變電站業務知識講解

李丹2014-10-17當前1頁，總共59頁。目錄

智能光伏變電站概述監控子系統功能電力基本術語北向接口以及AGC/AVC變電站五防系統當前2頁，總共59頁。目錄

智能光伏變電站概述監控子系統功能電力基本術語北向接口以及AGC/AVC變電站五防系統當前3頁，總共59頁。

智能光伏云解決方案

當前4頁，總共59頁。

智能光伏二次通訊架構當前5頁，總共59頁。

光伏板特點：場地平整、子陣整齊規格統一；靠近沙漠的荒地較多。典型電站：青海格爾木光伏園區、青海共和光伏產業園區的電站，目前國內乃至全球最大的單體電站為黃河水電龍羊峽水光互補320M電站，單體電站占地超過7平方公里。當前6頁，總共59頁。

組串式逆變器、匯流箱和箱變當前7頁，總共59頁。

升壓站中控、SVG及主變當前8頁，總共59頁。

光伏變電站一次構架圖當前9頁，總共59頁。目錄

智能光伏變電站概述監控子系統功能電力基本術語北向接口以及AGC/AVC變電站五防系統當前10頁，總共59頁。電力系統概念

由發電、輸電、變電、配電和用電等環節組成的電能生產與消費系統。它的功能是將自然界的一次能源通過發電動力裝置轉化成電能，再經輸電、變電和配電將電能供應到各用戶。為實現這一功能，電力系統在各個環節和不同層次還具有相應的信息與控制系統，對電能的生產過程進行測量、調節、控制、保護、通信和調度，以保證用戶獲得安全、經濟、優質的電能。當前11頁，總共59頁。電力一次/二次設備

一次設備是指直接生產和輸配電能的設備。包括發電機、變壓器、斷路器、隔離開關、母線、電抗器、電力電纜、架空線路、避雷器、電流互感器、電壓互感器以及逆變器等二次設備是指與控制保護有關的設備,如電表、保護裝置、測控裝置、通訊機等等當前12頁，總共59頁。四遙信號

四遙信號(遙信,遙測,遙麥,遙控)遙信（YX）：主要指開關狀態、是否儲能等（0、1/00、01、10、11）遙測（YC）：主要指線路電壓、電流、功率等量值遙脈（YM）：主要指電能計量設備的脈沖信號遙控（YK）：主要指設備進行遠程控制，如開關分合，變壓器檔位調節、軟壓板投退當前13頁，總共59頁。電壓等級1.我國輸配電電壓等級中，10、35、110、220千伏為高壓，330、500、750千伏為超高壓，800、1000千伏及以上為特高壓。2.一次額定電流大致范圍300A-1200A。3.光伏站線路及出線的電壓等級如下：6kV，10kV，35kV，110kV，220kV，330kV當前14頁，總共59頁。電氣主接線分類：單母線，單母線分段，雙母線，雙母線帶旁母等變電所的電氣主接線：由變壓器、斷路器、隔離開關、互感器、母線和電纜等電氣設備，按一定順序連接的，用以表示生產和分配電能的電路。又稱為一次接線。當前15頁，總共59頁。間隔（bay）一次設備“間隔”的定義：在電力系統中，變電站是由一些緊密連接、具有某些共同功能的部分組成。常見的一次間隔：主變間隔、線路間隔、母聯間隔、PT間隔等典型出線間隔圖：101110110121011D當前16頁，總共59頁。變壓器

