監(jiān)視 自動(dòng)控制 測量 繼電保護(hù) 與繼電保護(hù)有關(guān)的功能 接口功能 系統(tǒng)功能,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,國內(nèi)應(yīng)用的分類 控制和監(jiān)視 微機(jī)保護(hù) 電壓和無功自動(dòng)控制 低頻減載 備用電源自動(dòng)投入,控制與監(jiān)視 數(shù)據(jù)采集：模擬量、數(shù)字量、電能量 故障記錄與事件順序記錄SOE 控制與操作 安全監(jiān)視 人機(jī)界面 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì),3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,微機(jī)保護(hù) 微機(jī)保護(hù)的種類 高壓輸電線的主保

8、護(hù)和后備保護(hù) 饋線的保護(hù) 主變的主保護(hù)和后備保護(hù) 補(bǔ)償電容的保護(hù) 母線保護(hù) 不完全接地系統(tǒng)的單相接地選線 故障錄波,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,微機(jī)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn) 實(shí)現(xiàn)算法靈活。 性能穩(wěn)定，可靠性高。 設(shè)備自檢和自恢復(fù)。 運(yùn)行維護(hù)工作量小，現(xiàn)場調(diào)試和整定方便。,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求 滿足保護(hù)的4性要求：選擇性、速動(dòng)性、可靠性、靈敏性。 具有故障記錄功能。 通信功能與統(tǒng)一校對(duì)時(shí)鐘。 能存貯多種保護(hù)定值。 當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)程修改保護(hù)定值。 設(shè)置保護(hù)管理機(jī)或通信控制機(jī)。 故障自診斷、自閉鎖、自恢復(fù)功能。,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,電壓和無功控制 調(diào)控目標(biāo) 維持供電電壓

9、在規(guī)定范圍內(nèi)（以額定電壓為基準(zhǔn)）： 500(330)kv變電站的220kv母線，正常時(shí)010，事故時(shí)510 200kv變電站110kv母線，正常時(shí)37，事故時(shí)10 配電網(wǎng)10kv母線，10.010.7kv 保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定和合適的無功平衡。 在電壓合格的條件下實(shí)現(xiàn)使電能損耗最小。,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,調(diào)控措施 調(diào)整變壓器的分接頭位置。 補(bǔ)償電容器。 控制方式 集中控制。 分散控制。 關(guān)聯(lián)分散控制。,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,自動(dòng)低頻減載 控制目標(biāo) 電力系統(tǒng)的允許頻率偏差為0.1Hz； 系統(tǒng)頻率不能長時(shí)間運(yùn)行在49.549Hz以下； 事故情況下，不能較長時(shí)間停留在47Hz以

10、下； 系統(tǒng)頻率瞬時(shí)值不能低于45Hz。,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,低頻減載的任務(wù) 在系統(tǒng)發(fā)生故障，有功功率嚴(yán)重缺額，頻率下降時(shí)，需要有計(jì)劃、按次序切除負(fù)荷，并保證切除負(fù)荷量合適。 低頻減載的控制方式 基本輪 第一輪整定頻率為48.547.5Hz，最末輪46.546Hz，相鄰兩輪頻率整定差0.250.5Hz，時(shí)間差0.5s。 特殊輪 整定頻率一般在4947Hz間，動(dòng)作時(shí)限1520s。,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,實(shí)現(xiàn)方法 采用專用的低頻減載裝置。 分散到每條線路的保護(hù)裝置中。,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,對(duì)低頻減載裝置的要求 在各種運(yùn)行方式下和功率缺額條件下，有計(jì)劃地切除負(fù)荷

