1、會計學(xué)1第一頁，共81頁。1 智能智能(zh nn)變電站的優(yōu)勢變電站的優(yōu)勢智能變電站是智能電網(wǎng)智能變電站是智能電網(wǎng)(dinwng)的重要內(nèi)容的重要內(nèi)容智能變電站對智能電智能變電站對智能電網(wǎng)的建設(shè)網(wǎng)的建設(shè)(jinsh)將將起到先驅(qū)作用起到先驅(qū)作用智能智能電網(wǎng)電網(wǎng)輸電輸電發(fā)電發(fā)電變電變電配電配電調(diào)度調(diào)度用電用電變電領(lǐng)域的發(fā)展重點是變電領(lǐng)域的發(fā)展重點是智能智能變電站變電站第1頁/共81頁第二頁，共81頁。1 智能智能(zh nn)變電站的優(yōu)勢變電站的優(yōu)勢變電站綜合變電站綜合(zngh)自動化自動化智能智能(zh nn)變電站變電站變電站層變電站層間隔層間隔層過程層過程層微機保護微機保護/微機測控微

2、機測控計算機監(jiān)控系統(tǒng)計算機監(jiān)控系統(tǒng)新型電子式互感器新型電子式互感器數(shù)字化一次設(shè)備數(shù)字化一次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)IEC 61850-8網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)IEC 61850-9一次設(shè)備一次設(shè)備計算機監(jiān)控系統(tǒng)計算機監(jiān)控系統(tǒng)微機保護微機保護/微機測控微機測控電磁式互感器電磁式互感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)103規(guī)約規(guī)約電纜電纜第2頁/共81頁第三頁，共81頁。1 智能智能(zh nn)變電站的優(yōu)勢變電站的優(yōu)勢第3頁/共81頁第四頁，共81頁。交流交流(jioli)輸輸入模件入模件變換變換(binhun)微計算機微計算機開入開出模件開入開出模件人機對話模件人機對話模件端子箱端子箱繼電保護繼電保護電纜電纜電纜電纜第4頁/共81頁第五頁，共

3、81頁。交流交流(jioli)輸輸入模件入模件變換變換(binhun)微計算機微計算機智能終端智能終端人機對話模件人機對話模件合并單元合并單元高速以太網(wǎng)通信高速以太網(wǎng)通信一次設(shè)備的數(shù)字化改變了繼電保護設(shè)備的結(jié)構(gòu)一次設(shè)備的數(shù)字化改變了繼電保護設(shè)備的結(jié)構(gòu)繼電保護繼電保護第5頁/共81頁第六頁，共81頁。3）新體系結(jié)構(gòu)）新體系結(jié)構(gòu)合并合并(hbng)單元單元智能智能(zh nn)終端終端SVGOOSE1）新裝置、新設(shè)備）新裝置、新設(shè)備電子式互感器、合并單元電子式互感器、合并單元智能終端、交換機等智能終端、交換機等2）新標準）新標準繼電保護系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)繼電保護系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)IEC 61850

4、標準、標準、IEEE 1588監(jiān)控主機監(jiān)控主機MMS4）新功能與新應(yīng)用）新功能與新應(yīng)用第6頁/共81頁第七頁，共81頁。智能智能(zh nn)變電站的本質(zhì)特征變電站的本質(zhì)特征信息信息(xnx)傳輸?shù)木W(wǎng)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化絡(luò)化電子式互感器電子式互感器/合并單元合并單元智能終端智能終端IEC 61850標準標準網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)1 智能變電站的優(yōu)勢智能變電站的優(yōu)勢第7頁/共81頁第八頁，共81頁。電子式互感器電子式互感器/合并合并(hbng)單元單元2智能智能(zh nn)終端終端3智能變電站的優(yōu)勢智能變電站的優(yōu)勢1IEC 61850標準標準4時鐘同步時鐘同步5第8頁/共81頁第九頁，共81頁。傳統(tǒng)

5、傳統(tǒng)(chuntng)電磁式互感器的缺電磁式互感器的缺點點第9頁/共81頁第十頁，共81頁。名稱名稱鐵心線圈低功率鐵心線圈低功率電流互感器電流互感器羅可夫斯基空心羅可夫斯基空心線圈電流互感器線圈電流互感器光學(xué)電流互感器光學(xué)電流互感器傳感原理傳感原理電磁感應(yīng)原理電磁感應(yīng)原理（互感）（互感）電磁感應(yīng)原理電磁感應(yīng)原理（自感）（自感）磁旋光效應(yīng)原理磁旋光效應(yīng)原理信號變換信號變換強電強電/弱電弱電強電強電/弱電弱電強電強電/光信號光信號第10頁/共81頁第十一頁，共81頁。B鐵芯線圈鐵芯線圈電流電流I IRRb電流電流-電壓轉(zhuǎn)換器電壓轉(zhuǎn)換器高阻高阻VSVS 與被測電流與被測電流(dinli) I 成正比

6、成正比sVpshsNRIN第11頁/共81頁第十二頁，共81頁。psrprsNIIN傳統(tǒng)傳統(tǒng)(chuntng)電磁式電流互感器電磁式電流互感器I/I變換變換(binhun)具備低功率輸入具備低功率輸入接口的設(shè)備接口的設(shè)備鐵心線圈低功率電流互感器鐵心線圈低功率電流互感器psrprsVshNRINI/V變換變換對電磁式電流互感器的改進對電磁式電流互感器的改進第12頁/共81頁第十三頁，共81頁。羅可夫斯基空心羅可夫斯基空心(kng xn)線圈電流互感線圈電流互感器器( )()ddIe tkdtdt 被測電流被測電流線圈感應(yīng)電壓線圈感應(yīng)電壓B空心線圈空心線圈電流電流 I( )e t第13頁/共81頁

