2015版智能电网信息通信技术第5讲-智能变电站及其信息通信技术.pdf

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1、第五讲：智能变电站及其信息通信技术华北电力大学通信技术研究所智能电网•利用信息技术和新能源技术对传统电网进行改造用应配套公司电力市场区域传输控制配网控制中心数据和应用集成成CMMSCIS集GISForecastingMMW据OMSEMSAM数预测数据历史数据实时数据SCADAPIO&MCond.Monit输传据数集采风能接入广域控制息变电自动化配电自动化AMI信统系网电智能电网的信息化解决方案信息输电线路检修变电站检修配电自动化用户用电信息计量管理应用导线杆塔气象一次二次电能电能精细信息设备设备状态状态条件调度质量用能双向状态状态信息分析分析分析分析分析管理控制管理互动智处理能电

2、电力综合信息平台数据库网标信息电力宽带专用网（光纤/宽带无线接入）+3G准传输制链式传感网极端环境传感网大规模传感网定感知延伸线路视频气象一次二次潮流电能计量居民互动状态安全条件设备设备分布质量考核用电输电变电配电用电输变电系统在电力系统中的位置电力生产发电厂输电线变电站配电网用户过程输电线路变电站用电信息电电厂自动化在线监测自动化采集力相关配电调度自动化应自动化用系统计量自动化分类企业信息化5.1常规变电站系统EMSDMS61968619686197061968公共总线101：传统的远动信息6197061970SCADA102：计量信息控制中心103：保护信息IEC60870按

3、功能分多种协议：104：基于TCP/IP的网络化101变电站监控变电站监控103103专用光纤保护设备控制设备测量设备保护设备控制设备测量设备电缆电缆开关设备变压器互感器开关设备变压器互感器常规变电站系统存在的缺陷•设备之间通过大量的电缆相连，模拟信号的传输存在电磁干扰及附加误差，电磁式互感器存在饱和，铁磁谐振过电压易引起二次设备异常和故障，控制回路两点接地甚至造成设备误动作。•二次回路安全性差，电流回路开路、电压回路短路的事故时有发生。•通信接口方式多样化RS-232/422/485接口、各种现场总线、以太网等等•通信规约多样101规约、103规约、MODBUS规约、以及各个厂

4、家自行定义的通信规约•变电站内通信层次多，系统集成时需要大量的规约转换设备变电站自动化系统的发展历史•电磁型保护：由电磁型继电器及二次接线构成，回路复杂，功能简单。•集成电路保护：由模拟及数字集成电路插件构成，仍为模拟量运算。开始有了简单功能的RTU装置。•微机型保护：由CPU插件构成，经A/D转换后进行数字量计算，回路简化，功能有较大提高，且具有较强的自检功能。这个时期有了四遥功能的RTU装置。•综合自动化系统：使用微机型保护与微机型测控装置，通过二次接线和通讯电缆融合在一起。保护及测控功能基本完善。5.2变电站系统的数字化演进变电站综合自动化数字化变电站变电站层计算机监控系统

5、计算机监控系统103规约网络网络IEC61850-8间隔层微机保护/直流电源微机保护/一体化电源电缆网络IEC61850-9电磁式互感器新型电子式互感器过程层一次设备数字化一次设备常规变电站与数字化变电站的比较常规变电站数字化变电站一次设备：电磁式互感器非常规互感器传统开关智能组合电器二次设备：传统保护测控设备网络化装置电缆硬连接GOOSE通信协议：私有协议IEC61850一次设备智能化：新增电子互感器、合并单元、智能终端等过程层设备。二次设备网络化：新增合并单元、智能终端、过程层交换机等，采用网络跳闸。光纤取代常规变电站控制电缆。数据交换标准化：全站采用统一的通信规约IEC61

6、850标准实现信息交互；数字化变电站的优点1.应用电子式互感器解决传统互感器固有问题，电子互感器无饱和、降低了绝缘要求，维护简单，无渗漏油情况，不会产生附加误差，提升了保护系统、测量系统和计量系统的系统精度。2.通信网络取代复杂的控制电缆，二次光纤网络安全简单、抗干扰强、减少了有色金属、实现了数据共享3.网络化的二次设备结构简单、尺寸精简、实现了模块化、设计/施工/调试/运行维护简单。4.标准的通信平台（IEC61850）让二次设备具备标准的通信接口和通信协议，变电站系统集成简单快捷，避免设备重复，便于新增功能和扩展规模。数字化变电站有关术语•网络设备及使用原则1）集线器（Hub

7、）已淘汰不用2）交换机（Switch）用于组成站内局域网可分为基本型、2层和3层交换机。3）路由器（Router）用于站内网与站外广域网的连接支持IP路由协议。4）网桥（Bridge）应用不多。电气信号的中继和放大，可扩展通信距离。5）网关（gateway）运行应用程序，例如规约转换器或保护管理机。基于IEC61850的无缝通信体系结构EMSDMS61968619686197061968公共总线IEC61850协议不仅统一6197061970站内的通信，还扩展到变SCADA控制中