11、，有效防止系統(tǒng)頻率降到危險(xiǎn)點(diǎn)以下。 切除負(fù)荷盡可能少，防止超調(diào)和懸停現(xiàn)象。 饋線或變壓器故障跳閘造成失壓時(shí)，應(yīng)可靠閉鎖，不能誤動(dòng)。 電力系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩時(shí)不能誤動(dòng)。 電力系統(tǒng)受諧波干擾時(shí)不能誤動(dòng)。,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,低頻減載裝置的關(guān)鍵技術(shù) 采用原理先進(jìn)、準(zhǔn)確度高、抗干擾能力強(qiáng)的測頻電路。 采用頻率下降速率做啟動(dòng)條件可以提高動(dòng)作的快速與靈敏性；做閉鎖條件可防止誤動(dòng)。 其他常用的閉鎖條件有帶時(shí)限的低壓閉鎖，低電流閉鎖，雙測頻回路串聯(lián)閉鎖。 故障自診斷與自閉鎖。,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,備用電源自動(dòng)投入 明備用：正常由1B供電，1B或1DL故障斷開后，BZT自動(dòng)投入2DL，

12、由2B供電。 暗備用：正常1B、2B都供電，1B故障時(shí)，BZT自動(dòng)投入3DL或5DL保持供電。,3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能,采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)BZT，可以實(shí)現(xiàn)靈活的自動(dòng)投入控制方式，比如三種備用電源投入方式可以用一部微機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)。同時(shí)裝置可以自診斷，并可以具有通信功能與其他自動(dòng)化系統(tǒng)相聯(lián)系。,第三章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),3.1 概述 3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能 3.3 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 3.4 變電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò) 3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控 3.6 近年新增調(diào)控及管理功能簡介,3.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),1. 設(shè)計(jì)的原則和要求 功能、配置服從電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

13、的總體設(shè)計(jì) 功能配置下放原則 應(yīng)能全面替代常規(guī)二次設(shè)備。 微機(jī)保護(hù)的軟硬件與監(jiān)控系統(tǒng)既相對(duì)獨(dú)立，又相互協(xié)調(diào)。 微機(jī)保護(hù)應(yīng)有通信功能 應(yīng)能滿足無人值班的要求。 有可靠的通信網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議。,3.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),有良好的抗干擾能力。 設(shè)備運(yùn)行可靠性高。 系統(tǒng)可擴(kuò)展性好。 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和開放性能要好。 優(yōu)先采用交流采樣技術(shù) 采用局域網(wǎng)通信方式,3.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),2.硬件結(jié)構(gòu) 集中式 全部信息均由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集中采集、集中處理（運(yùn)算、監(jiān)控等）系統(tǒng)的擴(kuò)充性與維護(hù)性均較差，且系統(tǒng)故障，全站均受影響。 分散分布式 以回路作單元，單元間網(wǎng)絡(luò)連接用電纜或光纜，構(gòu)成分散的分布式結(jié)構(gòu)。從而使

14、信號(hào)電纜量減少，控制室取消。 分布式結(jié)構(gòu)集中組屏 保留了分布式的全部優(yōu)點(diǎn)，集中組屏則便于設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)。,3.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),集中式 遠(yuǎn)方終端裝置（RTU）當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng) 當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)由一臺(tái)主機(jī)或兩臺(tái)互為備用的主機(jī)承擔(dān)所有功能。 配上變送器、遙信轉(zhuǎn)接、遙控執(zhí)行、UPS等屏柜 。 站內(nèi)保護(hù)裝置的信息，可通過遙信輸入回路（硬件方法）進(jìn)入RTU，亦可通過串口按約定的規(guī)約通信（軟件方法）進(jìn)入RTU。 適合35500千伏各種電壓等級(jí)、不同規(guī)模的變電站。,3.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),分布式結(jié)構(gòu)集中組屏模式 單元層變電站層 單元層按功能劃分，開關(guān)量輸入、輸出， 模擬量輸入、輸出，元件保護(hù)、自

15、動(dòng)裝 置各為獨(dú)立模塊。 變電站層包括監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)。 變電站層通過現(xiàn)場總線或局域網(wǎng)與單元層通信。 所有保護(hù)屏、數(shù)據(jù)采集屏、控制出口屏 全部安裝在中央控制室內(nèi)，需要較多的 控制連接電纜。,3.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),分層分布式模式 間隔層變電站層 間隔層按高壓間隔劃分，以每個(gè)電網(wǎng)元件為對(duì)象，集測量、控制、保護(hù)于一體，設(shè)計(jì)在同一個(gè)機(jī)箱中，將這種模塊單元安裝在一次主設(shè)備的開關(guān)柜中。 各模塊單元與監(jiān)控主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系。 高壓線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，自動(dòng)裝置（備自投、電壓無功控制，低頻減載）仍可安裝在中央控制室內(nèi)。,3.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),分布式結(jié)構(gòu)中的主站與子站 子站 按一次設(shè)備為單位構(gòu)