7、第十四頁，共81頁。普通普通(ptng)光光起偏器起偏器偏振光偏振光磁光材料磁光材料(cilio)磁場磁場(cchng) B檢偏器檢偏器Faraday旋光角旋光角 法拉第磁旋光效應(yīng)（法拉第磁旋光效應(yīng)（1846年）年）LlVHdlVN I入射光入射光出射光出射光電流電流旋轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)角 與電流與電流I成正比關(guān)系成正比關(guān)系第14頁/共81頁第十五頁，共81頁。I II I磁光玻璃磁光玻璃(b l)(b l)光纖光纖高壓高壓(goy)(goy)側(cè)側(cè)光纖光纖高壓高壓(goy)(goy)側(cè)側(cè)空心線圈空心線圈（或鐵心線圈）（或鐵心線圈）低壓側(cè)低壓側(cè)低壓側(cè)低壓側(cè)低電壓信號需低電壓信號需要就地數(shù)字化要就地數(shù)字化無

8、源型電流互感器無源型電流互感器A/D、積分器等、積分器等需要供電！需要供電！第15頁/共81頁第十六頁，共81頁。功電方式功電方式供電原理供電原理主要缺點主要缺點CT供電供電利用特殊利用特殊CT從母線上感應(yīng)電壓，經(jīng)從母線上感應(yīng)電壓，經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后供電整流、濾波、穩(wěn)壓后供電散熱（大電流）散熱（大電流）死區(qū)（小電流）死區(qū)（小電流）電容分壓供電電容分壓供電利用電容分壓，經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)利用電容分壓，經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后供電壓后供電電氣隔離電氣隔離激光供電激光供電低壓側(cè)通過光纖傳輸光能，由光電低壓側(cè)通過光纖傳輸光能，由光電池將光能專為電能（最大功率池將光能專為電能（最大功率1W）能量有限能量有限

9、/成本成本/壽命壽命組合供電組合供電CT供能（或電容分壓供電）供能（或電容分壓供電）+激光供電激光供電供能系統(tǒng)復(fù)雜供能系統(tǒng)復(fù)雜切換問題切換問題第16頁/共81頁第十七頁，共81頁。LlVHdlVN I光學(xué)電流互感器存在光學(xué)電流互感器存在(cnzi)的問題的問題該比例系數(shù)（維爾德常數(shù)）是溫度該比例系數(shù)（維爾德常數(shù)）是溫度(wnd)和光源工作波長的函數(shù)和光源工作波長的函數(shù)=TV V（ ， ）溫度溫度對精度的影響對精度的影響LED發(fā)光二極管老化發(fā)光二極管老化信號處理技術(shù)（自適應(yīng)補償）信號處理技術(shù)（自適應(yīng)補償）保證驅(qū)動電流恒定保證驅(qū)動電流恒定對策：對策：光源工作波長是光源工作波長是溫度溫度和和驅(qū)動電流

10、驅(qū)動電流的函數(shù)的函數(shù)第17頁/共81頁第十八頁，共81頁。分壓型分壓型(y xn)電壓互感器（有電壓互感器（有源）源）電子式電壓電子式電壓(diny)互感器互感器阻容分壓阻容分壓電容分壓電容分壓電阻分壓電阻分壓R1R2Usr與常規(guī)電容式電壓互感器原理相同，輸出電壓不超過與常規(guī)電容式電壓互感器原理相同，輸出電壓不超過5V第18頁/共81頁第十九頁，共81頁。光學(xué)電壓光學(xué)電壓(diny)互感器（無源）互感器（無源）線偏振光通過有電場作用的線偏振光通過有電場作用的Pockels晶體時，折射成兩束線偏振光，兩者相位差正比晶體時，折射成兩束線偏振光，兩者相位差正比(zhngb)與被測電壓與被測電壓Poc

11、kels效應(yīng)（效應(yīng)（1893年）年）第19頁/共81頁第二十頁，共81頁。合并合并(hbng)單元單元合并合并(hbng)單元單元MUECTEVT其他其他MUIa，Ib，Ic（保護）（保護）Ia，Ib，Ic（測量）（測量）3IoUa，Ub，Uc，3Uo母線電壓母線電壓多路電流電壓信號的采集與處理多路電流電壓信號的采集與處理主要功能：主要功能：電流電壓信號同步電流電壓信號同步報文處理和發(fā)送報文處理和發(fā)送IEC 60044-8IEC 61850-9-2保護保護測控測控計量計量錄波錄波SV報文報文點對點或點對點或交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)第20頁/共81頁第二十一頁，共81頁。有源電子有源電子(din

