智能变电站示范工程关键技术.ppt

智能变电站示范工程关键技术智能变电站示范工程关键技术继电保护与控制研究所兼智能变电站研究所继电保护与控制研究所兼智能变电站研究所兰兰 金金 波波 所长所长Tel:025-51183931Fax:025-51183983变电站功能示意图变电站功能示意图传统变电站传统变电站智能变电站结构图智能变电站结构图智能变电站与传统变电站网络结构对比智能变电站与传统变电站网络结构对比 传统变电站结构图传统变电站结构图数字化变电站结构图数字化变电站结构图电子式电流互感器电子式电流互感器Rogowsgi线圈式线圈式磁光玻璃式磁光玻璃式全光纤式全光纤式电子式电压互感器电子式电压互感器电容分压式电压电容分压式电压互感器互感器电压电流组合式电压电流组合式互感器互感器电压等级越高电子式互感器优势越明显比较项目比较项目常规互感器常规互感器电子式互感器电子式互感器绝缘复杂绝缘简单体积及重量大、重体积小、重量轻CT动态范围范围小、有磁饱和范围宽、无磁饱和PT谐振易产生铁磁谐振PT无谐振现象CT二次输出不能开路可以开路输出形式模拟量输出数字量输出电子式互感器电子式互感器SV采样采样一、传统互感器一、传统互感器二、电子式互感器二、电子式互感器三、数据传输与同步三、数据传输与同步传统互感器配置传统互感器配置传统互感器就地采集传统互感器就地采集采样同步采样同步n采样的同步问题采样的同步问题间隔内采样同步(电子式互感器)间隔间采样同步变电站间的采样同步IEC 60044-8IEC 60044-8n采样值传输标准采样值传输标准1、IEC 60044-8：传输速度2.5Mbit/s,国内扩展为10Mbit/s 链路层：IEC 60870-5-1规定的FT3格式 数据：固定数据集12通道，国内扩展为22通道 传输介质：光纤 传输路径：点对点 扩展后应用于合并器输入作为间隔内的同步 也可以用作合并器的输出 IEC 60044-8IEC 60044-8l其传输延时固定，采用插值法同步其传输延时固定，采用插值法同步q采样值，采样值，q设备间隔设备间隔1的电流的电流q采样值，采样值，q设备间隔设备间隔2的电流的电流q推算值，推算值，q设备间隔设备间隔2的电流的电流q推算值，推算值，q设备间隔设备间隔1的电流的电流IEC 60044-8IEC 60044-8nIEC 60044-8优点：传输延时确定 可以采用再采样技术实现同步采样 硬件和软件实现简单缺点：使用串行口，带宽较低 通道固定，扩展不易IEC 61850-9-1IEC 61850-9-1n采样值传输标准采样值传输标准2、IEC 61850-9-1：传输速度100Mbit/s 链路层：同以太网 数据：固定数据集12通道 传输介质：光纤 传输路径：点对点或者组网 可应用于合并器的输出IEC 61850-9-1IEC 61850-9-1l点对点，采用插值法同步l组网，合并器需要外部同步源，采用序号同步法nIEC 61850-9-1IEC 61850-9-1IEC 61850-9-1nIEC 61850-9-1优点：物理接口标准以太网接口 硬件和软件实现简单 可灵活选择点对点及组网缺点：通道固定，兼容性不好 组网时需要外接同步源由于标准及兼容性问题，已经不使用。IEC 61850-9-2IEC 61850-9-2n采样值传输标准采样值传输标准3、IEC 61850-9-2：传输速度100Mbit/s 链路层：同以太网 数据：可灵活定义 传输介质：光纤 传输路径：点对点或者组网 可应用于合并器的输出IEC 61850-9-2IEC 61850-9-2l点对点，采用插值法同步l组网，合并器需要外部同步源，采用序号同步法nIEC 61850-9-2IEC 61850-9-2IEC 61850-9-2nIEC 61850-9-2优点：物理接口标准以太网接口 