智能变电站一体化信息平台的设计_王冬青

智能变电站一体化信息平台的设计_王冬青
智能变电站一体化信息平台的设计_王冬青

第34卷第10期电网技术V ol. 34 No. 10 2010年10月Power System Technology Oct. 2010 文章编号:1000-3673(2010)10-0020-06 中图分类号:TM 734 文献标志码:A 学科代码:470·4054

智能变电站一体化信息平台的设计

王冬青1,李刚1,何飞跃2

(1.中国电力科学研究院,北京市海淀区 100192;2.中国水利水电科学研究院,北京市西城区 100038)

Design of Integrative Information Platform for Smart Substations

WANG Dongqing1, LI Gang1, HE Feiyue2

(1. China Electric Power Research Institute, Haidian District, Beijing 100192, China;

2. China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Xicheng District, Beijing 100038, China)

ABSTRACT: As a key node in smart grid, one of the functions of smart substation is to provide information supporting for the grid. For this reason, an integrative information platform in the smart substation is built. A layered and distributed structure is adopted in this platform to unify and simplify the data sources inside the substation, so unique and consistent basic data and information are formed and the interaction and sharing of data and information inside and outside the smart substation can be implemented by a unique and standard mode to provide reliable information support for operation and control of smart grid. The key techniques related to data identification and data estimation, the classification, dynamic sharing and intelligent information transmission of data and information inside the substation, which are adopted during the building of the platform, as well as the security of information and data are expounded and concrete solutions for them are given. Following the standards in IEC 61850, the platform communicates with equipments inside and outside the substation. The information flow and time delay of the built platform are simulated, and simulation results show that the communication time delay of the built platform can meet the requirements of data and information from users inside and outside the substation.

KEY WORDS: smart substation; information platform; IEC 61850 service; data identification; data estimation; dynamic sharing

摘要:作为智能电网的关键节点,智能变电站的功能之一是为电网提供数据信息支撑。为此建立了一种智能变电站内的一体化信息平台,该平台采用分层分布式结构,统一和简化变电站的数据源,形成唯一性、一致性的基础数据和信息,以统一标准的方式实现变电站内外实时数据及信息的交互和共享,为电力系统运行控制提供可靠的信息支撑。阐述了建立平台所涉及的站内数据辨识、数据估计、数据及信息的分类、动态共享、智能传输以及站内数据及信息的安全等关键技术,提出了具体的解决方案。平台遵循IEC 61850规范与站内外的设备联系。对所建立平台的信息流量和延迟进行了仿真,结果表明,平台的通信延迟可以满足站内外数据及信息使用者的要求。

关键词:智能变电站;信息平台;IEC 61850服务;数据辨识;数据估计;动态共享

0 引言

传统变电站的数据采集功能和具体的逻辑判断功能结合紧密,通常由单一设备完成,因此,完成不同的功能就需要配置不同的设备或系统,如保护、测控、电能量、同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)[1]、行波测距[2]等。这些不同功能的设备或系统都有各自独立的数据采集单元。与此相对应,站内建有多种信息系统[3],如数据采集与监控系统(supervisory control and data acquisition,SCADA)、保护信息子站、故障录波系统、一次设备在线监测系统、行波测距系统等等。各个数据采集及信息系统都存在着交叉重复采集、利用率不高、数据及信息内容不一致、时间不统一等问题,形成了以纵向层次多、横向系统多为主要特征的“信息孤岛”[4],制约了信息的进一步融合和应用,数据及信息的重复采集和重复传输处理势必造成各种资源的浪费[5]。

与传统变电站相比,智能变电站信息的获取范围与利用方式发生了很大的变化。站内一次设备的模拟量数据和状态量数据,以及过程层和间隔层设备的处理信息及运行信息等,都可通过站内网络获得[6]。借助于信息共享机制,智能变电站更容易与调度与控制中心、其他变电站或者用户等进行信息交换,实现系统级综合应用[6]。

为适应智能变电站的建设要求[7],本文建立了

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一种智能变电站内的一体化信息平台。该平台将统一和简化变电站的数据源,形成唯一性、一致性的基础数据及信息,以统一标准的方式实现站内外信息交互和共享,为电力系统的保护和控制、运行及维护管理提供基础数据支撑。

1 统一信息平台

1.1 功能及结构

智能变电站内的一体化信息平台采集来自站内外的数据和信息,并对数据进行处理,完成数据辨识、数据估计、信息整合、信息分类、数据及信息记录和共享功能,为站内外使用者提供实时、安全的数据及信息资源。其数据及信息的流向如图1所示。

图1智能变电站一体化信息平台的数据及信息流向Fig. 1 Flow of data and information in universal data and information platform in smart substation

平台由多个子单元和1个中心单元组合而成,对变电站的数据和信息进行分层分布式处理[8]。子单元基于局域观测,完成数据采集、辨识估计以及数据记录功能,根据预定制的信息提取规则,形成位于间隔层的信息源,并按要求将其传送给站内外使用者。

子单元可以位于间隔层的某个设备内,与间隔层其他功能合并组成一套设备。子单元的配置可以采取按间隔配置、按功能配置、按信息使用者配置、按宿主设备处理能力配置、按通信流量配置等方式。

平台的中心单元在站控层的层面上对全站数据进行数据辨识及估计,融合全站数据及信息,形成更高层次的数据库和信息库。1.2 智能变电站的数据及信息

智能变电站采集的数据及信息包括:

1)电网运行数据。包括反映电网运行状态的电压、电流、开关状态等一次设备的数据。

2)变电站高压设备状态数据。包括反映站内高压设备运行状态的状态监测数据,反映与变电站相邻的运行设备(如输电线路)的状态监测数据。

3)相邻变电站的数据。包括反映本站与相邻变电站的状态关联的数据,相邻变电站的运行状态数据。

4)变电站保护控制设备以及其他设备的运行状态或控制状态数据及动作信息。

5)来自用户的数据。

6)保证变电站正常运行的环境数据,如站内火警监测数据,烟警监测数据,视频监测信息,甚至气象信息等。

基于各类数据及信息的实时性及可靠性要求的不同,在设计平台的过程中,必须对其采集和取用共享机制进行不同的处理,以保证数据的有效性和可用性。

1.3 数据的辨识

数据辨识用于识别并剔除坏数据[9],并向数据的使用者提供必要的报警信息。目前有以下规则用于站内数据辨识,更多的规则可在实际应用中继续扩展。

1)基于基尔霍夫电流定律的数据辨识。根据基尔霍夫电流定律,某一节点流入和流出的电流和应为零。在变电站内可以根据同一节点的所有设备的电流进行电流数据完备性的检测。如发现异常,可以进一步分析发生电流信息异常的设备。

2)基于模拟量突变的联合数据辨识。反应电网运行状态的参量是相互关联的,运行状态的变化会同时体现在多个有关联的电流和电压上。因此当某个模拟量发生突变而其他关联的模拟量未发生变化时,可以推断该变化的模拟量数据出现异常。

3)基于模拟量和状态量的联合数据辨识。断路器辅助接点位置信号与对应的电流或电压数据表达的信息在一段延时后不匹配,则推断出现异常。

4)基于电流量和电压量的联合数据辨识。对于某些设备,流过该设备的电流和该设备的电压满足一定的规则。如不符合该规则,则推断该设备电流或电压数据出现异常。

5)基于功率平衡的数据辨识。正常运行时检

22 王冬青等:智能变电站一体化信息平台的设计 V ol. 34 No. 10

测各设备的功率平衡,如母线、变压器等具有多端量测信息的设备。如果流入流出的功率差额较大,说明功率信息异常。

6)基于模拟量和状态量本身特征的数据辨识。模拟量或状态量的变化不符合规律,则认为数据发生异常。如模拟量数据以周期性的方波形式变化,或者状态量不停地抖动等。

7)基于模拟量不平衡特征的数据辨识。模拟量不平衡特征的出现不符合规律,则认为数据发生异常。如在系统正常运行时,某个设备的零序、负序电流或电压突然跳变,而其他相关的量没有变化。 1.4 数据的估计