12、z)式電流互感器式電流互感器第21頁/共81頁第二十二頁，共81頁。無源無源(w yun)電子式電流互感器電子式電流互感器第22頁/共81頁第二十三頁，共81頁。線圈、線圈、A/D、采集模塊和合并單元的雙重、采集模塊和合并單元的雙重(shungchng)化化配置配置保護保護(boh)線圈線圈1，2計量線圈計量線圈光纖至光纖至合并單元合并單元1光纖至光纖至合并單元合并單元2電源電源第23頁/共81頁第二十四頁，共81頁。小結(jié)小結(jié)(xioji)第24頁/共81頁第二十五頁，共81頁。比較項目比較項目傳統(tǒng)電磁式互感器傳統(tǒng)電磁式互感器電子式互感器電子式互感器絕緣絕緣復(fù)雜、造價高復(fù)雜、造價高簡單、造價低

13、簡單、造價低測量測量有磁飽和、頻帶窄有磁飽和、頻帶窄精度與二次回路負載有關(guān)精度與二次回路負載有關(guān)無磁飽和無磁飽和、頻帶寬、頻帶寬二次回路負載不受限制二次回路負載不受限制信號輸出信號輸出 模擬量模擬量數(shù)字量、可共享數(shù)字量、可共享運行安全運行安全CT不能開路，不能開路，VT不能短路，不能短路，VT易產(chǎn)生鐵磁諧振易產(chǎn)生鐵磁諧振無此類問題無此類問題電子式互感器與傳統(tǒng)電子式互感器與傳統(tǒng)(chuntng)電磁式互感電磁式互感器的比較器的比較第25頁/共81頁第二十六頁，共81頁。電子式互感器電子式互感器/合并合并(hbng)單元單元2智能智能(zh nn)終端終端3智能變電站的優(yōu)勢智能變電站的優(yōu)勢1IEC

14、 61850標準標準4時鐘同步時鐘同步5第26頁/共81頁第二十七頁，共81頁。智能智能(zh nn)終端的主要終端的主要功能功能智能智能(zh nn)終端終端GOOSE 網(wǎng)網(wǎng)GOOSE點對點點對點硬接點硬接點2）上傳開關(guān)刀閘位置信號）上傳開關(guān)刀閘位置信號一次設(shè)備的數(shù)字接口：一次設(shè)備的數(shù)字接口：1）接收保護動作信息）接收保護動作信息/ 分合閘信號分合閘信號/控制信號控制信號接收各種對一次設(shè)備接收各種對一次設(shè)備的操作命令的操作命令第27頁/共81頁第二十八頁，共81頁。智能控制功能智能控制功能系統(tǒng)故障時快速開斷，其它情況低速系統(tǒng)故障時快速開斷，其它情況低速(d s)開斷，提開斷，提高壽命高壽命選

15、相分閘：各相在各自的電流過零點依次分閘，提高選相分閘：各相在各自的電流過零點依次分閘，提高開斷能力開斷能力集成檢同期和自動重合閘功能（試探集成檢同期和自動重合閘功能（試探自適應(yīng)）自適應(yīng)）智能終端智能終端(zhn dun)應(yīng)具備應(yīng)具備的附加功能的附加功能狀態(tài)監(jiān)視與狀態(tài)檢修狀態(tài)監(jiān)視與狀態(tài)檢修跳閘回路的完好性，彈簧儲能，氣體壓力，線圈監(jiān)視等跳閘回路的完好性，彈簧儲能，氣體壓力，線圈監(jiān)視等狀態(tài)評估狀態(tài)評估/ /故障預(yù)報故障預(yù)報/ /檢修計劃檢修計劃第28頁/共81頁第二十九頁，共81頁。電子式互感器電子式互感器/合并合并(hbng)單元單元2智能智能(zh nn)終端終端3智能變電站的優(yōu)勢智能變電站的

16、優(yōu)勢1IEC 61850標準標準4時鐘同步時鐘同步5第29頁/共81頁第三十頁，共81頁。IEC 61850標準的內(nèi)容標準的內(nèi)容(nirng)框架框架 建模方法建模方法(fngf)7-4邏輯節(jié)點邏輯節(jié)點物理設(shè)備物理設(shè)備邏輯設(shè)備邏輯設(shè)備數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)屬性7-15信息模型信息模型信息服務(wù)模型信息服務(wù)模型公共數(shù)據(jù)類公共數(shù)據(jù)類7-3模板模板7-2面向變電站層的通信面向變電站層的通信面向過程層的通信面向過程層的通信8-19-1/9-2設(shè)備與系統(tǒng)的描述設(shè)備與系統(tǒng)的描述6MMS報文報文SV報文報文GOOSE報文報文8-1第30頁/共81頁第三十一頁，共81頁。103模型模型(mxng)：點表形

17、式，按照索引號進行訪問點表形式，按照索引號進行訪問IEC 61850模型：模型：面向?qū)ο蟮姆謱幽Ｐ兔嫦驅(qū)ο蟮姆謱幽Ｐ停凑辗謱訉ο竺Q進行訪問，按照分層對象名稱進行訪問列表表示圓上每列表表示圓上每一個點的坐標一個點的坐標給出圓心坐標和給出圓心坐標和半徑，方程表示半徑，方程表示O(x1,y1)R第31頁/共81頁第三十二頁，共81頁。功能功能(gngnng)類型類型信息信息(xnx)序號序號信息元素集信息元素集信息體時標信息體時標信息體信息體標識符標識符公共地址公共地址傳送原因傳送原因可變結(jié)構(gòu)限定詞可變結(jié)構(gòu)限定詞類型標識類型標識數(shù)據(jù)單元數(shù)據(jù)單元類型類型: 傳送帶標志的狀態(tài)變位傳送帶標志的狀態(tài)變位

