1、智能化變電站技術內容提要?智能化變電站概述?如何實現智能化變電站?關鍵問題分析?智能化變電站技術規范?國內典型工程案例分析智能化變電站概述-定義?智能變電站技術導則給出的定義采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備,以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求,自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能,并可根據需要支持電網實時自動化控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站。?智能變電站派生于智能電網智能化變電站概述-變電站內部分層遠方控制中心技術服務7 功能 A 功能 B 9 變電站層3 控制繼電保護3 控制繼電保護81616 間隔層傳感器操作機

2、構過程層接口過程層高壓設備4545IEC61850將變電站分為三層智能化變電站概述-需要區分的概念?變電站層監控系統、遠動、故障信息子站等?間隔層保護、測控等?過程層智能操作箱子（或稱智能單元合并單元一次設備智能組件等。智能化變電站概述-需要區分的概念?IEC61850變電站特征 :1 兩層結構（變電站層、間隔層,沒有過程層;2 一次設備非智能化, 間隔層通過電纜與傳統互感器和開關連接;3不同廠家的裝置都遵循IEC61850標準,通信上實現了互連互通,取消了保護管理機;4間隔層保護、測控等裝置支持IEC61850,直接通過網絡與變電站層監控等相連。市場特征 :該模式在國網和南網都處于大批量推廣

3、階段,所占比例會越來越大,以后會成為變電站標配。例如:華東500kV海寧變、湖北500kV武東變等。智能化變電站概述-需要區分的概念?數字化變電站特征 :1 三層結構 （變電站層、間隔層、過程層;2 使用了電子互感器, 模擬量通過通信方式上送間隔層保護、測控裝置 ;3 通過為傳統開關配智能操作箱實現狀態量采集與控制的數字化;4 間隔層設備通過網絡通信方式從過程層獲得模擬量、狀態量并進行控制;5不同廠家的裝置都遵循IEC61850標準 ,通信上實現了互連互通,取消了保護管理機;6間隔層保護、測控等裝置支持IEC61850,直接通過網絡與變電站層監控等相連。智能化變電站概述-需要區分的概念MMS智

4、能化變電站概述?智能電網與智能化變電站的關系智能電網包含發電、輸電、變電、配電、用電、調度6 大環節。?智能化變電站與數字化變電站1 智能一次設備;2 變電站高級應用功能;3 可再生能源的接入。內容提要?智能化變電站概述?如何實現智能化變電站?關鍵問題分析?智能化變電站技術規范?國內典型工程案例分析?高級應用一體化五防和順序控制區域 AVQC全景信息平臺及分布式建模一體化故障信息子站故障信息綜合分析決策智能報警分布式狀態估計輔助系統智能化?高級應用一體化五防和順序控制? 由于五防的圖型、數據庫與監控統一,所以改變監控的圖形、數據庫的同時五防也會隨之改變。省略了獨立五防系統的圖形和實時數據對應的

5、環節。? 由于實現圖、庫一體化,所以不存在獨立五防的通信環節,大大提高了系統穩定性和可靠性。? 基于IEC61850標準上的順序控制? 提高現場操作效率和可靠性? 程序化操作過程中檢查防誤邏輯? 有集中和分布兩種模式?高級應用區域AVQC具備單站自動電壓無功控制(AVQC 功能可以與調度AVC 功能配合,實現區域自動電壓無功控制功能。在區域控制失效情況下,可以自動轉換為單站自動電壓無功控制。遠動機后臺監控以太網保護測控間隔層站控層區域 AVQC調度中心/集控站AVC/SCADA如何實現智能變電站?高級應用全景數據平臺和分布式建全景式數據信息平臺?靜態、動態、暫態三態數據在站內實現相互訪問?變電

6、站設備臺帳與電力模型應統一考慮?變電站模型標準化,實現變電站針對調度中心的“即插即用”?靜態、動態、暫態三態數據在站內實現相互訪問?變電站設備臺帳與電力模型應統一考慮?變電站模型標準化,實現變電站針對調度中心的“即插即用”?建立IEC61850與 IEC61970模型兼容的統一數據模型?支持高頻率存儲的多維、多態數據的運行實時庫?系統層整合多態數據,提供變電站內PMU 和 SCADA 的數據整合方法?支持IEC61850裝置的變電站自動建模、在線調試及擴容?建立IEC61850與IEC61970模型兼容的統一數據模型?支持高頻率存儲的多維、多態數據的運行實時庫?系統層整合多態數據,提供變電站內

