智能变电站的概念
采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息数字化、通信平台网络、信息共享标准化等基本要求,支持电网实时自动控制、智能调整、在线分析决策、功能变电站。
--摘自电网公司《智能变电站技术指南》
智能变电站常用术语
合并单元MU(mergingunit)
与时间相关的二次转换器的电流与/或电压数据相结合的物理单元。合并单元可以是变压器的组成部分或分离单元。
智能电子设备IED(intelligentelectronicdevice)
包含一个或多个处理器,可以从外部源接收数据,或将数据发送到外部,或控制装置。
智能终端(smartterminal)
智能组件。采用电缆连接一次设备、光纤连接保护、测控等二次设备,实现一次设备(如断路器、刀闸、主变压器等)的测控功能。
IEC61850与通信协议标准61850
IEC61850是适应分层的新一代变电站网络通信系统IED和变电站自动化系统
GOOSE(通用对象变电站事件)服务
面向一般对象的变电站事件(GeneralObjectOrientedSubstationEvent)。它是一种通信服务机制,用于一次设备控制和二次设备之间的锁定和联动。它是状态量、跳闸命令和间隔链信息的标准。
MMS(制造报文规范)服务
MMS规范具有工业通信能力的智能传感器和智能电子设备(IED),智能控制设备的通信行为使不同厂家的设备相互操作(Interoperation)。
SV服务(采样服务)
变压器将电流和电压采样值传输到合并单元。保护装置通过直接采集、测控装置、故障记录波、网络消息分析仪等从合并单元获得采样值SV从合并单位获取采样值。
变电站的发展历程
常规变电站
[网络]
监控系统由站控层和间隔层两层网络组成。变电站未统一建模,采用多种规定进行监控和保护,PMU等待多个网络。
[设备]
变压器,一次性设备,通过传统的电缆硬接线控制方式,实现与隔断设备变压器的信息交换、模拟量、开关量。
[站控层]
站控层设备由计算机、操作员工作站、远程通信接口等组成。
[间隔层]
间隔层主要包括变电站保护、测量、测量等二次设备。
智能变电站的概念和结构
自动化系统为站控层、间隔层、工艺层三层结构。
站控层、间隔层
站控层、间隔层设备的组成与常规监控系统基本一致。
从外延到现有的非IEC61850技术变电站差别不大,均采用以太网,可实现“四遥”功能。但从内涵上看,差异很大,主要体现在:
1.统一信息模型:IEC根据统一的数据模型,61850使各智能装置实现设备之间的互连。
2.互操作性:智能变电站不同厂家的智能设备(IED)具有互操作性。
过程层(设备层)
常规变电站没有过程
电子互感器、智能单元、合并单元等距离I/O,它由智能传感器和执行器组成。GOOSE网络跳闸机制。
完成主设备开关量、模拟量采集、控制命令执行等。
新设备主要包括:电子互感器、合并单元、智能终端、交换机等。
智能变电站的技术特点
智能变电站一次设备
变压器
变压器是实现电力系统交流电能转换的主要设备。可实现不同电压等级的电能转换,促进电力系统连接,优化电能传输。
断路器
断路器概念:连接电力系统各设备的重要设备。
断路器特点:配备完善的灭弧装置,具有断开电力系统的负载电流和故障电流能力。
断路器功能:系统正常运行时,根据需要改变电力系统的连接关系,调整趋势;断开故障电流,切断故障设备与系统之间的电气连接。
隔离开关
隔离开关概念:改变电力系统各设备连接方式(运行方式)的主要设备。
隔离开关特点:无灭弧装置、无大负荷电流和断电系统故障电流;断路器断开电路后,在等电位和设备空载下运行。
隔离开关功能:系统正常运行时,根据需要改变电力系统的运行模式,断开维护设备与系统的电气连接,形成明显的断点,隔离维护设备。
接地开关
无功补偿装置
互感器
气体绝缘金属封闭开关设备
气体绝缘金属封闭开关设备(GasInsulatedmetal-enclosedSwitchgear,简称GIS)断路器、隔离开关、接地开关、母线、变压器、避雷器、套管、电缆终端、油气套管等主要部件组合关闭,并充满一定压力SF气体作为绝缘介质和灭弧介质。
GIS设备优点:
结构紧凑,占用空间小,节约占地。
模块化设计,运输方式灵活,现场安装,调试周期短。
内部部件设备在高压下密封SF气体中,不受外界环境影响,运行稳定可靠,维护工作量极小。
部件设备集中安装,便于在线监控。
所有设备均采用电动操作机构,便于远程自动控制。
除机械连锁外,各设备间还设有操作电路连锁电路,操作安全性好。
智能组件
智能组件是几种智能电子设备(IED)安装在宿主设备旁边,承担与宿主设备相关的测量、控制和监控功能;满足相关标准要求时,还可集成相关测量和保护功能。
IntelligentElectronicDevice具有上述全部或部分功能的处理器电子装置。
外部智能组件(易于维护、升级、扩展)。
内置或外置传感器。
智能组件从传感器中收集信息。
通过光纤连接到外部系统。
设备状态由智能组件本地判断。
光纤以太网可以观察到电网设备的状态。