18、: 自發(fā)（突發(fā)）自發(fā)（突發(fā)）: 線路保護線路保護: 距離保護距離保護I段出口段出口256個語義個語義: 距離保護距離保護II段出口段出口: 距離保護距離保護III段出口段出口103模型：模型：線性模型線性模型第32頁/共81頁第三十三頁，共81頁。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)屬性屬性邏輯邏輯(lu j)節(jié)點節(jié)點數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)對象對象邏輯設(shè)備邏輯設(shè)備物理設(shè)備物理設(shè)備PHDLDLNDODA實際的保護裝置實際的保護裝置公用公用/保護保護/測量測量/控制控制/錄波錄波StrOp保護動作保護動作保護啟動保護啟動generalphsAphsBphsC是否動作（總）是否動作（總）A相是否動作相是否動作B相是否動作

19、相是否動作C相是否動作相是否動作接地距離接地距離I段：段：PDIS1接地距離接地距離II段：段：PDIS2接地距離接地距離III段：段：PDIS31100分層模型分層模型第33頁/共81頁第三十四頁，共81頁。IEC 61850的模型的模型(mxng)框架框架 邏輯邏輯(lu j)節(jié)點類節(jié)點類 LN物理設(shè)備物理設(shè)備 PHD邏輯設(shè)備邏輯設(shè)備 LD數(shù)據(jù)對象類數(shù)據(jù)對象類 DO數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)屬性 DA公共數(shù)據(jù)類公共數(shù)據(jù)類 CDC模板模板29個個500多個多個92個個公共公共LD：裝置告警：裝置告警/裝置自檢信息裝置自檢信息保護保護LD：保護啟動：保護啟動/保護動作保護動作/定值定值/壓板信息壓板信息測量

20、測量LD：交流量：交流量/直流量直流量控制及開入控制及開入LD：斷路器：斷路器/刀閘刀閘/變壓器分接頭變壓器分接頭錄波錄波LD：錄波信息：錄波信息第34頁/共81頁第三十五頁，共81頁。邏輯節(jié)點組邏輯節(jié)點組組代號組代號系統(tǒng)邏輯節(jié)點（系統(tǒng)邏輯節(jié)點（System Logical Node）L繼電保護功能（繼電保護功能（Protection Function）P繼電保護相關(guān)功能（繼電保護相關(guān)功能（Protection Related Function）R監(jiān)視控制（監(jiān)視控制（Supervisory Control）C通用引用（通用引用（Generic Reference）G接口和存檔（接口和存檔（In

21、terfacing and Archiving）I自動控制（自動控制（Automatic Control）A計量和測量（計量和測量（Metering and Measurement）M開關(guān)（開關(guān)（Switchgear）X儀用變壓器（儀用變壓器（Instrument Transformer）T電力變壓器（電力變壓器（Power Transformer）Y未來電力系統(tǒng)設(shè)備（未來電力系統(tǒng)設(shè)備（Future Power System Equipment）Z第35頁/共81頁第三十六頁，共81頁。距離保護邏輯距離保護邏輯(lu j)節(jié)點模板：節(jié)點模板：PDIS（1/2）數(shù)據(jù)對象名數(shù)據(jù)對象名CDC類型類型

22、說明說明StrPctRchOfs啟動啟動范圍百分比范圍百分比偏移偏移ACDASGASGPoRch歐姆圓直徑歐姆圓直徑ASGPhStr相啟動值相啟動值A(chǔ)SGGndStr對地啟動值對地啟動值A(chǔ)SGDirMod方向模式方向模式INGAngLod負荷區(qū)域角度負荷區(qū)域角度ASGOp動作動作ACTpctOfsRisLod偏移百分比偏移百分比負荷區(qū)域電阻范圍負荷區(qū)域電阻范圍ASGASGM/OMOOOOOOOMOOACD：方向保護：方向保護(boh)激活激活A(yù)CT：保護激活：保護激活A(yù)SG：模擬定值：模擬定值ING：整數(shù)狀態(tài)定值：整數(shù)狀態(tài)定值第36頁/共81頁第三十七頁，共81頁。距離保護邏輯距離保護邏輯(l

23、u j)節(jié)點模板：節(jié)點模板：PDIS（2/2）數(shù)據(jù)對象名數(shù)據(jù)對象名CDC類型類型說明說明動作時間延遲動作時間延遲線路阻抗角線路阻抗角OpDlTmmsLinAngINGASG相間故障動作時間延時相間故障動作時間延時PhDlTmmsING單相故障動作時間延時模式單相故障動作時間延時模式GndDlModSPG單相故障動作時間延時單相故障動作時間延時GndDlTmmsING線路正序阻抗線路正序阻抗X1ASG零序補償系數(shù)角零序補償系數(shù)角K0FactAngASG相間故障動作延時模式相間故障動作延時模式PhDlModSPG零序補償系數(shù)零序補償系數(shù)K0K0FactASGTmDlMod動作時間延遲模式動作時間延