變壓器是一種把電壓和電流轉變成另一種（或幾種）同頻率的不同電壓電流的電氣設備。110kV變壓器220kV變壓器330kV變壓器當前17頁，總共59頁。箱變箱式變電站（簡稱箱變）是一種把高壓開關設備,變壓器，低壓開關設備，保測一體，電能計量設備和無功補償裝置等按一定的接線方案組合在一個或幾個箱體內的緊湊型成套變電裝置。適用于額定電壓為10/35kV三相交流系統中。當前18頁，總共59頁。母線母線的作用：電氣裝置中引出線的數目一般要比電源數目多，而且當電力負荷減少或電氣設備檢修時，每一電源都有可能被切除。因此，必須使每一引出線都能從一電源獲得供電，以保證供電的可靠性和工作的靈活性。最好的方法是采用母線。母線起著匯總和分配電能的作用。當前19頁，總共59頁。斷路器斷路器：主要特點-帶滅弧機構，作用-切斷、連接負荷。當前20頁，總共59頁。隔離開關1.隔離開關主要用來將高壓配電裝置中需要停電的部分與帶電部分可靠地隔離，以保證檢修工作的安全2.隔離開關還可以用來進行某些電路的切換操作，以改變系統的運行方式當前21頁，總共59頁。互感器互感器由電流互感器（TA/CT）、電壓互感器（TV/PT）組成，是交流電路中一次系統和二次系統間的聯絡元件。電壓互感器：將高電壓變成低電壓的互感器。電流互感器：將大電流變成小電流的互感器。當前22頁，總共59頁。接地變、消弧線圈接地變壓器的作用是在系統為△型接線或Y型接線中性點無法引出時，引出中性點用于加接消弧線圈或電阻，此類變壓器采用Z型接線（Y型+中性點接地）接地變除可帶消弧圈外，也可帶二次負載，可代替所用變，從而節省投資費用我國電力系統中的6kV、10kV、35kV電網中一般都采用中性點不接地的運行方式當前23頁，總共59頁。目錄

智能光伏變電站概述監控子系統功能電力基本術語北向接口以及AGC/AVC變電站五防系統當前24頁，總共59頁。監控子系統功能AGC/AVC服務器當前25頁，總共59頁。目錄

智能光伏變電站概述監控子系統功能電力基本術語北向接口以及AGC/AVC變電站五防系統當前26頁，總共59頁。監控系統接口組網圖

監控系統數據采集器逆變器交流匯流箱直流柜箱變電表環境監測儀MODBUS/TCP協議FTP協議子陣光伏電站私有協議直流匯流箱集裝箱逆變機房環境匯集站遠動服務器（三方）測控保護裝置交直流電源系統104協議AGC/AVC服務器（三方）集中監控服務器（三方）104協議生產管理系統地調集中運維中心私有協議私有協議經營APP運維APP生產管理代理私有協議當前27頁，總共59頁。IEC-104協議

北向接口IEC-104協議點表流程說明:1、AGC/AVC服務器主動下發總召喚命令。2、監控系統回復總召確認報文3、監控系統依次上送全部遙測遙信報文，上級監控系統以S幀確認收到每幀（I幀）報文。4、數據上送完后由監控系統總召結束報文。上級監控系統回復S幀確認收到報文。上級監控系統讀數據流程當前28頁，總共59頁。IEC-104協議

流程說明:1、監控系統產生遙信變位、告警事件、遙測量變化（變化量超過死區）時，僅講變化的遙測遙信通過突發上送（push）方式立即上送給上級監控系統。2、上級監控系統回復S幀確認收到報文。監控系統主動上送數據流程當前29頁，總共59頁。IEC-104協議報文實例

一：握手成功（U幀）主站：激活傳輸啟動：

68（啟動符）04（長度）07（控制域）000000子站：確認激活傳輸啟動：

68（啟動符）04（長度）0B（控制域）000000

二：總召喚（I幀）**注:總召時先送遙信（先雙點后單點）后送遙測，若調度沒有收到遙信只有遙測，可能是因為子站地址設錯，遙信不變因此不上送，遙測一直在變化因此會主動上送所致主站：總召喚：68（啟動符）0E（長度）0000（發送序號）0000（接收序號）64（類型標示）01（可變結構限定詞）0600（傳輸原因）0100（公共地址即RTU地址）000000（信息體地址）14（區分是總召喚還是分組召喚，02年修改后的規約中沒有分組召喚）子站：S幀：注意：記錄接收到的長幀，雙方可以按頻率發送，比如接收8幀I幀回答一幀S幀，也可以要求接收1幀I幀就應答1幀S幀。0401000200子站：總召喚確認（發送幀的鏡像，除傳送原因不同）：68（啟動符）0E（長度）0000（發送序號）0000（接收序號）64（類型標示）01（可變結構限定詞）0700（傳輸原因）0100（公共地址即RTU地址）000000（信息體地址）14（同上）主站：S幀：

