智能变电站的概念
采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化等基本要求,并能根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协功能变电站。
--摘自电网公司《智能变电站技术指南》
智能变电站常用术语
合并单元MU(mergingunit)
用于将时间相关的二次转换器的电流和/或电压数据组合在一起的物理单元。合并单元可以是变压器的组成部分或分立单元。
智能电子设备IED(intelligentelectronicdevice)
包含一个或多个处理器,可以接收来自外部源的数据,或向外部发送数据,或控制装置。
智能终端(smartterminal)
一个智能组件。采用电缆连接一次设备,采用光纤连接保护、测控等二次设备,实现一次设备(如断路器、刀闸、主变压器等)的测控功能。
IEC61850与通信协议标准61850
IEC61850是适应分层的新一代变电站网络通信系统IED和变电站自动化系统
GOOSE(通用面向对象变电站事件)服务
变电站面向通用对象的事件(GeneralObjectOrientedSubstationEvent)。用于一次设备控制和二次设备之间的锁定和联动,是一种通信服务机制。它是状态量、跳闸命令、间隔联锁信息的规范。
MMS(制造报文规范)服务
MMS规范了具有工业领域通信能力的智能传感器和智能电子设备(IED),智能控制设备的通信行为使不同制造商的设备相互操作(Interoperation)。
SV服务(采样值服务)
变压器将电流和电压采样值传输到合并单元。保护装置通过直接采集、测控装置、故障记录波、网络消息分析仪等从合并单元获得采样值SV从合并单元获得采样值。
变电站的发展历程
常规变电站
监控系统由站控层、间隔层两层网络组成。变电站没有统一建模,采用多种规定,有监控和保护,PMU等待多个网络。
变压器,一次设备通过传统的电缆硬接线控制方式,实现与间隔层设备变压器的信息交换,模拟量、开关量。
站控层设备由计算机、操作员工作站、远程通信接口等组成。
间隔层主要包括二次设备,如变电站的保护、测量和测量。
智能变电站的概念和结构
自动化系统为站控层、间隔层和工艺层三层结构。
站控层,间隔层
站控层、间隔层设备组成与常规监控系统基本一致。
从外延和现有的非IEC61850技术变电站差别不大,都采用以太网,可以实现“四遥”功能。但从内涵上看,差异很大,主要体现在:
1.统一信息模型:IEC根据统一的数据模型,61850使每个智能装置实现设备之间的互连。
2.互操作性:智能变电站不同厂家的智能设备(IED)具有互操作性。
过程层(设备层)
常规变电站没有过程层
电子互感器、智能单元、合并单元和其他距离I/O,由智能传感器和执行器组成。GOOSE网络跳闸机制。
完成主设备开关量、模拟量采集、控制命令执行等。
新增设备主要包括:电子互感器、合并单元、智能终端、交换机等。
智能变电站的技术特点
智能变电站一次设备
变压器
变压器是实现电力系统交流电力能源转换的主要设备。它可以实现不同电压等级的电力能源相互转换,促进电力系统的连接,优化电力能源的传输。
断路器
断路器概念:连接电力系统各设备的重要设备。
断路器特特点:它配备了一比较完善的灭弧装置,具有断开电力系统的负载电流和故障电流能力。
断路器功能:系统正常运行时,根据需要改变电力系统的连接关系,调整趋势;断开故障电流,切断故障设备与系统之间的电气连接。
隔离开关
隔离开关概念:改变电力系统各设备连接方式(运行方式)的主要设备。
隔离开关特性:无灭弧装置,无大负荷电流和断开电力系统的故障电流;断路器断开电路后,在等电位和设备空载下运行。
隔离开关功能:系统正常运行时,根据需要改变电力系统的运行模式;断开维护设备与系统的电气连接,形成明显的断开点,隔离维护设备。
接地开关
无功补偿装置
互感器
气体绝缘金属封闭开关设备
气体绝缘金属封闭开关设备(GasInsulatedmetal-enclosedSwitchgear,简称GIS)将接地金属外壳中的断路器、隔离开关、接地开关、母线、变压器、避雷器、套管、电缆终端、油气套管等主要部件组合封闭,并充满一定压力SF气体作为绝缘介质和灭弧介质。
GIS设备优点:
结构紧凑,占用空间小,节约占地。
模块化设计,运输方式灵活,现场安装,调试周期短。
内部元件设备在高压下密封SF6气体中,不受外界环境的影响,运行稳定可靠,维护工作量极小。
集中安装元件设备,便于在线监控。
所有设备均采用电动操作机构,便于远程自动控制。
除设置机械连锁外,每个设备间还设置操作电路连锁电路,操作安全性好。
智能组件
智能组件是几种智能电子设备(IED)集合安装在宿主设备旁边,承担与宿主设备相关的测量、控制和监控功能;当满足相关标准要求时,还可以集成相关的测量和保护功能。
IntelligentElectronicDevice一种具有上述全部或部分功能的处理器电子装置。
外部智能组件(易于维护、升级、扩展)。
内置或外置传感器。
从传感器中收集信息的智能组件。
通过光纤连接到外部系统。
设备状态由智能组件就地判断。
电网设备的状态可以通过光纤以太网观察到。