16、成的自動(dòng)裝置模塊，統(tǒng)稱為間隔級(jí)單元 保護(hù)單元； 測控單元或I/O單元,3.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),主站（中央單元） 無人值班時(shí)：就是一個(gè)中央通信處理器或規(guī)約轉(zhuǎn)換器。主站通過現(xiàn)場總線收集各子站采集的數(shù)據(jù)或?qū)⒚顐魉偷较鄳?yīng)子站去執(zhí)行。 有人值班時(shí)：在通信處理器之上設(shè)置監(jiān)控機(jī)，負(fù)責(zé)越限監(jiān)視、系統(tǒng)信息管理、數(shù)據(jù)庫建立、開關(guān)操作等監(jiān)控系統(tǒng)的任務(wù)。同時(shí)，由串口經(jīng)MODEM與上級(jí)監(jiān)控中心或調(diào)度中心連接通信。 大型變電站：主站是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)（LAN）實(shí)現(xiàn)主站間各計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換。,3.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),保護(hù)與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)是否共享 完全共享。用同一CPU和采集通道采集保護(hù)和測量需要

17、的電量。結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低。但是由于一次保護(hù)CT和測量CT特性不同，所以不能保證測量準(zhǔn)確度。應(yīng)用難度較大。現(xiàn)在已經(jīng)在研究新的測量方法使得大小電流可共用同一組CT。 各自處理。用各自的采集通道，可以共用或不共用CPU，解決以上問題。 完全分離。各自構(gòu)成模塊，完全不相關(guān)，只是安裝在同一開關(guān)柜內(nèi)。,第三章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),3.1 概述 3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能 3.3 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 3.4 變電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信 3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控 3.6 近年新增調(diào)控及管理功能簡介,3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,1. 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯接口 國際電工委員會(huì)

18、（IEC）TC 57技術(shù)委員會(huì)（電力系統(tǒng)控制和通術(shù)委員會(huì)）在制定IEC 61850（變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)）標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，把變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能在邏輯上分配在3個(gè)層次（變電站層、間隔層或單元層、過程層），這3個(gè)層次分別通過邏輯接口19建立通信。,3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,（1）過程層（Process level）功能 與變電站一次設(shè)備斷路器、隔離開關(guān)和電流互感器TA、電壓互感器TV接口。 （2）間隔層（Bay level）功能 間隔層設(shè)備主要有各種微機(jī)保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和RTU等。 （3）變電站層（Station level） 與過程有關(guān)的站層功能 與接口有關(guān)的站層功能,

19、3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,2. 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信 變電站內(nèi)的信息傳輸。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與調(diào)度中心的通信。,3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,在分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng)中需傳輸?shù)男畔? 過程層與間隔層的信息交換 模擬量 狀態(tài)信息，主要為斷路器或間隔刀閘的輔助觸點(diǎn)。 間隔層內(nèi)設(shè)備間的通信 數(shù)據(jù)共享 互相閉鎖,3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,間隔層與變電站層的通信 測量信息 狀態(tài)信息 操作信息 參數(shù)信息 變電站層的內(nèi)部通信 根據(jù)各設(shè)備任務(wù)和功能的特點(diǎn)，傳輸所需的測量信息、狀態(tài)信息和操作信息等。,3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,3. 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的要求 快