24、遲模式SPG復(fù)歸延時復(fù)歸延時RsDlTmmsINGM/OOOOOOOOOOOOASG：模擬：模擬(mn)定值定值ING：整數(shù)狀態(tài)定值：整數(shù)狀態(tài)定值SPG：單點狀態(tài)定值：單點狀態(tài)定值第37頁/共81頁第三十八頁，共81頁。IEC 61850模型模型(mxng)擴展原擴展原則則邏輯邏輯(lu j)節(jié)點節(jié)點類類 LN物理設(shè)備物理設(shè)備 PHD邏輯設(shè)備邏輯設(shè)備 LD數(shù)據(jù)對象類數(shù)據(jù)對象類 DO數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)屬性 DA公共數(shù)據(jù)類公共數(shù)據(jù)類 CDC模板模板LN、DO和和CDC都可以擴展都可以擴展IEC 61850模型體系結(jié)構(gòu)模型體系結(jié)構(gòu)擴展應(yīng)遵循國網(wǎng)公司標準擴展應(yīng)遵循國網(wǎng)公司標準IEC61850國際標準工程化實

25、施技術(shù)規(guī)范國際標準工程化實施技術(shù)規(guī)范IEC61850工程應(yīng)用模型工程應(yīng)用模型第38頁/共81頁第三十九頁，共81頁。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)對象名對象名OpLinAngPoRchOfsGndDlTmmsX1K0FactAngGndStrK0FactStrGndDlModPDIS邏輯節(jié)點邏輯節(jié)點(ji din)模板模板M/OMOOOOOOOOMOO實際工程中的實際工程中的PDIS邏輯節(jié)點邏輯節(jié)點數(shù)據(jù)對象名數(shù)據(jù)對象名OpStr強制性數(shù)據(jù)對象強制性數(shù)據(jù)對象必須包含必須包含PoRchOfsGndStrK0FactAngK0Fact選擇需要利用的選擇需要利用的可選性數(shù)據(jù)對象可選性數(shù)據(jù)對象TrdBlkRec S

26、edBlkRec 距離段永跳投入 距離段永跳投入 PDIS模板中未提供的模板中未提供的數(shù)據(jù)對象按規(guī)則擴展數(shù)據(jù)對象按規(guī)則擴展CDC類型類型SPGSPG第39頁/共81頁第四十頁，共81頁。模型模型(mxng)倉庫倉庫邏輯節(jié)點邏輯節(jié)點數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)屬性模板模板(mbn)“拷貝拷貝(kobi)”實例實例設(shè)備設(shè)備 1 1設(shè)備設(shè)備n n搭建裝置的信息模型第40頁/共81頁第四十一頁，共81頁。IEC 61850標準標準(biozhn)的內(nèi)的內(nèi)容框架容框架 建模方法建模方法(fngf)7-4邏輯節(jié)點邏輯節(jié)點物理設(shè)備物理設(shè)備邏輯設(shè)備邏輯設(shè)備數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)屬性7-15信息模型信息模

27、型信息服務(wù)模型信息服務(wù)模型公共數(shù)據(jù)類公共數(shù)據(jù)類7-3模板模板7-2面向變電站層的通信面向變電站層的通信面向過程層的通信面向過程層的通信89-1/9-2設(shè)備與系統(tǒng)的描述設(shè)備與系統(tǒng)的描述6MMS報文報文SV報文報文GOOSE報文報文8第41頁/共81頁第四十二頁，共81頁。3）保護與合并）保護與合并(hbng)單元單元模擬量模擬量合并合并(hbng)單元單元智能智能終端終端SVGOOSE1）保護與監(jiān)控主機）保護與監(jiān)控主機保護動作信息保護動作信息/異常告警信息異常告警信息定值信息定值信息/錄波信息等錄波信息等2）保護與智能終端）保護與智能終端采樣值信息采樣值信息（SV）狀態(tài)信息狀態(tài)信息（GOOSE）

28、開關(guān)量開關(guān)量監(jiān)控主機監(jiān)控主機MMSMMS三類服務(wù)模型：三類服務(wù)模型：MMS、GOOSE和和SV第42頁/共81頁第四十三頁，共81頁。MMS服務(wù)服務(wù)(fw)模型模型定值組控制定值組控制(kngzh)塊模型塊模型報告控制報告控制(kngzh)塊塊日志控制日志控制(kngzh)塊模型塊模型控制控制(kngzh)模型模型文件傳輸模型文件傳輸模型錄波數(shù)據(jù)文件的傳輸錄波數(shù)據(jù)文件的傳輸分合閘控制，變壓器抽頭控制分合閘控制，變壓器抽頭控制事件順序記錄的檢索事件順序記錄的檢索保護動作信號上傳當(dāng)?shù)乇O(jiān)控保護動作信號上傳當(dāng)?shù)乇O(jiān)控定值的讀定值的讀/寫寫/切換切換第43頁/共81頁第四十四頁，共81頁。參數(shù)參數(shù)(cns

29、h)名名參數(shù)類型參數(shù)類型值值/值域值域/解釋解釋應(yīng)用標識應(yīng)用標識配置版本號配置版本號AppIDConfRevVISIBLE STRING 65INT32U時標時標TEntryTime狀態(tài)號（事件計數(shù)器）狀態(tài)號（事件計數(shù)器）StNumINT32U序列號（報文計數(shù)器）序列號（報文計數(shù)器）SqNumINT32U測試標識位測試標識位TestBOOLEAN數(shù)據(jù)集成員數(shù)據(jù)集成員1nGOOSEData1nGOOSE控制塊路徑控制塊路徑GoCBRefObjectReference需要重新配置需要重新配置NdsComBOOLEANDatSet數(shù)據(jù)集的路徑數(shù)據(jù)集的路徑ObjectReference第44頁/共81