智能变电站数据的冗余采集给数据的估计带来了可能。数据估计可按以下规则进行。

1)基于基尔霍夫电流定律的数据估计。根据基尔霍夫电流定律,节点未发生故障时,根据同一节点上除k 支路外所有支路的电流,可以求取k 支路的异常电流数据。

1

0,N k m m i i m k ?==?≠∑ (1)

式中N 为节点连接支路数。 2)基于设备特点的数据估计。变压器未故障时,根据信息完备侧的电流电压数据,求取信息异常侧的电流电压数据。

i 1 = k i

i 2 (2) 式中:i 1和i 2为变压器两侧的电流值;k i 为对应的变压器电流变比。

v 1 = k v

v 2 (3) 式中:v 1和v 2为变压器两侧的电压值;k v 为对应的

变压器电压变比。

对于通过母联或者分段断路器连通的不同母线,各母线电压应该相等,因此,可以根据正常母线电压数据求取异常的母线电压数据。

3)基于历史数据和完备数据的数据估计。在系统运行方式未发生变化时,可以从历史数据或其他模拟量数据估计出某异常模拟量的估计值。如首先根据其他完备数据判断系统的运行状态未发生变化,根据模拟量周期性变化的特点,可以从某异常模拟量正常历史数据估计出当前数据。

4)基于模拟量三相平衡的数据估计。系统未故障时,可以根据系统的三相平衡情况推断出某相数据。如系统零负序电流电压保持恒定值,在某相数据异常时,可以根据历史零负序电流电压值以及

当前的其他两相正常数据,求取该异常相数据的正常值。

1.5 数据及信息的分类处理

为避免系统发生扰动后大量数据的涌入造成平台崩溃,提高平台的实时快速反应能力,有必要对数据及信息进行分类和过滤处理[10]。数据及信息的分类遵循以下原则:

1)按实时性要求分类。

根据实时性要求,分类不同的数据及信息,以采用不同的处理模式和信息共享机制。如:①用于保护和控制的电流电压数据、状态量数据或其他数据及信息,实时性要求最高,取用和处理时间在

10 ms 以下;②用于测量的电流电压数据、状态量数据或其他数据及信息,实时性要求较高,取用和处理时间与测量系统的要求有关,一般在1 s 以下;③用于状态监测或事后分析的数据及信息,实时性要求不高,取用和处理时间与系统的要求有关,一般在1 s 以上。

2)按间隔分类。 使用者需要某一间隔的数据及信息,如线路间

隔、变压器间隔、母线间隔等。

3)按功能分类。

使用者需要与某功能关联的数据及信息,如小

电流接地选线功能需要母线上各线路的零序电流、

零序电压等。

4)按数据及信息使用者要求分类。

平台应提供满足使用者要求的分类规则及实

现手段,为平台的扩展应用提供便利。

1.6 数据及信息的智能共享

平台数据及信息的共享处理系统完成平台各部分与站内外设备的交互功能,应根据可定制、可预处理、可按需发布、可动态调整的原则来设计。

可定制要求可以灵活地预配置数据及信息的来源、流向、响应级别、可靠性级别、各种分类及对应的IEC 61850模型等基本定制要求,为数据及信息的共享提供完备的参数准备。

可预处理首先要求对数据及信息建立预处理的规则,其次实现对数据及信息的预处理。预处理规则的建立是实现数据及信息融合的前提,根据融合算法、预定规则或数据及信息的使用者要求建立预处理规则库。在平台的运行过程中,根据预处理规则库的要求实时处理数据及信息,提供信息使用者要求的数据及信息结果。

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可按需发布是按照预定的定制要求,向数据及信息的使用者按发布要求发布定制的内容。

可动态调整是提升平台智能化水平的关键。随着变电站智能化建设的不断深入,平台的信息共享可以从预定制预设参数提升为可以远程、在线动态调整数据及信息的全部或部分定制要求、预处理规则、发布规则等参数,进而发展为各数据及信息的使用者可以实时在线定制或取消所需要的内容。这就要求平台能够提供先进的技术支撑手段,实时在线调整各部分的逻辑处理流程,完成数据及信息的IEC 61850模型配置等功能。

1.7 数据及信息的智能传输机制

数据及信息的智能传输意味着能够对平台的数据及信息的传输路径进行调整。变电站内所有数据及信息的发布者和使用者都可以通过网络互联,是实现数据及信息的智能传输的基础。智能传输机制应根据实时性及可靠性要求,配置传输路径并将相关参数传送给对应设备,配置可以通过人为设定,也可以由平台提供。在平台运行过程中,如预定的传输路径破坏,平台应提供告警信息,同时根据预设的备选方案,重新建立数据及信息的传输路径,保证数据及信息的使用者的权益。

2 IEC 61850服务支撑

IEC 61850为变电站内、变电站之间及变电站和控制中心之间数据和信息的传输提供了标准服务。站内外数据及信息的使用者利用IEC 61850提供的各接口服务,可以获得所需的数据及信息[11]。实际应用中可以参照DL/T 860标准及IEC 61850 第2版[12],建立及维护平台各子单元和中心单元的IEC 61850模型。平台的IEC 61850预配置工具需要根据数据及信息的实际情况配置生成相关的文件,同时随着平台建设的成熟,实时在线调整配置参数也成为可能[13]。

IEC 61850是一个开放式的国际标准,强调通用性和即插即用,开放的标准所带来的安全可靠性问题不容忽视,必须配置相应的安全保证措施。

IEC 62351(电力系统管理及关联的信息交换—数据和通信安全性)为站内外信息传输提供了安全规范。该标准主要采用认证和加密2种方式。考虑到对实时性有严格要求的报文,如面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation event,GOOSE),采样测量值(sampled anologue value,SA V),IEC 62351提出了一种最小计算需求的数字标识报文规范。在IEC 61850第2版中,根据IEC 62351-6增加了对采样报文的数据和通信安全机制,包括增加报文的验证码、公钥等。另外对采样控制块和采样报文进行了扩充和修改。

因此,平台需要根据IEC 62351和IEC 61850标准的要求,建立信息安全保障机制[14],同时需要在数据及信息的辨识过程中,利用大量数据及信息采集获得的冗余条件,对数据及信息的合理性进行评估,及时剔除不安全因素,并提供相应的告警信息。

3 平台的实时性分析

平台的实时性分析是保证平台正常运转的必要环节,也是划分子单元的根据之一[15]。平台的实时性不仅要求站内具备高速可靠的通信网络,同时要求平台具备高效可靠的任务管理机制。

变电站内实时性要求最高的继电保护装置及系统,对智能变电站的通信网络提出了明确要求[16],因此为满足继电保护装置及系统使用平台信息的需要,平台的通信网络配置不应低于《智能变电站继电保护技术规范》[16]的要求。平台提供的分布式的多维信息出口的管理机制,也是为了满足有不同实时性要求的数据及信息使用者的需要。同时,平台的逻辑功能的分布不要求与物理设备的绝对一一对应,各个功能可以分布于不同的设备内,也可以与平台外的站内其他设备组合,以实现经济高效的运转。

