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数字化变电站技术介绍

数字化变电站技术介绍. 国电南瑞科技股份有限公司 系统分公司. 数字化变电站的基本概念. 什么是 “ 数字化 ” ？ “ 数字化 ” 使用了哪些 新 技术？ “ 数字化 ” 站带来哪些改动？ 面对数字站应掌握哪些技术？ 数字站现存的问题有哪些？. 变电站自动化系统结构. 规约不统一 模拟信号级联 信号重复引线. IEC61850 规约. IEC International Electrotechnical Commission 目的：实现变电站内部规约的一致性 数据模型的一致性 颗粒化 描述的一致性 XML 语言 实现过程的一致性 以太网

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数字化变电站技术介绍

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Presentation Transcript

  1. 数字化变电站技术介绍 国电南瑞科技股份有限公司 系统分公司

  2. 数字化变电站的基本概念 • 什么是“数字化”？ • “数字化”使用了哪些新技术？ • “数字化”站带来哪些改动？ • 面对数字站应掌握哪些技术？ • 数字站现存的问题有哪些？

  3. 变电站自动化系统结构 • 规约不统一 • 模拟信号级联 • 信号重复引线

  4. IEC61850规约 • IEC International Electrotechnical Commission • 目的：实现变电站内部规约的一致性 数据模型的一致性 颗粒化 描述的一致性 XML语言 实现过程的一致性 以太网 ——测量数据的共享及互操作性

  5. 常规站——数字站的结构改变

  6. 数字化给变电站带来的改变 • 站控层规约的一致性 • 过程层的变革 MU 合并单元 智能操作箱 • 一次设备的变革 互感器的变革 智能断路器 智能一次设备

  7. 数字化变电站的改变－MU • MU 合并单元NS3261 功能：测量单元模拟量电压、电流 模拟量的测量、转换 PT并列（后述） 对MU装置的要求（对网络的要求） MU装置异常的表现 MU装置异常的影响 如何判断MU装置异常（网络中断）

  8. 数字化变电站的改变－智能操作箱 • 智能操作箱 NS3658 功能：控制终端 信号反馈 GOOSE通讯网 对智能操作箱的要求（对网络的要求） 智能操作箱NS3658/GOOSE异常的表现 上述异常的影响 如何判断NS3658异常/GOOSE网异常

  9. 数字化变电站中应掌握的技术 • 变电站结构模式 常规站 数字站 IED独立测控 单元测控、数据共享 /过程层电缆互联 过程层总线模式 /独立控制出口 GOOSE通讯网 （网络技术、接线结构、故障点） 站控层需要规转 一致的通讯规约 常规PT/CT

  10. 数字站的改变－一次设备的改变1 • 对PT/CT的影响 数据共享——测控过程一次性实现过程 （互操作性 即：控制过程的共享） 轻载化、智能化

  11. 数字站的改变－一次设备的改变1 • PT/CT原理上的改变——轻载带来的改变 不再需要高磁导率——无磁滞/抗饱和 罗茨线圈 允许CT开路

  12. 数字站的改变 • LPCT实物样图——有源电子式互感器

  13. 数字站的改变－一次设备的改变1 • 电子式LPCT的接口类型 有源接口——内含数字处理技术。 核心技术： 电源的可靠性 数字处理的可靠性 通讯接口的可靠性 无源接口——小信号输出 100mV、3.25V 需外接MU装置 就地安装 散热问题、费用

  14. 数字站的改变－一次设备的改变1 • ECT/EVT一体式电压电流互感器 低功率——小体积——一体化集成 价格略高（1/4~1/3）

  15. 数字站的改变－一次设备的改变2 • PT/CT原理上的改变——光学互感器 智能化＋激光技术带来的影响 （电流B） 原理简介：电、磁使激光产生偏转

  16. 数字站的改变－一次设备的改变2 • PT/CT原理上的改变——光学互感器 智能化＋激光技术带来的影响 （电压E） 原理简介：电、磁使激光产生偏转

  17. 数字站的改变－光互感器核心技术 • 光学互感器核心技术 光学传感材料的选择 传感头的组装技术 微弱信号的检测 温度的影响 稳定性的影响——光感材料的分解 环境的影响——震动、辐射等 • 优势——无供电耐压问题、无电压等级限制