20、速的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力 高的可靠性 優(yōu)良的電磁兼容性能 分層式結(jié)構(gòu),3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,現(xiàn)場總線 （1）現(xiàn)場總線定義 根據(jù)國際電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場總線基金會(huì)FF的定義：現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。 以現(xiàn)場總線構(gòu)成的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)上是分散的。從而徹底改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，提高了控制系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)性能。,3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,（2） 現(xiàn)場總線的優(yōu)點(diǎn) 現(xiàn)場總線按ISO的OSI標(biāo)準(zhǔn)提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，可靠性高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，通信速率快，造價(jià)低，維護(hù)成本低。 （3）現(xiàn)場總線的特點(diǎn) 現(xiàn)場設(shè)備互連網(wǎng)絡(luò)化

21、 信號(hào)傳輸數(shù)字化 系統(tǒng)和功能分散化 現(xiàn)場總線設(shè)備有互操作性 現(xiàn)場總線的通信網(wǎng)絡(luò)為開放式互連網(wǎng)絡(luò),3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,（4）現(xiàn)場總線技術(shù)與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別： 計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)屬數(shù)據(jù)網(wǎng)，現(xiàn)場總線屬控制網(wǎng)。 數(shù)據(jù)特性不一樣 數(shù)據(jù)網(wǎng)使用大數(shù)據(jù)報(bào)文，且數(shù)據(jù)并不是頻繁地發(fā)送、通信速率一般較高 控制網(wǎng)卻相反，必須頻繁傳送少批量數(shù)據(jù)。 介質(zhì)訪問(MAC)協(xié)議不一樣 數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)不一樣 應(yīng)用層服務(wù)不一樣,3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,（5）幾種常用的現(xiàn)場總線 LONWorks現(xiàn)場總線 核心部件是Neuron神經(jīng)元通信處理芯片，收發(fā)器模塊和LONtalk通信協(xié)議。 LONWorks的

22、節(jié)點(diǎn)相互獨(dú)立，當(dāng)任何一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作。 LONWorks的技術(shù)特點(diǎn)： 高可靠性 支持多種傳輸介質(zhì) 響應(yīng)時(shí)間塊 安全性好 互換性,3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,CAN現(xiàn)場總線 CAN（Controller Area Network）控制局域網(wǎng)是一種具有很高可靠性、支持分布式控制。 CANbus的技術(shù)特點(diǎn)是： 技術(shù)多主結(jié)構(gòu)。 可以與各種微處理機(jī)連接。 提供優(yōu)先級(jí)控制、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。 具有很強(qiáng)的錯(cuò)誤識(shí)別和處理能力。 支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)送和播發(fā)送功能。,3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,小結(jié)： CAN主要用于小型、實(shí)時(shí)性要求比較高的過程控制系統(tǒng)。 LONWorks主要適用于大型的、

23、對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求不太高的分布式控制系統(tǒng)。,3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,5.令太網(wǎng)（Ethernet） 以太網(wǎng)（Etherlet）的名稱是由加利福尼亞Xenx公司的PARC研究中心的Bnb Metcalfe于1973年5月首次提出的。 以太網(wǎng)是當(dāng)今使用最廣泛的局域網(wǎng)，在所有的網(wǎng)絡(luò)連接中，80%都是基于以太網(wǎng)的。,3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,介質(zhì)訪問控制協(xié)議 帶有沖突檢測偵聽多路訪問控制（CSMA/CD）技術(shù) 在分布式系統(tǒng)中，以競爭方式獲得總線訪問權(quán)利的基本方法。 通行證（Token）法 可用于總線與環(huán)網(wǎng)，又稱為令牌環(huán)式網(wǎng)絡(luò)（Token Ring）。,3.4 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通

24、信,局域網(wǎng)總線結(jié)構(gòu),3.4 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,帶有沖突檢測偵聽多路訪問控制（CSMA/CD） CSMA（“先聽后說” ） 載波偵聽：總線上任意時(shí)刻只允許一個(gè)信號(hào)在傳送，各站要發(fā)送本站的信息幀到總線上時(shí)，先檢測總線是否空閑。若總線空閑，可考慮發(fā)送本站信號(hào)。 當(dāng)總線不空閑，可采用二種方法進(jìn)行下一步的訪問。 非堅(jiān)持型。即聽到總線忙，就暫停偵聽，等待一段時(shí)間再偵聽，直到總線有空后再發(fā)信號(hào)。 堅(jiān)持型：總線即使不空，仍堅(jiān)持聽下去。直到總線空后，便轉(zhuǎn)入以一定概率方式爭用信道。,3.4 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,CSMA/CD（“邊聽邊說” ） 進(jìn)入信號(hào)傳送的工作站一邊發(fā)信號(hào)，也繼續(xù)偵聽總線； 偵聽到發(fā)生