以图2所示变电站为例,过程层配置20套合并单元和智能终端,每个合并单元采集12个模拟量,每个智能终端接入16个状态量,间隔层配置

图2 示例变电站

Fig. 2 The example of smart substation

24 王冬青等:智能变电站一体化信息平台的设计

V ol. 34 No. 10

10组平台处理子单元,平台处理子单元和保护控制设备组合,构成间隔层保护控制数据处理设备。可以由此估计变电站的数据及信息量。

假设合并单元采样率为4 000 Hz ,以IEC

61850-9-2LE 标准,800 Hz 的发布频率,实时发布采样值数据。智能终端以GOOSE 方式每隔2 s 发送一次状态量信息。

站外数据及信息的使用者所要求的实时采样数据和状态量,可以选择经代理网关传送,也可以直接由间隔层设备发送。本文假设直接由间隔层平台子单元发送,发送规格为每个报文中含6个模拟量通道一个采样点的采样数据,每周期发布16次。状态量信息每2 s 传送一次。间隔层设备向站控层网络以1 Hz 频率发布测量信息。

其他随机性数据流和突发性数据流等也计入网络流量。假设故障状态下,保护控制设备每隔

5 ms 发布一次用于控制的GOOSE 报文,持续时间100 ms 。保护控制设备向站控层每隔5 ms 上送一次事件记录报文,持续时间20 ms 。保护和控制设备的录波文件在故障平息后上传。

本文以OPNET 为仿真工具,测试平台各单元与数据及信息使用者之间的端到端延迟

[17]

。SA V 报

文、GOOSE 报文的端到端延迟定义为发布者链路层对接收者链路层之间的通信时间。其他服务的端到端延迟定义为发布者应用层到接收者应用层之间的通信时间。端到端延迟的计算方法为

t delay = t a + t b + t c (4)

式中:t a 为从发送方对数据及信息进行处理和协议封装,到数据及信息发布到设备的网络接口的延时;t b 为网络传输延时;t c 为从数据及信息传到接收方设备的网络接口,到接收方对数据及信息协议拆封完毕,进行应用数据拷贝的延时。

设置仿真时间为900 s ,各业务流从100 s 时开始产生,获得间隔层SA V 、间隔层GOOSE 、站控层MMS 、远方用户SA V 业务流端到端的延迟仿真结果见图3。

从结果可以看出,间隔层采样值SA V 报文延迟为1.3 ms 左右,间隔层GOOSE 报文延迟为1.2 ms 左右,远方用户经间隔层直传SA V 报文延迟为

2.1 ms 左右,站控层MMS 报文延迟为15 ms 左右,因此平台可以满足IEC 61850标准对数据及信息的实时性要求。

t /s

(a) 间隔层SA V 平均延迟

平均延迟/m s

012300

600900 t /s

(b) 间隔层GOOSE 平均延迟平均延迟/m s

12300 600

900

t /s

(c) 站控层MMS 延迟

平均延迟/m s

1030300

600

900

t /s

(d) 远方用户SA V 平均延迟

平均延迟/m s

0.0

1.53.0300 600

900

20

图3 报文处理端到端延迟

Fig. 3 End to end delay of message processing

4 结论

本文综合考虑了灵活性、实时性、可靠性、易维护及可扩展性的要求,整合了站内的数据及信息资源,提出了用于站内数据及信息辨识估计、分类等数据及信息预处理的规则,讨论了站内一体化信息平台的功能设置以及共享原则,旨在为智能变电站的数据及信息资源的处理和应用提供了新思路。一体化平台的建设将促进变电站信息的融合和利用,不仅强化站内的各种功能,同时有利于电网的安全运行、优化调度、经济运营和优质服务。

本文所提出的平台建设方案,有待于在工程化实施中进一步充实,也将随着智能变电站建设的发展而不断扩展完善。

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收稿日期:2010-05-19。

作者简介:

王冬青(1972),女,工学博士,主要研究方向为

变电站保护与控制,E-mail:wangdq@epri.sgcc.

https://www.360docs.net/doc/fc925566.html,;

李刚(1978),男,工学硕士,主要研究方向为变

电站监测与控制;

何飞跃(1970),男,工学博士,主要研究方向为电力系统运行与控制。

王冬青

(责任编辑李兰欣)

35KV变电站毕业设计(完整版).doc

35kV 变电站设计原始数据 本次设计的变电站为一座35kV 降压变电站,以10kV给各农网供电,距离本变电站15km和10km处各有一个系统变电所,由这两个变电所用35kV双回架空线路向待设计的变电站供电,在最大运行方式下,待设计的变电站高压母线上的短路功率为 1500MVA。 本变电站有 8 回 10kV架空出线,每回架空线路的最大输送功率为 1800kVA;其中 #1 出线和 #2 出线为Ⅰ类负荷,其余为Ⅱ类负荷及Ⅲ类负荷, Tmax=4000h,cosφ=0.85。 环境条件:年最高温度 42℃;年最低温度 -5℃;年平均气温 25℃;海拔高度 150m;土质为粘土;雷暴日数为 30 日/ 年。

35KV变电站设计 一、变电站负荷的计算及无功功率的补偿 1.负荷计算的意义和目的 所谓负荷计算,其实就是计算在正常时通过设备和导线的最大电流,有了这个才可以知道选择多大截面的导线、设备。负荷计算是首要考虑的。要考虑很多因素才能计算出较为准确的数值。如果计算结果偏大,就会将大量的有色金属浪费, 增加制作的成本。如果计算结果偏小,就会使导线和设备运行的时候过载,影响 设备的寿命,耗电也增大,会直接影响供电系统的稳定运行。 2.无功补偿的计算、设备选择 2.1无功补偿的意义和计算 电磁感应引用在许多的用电设备中。在能量转换的过程中产生交变磁场,每个周 期内释放、吸收的功率相等,这就是无功功率。在电力系统中无功功率和有功功 率都要平衡。有功功率、无功功率、视在功率之间相互关联。 S P2Q2 S——视在功率, kVA P——有功功率, kW Q——无功功率, kvar 由上述可知,有功功率稳定的情况下,功率因数 cosφ越小则需要的无功功率越 大。如果无功功率不通过电容器提供则必须从该传输系统提供,以满足电力线和变 压器的容量需要增加的电力需求。这不仅增加了投资的供给,降低了设备的利用 率也将增加线路损耗。为此对电力的国家规定:无功功率平衡要到位,用户应该 提高用电功率因数的自然,设计和安装无功补偿设备,及时投入与它的负载和电 压的基础上变更或切断,避免无功倒送回来。还为用户提供了功率因数应符合相 应的标准,不然,电力部门可能会拒绝提供电力。所以无功功率要提高功率因