680401000200子站：YX幀（以類型標識1為例）：68（啟動符）1A（長度）0200（發送序號）0200（接收序號）01（類型標示，單點遙信）01（可變結構限定詞，有1個遙信上送）1400（傳輸原因，響應總召喚）0100（公共地址即RTU地址）030000（信息體地址，第3號遙信）00（遙信分）當前30頁，總共59頁。IEC-104協議報文實例

主站：S幀：680401000400子站：YX幀（以類型標識3為例）：68（啟動符）1E（長度）0400（發送序號）0200（接收序號）03（類型標示，雙點遙信）05（可變結構限定詞，有5個遙信上送）1400（傳輸原因，響應總召喚）0100（公共地址）010000（信息體地址，第1號遙信）02（遙信合）060000（信息體地址，第6號遙信）02（遙信合）0A0000（信息體地址，第10號遙信）01（遙信分）0B0000（信息體地址，第11號遙信）02（遙信合）0C0000（信息體地址，第12號遙信）01（遙信分）主站：S幀：680401000600子站：YC幀（以類型標識9為例）：68（啟動符）13（長度）0600（發送序號）0200（接收序號）09（類型標示，帶品質描述的遙測）82（可變結構限定詞，有2個連續遙測上送）1400（傳輸原因，響應總召喚）0100（公共地址）014000（信息體地址，從0X4001開始第0號遙測）A110（遙測值10A1）00（品質描述）8915（遙測值1589）00（品質描述）主站：S幀：680401000800子站：結束總召喚幀：68（啟動符）0E（長度）0800（發送序號）0200（接收序號）64（類型標示）01（可變結構限定詞）0A00（傳輸原因）0100（公共地址）000000（信息體地址）14（區分是總召喚還是分組召喚，02年修改后的規約中沒有分組召喚）主站：S幀：0401000A00當前31頁，總共59頁。IEC-104協議報文實例

遙控操作過程：選擇（預置）—確認（返校）—執行/撤消—執行/撤消確認。

遙控命令限定詞格式：S/EQU（D6-D2）DCS（D1-D0）

說明：S/E：=0：執行

=1：選擇（預置）DCS=0：不允許=1：分=2：合=3：不允許QU:暫未應用，缺省為0。

主站：遙控預置：68（啟動符）0e（長度）2000（發送序號）0600（接收序號）2e（類型標示）01（可變結構限定詞）0600（傳輸原因）0100（公共地址即RTU地址）056000（信息體地址，遙控號=0x6005-0x6001=4）82（控合）

子站：遙控返校：68（啟動符）0e（長度）0e00（發送序號）0600（接收序號）2e（類型標示）01（可變結構限定詞）0700（傳輸原因）0100（公共地址即RTU地址）056000（信息體地址，遙控號=0x6005-0x6001=4）82（控合）

主站：遙控執行：68（啟動符）0e（長度）0400（發送序號）1800（接收序號）2e（類型標示）01（可變結構限定詞）0600（傳輸原因）0100（公共地址即RTU地址）056000（信息體地址，遙控號=0x6005-0x6001=4）02（控合）

子站：執行確認：68（啟動符）0e（長度）1200（發送序號）0800（接收序號）2e（類型標示）01（可變結構限定詞）0700（傳輸原因）0100（公共地址即RTU地址）056000（信息體地址，遙控號=0x6005-0x6001=4）02（控合）

主站：遙控撤消：68（啟動符）0e（長度）0400（發送序號）1800（接收序號）2e（類型標示）01（可變結構限定詞）0800（傳輸原因）0100（公共地址即RTU地址）056000（信息體地址，遙控號=0x6005-0x6001=4）02（控合）