  18. 数字站的改变－智能开关 • 单元测控技术 测控单元与一次设备的集成——智能设备 信息综合处理技术 • 智能开关（智能断路器）

  19. 数字站的改变－智能开关 • 智能开关的主要功能 综合信息优势 提供数字化接口 智能控制过程 常规开断/故障速断 同期合闸 过零点切断 可集成在线绝缘监测技术（非数字化）

  20. 数字站的改变－智能一次设备 • 智能主变 就地采集 就地控制 集成保护技术 多点测温

  21. 数字站如何维护？ • 站控层 • 一致性 日常维护基本相同 （功能上的一致性） （习惯上的一致性） （技术上的继承性） • 差异 故障点多/故障信息类型复杂——新规程

  22. 数字站如何维护？ • 站控层总线 • 一致性 网络通讯 • 差异 规约：IEC61850取代了103 户外光缆取代电缆（非必须） • 说明：数字站规转 非61850转61850

  23. 数字站如何维护？ • 间隔层 • 一致性 IED的基本功能及配置不变 • 差异 装置的一致性更高 表现在软件（包括配置）上的差异 • 说明：为互换性打下基础

  24. 数字站如何维护？ • 过程层总线 • 几种常见类型 总线模式 点对点模式 集中模式（与常规站相同）

  25. 数字站如何维护？ • 过程层 • 总则 就地测控 就地转化为数字量 • 差异 户外智能设施增多（主变端子箱/HGIS等） • 注意事项： 温度、湿度影响——加强巡视

  26. 数字站如何维护？ • 一体性要求高 单装置的功能被分配到各环节中 如：IED+MU+智能操作箱 部分测量数据中断的影响 注意：无测量数据输入≠测量数据为0

  27. 数字站的相关技术处理 • 五防技术处理 • 目前与常规站类同 独立的五防系统 后台五防 监控装置五防系统 • 数字化过程层测量＋常规五防技术

  28. 数字站的相关技术处理 • PT并列技术处理 同期并列板——MU并列处理

  29. 数字站的相关技术处理 • 数字化电度表 通过数字电压、电流数据计算电度 理论上误差 目前：多采用模拟表处理技术

  30. 数字站的相关技术处理 • 全站对时技术 一台GPS主机 接收GPS时钟、分发对时信号） （或）多台GPS授时机 接收GPS主机对时信号，分发对时信号

  31. 数字站的相关技术处理 • 数字站的组网技术 星网结构

  32. 数字站的相关技术处理 • 数字站的组网技术 双星网结构

  33. 数字站的相关技术处理 • 数字站的组网技术 总线结构

  34. 数字站的相关技术处理 • 数字站的组网技术 双总线结构

  35. 数字站的相关技术处理 • 数字站的组网技术 环网结构

  36. 数字站的相关技术处理 • 数字站的组网技术 GOOSE网中断＝保护退出 GOOSE网 星网＋硬接线

  37. 数字站的相关技术处理 • 数字站的安全分析 一致性导致安全隐患增大 • 数字站的内部安全问题 ECT/EVT＋MU一体化数据可靠性分析 网络可靠性 户外设备的可靠性 光互感器的稳定性

  38. 数字站目前存在的问题 • 新技术的稳定性、可靠性 • IEC61850没有基于UML，元模型不一致 （61970/61968） • IEC61850存在不完全兼容的两套对象模型 • SCL基于XML Schema，而非RDF Schema • IEC61850与IEC61970存在不协调的地方 • IEC61850汉化问题（存在争议） • IEC61850不一致性（控制模式、颗粒不尽）

  39. 数字化变电站技术总结 • 规约的一致性 • 数据的共享 • 互操作性（目前不支持互换性） • 特征 • 信息量急剧膨胀、网络流量大 • 一对一测控成为典型特征 • 测控功能就地实现数字化，光纤取代电缆 如何看待数字化变电站？

  40. “数字化”的概念 • 什么叫“数字化”？ • 口号“一个世界、一种规约、一种技术”

  41. 谢谢大家！

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