智能一体化电源系统的特点及应用分析 李仕章

智能一体化电源系统的特点及应用分析李仕章 发表时间:2019-07-05T14:49:07.790Z 来源:《电力设备》2019年第4期作者:李仕章 [导读] 摘要:伴随着时代的发展和进步,我国的整体科学技术水平及经济水平都在不断提升,智能化技术不断发展。 (深圳供电局有限公司广东深圳 518000) 摘要:伴随着时代的发展和进步,我国的整体科学技术水平及经济水平都在不断提升,智能化技术不断发展。智能一体化电源系统在自动化水平以及资源整合等方面发挥着独特的优势,存在着较大的应用空间。为了满足人们不断发展的需要,变电站已经完全实现了智能化,自动化,其目的就是保障供电的安全可靠程度。伴随着电力运行的进一步发展,对于变电站智能一体化电源系统的研究也越快越深入,提升智能一体化电源系统的技术,实现设备的自动切换,自动启动,保障用电的安全性,相比较传统变电站的电源系统,该种方法更加科学,更加高效。本文首先分析了智能一体化电源系统的基本构成,然后分析了智能一体化电源系统的基本特征。结合实例总结了智能一体化电源系统的应用情况,最后分析了智能一体化电源系统的设计可行性。 关键词:电力;智能一体化;电源系统;特点;应用 1.前言 科学技术水平的不断提升,使得电站运行引进了越来越多的先进技术,特别是智能变电站的建立,对一些新技术的应用也是越来越广泛,在很大程度上提升了供电的安全性,极大的满足了经济发展的需要。常规的变电站使用的电源是由直流,交流,不间断电源,通信电源等几种不同类型的电源组成,在自动化水平提升,资源整合等方面仍然有待于进一步提升和优化,常规的站用电源无法满足新型变电站的发展需要。而智能一体化电源将直流电源,交流电源,不间断电源,通信电源等有机的整合起来,应用前景十分广泛。 2.分析智能一体化电源系统的构成 变电站智能一体化电源系统将直流电源,交流电源,UPS,通信用直流变换电源等有机的整合起来,形成直流电源蓄电池组,监控工作统一完成。智能一体化电源系统从设计,生产,到安装,服务都是由同个厂家完成的。相比较常规站用电源系统,智能一体化电源系统的通信电源直接从两段直流母线拉专用馈线到通信电源柜,然后经过DC/DC转化为通信电源,不需要额外配置蓄电池组,将独立的UPS取消,采用逆变器直接挂于直流母线上。 智能一体化电源系统与一体化健康模块完成整合,实现了各个子系统通信的网络化,监控网络借助以太网接口,综合自动化系统实现通信,通信信息实现共享,系统实现开放。 图一:一体化智能电源系统图 3.智能一体化电源系统的特征 3.1设计一体化 智能一体化电源系统最显著的特征就是设计一体化,一体化的特征表现为屏柜的数量极大减少,系统更加紧凑,外观上看更加协调,并且一体化设计能够实现在同一个监控平台上的对所有交直流电源同时完成监控,不同的设备均按照统一规定将综合自动化系统接入,这样一来就解决了不同厂商提供的设备通信规约存在不兼容的问题。 3.2实现网络化监控 实现了网络化的监控。一体化电源系统的每一个子系统都是借助通信网络连接的,通信管理模块健康器全部采用统一的通信规约建立起信息化的平台,对于子系统实现网络化的监控,保障不同的子系统之间结合的有效性,保障了管理整体的高效性。 3.3实现管理集约化 智能一体化电源系统实现了管理的集约化。整个电源系统只需要由一组专业人员对于全站的电源进行维护即可,所以人力资源的调配难度系数大大降低,节省了人力成本,同一个厂家提供从设计,到生产,安装,后期服务等的工作,问题解决的效率极大提升,减少了采购,协调沟通所带来的成本。 3.4提升了电源管理水平 相比较传统的变电站的电源管理体系,智能一体化电源系统对于站内的电源能够实现更加准确,更加快捷,更加及时的管理,结合系统的不同设置的数据完成报警处理,此外还能够对处理的结果进一步判断,结合不同情况采用站用电和电池管理,输出控制等一系列的操纵,将厂家提供的所有的电源进行统一化的设计,生产,安装,更好的解决所有站用电源的问题,节约了采购协调沟通的成本,促进了电力电源的整体管理水平不断提升。 4.智能一体化电源系统的实际应用分析 下面结合具体的实例,探讨智能一体化电源系统的具体应用情况。例如山东某供电公司的220kv智能变电站投入了一套智能一体化的电源系统,该系统采用了一体化的设计模式,对于常规的占用电源进行了系统的优化和完善,配置了一体化的智能监控器,运行稳定,可靠,实现了既定的目标,有良好的经济效益和社会效益。相比较传统的占用电源系统,智能一体化电源系统将功能,协调,维护等三个方面的工作有机的整合起来,成效显著,主要表现如下。首先从电源的设计源头出发,智能一体化电源系统更加节能,更加经济,更加环保,重复配置的情况减少,从而大大节约了生产成本,维护成本也降低了很多,保障了良好的经济性,比较智能一体化电源系统和常规的

变电站交直流一体化电源的解决方案

1 引言 站用电源是变电站安全运行的基础,随着变电站综自化程度的越来越高以及大量无人值班站投运,相应提高站用电源整体的运行管理水平具有非常重要意义。笔者认为,站用电源始终需要立足于系统技术来研究和发展,根据实际问题、发展现状提出发展思路。现有站用电源在资源整合、自动化水平、管理模式等方面都还存在很大的优化空间,结构紧凑、经济可靠的变电站交直流一体化电源模式具有广阔的应用前景。 2 传统站用电源现状分析 传统变电站站用电源分为交流系统、直流系统、UPS 、通信电源系统等,各子系统采用分散设计,独立组屏,设备由不同的供应商生产、安装、调试,供电系统也分配不同的专业人员进行管理。这种模式存在的主要问题: (1)、站用电源自动化程度不高。由不同供应商提供的各子系统通信规约一般不兼容,难以实现网络化管理,系统缺乏综合的分析平台,制约了管理的提升。 (2)、经济性较差。站用电源资源不能综合考虑,使一次投资显著增加。 (3)、安装、服务协调较难。各个供应商由于利益的差异使安装、服务协调困难,远不如站用交直流电源一体化的“交钥匙工程”模式顺畅。 (4)、运行维护不方便。站用电源分配不同专业人员进行管理:交流系统与直流系统由变电人员进行运行维护,UPS由自动化人员进行维护,通信电源由通信人员维护,人力资源不能总体调配,通信电源、UPS等也没有纳入变电严格的巡检范围,可靠性得不到保障。 3 变电站交直流一体化电源的解决方案 变电站站用交直流一体化电源系统是使用系统技术,针对变电站站用交流、直流、逆变、通信电源整体,根据实际问题、发展现状提出解决方案的站用电源系统。 目前有关生产研发厂家已提出三代产品,分别是: (1)、智能型站用电源交直流一体化系统 主要实现:

智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用

智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用 伴随着我国科技水平的发展,智能技术被广泛应用在各个领域中。交直流电源智能化运行是通过整合交、直流电源实现的,为供电用电的一体化提供了解决方案,能有效地提高运行的稳定安全性,从而提高了变电站电源管理能力。而交直流一体化电源系统具有集成度高、管理简便等优势,可集中监控和管理多套电源系统,提高了多套站用电源系统蓄电池组的共享性,随着交直流一体化电源系统方案的广泛应用,其所存在的问题急需从根本上进行解决(包括标准化程度不高、各品牌间的兼容性差等)。为确保变电站的可靠运行,提出全模块化电源系统方案,以期提高维护效率并降低维护成本,为提高交直流一体化电源系统的标准化程度提供参考。 标签:智能变电站;交直流一体化;电源系统;研究;应用 引言 变电站内部供电系统的稳定运行是供电可靠的前提。近年来,随着互联网与自动化技术的发展,数字化与智能化设备被大量的应用于变电站中,为提高电源管理的可靠性具有积极的意义。传统变电站电源系统由直流部分、交流部分、UPS、通信系统等构成。各个子系统的设计制造到现场的安装调试由不同的生产厂家对应负责,后期运行维护也由相应的专业人员负责检修。随着智能变电站系统的成熟发展,较多智能变电站在投运后逐步提出了交直流一体化电源设计。在智能变电站设计运行中,将传统变电站各个子系统实现统一化设计、统一化安装配置、统一化监测控制。采用直流变换器直接接入直流母线代替了通信蓄电池组,应用智能终端,合并单元等装置,采用庞大的交换机组。因此,改变传统变电站的不足,使智能变电站的电源更加可靠、合理。此外,技术更加先进,减少人力资源投入,实现自动化设计具有现代化的意义。 1智能变电站交直流一体化电源系统现状 常规变电站中分散设计电源系统逐渐被淘汰,新诞生的智能变电站交直流一体化电源系统得到了广泛应用,很大程度上方便了变电站的使用与管理。现下,有关智能变电站交直流一体化电源系统的研究包含: (1)如何可靠且稳定的将智能站交流电源启动切换实现的问题; (2)电力专用逆变电源产生能够影响负载设备的一些干扰,如被电气隔离的电源直流、交流输出与输入或动态瞬变、杂讯干扰等。同时,旁路控制逻辑维修中,任意运行状态下的不间断电源得以在维修旁路开关闭合下而连续供电且不会遭受影响的问题; (3)交直流变换电源模块、高频开关电源自主稳流、均流及稳压方面,同时整机效率、电网冲击、浪涌彻底消除及抗干扰能力,开机软启动问题等;