子站：撤消確認：68（啟動符）0e（長度）1200（發送序號）0800（接收序號）2e（類型標示）01（可變結構限定詞）0900（傳輸原因）0100（公共地址即RTU地址）056000（信息體地址，遙控號=0x6005-0x6001=4）02（控合）當前32頁，總共59頁。

IEC-104點表

北向接口IEC-104協議點表1高壓負荷開關101合位2中壓負荷開關201合位3高壓隔離刀閘1011合位4高壓隔離刀閘1013合位5高壓隔離刀閘1011合位6中壓隔離開關2011合位7中壓隔離開關2013合位8高壓接地刀閘1011D合位9高壓接地線10113合位10高壓箱變門位置信號11中壓接地刀閘2011D合位12中壓接地線20113合位當前33頁，總共59頁。

IEC-104協議相關文檔

IEC-104協議標準：《IEC60870-5-104協議》IEC-104報文實例：《104規約報文說明》IEC-104點表：《北向接口點表》IEC-104設計文檔：《監控系統北向接口設計說明書AFI》當前34頁，總共59頁。

AGC/AVC定義

自動發電量控制AGC（Automatic

Generation

Control）是能量管理系統EMS中的一項重要功能，它控制著調頻機組的出力，以滿足不斷變化的用戶電力需求，并使系統處于經濟的運行狀態。當前35頁，總共59頁。

AGC/AVC監控界面當前36頁，總共59頁。

AGC/AVC調節流程

流程說明:1、AGC/AVC服務器主動下發設點命令，調節有功功率、無功功率。2、監控系統受到設點命令之后，回復設點確認報文。確認失敗時報文中包含異常原因。監控系統解析104報文中的有功/無功調節目標值，并通過AGC、AVC算法分配到各子陣。3、監控系統對每個子陣數采下發寫有功功率/無功功率調節目標值

。4、數采向監控系統回復確認命令，并主動分發下發調節命令到各逆變器。當前37頁，總共59頁。AGC/AVC流程圖

當前38頁，總共59頁。AGC/AVC調度策略

當前39頁，總共59頁。AGC/AVC閉環策略

當前40頁，總共59頁。目錄

智能光伏變電站概述監控子系統功能電力基本術語北向接口以及AGC/AVC變電站五防系統當前41頁，總共59頁。五防系統概念

“五防”的概念1980年由原水利電力部提出，此后，電力自動化技術經歷了飛速的發展，由此帶動了電力系統操作方式和管理方式的不斷變化。這些都給“五防”提出了許多新的要求，需要更完善的技術措施實現操作全過程的防誤。在這種背景下，優特提出了防止電氣誤操作五層防線理論，為完善電氣防誤體系提供了新思維。

五層防線的定義是：為防止電氣誤操作，在人和設備之間，用技術措施筑起的五層防線。這一新的思維是對傳統五防概念的擴展和跨越，在涵蓋傳統五防概念的基礎上，從設備操作過程全程防誤的角度出發，采用不同的技術措施，從根本上杜絕電氣誤操作的發生。當前42頁，總共59頁。電力誤操作危害

廣西合山電廠,在一次10KV手車式開關操作中,因閉鎖失靈,開關在合閘狀態時推入工作位置,發生帶負荷合刀閘事故,引起弧光短路,其中一人灼傷死亡,二人灼傷重.對此事故,雖然閉鎖失靈,但是認真執行操作票中”檢查開關在分閘”位置這一項,此事故是可以避免的.當前43頁，總共59頁。微機防誤閉鎖系統的構成

