基于iec61850标准合并单元的研制

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1、1绪论1绪论1.1引言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。目前，随着电网规模的扩大，自动化技术水平的提高，传统的变电站自动化技术暴露出越来越多的问题，主要有以下[1]几个方面：（1）信息难以共享。由于信息采集部分来自于不同的TA，因此，作为变电站自动化系统应用主要环节的测控、保护、故障录波器等系统信息的应用、处理分属于不同的专业管理部门。变电站自动化系统、变电站与控制中心之间的通信以及控制中心层面不同应用之间缺

2、乏统一的建模规范，在实际运行中来自不同信息采集单元的设备信息无法共享。（2）设备之间不具备互操作性。由于二次设备缺乏统一的功能和接口规范，通信标准的采用缺乏一致性，各厂家对于相同规约实现上的差异，不能实现不同厂家IED之间互操作。（3）系统的可扩展性差。由于互操作性和信息模型等原因，传统的变电站自动化系统在系统扩展或设备部分更新时难度很大。（4）系统可靠性受二次电缆的影响。由于传统变电站IED之间以及IED与一次系统设备和变电站自动化系统之间仍采用电缆进行连接。在实际运行中经常发生电缆遭受电磁干

3、扰和一次设备传输过电压引起二次设备运行异常。由于传统变电站自动化系统存在以上问题，限制了变电站自动化技术的进一步发展，为了解决上述问题，提出了智能化变电站的概念，智能化变电站的支撑技术包括非常规互感器的广泛应用、IEC61850标准的制定、网络通信技术的发展、智能断路器的应用，以上这些新技术将对于传统变电站自动化系统发展带来技术上的突破，智能化变电站技术将在未来成为变电站技术发展的趋势。1.2智能化变电站1.2.1智能化变电站概述智能化变电站概念的提出是基于光电技术、微电子技术、信息技术、网络通

4、信技术的发展，在应用方面直接表现为变电站二次系统的信息应用模式发生巨大的变化。因此，从某种意义上来讲智能化变电站主要指变电站二次系统的数字化，其内涵包括以下几个1西安科技大学硕士学位论文[1-3]方面：（1）反映电网运行情况的信息实现数字化输出；（2）IED对于电力系统的信息实现统一建模；（3）IED之间信息交互以网络通信方式实现；（4）操作过程以信息报文方式实现。智能化变电站有以下优点：（1）采用直接输出数字量的光电式互感器或电子式互感器采集电流，电压，实现一二次系统有效电气隔离；（2）减少设

5、备检修次数和检修时间，提高设备使用效率；（3）减少自动化设备数量，简化二次接线，提高系统可靠性；（4）设备具有互操作性，方便设备维护和更新，减少投运时间，提高工作效率，方便变电站扩建及自动化系统扩展；（6）能够实现信息在运行系统和其它支持系统之间共享，减少重复建设和投资；（7）减少占地面积，减少变电站寿命周期内总体成本，包括初期建设成本和运行维护成本等。1.2.2智能化变电站系统结构智能化变电站在物理上可分为智能化一次设备和网络化二次设备，在逻辑上分为过[1-4]程层、间隔层、站控层。过程层是一

6、次设备与二次设备的结合面，其主要功能包括：（1）实时运行电气量的检测。采用光电式或电子式互感器采集电流，电压等运行数据，输出数字量并通过光纤网络传输，抗干扰能力强，绝缘和抗饱和特性好；（2）运行设备状态检测。变电站需要进行状态参数检测的设备包括变压器、断路器等设备，主要检测其温度、压力、密度、机械性能等；（3）操作控制命令的执行。主要执行变压器分接头调节控制、电容、电抗器投切等。间隔层主要由保护单元和测控单元等组成，其主要功能包括：（1）实时获取本间隔过程层采样信息，实现对一次设备的保护和控制功

7、能；（2）执行数据的承上启下通信传输功能，高速完成与过程层及变电站层的网络通信功能；变电站层：（1）通过两级高速网络汇总全站实时数据信息，不断刷新实时数据库，并按既定规约将有关数据上送调度或控制中心；（2）接收调度或控制中心控制命令并转间隔层，过程层执行；具有在线可编程的21绪论全站操作闭锁控制功能和站内当地监控，人机联系功能，如显示，报警等；（3）对间隔层，过程层设备在线维护和在线组态以及在线修改参数的功能。1.2.3智能化变电站主要技术特征[1-5]智能化变电站主要技术特征有以下几个方面：（

8、1）数据采集数字化；在智能化变电站中，采用电子式互感器实现了电气量数据采集环节的数字化应用，主要包括实现了一、二次系统电气上的有效隔离；实现了常规变电站装置冗余向信息冗余的转变，为信息集成化应用提供了前提；实现了数字化接口的应用；（2）系统分层分布化、系统结构紧凑化、系统建模标准化；（3）信息应用集成化、设备检修状态化、设备操作智能化；智能化变电站采用低功率、紧凑型、数字化的电子式互感器代替常规的电磁式互感器；将高电压、大电流直接变换为低电平信号或数字信号，利用高速以太网构成变电站数据采集及传输