25、沖突，便立即停止發(fā)送，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，告知總線上各工作站，已發(fā)生沖突，防止它們介入沖突。 之后，退讓一段時(shí)間再試行重發(fā)，直到成功。 若邊說邊聽直到發(fā)送完一幀，未檢測到?jīng)_突，則本幀傳送成功。,3.4 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通信,通行證（Token）法,B,C,D,A,AB:空令牌 BC:空令牌 CD:忙令牌 DA:校驗(yàn)后傳送忙令牌 AB:校驗(yàn)后傳送忙令牌 BC:復(fù)制、校驗(yàn)后傳送忙令牌 CD:確認(rèn)接收后傳送空令牌,第三章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),3.1 概述 3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)功能 3.3 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 3.4 變電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信 3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控 3.6

26、近年新增調(diào)控及管理功能簡介,3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控,電壓無功調(diào)控的目的與目標(biāo) 以保證系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，用戶側(cè)能得到質(zhì)量合格的電能，同時(shí)盡可能減小網(wǎng)損，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。 在不同電壓等級(jí)中，電壓調(diào)控的目標(biāo)是不同的。 220KV變電站中110KV35KV電壓等級(jí)，在正常運(yùn)行方式下，允許偏差規(guī)定為額定電壓的-3%+7%，事故后為10%。 10KV用戶，正常時(shí)為7%。,3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控,調(diào)控手段 動(dòng)態(tài)調(diào)壓設(shè)備 發(fā)電機(jī)及同步調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、有載調(diào)壓變壓器 無功補(bǔ)償設(shè)備 發(fā)電機(jī)及同步調(diào)相機(jī)、補(bǔ)償電容器、無功靜止補(bǔ)償裝置（SVC）等。 DFACTS 靜止無功功率發(fā)生器（SV

27、G）、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）、有源電力濾波器等。,3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控,電壓無功調(diào)控原理 電壓損耗,縱分量,橫分量,3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控,要使UL在合格范圍內(nèi)，在PL、QL變動(dòng)時(shí)，應(yīng)調(diào)整U2來滿足。,計(jì)入無 功補(bǔ)償 電容容量,3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控,電壓調(diào)節(jié)對(duì)無功功率的影響 經(jīng)變壓器向系統(tǒng)吸取的無功功率與U22成正比。 通常正常運(yùn)行時(shí)，認(rèn)為不變，則當(dāng)改變變比K時(shí)，K大，則U2減少，負(fù)荷吸取的無功減少；反之，K小，QL增大。,3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控,電容器補(bǔ)償對(duì)電壓及功率損耗的影響 當(dāng)變壓器有電流流過時(shí)，將產(chǎn)生有功、無功損耗： 有功損耗： 無功損耗：,3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控,由無功功率的傳輸導(dǎo)致的有功損耗為 ： 當(dāng)投入后 Qc后，有功損耗為： 空載時(shí)有功損耗為：,空載時(shí)應(yīng) 切除補(bǔ) 償容量,3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控,電壓與無功的綜合自動(dòng)調(diào)節(jié) 調(diào)控原則 通過改變有載調(diào)壓變壓器變比K調(diào)壓時(shí)，將改變無功功率分配； 在改變無功補(bǔ)償容量時(shí)，電壓也將變化。 目標(biāo) 要求負(fù)荷端電壓UL與其額定電壓ULN偏差UL-ULN為最小。 改變 ，使可能調(diào)節(jié)的 盡可能接近 ，以達(dá)到P為最小。,3.5 電壓與無功功率的自動(dòng)調(diào)控,使P為最小有