智能变电站技术(详细版)[详细]

智能化变电站技术内容提要•智能化变电站概述•如何实现智能化变电站•关键问题分析•智能化变电站技术规范•国内典型工程案例分析智能化变电站概述-定义•《智能变电站技术导则》给出的定义采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动化控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

•智能变电站派生于智能电网智能化变电站概述-需要区分的概念•变电站层监控系统、远动、故障信息子站等•间隔层保护、测控等•过程层智能操作箱子（或称智能单元）合并单元一次设备智能组件等。

智能化变电站概述-需要区分的概念•IEC61850变电站特征：1）两层结构（变电站层、间隔层，没有过程层）；2）一次设备非智能化，间隔层通过电缆与传统互感器和开关连接；3）不同厂家的装置都遵循IEC61850标准，通信上实现了互连互通，取消了保护管理机；4）间隔层保护、测控等装置支持IEC61850，直接通过网络与变电站层监控等相连。

市场特征：该模式在国网和南网都处于大批量推广阶段，所占比例会越来越大，以后会成为变电站标配。

例如：华东500kV海宁变、湖北500kV武东变等。

智能化变电站概述-需要区分的概念•数字化变电站特征：1）三层结构（变电站层、间隔层、过程层）；2）使用了电子互感器，模拟量通过通信方式上送间隔层保护、测控装置；3）通过为传统开关配智能操作箱实现状态量采集与控制的数字化；4）间隔层设备通过网络通信方式从过程层获得模拟量、状态量并进行控制；5）不同厂家的装置都遵循IEC61850标准，通信上实现了互连互通，取消了保护管理机；6）间隔层保护、测控等装置支持IEC61850，直接通过网络与变电站层监控等相连。

MMSA B A B智能化变电站概述•智能电网与智能化变电站的关系智能电网包含发电、输电、变电、配电、用电、调度6大环节。

•智能化变电站与数字化变电站1）智能一次设备；2）变电站高级应用功能；3）可再生能源的接入。

内容提要•智能化变电站概述•如何实现智能化变电站•关键问题分析•智能化变电站技术规范•国内典型工程案例分析如何实现智能变电站？• 高级应用一体化五防和顺序控制 区域AVQC 全景信息平台及分布式建模 一体化故障信息子站 故障信息综合分析决策 智能报警 分布式状态估计 辅助系统智能化如何实现智能变电站？• 高级应用 一体化五防和顺序控制¾ 由于五防的图型、数据库与监控统一，所以 改变监控的图形、数据库的同时，五防也会 随之改变。

省略了独立五防系统的图形和实 时数据对应的环节。

¾ 由于实现图、库一体化，所以不存在独立五 防的通信环节，大大提高了系统稳定性和可 靠性。

¾ 基于IEC61850标准上的顺序控制 ¾ 提高现场操作效率和可靠性 ¾ 程序化操作过程中检查防误逻辑 ¾ 有集中和分布两种模式如何实现智能变电站？• 高级应用 区域AVQC具备单站自动电压无功控制（AVQC）功 能可以与调度AVC功能配合，实现区域自动 电压无功控制功能。