30、頁第四十五頁，共81頁。GndPDIS1GndPDIS2GndPDIS3generalOpPhsAPhsBPhsCgeneralOpPhsAPhsBPhsCgeneralOpPhsAPhsBPhsCGndPDIS1.Op.generalGndPDIS2.Op.generalGndPDIS3.Op.generalGndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsCGndPDIS2.Op.PhsAGndPDIS2.Op.PhsBGndPDIS2.Op.PhsCGndPDIS3.Op.PhsAGndPDIS3.Op.PhsBGndPDIS3.Op.PhsC

31、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)對象對象100100000000接地距離保護接地距離保護I段動作跳段動作跳A相相數(shù)據(jù)屬性的集合數(shù)據(jù)屬性的集合邏輯邏輯節(jié)點節(jié)點數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)屬性第45頁/共81頁第四十六頁，共81頁。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)集集GndPDIS1.Op.generalGndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsC保保護護程程序序通通信信程程序序負責(zé)刷新數(shù)據(jù)負責(zé)刷新數(shù)據(jù)(shj)集中數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)(shj)的值的值置置1：表示動作：表示動作置置0：表示返回：表示返回監(jiān)視數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)值的變化監(jiān)視數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)值的變化一旦發(fā)生變化就認為產(chǎn)生一個事件一旦發(fā)生變化就認

32、為產(chǎn)生一個事件以特殊的重傳機制發(fā)送以特殊的重傳機制發(fā)送GOOSE報文報文第46頁/共81頁第四十七頁，共81頁。GOOSE傳輸傳輸(chun sh)機制：變時間間機制：變時間間隔重復(fù)傳輸隔重復(fù)傳輸(chun sh)事件結(jié)束后以較長的間隔連續(xù)傳輸事件結(jié)束后以較長的間隔連續(xù)傳輸(chun sh)（1s），以保持通信線路的暢通），以保持通信線路的暢通事件發(fā)生時以較短的間隔連續(xù)傳輸（事件發(fā)生時以較短的間隔連續(xù)傳輸（1ms，2ms，4ms），），避免數(shù)據(jù)報文的丟失避免數(shù)據(jù)報文的丟失事件計數(shù)器事件計數(shù)器C1報文計數(shù)器報文計數(shù)器C2C1=8C2=10C1=9C2=0C1=9C2=5保護動作保護動作第47頁/

33、共81頁第四十八頁，共81頁。保護程序保護程序(chngx)判斷結(jié)果判斷結(jié)果距離距離I段動作，跳段動作，跳A相相St5Sq8St6Sq0St6Sq1St6Sq2St6Sq3St7Sq0St加加1，Sq清零清零事件發(fā)生時刻事件發(fā)生時刻St7Sq3St5Sq71024ms1ms1ms2ms1024msSt：事件：事件(shjin)計數(shù)器計數(shù)器Sq：報文計數(shù)器：報文計數(shù)器GndPDIS1.Op.generalGndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsC0000110011001100110000000000保護程序：刷新數(shù)據(jù)保護程序：刷新數(shù)據(jù)000

34、0通信程序：監(jiān)測數(shù)據(jù)變化通信程序：監(jiān)測數(shù)據(jù)變化/傳輸傳輸GOOSE報文報文000000000000St7Sq1返回時間到返回時間到St7Sq2St7Sq4事件發(fā)生時刻事件發(fā)生時刻St加加1，Sq清零清零1ms1ms2ms第48頁/共81頁第四十九頁，共81頁。IEC 61850標準標準(biozhn)的內(nèi)容框架的內(nèi)容框架 建模方法建模方法(fngf)7-4邏輯節(jié)點邏輯節(jié)點物理設(shè)備物理設(shè)備邏輯設(shè)備邏輯設(shè)備數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)屬性7-15信息模型信息模型信息服務(wù)模型信息服務(wù)模型公共數(shù)據(jù)類公共數(shù)據(jù)類7-3模板模板7-2面向變電站層的通信面向變電站層的通信面向過程層的通信面向過程層的通信89-

35、1/9-2設(shè)備與系統(tǒng)的描述設(shè)備與系統(tǒng)的描述6MMS報文報文SV報文報文GOOSE報文報文8第49頁/共81頁第五十頁，共81頁。 SSD：系統(tǒng)：系統(tǒng)(xtng)規(guī)格文件（一次系統(tǒng)規(guī)格文件（一次系統(tǒng)(xtng)接線圖和相關(guān)邏輯節(jié)點）接線圖和相關(guān)邏輯節(jié)點） SCD：全站系統(tǒng)配置文件全站系統(tǒng)配置文件（一次系統(tǒng)、二次設(shè)備及其（一次系統(tǒng)、二次設(shè)備及其 與一次設(shè)備的關(guān)聯(lián)、通信系統(tǒng)）是最完整的描述與一次設(shè)備的關(guān)聯(lián)、通信系統(tǒng)）是最完整的描述 ICD：IED設(shè)備能力描述設(shè)備能力描述（功能，信息模型和服務(wù)模型）（功能，信息模型和服務(wù)模型） CID：IED實例配置文件實例配置文件（二次設(shè)備模型、與一次系（二次設(shè)備模