電編碼鎖機械鎖狀態檢測器閉鎖盒鎖銷地線頭地線樁電腦鑰匙監控系統驗電器防誤主機信息交互當前44頁，總共59頁。

微機防誤閉鎖與自動化的接口

各類鎖具監控系統防誤主機電腦鑰匙微機防誤閉鎖系統保護測控裝置監控系統信息交互當前45頁，總共59頁。微機防誤系統功能

人機界面人機交互的操作界面開票驗票開出操作票并進行預演,主機根據預先儲存的閉鎖規則對每項操作進行判斷對位檢查接線圖與現場設備狀態是否一致（實遙信）傳輸操作票傳輸操作票功能:將正確的操作票內容傳輸到電腦鑰匙中以進行解鎖、倒閘操作當前46頁，總共59頁。

微機防誤閉鎖的一般操作流程

當前47頁，總共59頁。基本五防規則

防止誤分、誤合斷路器

即：操作指令與操作設備對應才能對被操作設備操作。防止帶負荷分、合隔離開關

即：斷路器、負荷開關、接觸器合閘狀態不能操作隔離開關。防止帶負荷分、合隔離開關

即：斷路器、負荷開關、接觸器合閘狀態不能操作隔離開關。防止帶地線送電

即：防止帶接線（接地開關）合斷路器（隔離開關）防止誤入帶電間隔

即：隔室不帶電才能門進入隔室。當前48頁，總共59頁。

邏輯公式的編寫

邏輯公式編寫的基本規則：“=0”表示等號前面的設備在斷開位置，“=1”表示等號前面的設備在合閘位置。如操作的設備是臨時接地線，則“=0”表示地線已拆除，“=1”表示地線已裝設。“,”表示在逗號兩邊的條件之間的邏輯關系為與，必須所有條件都滿足才能進行操作。“+”表示在加號兩邊的條件之間的邏輯關系為或，兩個或幾個條件只要有一個滿足可以進行操作。“()”括號中間的邏輯關系應該優先進行判別。在表達式中經常會同時出現“，”、“+”和“()”，這時應注意運算的順序為“()”“，”“+”。當前49頁，總共59頁。

邏輯公式的編寫

225-1h:225=0,225-17=0,225-37=0,107=0,225-3=0!225-1l:225=0,225-3=0!225-3h:225=0,225-17=0,225-37=0,225-7=0,225-1=1!225-3l:225=0,225-1=1!設備號h:合操作條件!設備號l:(分操作條件)!設備號=1：該設備為合狀態；設備號=0：該設備為分狀態-1-17225-3-7-37107當前50頁，總共59頁。

第三章微機防誤閉鎖與監控系統的CDT接口

五防系統與監控系統通訊流程當前51頁，總共59頁。

微機防誤閉鎖與監控系統的CDT接口

同步頭0XA50X5A0XA50X5A站地址（0至255）單字節命令字（見3.3）單字節報文長度(高位字節)報文長度=數據正文的字節數(低位字節)

數據正文數據字節1....數據字節n校驗碼校驗和高字節校驗和=站地址+命令字+報文長度+數據正文校驗和低字節

（算術和）

數據幀格式當前52頁，總共59頁。

微機防誤閉鎖與監控系統的CDT接口

同步頭(4bytes)站地址(1bytes)R00X01報文長度(2bytes)五防運行狀態字節(1bytes)校驗和(2bytes)0X01五防請求監控運行狀態五

防

同步頭(4bytes)站地址(1bytes)R10X01報文長度(2bytes)監控運行狀態字節(1bytes)校驗和(2bytes)監控當前53頁，總共59頁。

微機防誤閉鎖與監控系統的CDT接口

同步頭(4bytes)站地址(1bytes)R00X02報文長度(2bytes)五防運行狀態字節(1bytes)校驗和(2bytes)0X02五防請求監控實遙信五

防監控

同步頭(4bytes)站地址(1bytes)R10X02文長度(2bytes)監控運行狀態字節(1bytes)監控設備狀態表校驗和(2bytes)實遙信是可以直接從現場采集到的設備狀態，如直接采集的斷路器位置當前54頁，總共59頁。

微機防誤閉鎖與監控系統的CDT接口

0X03五防發送虛遙信五

防監控

同步頭(4bytes)站地址(1bytes)R00X03報文長度(2bytes)五防運行狀態字節(