智能移动一体化电源系统的研制 宋光辉

智能移动一体化电源系统的研制宋光辉 发表时间:2017-11-30T09:04:01.447Z 来源:《电力设备》2017年第21期作者:宋光辉辛向君陈学海栾茜 [导读] 摘要:目前,国内的直流电源车生产厂家是将发电机、蓄电池、充电装置、馈电开关等电源装置装配到封闭的柜体内,再将柜体固定到卡车地盘上,结构与应急交流电源车相似。 (国网烟台供电公司山东烟台 264000) 摘要:目前,国内的直流电源车生产厂家是将发电机、蓄电池、充电装置、馈电开关等电源装置装配到封闭的柜体内,再将柜体固定到卡车地盘上,结构与应急交流电源车相似。国外公司目前没有相关的产品和技术,需要进行智能移动一体化电源系统的研制。 关键词:智能移动;一体化电源;研制 1研制的背景 变电站直流充电设备或蓄电池出现故障时,将会影响站内保护系统的正常工作。主要是电池生产装配时,不当焊接造成的。比如虚焊、假焊,电池经一段时间的运行后,就出现了开路现象。这种情况比较恶劣,一旦充电设备再出现异常,整个变电站将会失去直流供电,因此这种情况,工作维修人员必须第一时间赶到现场,如果是一节出现开路可以将此节短接,如果是2节以上必须马上更换蓄电池组,所以备用电池在该种情况下非常重要。对于只有一组电池的变电站,在更换充电设备或电池组时,为保证变电站的安全运行,必须使用备用直流电源。雷击、暴风雪等不可抗力因素或者是站用变压器、交流配电屏等出现问题将会导致站用电源的消失,蓄电池在满容量下一般能持续供电的时间不会超过20小时,因此要及时处理。提供必要的应急直流供电设备显得非常重要。 2.研制的目的 直流电源车的关键技术问题是蓄电池快速充电,而常规的阀控式铅酸蓄电池充电速度很慢,需要10个小时之多,所以必须采用可以快速充电的蓄电池,卷绕式蓄电池或者锂电池是首选之列; 要解决蓄电池的可靠性问题,常规的蓄电池的串联供电方式必须改变,多组24V/12V蓄电池经过升压变换器后再并联的方式可以解决单节蓄电池开路或容量降低而造成整组蓄电池正常供电问题; 直流电源车大部分时间是处于在静置状态,应急使用的时间较少,所以电源车的状态记录及维护很重要,电源车状态记录和维护提示报警(微信、短信提示,电话通知方式)是区别于变电站直流系统的特别之处; 直流电源车防水、防尘、减震设计以及车载交流发电机静音设计是影响直流电源车质量和安全运行的重要因素,也是区别于站用直流电源设备的不同之处。 3.关键技术的研究 3.1蓄电池快充技术 20世纪80年代以来,美国产螺旋式卷绕蓄电池一直以超级启动电流,强大的抗震能力,以及卓越的高低温性能和超强的循环使用寿命而收到广大车迷的追逐,BMW,奔驰,JEEP等高端车型一直以螺旋式卷绕蓄电池为标配的电池.该电池采用的螺旋结构专利为1973年生效,2003年正式年满失效.但是因为其生产工艺以及配方的问题,全世界几乎很少有厂家可以生产类似的产品,而该电池的特点是:拥有卓越的高低温性能,可在-55℃~75℃下工作,-55℃下可正常启动放电充电,高温80℃时电池不变形不鼓胀,更不会有爆炸的危险.充电非常迅速:40分钟内可充入95%以上的电量,当您的电池电量在使用绞盘或者音/视频系统而耗尽的时候,能快速充满电,满足您的再次使用需求.超长寿命,浮充设计寿命10年,启动次数最少可达到15000次.结构坚固,抗震性强,至少能承受4G(33HZ)震动12小时以及6G震动4小时,是普通电池是4倍,根统计电池失效的主要原因之一就是震动.电池无游离电解液,可向任意方向放置工作,由于内部结构为螺旋式,并且硫酸全部被电池隔板吸附,所以电池内部没有流动的液体,即使倒置工作也不会漏液.超强的高倍率放电能力,启动电流是传统电池的三倍,极高的耐小电流深放电能力.存放2年仍有启动电量,相对普通电池每三个月就必须充电来说,卷绕电池则让您省心得多. 卷绕式蓄电池无与伦比的性能成为移动电源车蓄电池的首选,快速充电性特性及抗震性是我们这个课题特别看重的两个特点。 蓄电池充电升压并联模块。为了克服蓄电池串联带来的固有隐患问题,本课题将18节蓄电池串联(36V)作为1组,108节蓄电池总共分为6组,每组电池有自己的充电和升压装置,36V(或48V)电压通过升压模块升压到220V直流,这样的一组单元,我们称之为智能电池组件,同样的6个电池并联作为系统的合闸母线,这样一节或者多节蓄电池故障引起的故障问题就大大减少了,。 4.对项目的检测 智能辅助系统为电池及功率系统创造稳定、安全和可靠的运行环境,并具备紧急状态下的报警和处理能力。智能管理装置包含 3 个功能模块:运行状态估计、故障分析处理、运行模式控制。微网智能终端保护装置采集开关状态信息并上报给智能管理装置,智能管理装置的运行状态估计模块分析出当前微网的运行方式,并下发给智能终端保护装置,智能终端保护装置自适应地切换到合适的保护配置;当微网内发生故障时,智能终端保护装置上报故障信息,智能管理装置中的故障分析处理模块通过对不同故障信息的分析,确定故障区域,并向故障涉及的智能终端保护装置下发跳闸命令,隔离故障;运行模式控制模块负责微网在并网转孤岛或孤岛转并网时,对并网联络开关及分布式电源的控制。硬件功能单元一般有温湿度烟雾监测、温湿度自动控制、手/自动一体新型消防灭火、数字化网络视频监控及门禁、断电应急照明及声光报警、安全接地网络及防雷等。智能辅助系统的功能目标是进行智能化自动管理,实现无人值守。 5. 结语 移动箱式电源系统具有集成度高、占地少、灵活性强、便于安装和移动等优点。可配合风光发电并网使用,有效弥补新能源的随机性、间歇性和不稳定性,改善电能质量,协助电网调峰,提高电网稳定性;接入配电网末端,有效提高供配电能力,实现动静态电网支