36、型、與一次系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)、通信參數(shù)）統(tǒng)的關(guān)聯(lián)、通信參數(shù)） 四個重要的描述文件四個重要的描述文件第50頁/共81頁第五十一頁，共81頁。.ssd文件文件(wnjin)(1個，系統(tǒng)集成商提供個，系統(tǒng)集成商提供).icd文件文件(多個，由制造商提供多個，由制造商提供)描述一次接線圖描述二次設(shè)備的基本數(shù)據(jù)模型與服務(wù)通信系統(tǒng)設(shè)計.scd文件文件描述一次接線、二次設(shè)備和通信系統(tǒng)（最完整）實例化，確定二次設(shè)備與一次系統(tǒng)的對應(yīng)關(guān)系. cid文件文件. cid文件文件描述二次設(shè)備模型、通信參數(shù)及與一次系統(tǒng)的對應(yīng)關(guān)系第51頁/共81頁第五十二頁，共81頁。PhtoPh_PDIS_1PhtoPh_PDIS_2PhtoP

37、h_PDIS_3TCTR1XCBR1XCBR2TCTR2.ssd文件文件LD_1LinePro_1PhtoPh_PDIS_1PhtoPh_PDIS_2PhtoPh_PDIS_3LD_1LinePro_2PDIS_1PDIS_2PDIS_3LD_1DisRelay.icd文件文件.cid文件文件.cid文件文件.scd文件文件通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)SVGOOSETVTR1第52頁/共81頁第五十三頁，共81頁。“端子端子”的概念對于二次回路的設(shè)計的概念對于二次回路的設(shè)計(shj)/施工施工/調(diào)試意義重大！調(diào)試意義重大！裝置裝置(zhungzh)1UaUbUcIaIbIcTaTbTc壓板壓板裝置裝置2T

38、a TbTc壓板壓板電纜電纜第53頁/共81頁第五十四頁，共81頁。第54頁/共81頁第五十五頁，共81頁。清晰明確的電纜清晰明確的電纜(dinln)變成看不見摸不著的通信網(wǎng)絡(luò)變成看不見摸不著的通信網(wǎng)絡(luò)裝置裝置(zhungzh)1裝置裝置2GOOSEGOOSEGndPDIS1.Op.generalGndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsC數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)集軟壓板軟壓板軟壓板軟壓板第55頁/共81頁第五十六頁，共81頁。引入虛端子引入虛端子(dun z)后二次回路設(shè)計和實施后二次回路設(shè)計和實施第56頁/共81頁第五十七頁，共81頁。延續(xù)延續(xù)(ynx

39、)以往的端子排設(shè)計與校核以往的端子排設(shè)計與校核清晰明確的電纜連接變成清晰明確的電纜連接變成看不見摸不著的通信看不見摸不著的通信(tng xn)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)引入引入“虛端子虛端子”概念概念設(shè)計院方面制造商方面交換描述文件交換描述文件.scd和和.cid配置輸入輸出并校核配置輸入輸出并校核用戶方面引入引入“虛端子虛端子”概念概念網(wǎng)絡(luò)報文分析裝置網(wǎng)絡(luò)報文分析裝置監(jiān)視通信回路、記錄網(wǎng)絡(luò)報文監(jiān)視通信回路、記錄網(wǎng)絡(luò)報文第57頁/共81頁第五十八頁，共81頁。IEC 61850-90-1：變電站間的：變電站間的IEC 61850規(guī)約（規(guī)約（2010年）年）閉鎖式的距離閉鎖式的距離(jl)保護保護線路差動保護線路

40、差動保護IEC 61850應(yīng)用應(yīng)用(yngyng)范圍的擴大范圍的擴大IEC 61850-90-2：變電站與調(diào)度中心變電站與調(diào)度中心的的IEC 61850規(guī)約規(guī)約包括包括遠動信息、故障信息、遠動信息、故障信息、 PMU信息信息等等需要解決需要解決IEC 61850與與IEC 61970 CIM之間的協(xié)調(diào)之間的協(xié)調(diào)IEC 61850-7-410：水電廠水電廠監(jiān)控系統(tǒng)模型監(jiān)控系統(tǒng)模型 IEC 61850-7-420：分布式能源分布式能源監(jiān)控系統(tǒng)模型監(jiān)控系統(tǒng)模型 IEC 61850-90-3：電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測 第58頁/共81頁第五十九頁，共81頁。按功能按功能(gngnng)分多種

41、協(xié)議：分多種協(xié)議：101：傳統(tǒng)：傳統(tǒng)(chuntng)的遠動信息的遠動信息102：計量：計量(jling)信息信息103：保護信息：保護信息104：基于：基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)化的網(wǎng)絡(luò)化101電力系統(tǒng)通信系統(tǒng)現(xiàn)狀電力系統(tǒng)通信系統(tǒng)現(xiàn)狀第59頁/共81頁第六十頁，共81頁。基于基于(jy)IEC 61850的無縫通信體系結(jié)的無縫通信體系結(jié)構(gòu)構(gòu)IEC 61850協(xié)議不僅統(tǒng)一協(xié)議不僅統(tǒng)一(tngy)站內(nèi)的通信，還擴展到變電站與變電站之間，變電站與控制中心之間。站內(nèi)的通信，還擴展到變電站與變電站之間，變電站與控制中心之間。第60頁/共81頁第六十一頁，共81頁。小結(jié)小結(jié)(xioji)第61頁/共81頁第