7、PMU 和 SCADA 的數據整合方法?支持IEC61850裝置的變電站自動建模、在線調試及擴容變電站調度中心統一模型及分布式建模體 系架 構 t n e g A i t l 遵 循 Mu間、 廠 , 實 現廠 站 站與 中 據 自動 數 間 之 心 交換 ? ? ? 分布式建模將同時考?慮源端維護和主站端維護分布式建模將同時考慮源端維護和主站端維護功能需實現分布，具體實現將下放到廠站端，主站端只需知道結果功能需實現分布，具體實現將下放到廠站端，主站端只需知道結果需建立廣域集成軟總線，并考慮信息屏蔽，防止“數據風暴”和信息安全需建立廣域集成軟總線，并考慮信息屏蔽，防止 “數據風暴”和信息安全需

8、充分利用各個分散的廠站端系統資源（CPU 、硬盤） 需充分利用各個分散的廠站端系統資源（CPU 、硬盤）如何實現智能變電站？? 高級應用一體化故障信息子站? 監控網絡和保護網絡一體化 ? 監控系統和故障信息子站一體化如何實現智能變電站？? 高級應用故障信息綜合分析決策電網故障時對各種故障信息進行智能辨識、綜合分析以快速準確判斷故障設備，并將變電站故障分析結果 以簡潔明了的可視化界面綜合展示故障信息綜合分析決策? 功能框架開關刀閘變位SOE 保護動作事件保護分散錄波 故障錄波器錄波PMU 動態數據PMU 錄波 結果上傳信息匯總智能辨識可視化展示故障信息綜合分析決策? 可視化展示 變電站值班人員?

9、 以簡潔、準確為準?監控畫面故障推圖? 顯示本次故障簡報 事故分析人員、繼保運行人員 ? 信息全面? 裝置動作報告? 廠站動作報告? 錄波波形展示和分析故障信息綜合分析決策可視化示例:故障簡報裝置動作報告常規告警系統?SCADA 點為中心?按時間順序顯示?同一設備的告警信息重復、過多?告警之間無關聯、按類型過濾常規告警系統?SCADA 點為中心?按時間順序顯示 ?同一設備的告警信息重復、過多?告警之間無關聯、按類型過濾?事故時系統運行負擔重?點作為基本處理單位,加重運行人員工作負荷與心理壓力?告警信息過多,可能遺漏重要信息?靠經驗找出故障范圍及故障源?事故時系統運行負擔重?點作為基本處理單位,

10、加重運行人員工作負荷與心理壓力 ?告警信息過多,可能遺漏重要信息?靠經驗找出故障范圍及故障源?按點進行配置?配置工作量大?閉鎖邏輯維護復雜?按點進行配置?配置工作量大?閉鎖邏輯維護復雜?保護動作?遙測越限?開關跳閘?SOE 信號?保護動作?遙測越限?開關跳閘?SOE信號?事故推畫面?彈出告警信息?各種聲響提示?通過告警列表定位故障?事故推畫面?彈出告警信息?各種聲響提示?通過告警列表定位故障硬接線通信線4023號點告警智能告警及自動故障處理處理MU MU保護測控測保一體化智能告警系統?一、二次設備模型為中心?建立在變電站統一模型基礎之上?對信號進行分類及分單元顯示?變電站的運行狀態進行在線實時

11、分析和推理?建立專家處理系統,進行智能判斷,并提出處理建議智能告警系統?一、二次設備模型為中心?建立在變電站統一模型基礎之上?對信號進行分類及分單元顯示?變電站的運行狀態進行在線實時分析和推理?建立專家處理系統,進行智能判斷,并提出處理建議?間隔內屏蔽和過濾告警,只提示重要事故信息?同一間隔的相關告警信息相互關聯,按照間隔或設備進行操作,減輕操作壓力?通過設備連接關系自動定位故障范圍及追溯故障源?優越的專家系統進行推理判斷?間隔內屏蔽和過濾告警,只提示重要事故信息?同一間隔的相關告警信息相互關聯 ,按照間隔或設備進行操作,減輕操作壓力?通過設備連接關系自動定位故障范圍及追溯故障源?優越的專家系

12、統進行推理判斷?保護動作?遙測越限?開關跳閘 ?SOE 信號?保護動作?遙測越限?開關跳閘?SOE信號?按模型進行配置?建模過程實現告警配置?閉鎖邏輯維護簡單?按模型進行配置?建模過程實現告警配置?閉鎖邏輯維護簡單?事故推畫面?自動故障定位?關聯處理及確認?事故推畫面?自動故障定位?關聯處理及確認信號預處理告警輸入告警信息輸出實時軟邏輯:故障定位軟閉鎖自動故障報告綜合事故分析模型關聯配置告警綜合顯示聯動信號存儲 IODB統一模型故障解決方案?建立告警-點 -一二次設備-間隔之間的關聯?定義設備故障嚴重等級,針對故障等級實現告警信息過濾?根據告警信息關聯,實現告警關聯確認、自動消隱,提高故障處理