变电站一体化电源分析

2010年第05期(总第120期) 沿海企业与科技 COASTAL ENTERPRISES AND SCIENCE&TECHNOLOGY NO.05,2010 (Cumulatively NO.120)变电站一体化电源分析 李昭桦 [摘要]文章针对变电站站用直流系统和通信系统共享使用统一的蓄电池组的一体化电源方案进行深入分析,提出一体化电源在实现过程中需要注意的关键问题—— —接地和蓄电池组后备时间,并给出解决措施的建议。 [关键词]变电站;电力;站用直流系统;通信电源;一体化 [作者简介]李昭桦,广东省电力设计研究院工程师,研究方向:电力系统通信设计,广东广州,510663 [中图分类号]TM63[文献标识码]A[文章编号]1007-7723(2010)05-0139-0003 一、引言 变电站内的站用直流系统和通信电源系统均 配置有蓄电池组,其维护分别由电气和通信两个 专业负责。变电站一体化电源典型方案是取消通 信电源的蓄电池组,将站内直流电源系统、通信用 直流变换电源(DC/DC)组合为一体,共享使用站用 直流系统的蓄电池组,并统一集中监控的成套设 备。该组合方式是以直流操作电源为核心,通信用 直流变换电源DC/DC由直流输入变换为直流输出 的电源装置,输出特性满足通信电源的要求。它与 直流操作电源的充电装置和蓄电池组相配合,为 电站的通信设备提供电源,可以减少蓄电池组的 重复配置,提高电力通信的运维效率,节约人力维 护成本。 二、站用直流系统和通信电源 变电站直流系统由交流输入、充电装置、馈电 屏、蓄电池组、监控单元(含馈线状态监测单元)、 电压监测、绝缘监察(含接地选线)、硅降压回路、蓄电池管理单元、直流馈线网络等组成。站用直流系统作为变电站控制负荷和部分重要直流动力负荷的电源,主要任务就是给继电保护、开关合分及控制系统、信号系统、自动装置等提供可靠的直流电源,它在变电站中是一个独立的电源,不受交流的影响,在全厂或全所失电的情况下,仍能保证控制信号、保护、自动装置等电源及事故处理工作。站用直流系统采用不接地方式,典型的直流系统原理图如图1所示。 通信设备的直流供电系统由交流配电屏(可选)、高频开关电源、蓄电池、直流配电屏等部分组成,通信电源的连接如图2所示。 三、一体化电源的关键问题和解决措施 站用直流系统为不接地系统,通信电源为接 地系统。一体化电源如何接地,这是技术上需要解决的问题。站用直流系统和通信电源的蓄电池组后备时间的规定标准不同,一体化电源的蓄电池组后备时间遵循哪个标准,需要从管理和规章来分析。本文就这两个关键问题展开分析,提出解决的建议方案。 (一)接地问题的解决 1.站用直流系统接地 当前全国变电站直流系统具有统一的规范(DL-T5044-2004)《电力工程直流系统设计技术规程》[1]指导,直流电源系统采用不接地方式。站用直流系统为不接地系统,直流系统发生一点接地,不会产生短路电流,亦可继续运行;但是必须及时查找接地点并尽快消除接地故障,否则当发生另一点接地时,就有可能引起信号装置、继电保护及自 图2通信电源连接示意图 图1站用直流系统原理图 139

新一代智能变电站概念设计

新一代智能变电站概念设计 发表时间:2018-04-28T16:31:41.250Z 来源:《电力设备》2017年第33期作者:代春凤 [导读] 摘要:随着科学技术的进一步发展,电网技术的得到了飞速发展,随即智能电网的概念被提出,智能变电站为满足日益增长的信息化、自动化、互动化需求应运而生。 (国网新疆奎屯供电公司新疆奎屯市 833200) 摘要:随着科学技术的进一步发展,电网技术的得到了飞速发展,随即智能电网的概念被提出,智能变电站为满足日益增长的信息化、自动化、互动化需求应运而生。智能变电站是加强智能电网的重要基础和支撑,是电网运行数据的采集源头和命令执行单元,是智能电网建设的重要组成部分。为了实现智能电网进一步加强,对智能变电站的要求就进一步加强,因此,在新一代智能变电站的设计上就要做到科学合理,为此,本文针对当前只能变电站的设计问题进行深入的分析探讨,在实际的理念方面做出深入的分析,以期为以后智能变电站的建设提供设计的理论基础。 关键词:智能变电站;顶层设计;技术路线 引言:就目前而言,智能变电站相关的试点工程虽然在设备、建设以及日常的运行维护管理反面取得了较大的进展,但是在其他方面仍然存在着问题,比如系统相对较多并且功能也比较分散,不管是在设计理念上,还是相关技术和管理上都需要进一步加强。 一、当前智能变电站设计存在的问题 (一)设计模式存在问题 目前,大多数的变电站设计采取的都是分专业进行涉及的模式,并且是由供应商为主导进行的,在变电站的整体优化上非常难实现。不管是在设计的理念上,还是设计的方法上都收到了设备技术的限制,在设备的配置、整体布局以及控制上的设计都还有进步提升的空间。因此新一代智能变电站应该将供应商主导进行的分专业设计向整体集成化的设计方向发展,研制设备,优化主接线和总体的平面布局,进一步提高智能变电站的整体设计的水平,确保先进的设计理念实施到位。 (二)一次设备的一体化设计理念实施不到位 就目前而言,现在大部分的变电站在一次设备的一体化上的设计理念实施不到位,不仅在绝缘设计上不到位,并且在机械设计上也配合不当。同时缺少厂内一体化调试,设备现场联调时,出现通信接口、模型配置不统一等问题,影响工程进度。新一代智能变电站将实现一次设备智能化向智能一次设备转变。通过智能组件、传感器与一次设备的一体化设计,实现设备有效集成,功能高度整合,达到安装快捷、运行智能、检修方便。 (三)二次系统的配置独立分散,信息共享度低 智能变电站中各个二次系统的配置独立分散,信息共享度低,采样处理重复,维护工作量大对调控一体化的支撑力度不够,尚不满足电网运维管理体制的转变要求。因此,新一代智能变电站应实现分散独立系统向一体化业务系统的转变。要整合原来各分系统功能,构建一体化业务系统深化高级功能应用,全面支撑“大运行”、“大检修”采用层次化保护控制,实现安全稳定的“三道防线”。 二、新一代智能变电站设计理念 (一)系统高度集成 新一代智能变电站应遵循高度集成的设计理念,要进一步整合系统的功能,通过优化系统的结?布局、并采用一体化机器设备和一体化的通信网络以及一体化的系统,作为最基本的技术?架,能够有效地促进变电站的优化集成设计水平的进一?提升,在高度集成方面,不仅要保证一次与二次设备的高度集成,并且在其他如网络、站域平台、设备空间以及IED装置这几个方面都要保证高度集成。 (二)结构布局要合理 针对新一代智能变电站的设计,要保证电网设备在足够安全的条件下,在对变电站的主接线进行优化,并且针对互感器的数量要适当降低;在位置的选择上要做到科学化合理化,选择适合的位置,可以有效地节约变电站的设备费用以及基础建设的费用;另外,要将一次设备和传感器在整体上进行优化,在电子互感器成熟稳定之后,可以将电子互感器集成于一次设备当中,在设备的高度集成上进一步优化加强。这样不仅可以减少设备的占地面积,还能够利用节约出来的空地将二次设备放到一次设备的附近地区,利用空地进行就地摆放以及安装。同时,在设备的检修方面,可以引进或是采用最新型的检修设备以及安装机械设备,做到在恶劣天气或是较恶劣的自然环境下,能够进行及时且精确地检修以及维修保护等等。 (三)装备先进?用 变电站使用的机械设备要先进适用。现在新一代智能变电站,在设备的选用上,采用的是智能化的一次设备以及集成化的二次系统,但是在这个基础上,应积极地改进现有的设备,积极地研制更加新型化的设备,不管是在技术指标上,还是使用寿命的周期上,还是其他别的方面,都要做到指标现金,性能稳定,安全实用的寿命周期要长。同时,要采用在设计、配置、调试工具方面具有方便高效的变电站设计和调试技术,比如,采用基于图形用户界面的设计、配置成套工具,或是二次虚端子接线设计与变电站配置文件的无缝结合等。才能在提高变电站在设计、安装、调试方面的效率。 (四)支?调控一体 要优化设备告警信息直传和变电站全景远程浏览等功能,在一体化的监控系统的配置方面要做好优化简化,在一键式顺序控制应用发个面要更加的深化,进一?提升在高级功能方面的应用水平,节约人力,做到即使没有人值守,也可以正常?行的管理模式的需求,实现变电站的自动化。 (五)经济节能环保 新一代的智能变电站使用的设备在整体上已经相对都比较节能和环保了,比如在IED、网络交换机、占地面积、建筑面积的使用上以及进行现场安装的工作量上,都相应的?少了30%以上,甚至都?到了40%-50%左右,?大的节约了人力和无力,既经济又环保。但这不能是追求的经济环保的?限,应继续积?的优化变电站设备,集成系统的强度要更加优化,进一?实现智能变电站的集成化、一体化、和标准化。 三、结语 总之,在新一代智能变电站的设计上,要做到高度集成化的系统,做到经济节能环保,减少人力和物理的浪费,实现自动化管理,不