42、六十二頁，共81頁。電子式互感器電子式互感器/合并合并(hbng)單元單元2智能智能(zh nn)終端終端3智能變電站的優(yōu)勢智能變電站的優(yōu)勢1IEC 61850標準標準4時鐘同步時鐘同步5第62頁/共81頁第六十三頁，共81頁。第63頁/共81頁第六十四頁，共81頁。采樣值規(guī)范采樣值規(guī)范(gufn)比較比較IEC 60044-8IEC 61850-9-2幀格式幀格式IEC 60870 FT3以太網(wǎng)幀以太網(wǎng)幀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)點對點方式點對點方式點對點方式點對點方式/交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)傳輸速率傳輸速率5Mbps采樣率采樣率 5k100Mbps/1000Mbps采樣率采樣率 = 4k，12.8

43、k傳輸延遲傳輸延遲固定固定點對點時固定點對點時固定交換式以太網(wǎng)時交換式以太網(wǎng)時不固定不固定數(shù)據(jù)同步數(shù)據(jù)同步不依賴外部時鐘不依賴外部時鐘采用交換式以太網(wǎng)時采用交換式以太網(wǎng)時依賴外部時鐘依賴外部時鐘標準維護標準維護已被取消已被取消標準長期支持標準長期支持第64頁/共81頁第六十五頁，共81頁。守時：獨立的時鐘保持時間精確的能力（晶振）守時：獨立的時鐘保持時間精確的能力（晶振）時鐘同步：從時鐘與主時鐘保持一致的能力時鐘同步：從時鐘與主時鐘保持一致的能力數(shù)據(jù)同步：差動保護數(shù)據(jù)同步：差動保護(boh)所用的數(shù)據(jù)是同時刻采集的數(shù)據(jù)所用的數(shù)據(jù)是同時刻采集的數(shù)據(jù)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)(din l x tn)的絕大多

44、數(shù)參數(shù)都是時間的函數(shù)的絕大多數(shù)參數(shù)都是時間的函數(shù)同步等級同步等級精度精度目的目的T11ms事件時標事件時標T20.1ms分布同期和數(shù)據(jù)時標分布同期和數(shù)據(jù)時標T325us-T44us-T51us線路行波測距、同步相量線路行波測距、同步相量第65頁/共81頁第六十六頁，共81頁。對策：對策：a）保護裝置插值同步（各間隔）保護裝置插值同步（各間隔(jin g)合并單元可以不同步）合并單元可以不同步）b）保證各間隔）保證各間隔(jin g)合并單元嚴格同步，同時刻采集數(shù)據(jù)合并單元嚴格同步，同時刻采集數(shù)據(jù)1）各相電流、電壓的同步）各相電流、電壓的同步2）各間隔電流、電壓的同步）各間隔電流、電壓的同步跨間

45、隔保護需要同時刻采集的數(shù)據(jù)跨間隔保護需要同時刻采集的數(shù)據(jù)對策：對策：合并單元內(nèi)實現(xiàn)同步合并單元內(nèi)實現(xiàn)同步IRIG-BIEEE 1588第66頁/共81頁第六十七頁，共81頁。插值同步插值同步(tngb)方法方法X1X2由保護裝置實現(xiàn)數(shù)據(jù)由保護裝置實現(xiàn)數(shù)據(jù)(shj)同步同步保護裝置自己產(chǎn)生一個保護裝置自己產(chǎn)生一個新的采樣序列新的采樣序列要求：要求：傳輸延遲固定傳輸延遲固定第67頁/共81頁第六十八頁，共81頁。變壓器保護變壓器保護(boh)高壓側(cè)高壓側(cè)合并合并(hbng)單元單元中壓側(cè)中壓側(cè)合并單元合并單元低壓側(cè)低壓側(cè)合并單元合并單元采樣計數(shù)器采樣計數(shù)器013999各個合并單元保證同時刻采集數(shù)據(jù)

46、各個合并單元保證同時刻采集數(shù)據(jù)接收端根據(jù)采樣計接收端根據(jù)采樣計數(shù)器對齊數(shù)據(jù)數(shù)器對齊數(shù)據(jù)第68頁/共81頁第六十九頁，共81頁。時鐘時鐘(shzhng)同步方式比較同步方式比較IRIG-BNTP/SNTPIEEE 1588同步精度同步精度1us1ms1us同步方式同步方式點對點方式點對點方式點對點方式點對點方式/交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)點對點方式點對點方式/交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)成本成本較低較低低低很高很高應(yīng)用應(yīng)用已廣泛采用已廣泛采用同步精度低，只能同步精度低，只能應(yīng)用于變電站層應(yīng)用于變電站層同步精度高，可同步精度高，可應(yīng)用于過程層應(yīng)用于過程層第69頁/共81頁第七十頁，共81頁。NTP/SN

47、TP時鐘同步時鐘同步(tngb)原原理理t：時鐘：時鐘(shzhng)偏差偏差d1，d2：傳輸時間：傳輸時間T2( T1+t) = d1T4(T3t) = d2其中其中如果如果往返的傳輸時間相等往返的傳輸時間相等，根據(jù)四個時刻可以求得時鐘偏差和傳輸時間，根據(jù)四個時刻可以求得時鐘偏差和傳輸時間主時鐘主時鐘從時鐘從時鐘T1T1+td1d2T2T2-tT3T3-tT4得知得知T2，T3第70頁/共81頁第七十一頁，共81頁。NTP/SNTP時鐘同步精度時鐘同步精度(jn d)不高的原因（不高的原因（1ms）網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)路徑路徑(ljng)時間時間應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層物理層物理層應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層會話層會話層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層物理層物理層主時