13、速度?通過模型連接關系,幫助運行人員掌握站內一二次設備的運行狀況,及故障造成的相互影響,通過告警信息觸發間隔內閉鎖及間隔間互鎖?給出故障解決方案或處理指導。?建立告警-點 -一二次設備-間隔之間的關聯?定義設備故障嚴重等級,針對故障等級實現告警信息過濾?根據告警信息關聯,實現告警關聯確認、自動消隱,提高故障處理速度?通過模型連接關系,幫助運行人員掌握站內一二次設備的運行狀況,及故障造成的相互影響,通過告警信息觸發間隔內閉鎖及間隔間互鎖?給出故障解決方案或處理指導。專家知識庫處理綜合事故分析綜合信息處理（事件邏輯推理綜合信息處理（事件邏輯推理信號推理知識庫事故處理知識庫網絡拓撲搜索變電站模型告警

14、信息故障判斷處理建議故障判斷處理建議分布式狀態估計?隨著調度中心智能化和自動化水平的提高,對基礎數據的要求和依賴程度也越來越高。基礎數據不準確會帶來嚴重影響,主要表現為常有拓撲錯誤和量測壞數據出現,嚴重時導致狀態估計不可用或不可信,制約了高級應用的使用化。?由于調度中心信息的先天不足,通過傳統的狀態估計模型和算法的改進無法從根本上解決調度中心基礎數據的準確性問題。?在變電站內增加分布式狀態估計功能,可以實現數據辨識與處理,能夠向調度中心供可靠的數據,減輕主站系統的運算負擔并提高可靠性。輔助系統智能化交流輸入模件A /D 變換微計算機開入開出模件人機對話模件端子箱二次設備和一次設備功能重新定位。

15、如何實現智能變電站?數字化保護交流輸入模件A/D變換微計算機開入開出模人機對話模件MU一次設備的智能化改變了傳統變電站繼電保護設備的結構:1、 A/D 變換沒有了,代之以高速數據接口。2、開關量輸出DO、輸入DI 移入智能化開關,保護裝置發布命令,由一次設備的執行器來執行操作。高速以太網通信ECTIED執行器如何實現智能變電站?數字化保護110kV 變電站方案?以內橋接線和單母線接線為例?采用直采直跳方式?使用MMS、 GOOSE、 SV(IEC61850-9-2110kV 變電站方案?110kV線路間隔 采用測控保護一體化裝置,單套配置。 單套配置合并單元和智能終端。 配置出線ECVT。11

16、0kV 變電站方案110kV 變電站方案110kV 變電站方案?110kV變壓器間隔 采用測控保護一體化裝置,雙套配置。 雙套配置合并單元,單套配置智能終端。 單母線時配置間隔ECVT。 單母線時使用各側合并單元接入中性點互感器 ,內橋接線時配置獨立的中性點合并單元。 低壓側完全采用傳統電纜方式,配置電纜輸入的合并單元。單母線接線高壓側智能終端高合并單元1 高合并單元2低合并單元2 低合并單元1 低壓側操作箱中性點智能終端110kV 非電量保護電纜內橋接線110kV 變電站方案110kV 變電站方案?110kV分段間隔 采用測控保護一體化裝置,單套配置。 單套配置合并單元和智能終端。110kV

17、 變電站方案110kV 變電站方案錄波裝置GOOSE交換機 SV交換機智能終端合并單元分段測控保護裝置組網部分點對點部分110kV 變電站方案?110kV母線保護 單套配置母線保護。 采用點對點接入各間隔的合并單元、智能終端。110kV 變電站方案110kV 變電站方案?電壓互感器合并單元 每段母線單套配置電壓合并單元,接入兩段母線的電壓互感器。 合并單元完成電壓并列功能,并分別向兩段母線上的間隔合并單元提供母線電壓信號。110kV 變電站方案110kV 變電站方案?110kV備投裝置 備投裝置采用網絡接入模擬量和開關量。 通過獨立的接口接入GOOSE和 SV交換機。110kV 變電站方案備投裝置GOOSE交換機 SV交換機各智能終端各合并單元組網部分110kV 變電站方案?35kV/10kV部分常規間隔 使用電纜跳閘,不配