数字化变电站技术介绍课件.ppt

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1、通讯的重要性卿旺平数字化变电站新技术介绍本文分为四个部分1、数字化变电站的特征2、数字化变电站主要技术应用3、数字化变电站建设带来的影响4、数字化变电站给变电运行工作带来的新挑战第一章数字化变电站的特征1.1常规变电站自动化系统的主要问题：微电子、计算机技术的发展使变电站各种IED具备了数字化、低功耗的特点。这些IED物理上可安装在3个不同的功能层，即变电站、间隔层、过程层。目前集中式或分布式变电站自动化系统其信息采集来源于常规的电磁型电压互感器。因此，变电站IED必须通过电磁变换回路将常规电磁型电流、电压互感器的二次输出信号变换为适合

2、于微电子电路的低电平信号。通过对应于每台设备的电缆线将这些测量值传送至继电保护、测控、计算测量及自动化系统。其简单结构示意如图所示。图中保护单元和测控单元在电网运行中所履行的只能不同的，保护装置在电网中承担事故时快速切除和隔离故障，恢复系统正常运行功能，因此，继电保护装置要求对于故障时各种电气量等信号有正确响应，此时，故障电流往往超过额定电流的十几倍以至于数十倍。而对于测量系统而言，主要反应的是正常运行工况下电流信号，一般均在额定电流之下或轻负荷情况下。所以，这两种应用对于TA的工作范围及角度要求是不一样的。传统TA受其特性限制，难以做

3、到在如此宽泛的工作范围内同时满足保护和测控单元的精度要求，因此，常规TA分为保护级与计量级等不同等级，测控单元、计量系统和保护装置分别取之不同特性的电流互感器。此外，常规TA存在二次负载问题，对于二次回路线路过长，所接设备多、负载重的情况，如果超过了TA的二次额定负载能力，需要考虑用负载能力强的TA或多组TA串接以提高负载能力。所以，在现场应用中往往可以看到反应同一电流的位置上安装了一串不用型号不同类型的TA，设备投资大，占地多，与二次设备的配合复杂。常规变电站自动化系统应用的特点是变电站二次系统采用单元间隔的布置形式，装置之间相对独立

4、，装置间缺乏整体的协调和功能优化，输入信息不能共享、接线比较复杂、系统扩展复杂。主要有以下几方面的问题：信息难以共享变电站自动化系统接入的信息大致可以分为：（1）电力系统运行信息，如电流、电压、频率等；（2）变电站设备运行状态信息，如一次设备、二次设备是否投运等；(3)变电站设备异常信息，如测控装置异常，保护装置直流失却等；(4)电网事故信息，如断路器、保护动作跳闸等；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，不同的IED以功能划分，独

5、立运行，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乏统一的建模规范，变电站自动化系统的各种信息向电网控制中心进行传递，在控制中心不同应用之间的信息交互以专业为界。变电站自动化系统的信息在就地提供给变电站运行值班人员，并经SCADA系统为电网调度提供电网运行状态信息，构成调度自动化系统的基础应用，如EMS系统的状态估计、调度员潮流等；另外，一般还会有其他信息独立组成各自的应用系统由相应的技术管理部门负责运行和管理，如故障录波器系统，数字式保护联网系统以及近年来发展的故障信息系统等。实际运行中来自不同信息采集

6、单元的设备信息无法共享，形成了各种“信息孤岛”现象。网络通信技术的发展已经使变电站自动化系统接入和共享其他一些有有用信息成为可能，为减少设备重复投资，提高电力系统运行和管理效率，需要对变电站各种信息的对象进行统一建模，把属于不同技术管理部门、各自相对独立发展的其他一些技术集成到变电站自动化系统中，使得变电站的信息在相应的运行和管理部门之间得到充分共享。设备不具备互操作性在变电站自动化系统发展初期，人们就期待解决不同生产厂一家二次设备之间的互操作性(Interoperability)，甚至互换性(Interchangeability)，变

7、电站的二次设备根据国际IEC组织57技术委员会第10工作组的划分可分为三类：(1)以TA、TV为主的一次、二次设备的接口设备；(2)保护、控制、仪表等二次控制、测量设备；(3)实现与电网调度或远程控制中心通信的系统，或称为站控层设备，传统RTU与远程控制中心的通信功能是站控层设备最基本的一个功能，但站控层设备的功能远远超过传统RTU功能。这里所讨论设备之间的互操作性是指二次IED设备，在同一个网络上或通信通道上能够工作，实现共享信息和命令的能力。这些IED还应具有互换性，也就是说，一个厂家的IED可用另一个厂家的IED替换，而不需要改变

8、系统中其它元件。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，至今不能实现不同厂家IED之间的互操作。IEC制定IEC60870-5-103标准时提出继电保