500KV变电站毕业设计的设计正文

摘要 本毕业设计是500kV(500/220/35)变电站工程电气部分初步设计。其中500kV、220kV侧采用 GIS方案,为了保证供电的可靠性和一次性满足远期负荷的要求,按照远期负荷规划进行设计建设,从而保证变电站能够长期可靠供电。 根据毕业设计任务书的要求,综合所学专业知识及变电站设计相关书籍的有关内容,设计过程中完成了主变选择、电气主接线的拟定、短路计算、电气设备选择、配电装置的规划、继电保护和自动装置的规划和防雷保护的规划等主要工作。并且绘制了一套电气图纸(电气主接线图、平面布置图、配电装置断面图)。 关键词 500kV变电站 GIS方案电气主接线配电装置 Abstract This graduate design thesis is a (500/220/35 )kV a declining to press to change to give or get an electric shock an electricity parts of first steps design. For the sake of dependable that guarantee the power supply with a request that contented long-term burthen, carries according to the forward the programming proceeding design developments, from but guarantee to change to give or get an electric shock can long-term dependable power supply. According to requirements of design task, comprehensive knowledge learned and the "Substation Design" and related books, the design process to complete the main lining selection, the development of main power, short circuit calculations, electrical equipment selection, power distribution equipment planning, relay protection and automatic protection devices and mine planning for planning major work. And draw a set of electrical drawings (electrical main wiring diagram, with a total floor plan, power distribution unit cross section). Key words:500kV substation GIS scheme main electrical connection power distribution equipment

智能变电站状态图元的规范与设计

智能变电站状态图元的规范与设计 发表时间:2016-07-19T15:46:42.537Z 来源:《电力设备》2016年第8期作者:杜鹏侯丹贺思亮张亮 [导读] 智能电网建设是全国电网建设的大趋势,最终要实现电网的无人化、智能化是电网建设的最终目的。 杜鹏侯丹贺思亮张亮 (国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山 063000) 摘要:按照“调控一体化”建设模式,梳理调控业务需求、更新信号类型、建立新型图元、制定专属监控信号,已经成为当务之急。遵照“异常上光字、变位不告警”技术原则,提出新增空挂断路器、保护图元、状态图元等新概念并根据智能站新需求与主站监控界面新增重合闸状态监视界面,避免因信号告警方式错误,图元制作不规范等原因影响运行及监控人员对故障的准确判断,提高调度、运行人员的日常操作和事故应急处理效率,确保调控一体化系统高效稳定运行。 关键字:智能变电站信息图元分类规范 一、研究背景 智能电网建设是全国电网建设的大趋势,最终要实现电网的无人化、智能化是电网建设的最终目的。智能电网调度技术支持系统建设是智能电网建设的重要组成部分,为保障电网安全、稳定、经济、优质运行和 “大运行”体系改革、电网智能化建设奠定了坚实基础。为了实现电网的智能化建设唐山电网对于新投的110kV以上变电站要求全部按照智能变电站标准建设。新的智能变电站建成投运后,在信号及监控界面方面发现了若干问题,影响了调度、运行人员的日常操作和事故应急处理效率,影响了自动化维护人员对故障的及时排查。对智能站特有的信息及监控界面的优化规范与梳理已成为必要之举。 二、现状调查 随着智能变电站建设步伐的加快,智能变电站与常规站信号的差异日渐突显,由于智能变电站的设备与传统变电站由较大区别,导致主站调控一体化监视系统新增了许多以前没有的信号,例如:重合闸充电指示、重合闸投入软压板、智能终端就地操作、开关机构就地操作等等,而且智能变电站很多信号长期处于触发状态,老的图形绘制原则将导致监控人员监控复杂、操作不变,给调度与监控工作带来的极大不便,从而致使电网事故判断与处理效率下降。 三、存在的问题 1.新信号的图形制作问题 新投智能站把开关取消并加入智能终端,因此需要对相应的远方就地进行划分,同时对于属于保护信号并同时为变位信息的信号图元重新制作。对于新增信号图形制作问题,首先听取监控员意见,由于有些信号长时间为触发状态,小组人员讨论决定变位信息不上光字牌,这样不会触发间隔的光字牌,从而降低了对监控员的干扰。 2.保护信号的遥控问题 智能站中新增重合闸软压板、备自投软压板等压板类保护信号且这些信号需要主站监控员进行遥控,对于着这种情况需要在图形上进行重新制作。 3.重合闸信号是否异常问题 智能站中新增的重合闸充电指示、重合闸压板投入信号,这就为监控员根据充电指示、压板投入情况和开关位置判断信号是否异常增加了难度和工作量,导致监控员需要检查多幅间隔图中信号,并根据计算才能判断信号情况,根据这种情况需要增加新的监控信号并根据三种信号的情况制作公式判定。 四、状态图元的规范与设计 4.1对于智能站新增和改进信号进行系统分类 为便于调度监控人员更简便、准确的掌握信息,将保护信号中的变位信息分为以下几类。 1)仅状态变化的变位信息:主要反映相关设备“二次把手‘远方/就地’”的相关变位信息,仅用于监控员观察其状态以判断其是否属于异常,信号主要包括智能终端就地操作、刀闸及接地刀闸就地操作、开关就地操作、开关机构就地操作、主变有载调压机构就地操作。 2)不可遥控的变位信息:主要反映重合闸设备是否充电开关是否具备重合闸功能的变位信号。信号主要包括重合闸充电指示、备自投充电指示、备自投方式XX充电指示。 3)可遥控的变位信息:主要是智能站独有的相关软压板投入退出的变位信号,该信号可有主站监控员进行远程遥控操作。信号主要包括智能终端置远方压板投入、备自投软压板投入、自投闭锁压板投入、重合闸软压板投入。 4.2规范图元模型对应信息制作不同图元 根据上面对智能站变位信息的分类对每类信息制作专门类型的图元,同时我们为了使图形更整齐划一,我们对所有图元的绘制采用相同的参数。 1)对于“远方/就地”仅状态变化这类信息制作成状态图元。 2)对于充电指示这种不需遥控的变位信息制作成保护图元。 3)对于软压板投入这种需要遥控的变位信息必须使用设备图元代替最终使用空挂断路器来实现。 五、实时效果 通过对上述信息的详细分类,并根据分类采用标准化参数制作对应图元,极大地规范了间隔图内容,防止信息出现混乱从而产生光字时常动作的情况发生,减少了监控员的工作量提高了工作效率。 在今后所有新投变电站的信息分类、图形绘制过程中,均需严格按照对应原则对信息进行分类并使用标准图元模板进行一次图和间隔图的绘制,并在今后的工作中,认真总结工作经验,勇于创新,持续改进不足,保障调控一体化系统高效稳定运行。 参考文献: [1]《调控一体化系统信号与监控界面优化分析》,《电工技术》,2013(1):28-30 作者简介: 杜鹏,男,高级技师,从事调控一体化运维工作,侯丹,女,高级工,从事电力系统营销工作,贺思亮,女,工程师,从事调控一体化运

