智能變電站的概念
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、信息共享標準化為基本要求,自動完成信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化等基本要求,并能根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協功能變電站。
--摘自電網公司《智能變電站技術指南》
智能變電站常用術語
合并單元MU(mergingunit)
用于將時間相關的二次轉換器的電流和/或電壓數據組合在一起的物理單元。合并單元可以是變壓器的組成部分或分立單元。
智能電子設備IED(intelligentelectronicdevice)
包含一個或多個處理器,可以接收來自外部源的數據,或向外部發送數據,或控制裝置。
智能終端(smartterminal)
一個智能組件。采用電纜連接一次設備,采用光纖連接保護、測控等二次設備,實現一次設備(如斷路器、刀閘、主變壓器等)的測控功能。
IEC61850與通信協議標準61850
IEC61850是適應分層的新一代變電站網絡通信系統IED和變電站自動化系統
GOOSE(通用面向對象變電站事件)服務
變電站面向通用對象的事件(GeneralObjectOrientedSubstationEvent)。用于一次設備控制和二次設備之間的鎖定和聯動,是一種通信服務機制。它是狀態量、跳閘命令、間隔聯鎖信息的規范。
MMS(制造報文規范)服務
MMS規范了具有工業領域通信能力的智能傳感器和智能電子設備(IED),智能控制設備的通信行為使不同制造商的設備相互操作(Interoperation)。
SV服務(采樣值服務)
變壓器將電流和電壓采樣值傳輸到合并單元。保護裝置通過直接采集、測控裝置、故障記錄波、網絡消息分析儀等從合并單元獲得采樣值SV從合并單元獲得采樣值。
變電站的發展歷程
常規變電站
監控系統由站控層、間隔層兩層網絡組成。變電站沒有統一建模,采用多種規定,有監控和保護,PMU等待多個網絡。
變壓器,一次設備通過傳統的電纜硬接線控制方式,實現與間隔層設備變壓器的信息交換,模擬量、開關量。
站控層設備由計算機、操作員工作站、遠程通信接口等組成。
間隔層主要包括二次設備,如變電站的保護、測量和測量。
智能變電站的概念和結構
自動化系統為站控層、間隔層和工藝層三層結構。
站控層,間隔層
站控層、間隔層設備組成與常規監控系統基本一致。
從外延和現有的非IEC61850技術變電站差別不大,都采用以太網,可以實現“四遙”功能。但從內涵上看,差異很大,主要體現在:
1.統一信息模型:IEC根據統一的數據模型,61850使每個智能裝置實現設備之間的互連。
2.互操作性:智能變電站不同廠家的智能設備(IED)具有互操作性。
過程層(設備層)
常規變電站沒有過程層
電子互感器、智能單元、合并單元和其他距離I/O,由智能傳感器和執行器組成。GOOSE網絡跳閘機制。
完成主設備開關量、模擬量采集、控制命令執行等。
新增設備主要包括:電子互感器、合并單元、智能終端、交換機等。
智能變電站的技術特點
智能變電站一次設備
變壓器
變壓器是實現電力系統交流電力能源轉換的主要設備。它可以實現不同電壓等級的電力能源相互轉換,促進電力系統的連接,優化電力能源的傳輸。
斷路器
斷路器概念:連接電力系統各設備的重要設備。
斷路器特特點:它配備了一比較完善的滅弧裝置,具有斷開電力系統的負載電流和故障電流能力。
斷路器功能:系統正常運行時,根據需要改變電力系統的連接關系,調整趨勢;斷開故障電流,切斷故障設備與系統之間的電氣連接。
隔離開關
隔離開關概念:改變電力系統各設備連接方式(運行方式)的主要設備。
隔離開關特性:無滅弧裝置,無大負荷電流和斷開電力系統的故障電流;斷路器斷開電路后,在等電位和設備空載下運行。
隔離開關功能:系統正常運行時,根據需要改變電力系統的運行模式;斷開維護設備與系統的電氣連接,形成明顯的斷開點,隔離維護設備。
接地開關
無功補償裝置
互感器
氣體絕緣金屬封閉開關設備
氣體絕緣金屬封閉開關設備(GasInsulatedmetal-enclosedSwitchgear,簡稱GIS)將接地金屬外殼中的斷路器、隔離開關、接地開關、母線、變壓器、避雷器、套管、電纜終端、油氣套管等主要部件組合封閉,并充滿一定壓力SF氣體作為絕緣介質和滅弧介質。
GIS設備優點:
結構緊湊,占用空間小,節約占地。
模塊化設計,運輸方式靈活,現場安裝,調試周期短。
內部元件設備在高壓下密封SF6氣體中,不受外界環境的影響,運行穩定可靠,維護工作量極小。
集中安裝元件設備,便于在線監控。
所有設備均采用電動操作機構,便于遠程自動控制。
除設置機械連鎖外,每個設備間還設置操作電路連鎖電路,操作安全性好。
智能組件
智能組件是幾種智能電子設備(IED)集合安裝在宿主設備旁邊,承擔與宿主設備相關的測量、控制和監控功能;當滿足相關標準要求時,還可以集成相關的測量和保護功能。
IntelligentElectronicDevice一種具有上述全部或部分功能的處理器電子裝置。
外部智能組件(易于維護、升級、擴展)。
內置或外置傳感器。
從傳感器中收集信息的智能組件。
通過光纖連接到外部系統。
設備狀態由智能組件就地判斷。
電網設備的狀態可以通過光纖以太網觀察到。