本科毕业设计_全数字化变电站自动化系统的结构研究与设计.docVIP

chitecture. Key words：digital technology; substations; automation systems; IEC 61850  目 录 1 绪论 1 1.1 引言 1 1.2 研究背景与意义 1 1.3 国内外数字化变电站发展历史与趋势 2 1.4 本文所做的工作 4 2 数字化变电站自动化系统概述 5 2.1 数字化变电站自动化系统的结构模式 5 2.2 数字化变电站自动化系统功能和主要特点 7 2.3 数字化变电站自动化系统优越性 8 2.4 数字化变电站在应用上存在的问题 9 2.5 本章小结 10 3 基于IEC 61850标准的数字化变电站自动化系统结构 11 3.1 IEC 61850 标准简介 11 3.1.1 IEC 61850标准的主要内容 11 3.1.2 IEC 61850 主要特点 12 3.1.3 IEC 61850标准存在的问题 13 3.2 数字化变电站自动化系统关键设备 14 3.2.1 智能化一次设备 14 3.2.2 网络化二次设备 16 3.3 数字化变电站自动化系统的逻辑结构 16 3.4 数字化变电站自动化系统的通信结构 17 3.5 本章小结 18 4 110kV数字化变电站自动化系统结构设计 19 4.1 数字化变电站自动化系统设计规范 19 4.1.1 数字化变电站自动化系统设计原则 19 4.1.2 数字化变电站自动化系统组网原则 19 4.1.3 设计方案对主要设备的要求 19 4.2 110kV变电站主接线及IED配置方案 23 4.3 数字化变电站的网络选型 28 4.3.1 数字化变电站通信结构 28 4.4 数字化变电站系统网络构建方案 30 4.5 数字化变电站的网架结构 31 4.5.1 变压器组网方式-双重化组网 31 4.5.2 母线保护组网方式 31 4.5.3 主变GOOSE方案图 32 4.5.4 10kV低压智能保护装置 32 4.6 本章小结 33 5 总结 34 参考文献 35 致谢 37 附录 38  1 绪论 1.1 引言 全数字化变电站自动化技术得益于计算机技术和电力电子技术的发展，经历几十年的快速发展，广泛应用于当前各新建变电站中，并在实现数字化，无人化方面取得较大成效。 一次设备智能化、二次设备网络化和监控管理系统自动化是数字化变电站区别于传统变电站的主要特点。但就目前国内发展水平而言，要实现全数字化仍需作出很大的努力。在新时代，只有与时俱进，在现有自动化系统结构上不断进行改进，才能满足变电站自动化系统对数据越来越严苛的实时性和可靠性要求。 1.2 研究背景与意义 （一）研究背景 在我国智能电网建设中，推进全数字化变电站产业发展举措具有举足轻重的地位。南瑞集团、北京四方、国电南自、许继电器等国内著名设备制造商几乎同步开展了通信标准研究和软硬件开发[1]，其重要性不言而喻。国内数字化变电站的发展迅速，电气设备的生产从单一厂家到多家集成，技术也日趋成熟。虽目前取得不小成就，但对数字化变电站工程实践的探索是永无止境的过程。超高压标准下的数字化变电站还处于萌芽阶段[2]，相关检测手段还非常有局限性，要想赶上国际领先水平，我们还要作出更多的努\力。政府应该鼓励和支持必威体育精装版技术产品的研发使用和产业升级，推动相关标准的应用，以提升我国数字化变电站产业的国际竞争力。 （二）研究意义 作为《国家电网公司“十一五”科技发展规划》中列出的提高电网自动化水平的五大重点技术课题之一，也是《国家电网“十二五”规划》中智能电网的重要组成部分之一，数字化变电站是目前电力自动化领域中最热门的话题。以下从运行和管理方面说明对全数字化变电站自动化系统的深远意义与影响[3]： （1）实现无人监管模式； （2）IEC 61850统一标准使二次设备具备互操作能力，一定程度上减少了自动化系统日常维护工作，另一方面，提高了电网检修效率； （3）光缆代替传统控制电缆，减少有色金属的消耗，也减少了工程建设资金投入； （4）将相关功能的装置集中整合到一起，实现功能模块化； （5）光电转换界面的使用有效解决了方便变电站扩建与系统扩充问题。 1.3 国内外数字化变电站发展历史与趋势 （一）国外发展历史与趋势： 1998-2000 年，ABB、ALSTOM 和 SIEMENS公司合作在德国进行了OCIS(open communication in substations)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，通过以太网实现了ABB公司主控站与ABB、ALSTOM 和SIEMENS 设备以IEC 61850-8-1 标准为通信基础的连接。 2002 年 1 月和 9 月， ABB 和SIEMENS 公司在美国共同成功完成了采