智能变电站设计及研究

中文摘要 变电站是电力系统中不可缺少的重要环节,它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电站作为输配电系统的信息源和执行终端,要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多。因此,目前的变电站迫切需要一个简约的、智能的系统,实现信息共享,以减少投资,提高运行、维护效率。这些运行和管理的需求使智能变电站成为变电站自动化系统的发展新方向。随着计算机应用技术和现代电子技术的飞速发展,开展智能变电站的设计及研究具有重要意义。 本设计主要研究内容如下: 首先,阐述智能变电站的研究背景、基本概念及技术特征、研究现状,提出了智能化变电站主要支撑技术;其次,进行智能变电站技术特征及架构体系的研究,提出了智能变电站的主要技术原则及技术特征,并对三层两网结构的智能变电站的架构体系进行了详细的介绍,详细分析了过程层网络和站控层网络的结构;作为智能变电站的主要通讯手段,本文对智能变电站的IEC61850通讯标准进行了详细的介绍。 在介绍智能变电站的主要支撑技术、技术原则、技术特征及通讯标准后,对智能变电站的高压设备技术特征、组成架构进行了介绍,并对智能变压器、智能开关设备进行了初步设计。 最后,基于上述的工作,对智能变电站二次设备与监控系统进行进一步的研究,给出了智能变电站站控层设备集成优化设计方案及完成了智能变电站在线监测系统多层分布结构设计。并以220kV、110kV电压等级为例,给出了220kV电压等级智能变电站通用设计三层两网设计方案及110kV电压等级智能变电站通用设计三层两网设计方案。 关键词智能变电站,架构体系,三层两网,IEC61850,在线监测系统 Abstract Substation is an important part of the power system, it is responsible for the heavy tasks of power conversion and power redistribution, and plays an important role in the safety and economic operation of power grid. Substation, as the information source and executive terminal of power transmission and distribution system, requires more and more information and integrated control. Therefore, the current substation urgently needs a simple and intelligent system to realize information sharing, so as to reduce investment and improve operation and maintenance efficiency. These requirements of operation and management make the Smart Substation become a new direction of substation automation system. With

最新KEDY-5000智能一体化电源系统

K E D Y-5000智能一体化电源系统

第一章系统简介 KEDY-5000系列数字化变电站智能一体化电源系统是借鉴数字化变电站核心思想,采用分层分布架构,全站交流、直流、UPS、通信等电源一体化设计、一体化配置、一体化监控,将站用电源各子系统通信网络化、系统化,实现站用电源信息共享。监控软件集成到信息一体化平台中,不独立设置一体化电源监控工作站;采用DL/T860(IEC61850)标准建模并接入统一的智能网络平台,上传至远方控制中心,实现变电站电源的集中供电和统一监控管理,实现在线的状态监测,实现“四遥”及无人值守。 一、技术特点 ◆适合构成110kV及以下各类变电站、电气化铁路、钢铁冶金、煤矿、化工等需要电源的场所; ◆打破传统电源专业界限,统一配置,取消UPS蓄电池、通信蓄电池组及充电装置,利于管理; ◆对重要负荷如事故照明等采用逆变电源供电;统一进行波形处理;统一进行防雷配置;统一进行 二次配电管理,节约占地面积,节约运营成本; ◆以直流操作电源为核心,系统共享直流操作电源的蓄电池组,构成一体化电源设备; ◆监控器采用7寸(或10寸)彩色触摸屏,界面图形化,显示直观,实现真正意义上的人机对话; ◆全模块化设计:系统实现所有开关智能模块化、电源功能单元模块化,组屏简单,配置灵活,使 设计、生产、维护标准化; ◆全数字化设计:系统无屏内及跨屏二次接线,上行下达信息数字化传输,采用高速以太网接口, 实现IEC61850规约通信; ◆全组装化设计:全模块化使安装接口标准化,可实现系统快速组装; ◆N+1热备,可平滑扩容,满足不同容量系统; ◆分散多级监控系统,实现监控系统的简单可靠; ◆组件配套齐全,提供全方位的组屏解决方案。 二、型号定义及说明 直流额定输出电流(A) 直流标称输出电压(V) 装置 交流额定输出电压(V) 额定容量kVA×UPS组数 装置 充电装置直流额定输出电流(A)×充电装置组数 充电装置直流标称输出电压(V) 蓄电池组容量(Ah)×蓄电池组数 设计序号 电力用一体化电源设备 设计型号 三、使用条件 ◆用于室内,环境温度不低于-10℃,不高于45℃; ◆安装使用地点海拔2000m及以下; ◆日平均相对湿度不大于95%,月平均相对湿度不大于90%(环境温度25℃); ◆装置的使用地点应无爆炸危险、无腐蚀性气体及导电尘埃、无腐蚀金属和破坏绝缘的气体,无强 电磁场干扰; ◆无强烈振动和冲击,垂直倾斜度不超过8°; ◆如在不符合上述条件的特殊设环境中使用,用户应在订货时提出,以保证产品能够可靠地工作。

变电站一体化电源的应用

变电站一体化电源的应用 摘要:电力是人们生活工作中非常重要的能源,在变电站中,一体化电源的应 用是很重要的发展趋势。通过变电站一体化电源的建设,能够解决很多零散问题,大大地提升变电站的运行效率和电力管理水平。所以,为了实现这样的目标,本 文通过对变电站一体化电源的应用内容进行了分析与论述,从而为有关单位及工 作人员在具体的工作中提供一定的帮助作用。 关键词:变电站;一体化电源;应用 1 引言 变电站交直流电源系统是变电站安全、稳定、可靠运行的基础。目前,35kV 及以下变电站交直流电源系统普遍采用一体化电源系统。变电站一体化电源系统 是将站用交流电源、直流电源、电力用交流不间断电源(UPS)和电力用逆变电 源(INV)、通信用直流变换电源(DC/DC)等装置进行组合,共用蓄电池组,并 统一监控的成套设备。该设备通过监控装置管理变电站交流系统、直流系统、不 间断电源、通信电源、逆变电源等站内电源系统,同时与计算机监控系统实现通信,并将实时数据上传至调度端,实现变电站交直流电源系统的“三遥”功能。 2 一体化电源的优点 2.1统一、集中监管 对各个子系统设备通过通信网络进行一体化监控。监控系统中心单元和各部 分监控单元通过一体化监控的监控器接入调度系统和自动化系统来进行监管。监 管人员可以及时通过一个管理系统查看各子系统的各种信息,包括参数、事件信息、开关状态等,也可以以此实现对各种信息的修改和管理,实现站用电源的一 键式遥控功能。专家可以整合整个电源信息,再进行专业智能系统统一的处理管理。 2.2提高土地使用率和系统安全性 一体化电源可以以组屏形式统一安放在变电站的智能化机房,不用分开安置 而占用变电站很大的空间,提高了系统的安全性。此外,解决了许多传统通信系 统电源的缺点,如漏液、起火、爆炸和漏电等。 2.3可靠的通信设备供电能力 站用直流系统和通信电源系统的整合,很好地解决了系统单独停电的情况, 提高了社会生产生活的用电质量。统一的变电站直流系统,方便专业的维护团队 建立,提高了通信设备的供电可靠性。 3 变电站一体化电源的应用 3.1接地隔离问题 在变电站运行过程中,如果出现DC/DC模块被击穿,直流操作电源接地会出 现一些状况。变电站中,运行电流较小,且变电站本身的设施建设标准不高,容 易出现故障,导致电力系统受损。发生故障时,需要进行故障隔离,确保发生故 障的不同元件间不会再有各种工作相关联。变电站各变压器运作中,一旦DC/DC 模块发生故障,就需采用反向变压器方式,利用各自的接地系统降低相互间的联系,防止故障的负面效应扩大。接地隔离问题是交直流一体化电源在变电站应用 中普遍出现的问题。解决这一问题的方法比较简单,只要及时发现故障并及时隔 离故障,就能在很大程度上降低随之而来的经济损失。在变电站中应用一体化电 源系统,应针对接地方面的故障整理出具有理论体系的应对措施,有效降低这一 故障带来的不利影响,保障一体化电源系统有效提升运作的安全性和稳定性。

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