合肥220千伏植物园变电站数字化应用设计与实施word格式论文.docxVIP

第一章概论1.1 序言上世纪七十年代开始发展的变电站计算机远动技术，将数字技术引入了变电站。由于当时通信带宽和可靠性低、计算机性能低且价格昂贵，数字技术当时仅用于调度主站和变电站的RTU（远方采集控制单元）。近20年来，变电站自动化走过了一个漫长而曲折的过程，完成了从集中式向分层分布式的过渡，并伴随着计算机技术、人工智能技术、网络技术和通信技术的发展，其在电力系统中得到了广泛应用和迅速的普及。随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测及自诊断、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，一些传感器和控制器基于新的物理测量原理为一次设备增添了新的功能，提高了测量精度，降低了电流电压动态测量范围的误差。这些新技术的广泛应用，必将对己有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统已经面世。1.2 数字化变电站研究应用现状1.2.1 国外研究应用现状国外几个大的电力设备公司，如ABB、西门子等，已开发了全套的数字化变电站一次设备和二次设备，并得到成功的应用。在IEC61850标准的制定过程中，进行了各厂家设备间的互操作试验并在示范变电站得到应用。国外厂商已经开发出符合IEC61850要求的智能电子设备，不但有保护装置，还有符合该标准的过程层设备，如智能断路器，带数字接口的光CT、PT等。ABB公司开发的PASS系统将智能化的开关设备和互感器集成在一起，并将融和了部分保护功能和测控功能。该系统在国外已有一定范围的应用。从1998年到2000年，ABB，ALSTOM和SIEMENS合作在德国进行了OCIS（OpenCommunicationinSubstations）计划，完成了间隔层设备和主控站之间的互操作试验。试验中由ABB完成主控站通过在以太网上实现IEC61850-8-1来连接ABB、ALSTOM 和SIEMENS 的设备。2001 年，在加拿大，ABB 和SIEMENS 进行了间隔层设备的互操作试验，由SIEMENS的保护装置向ABB的开关模拟器发送跳闸信号，ABB 的开关模拟器收到信号后将开关打开并将开关打开的GOOSE信息发给其他设备，配置为重合闸装置的ABB保护向断路器发送重合命令。2002 年1 月，ABB和SIEMENS在美国，进行了采样值传输互操作试验，同年9 月，这两个公司又进行了跳闸和采样值互操作性试验，试验都很成功。2002 年到2004 年之间，ABB、ALSTOM 和SIEMENS在德国柏林进行了间隔层设备的互操作试验，这次成功的试验证明了互操作性和简化工程难度的可行性[1][5]。1.2.2 国内研究应用的现状1.2.2.1IEC61850标准中国电科院和国内的各大电力设备制造厂商从2001年就开始关注IEC61850，并且开始对该标准进行翻译。到目前IEC61850的国产化工作已基本完成。2004年下半年由国调中心布置，国调中心自动化处具体负责，计划用2年时间通过6次互操作性试验检验和促进IEC61850系列产品的开发和兼容情况。国内较有影响力的电力自动化设备供应商积极响应并参与了此互操作性试验，相关单位有：国调中心、中国电科院、南瑞继保、国电南自、国电南瑞、北京四方、东方电子、鲁能积成、融科联创等。按照计划，在2006年底，参与厂商提供的各种设备应能完成IEC61850规约定义的所有功能，能达到标准规定的一致性测试和无缝互操作要求[25]。由于各电力公司发展数字化变电站的步伐加快，国调中心将从IEC61850 的第四次互操作试验开始加入过程层通信的内容，保证2008 年10 月全部试验完成后国内主要厂商提供的数字化变电站设备的互操作性。1.2.2.2 国产数字化变电站设备1、互感器输出数字信号的电子式互感器即为智能化互感器。已有多个国内厂家的电子式互感器通过鉴定和投运，电压等级涵盖10kV～500kV，部分产品的鉴定水平达到国际先进。现已有数十套国产电子式互感器在多个变电站投入运行，最长有30 个月的连续稳定运行经验。2、开关等其他一次设备由于国内一次设备厂家的电子技术能力相对较弱，尚没有开展智能开关设备等其他智能一次设备的研究工作。为解决开关等其他一次设备智能化的问题，一些二次设备厂家开发了用于一次设备智能化的智能终端（或称智能单元）。智能终端安装在一次设备端子箱，采集设备状态和控制设备，用光纤通信与二次设备交换信息。3、具备过程层通信接口的二次设备传统二次设备与一次设备间用硬接线交换模拟信息，数字化变电站的二次设备需具备能与智能一次设备用通信系统交换数字信息的能力。国内主要二次设备厂家通过改造成熟二次设备，为其增加过程层通信接口，现已能提供数字化变电站的全套二次设备。同时，国内主要二次设备厂家已全面开展具备过程层通信接口的新一代二次设备的研究工作，现已进入应用阶段