可灵活选择点对点及组网 可按照61850模型对互感器建模 通道可灵活扩展缺点：采用ASN.1编码，硬件和软件实现复杂 组网时需要外接同步源IEC 61850-9-2IEC 61850-9-2n扩展传输规约扩展传输规约IEC 61850-9-2LE：80点/周波 8通道IEC 61850-9-2(国网版)：80点/周波 22通道（包括合并器通道延时）GOOSE一、一、GOOSE机制机制二、虚端子二、虚端子GOOSE机制机制GOOSE机制机制交换机交换机GOOSE入高速公路收费站高速公路收费站GOOSE出以太网GOOSE报文快速通过交换机示意图虚端子虚端子常规站端子图常规站端子图虚端子虚端子智能站虚端子智能站虚端子保护与控制保护与控制一、多种互感器接入一、多种互感器接入二、保护优化二、保护优化三、过程层网络三、过程层网络多种互感器接入多种互感器接入l站内多间隔间数据同步站内多间隔间数据同步点对点：插值同步组网：序号同步多种互感器接入多种互感器接入l站间多间隔间数据同步（线路保护）站间多间隔间数据同步（线路保护）多种互感器接入多种互感器接入多种互感器接入多种互感器接入集中式后备保护集中式后备保护 集中式后备保护测量本站电力元件的电压和电流、利用智能变电站GOOSE网络获得各主保护动作及断路器状态信息，并利用通讯网络收集相邻变电站的状态量信息、断路器状态信息及主保护动作信号，接收相邻变电站元件的故障方向信息，根据实时信息，独立判别在近后备、远后备范围内元件的故障，并做出最优的跳闸策略。保护优化保护优化l双回线保护双回线保护l双回线自适应重合闸双回线自适应重合闸过程层网络过程层网络n过程层网络配置过程层网络配置SVSV点对点、点对点、GOOSEGOOSE组网组网SVSV、GOOSEGOOSE独立组网独立组网SVSV和和GOOSEGOOSE均点对点均点对点三网合一三网合一q2005年2008年：以点对点方案为主单间隔采用IEC 61850-9-1或IEC 60044-8 FT3；跨间隔采用IEC 60044-8 FT3q2009年，出现组网模式的尝试郭家屯：9-1；其他：9-2LEq2009年末，国调中心规范点对点采样值网络采样值网络SMVSMV点对点、点对点、GOOSEGOOSE组网组网SVSV点对点点对点 GOOSEGOOSE组网组网SVSV点对点点对点 GOOSEGOOSE组网组网n优点：优点：n缺点：缺点：该方案可以解决开关量信息共享的问题。采样值仍然是点对点传输，光纤数量多、交换机多大量工程使用；方案较折衷，方案较成熟；SVSV、GOOSEGOOSE独立组网独立组网n优点：优点：采用IEC 61850-9-2组网模式，体现了IEC 61850功能分布、信息共享的要求，避免点对点方式的光纤数量多、施工繁琐、维护麻烦的缺点；维持了保护双重化原则进行，实现了继电保护采集、跳闸回路的完全独立，即从互感器线圈一直到开关跳圈都是双重化配置，不存在任何交叉。SVSV、GOOSEGOOSE独立组网独立组网n缺点：缺点：交换机数量众多；对交换机的依赖较高；点对点方案点对点方案实现了功能分布，但是不能满足数字化变电站对信息共享的要求；对二次设备通信能力提出了很高的要求，需要具有多个光纤以太网口的通信能力；光纤数量众多，造成现场施工和日后运行维护难度大。n缺点：缺点：n优点：优点：保护功能不受外界同步源影响不受交换机影响容易被现场维护人员接收 改进的点对点方案改进的点对点方案改进的点对点方案改进的点对点方案只能在合并器及智能终端一体的情况下适用；n缺点：缺点：n优点：优点：有点对点的所有好处光纤数量相对较少全站对时全站对时l对时方案对时方案:1.SNTP2.B码对时3.1588对时全站对时全站对时IED即插即用的实现及功能迁移即插即用的实现及功能迁移考虑考虑即插即用即插即用功能迁移功能迁移