在区域控制失效情况下，可以自动转换为 单站自动电压无功控制。

站控层 以太网 间隔层区域AVQC调度中心/集控站 AVC/SCADA后台监控远动机保护测控如何实现智能变电站？• 高级应用 全景数据平台和分布式建模•• 静静态态、、动动态态、、暂暂态态三三态态数数据据 在在站站内内实实现现相相互互访访问问•• 变变电电站站设设备备台台帐帐与与电电力力模模型型 应应统统一一考考虑虑••变变电电站站模模型型标标准准化化，，实实现现变变 电电站站针针对对调调度度中中心心的的“即“即插插即即用用””全景式 数据信 息平台•• 建建立立IEIECC6611885500与与IEIECC6611997700模模 型型兼兼容容的的统统一一数数据据模模型型••支支持持高高频频率率存存储储的的多多维维、、多多 态态数数据据的的运运行行实实时时库库••系系统统层层整整合合多多态态数数据据，，提提供供 变变电电站站内内PPMMUU和和SSCCAADDAA的的数数据据整整合合方方法法•• 支支持持IEIECC6611885500装装置置的的变变电电站站 自自动动建建模模、、在在线线调调试试及及扩扩容容变电站－调度中心统一模型及分布式建模遵循MultiAgent体系架构, 实现厂站间、厂站与中心之间数据自动交换 •• 分分布布式式建建模模将将同同时时考考虑虑源源端端维维护护和和主主站站端端维维护护 •• 功功能能需需实实现现分分布布，，具具体体实实现现将将下下放放到到厂厂站站端端，，主主站站端端只只需需知知道道结结果果 •• 需需建建立立广广域域集集成成软软总总线线，，并并考考虑虑信信息息屏屏蔽蔽，，防防止止“数“数据据风风暴暴”和”和信信息息安安全全 •• 需需充充分分利利用用各各个个分分散散的的厂厂站站端端系系统统资资源源（（CCPPUU、、硬硬盘盘））如何实现智能变电站？• 高级应用 一体化故障信息子站• 监控网络和保护网络一体化 • 监控系统和故障信息子站一体化如何实现智能变电站？• 高级应用 故障信息综合分析决策电网故障时对各种故障信息进行 智能辨识、综合分析以快速准确判断 故障设备，并将变电站故障分析结果 以简洁明了的可视化界面综合展示故障信息综合分析决策• 功能框架开关刀闸变位 SOE保护动作事件 保护分散录波 故障录波器录波 PMU动态数据PMU录波信息汇总 智能辨识 可视化展示 结果上传故障信息综合分析决策• 可视化展示– 变电站值班人员 • 以简洁、准确为准 • 监控画面故障推图 • 显示本次故障简报– 事故分析人员、继保运 行人员 • 信息全面 • 装置动作报告 • 厂站动作报告 • 录波波形展示和分析故障信息综合分析决策可视化示例：故障简报装置动作报告信号预处理自动故障报告综合事故分析联动信号存储IODB建立告警－>点－>一二次设备－>间隔之间的关联定义设备故障严重等级，针对故障等级实现告警信息过滤根据告警信息关联，实现告警关联确认、自动消隐，提高故障处理速度通过模型连接关系，帮助运行人员掌握站内一二次设备的运行状况，及故障造成的相互影响，通过告警信息触发间隔内闭锁及间隔间互锁给出故障解决方案或处理指导。

告警－>点－>一二次设备－>间隔之间的关联定义设备故障严重等级，针对故障等级实现告警信息过滤根据告警信息关联，实现告警关联确认、自动消隐，提高故障处理速度通过模型连接关系，帮助运行人员掌握站内一二次设备的运行状况，及故障造成的相互影响，通过告警信息触发间隔内闭锁及间隔间互锁给出故障解决方案或处理指导。

分布式状态估计•随着调度中心智能化和自动化水平的提高，对基础数据的要求和依赖程度也越来越高。

基础数据不准确会带来严重影响，主要表现为常有拓扑错误和量测坏数据出现，严重时导致状态估计不可用或不可信，制约了高级应用的使用化。

•由于调度中心信息的先天不足，通过传统的状态估计模型和算法的改进无法从根本上解决调度中心基础数据的准确性问题。

•在变电站内增加分布式状态估计功能，可以实现数据辨识与处理，能够向调度中心供可靠的数据，减轻主站系统的运算负担并提高可靠性。

110kV变电站方案•以内桥接线和单母线接线为例•采用直采直跳方式•使用MMS、GOOSE、SV（IEC61850-9-2）110kV变电站方案•110kV线路间隔–采用测控保护一体化装置，单套配置。

–单套配置合并单元和智能终端。

–配置出线ECVT。

110kV变电站方案•110kV变压器间隔–采用测控保护一体化装置，双套配置。

–双套配置合并单元，单套配置智能终端。

–单母线时配置间隔ECVT。

–单母线时使用各侧合并单元接入中性点互感器，内桥接线时配置独立的中性点合并单元。

–低压侧完全采用传统电缆方式，配置电缆输入的合并单元。

110kV变电站方案•110kV分段间隔–采用测控保护一体化装置，单套配置。

–单套配置合并单元和智能终端。

110kV变电站方案•110kV母线保护–单套配置母线保护。

–采用点对点接入各间隔的合并单元、智能终端。

110kV变电站方案•电压互感器合并单元–每段母线单套配置电压合并单元，接入两段母线的电压互感器。

–合并单元完成电压并列功能，并分别向两段母线上的间隔合并单元提供母线电压信号。

110kV变电站方案•110kV备投装置–备投装置采用网络接入模拟量和开关量。

–通过独立的接口接入GOOSE和SV交换机。

110kV变电站方案•35kV/10kV部分常规间隔–使用电缆跳闸，不配置过程层交换机、合并单元和智能终端。

–GOOSE报文通过站控层网络传输，即MMS和GOOSE合一。

–变压器装置GOOSE口和MMS口独立，低压装置GOOSE口和MMS口合一。

110kV变电站方案•过程层网络–过程层独立配置单套的SV和GOOSE网络。

–按间隔配置交换机，适当合并部分间隔的交换机。

–可采用GOOSE和SV交换机合一方式，通过VLAN将交换机划分为不同网络。