《智能化系统变电站一体化监控系统规范设计》-国网版.doc

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1、/ICS xx.xxx 备案号：CEC国 家 电 网 公 司 企 业 标 准Q / GDW xxx 2011智能变电站一体化监控系统建设技术规范Technical specifications for construction of integrated supervision and control system of smart substation（报批稿）2011-xx-xx 发布 2011-xx-xx 实施国家电网公司 发 布Q/GDW/目 次前 言 .II1 范围 .12 规范性引用文件 .13 术语和定义 .14 总则 .25 体系架构及功能要求 .25.1 智能变电站自动化体系

2、架构 .25.2 一体化监控系统架构 .25.3 系统功能要求 .35.4 应用间数据流向 .66 一体化监控系统结构 .76.1 系统结构 .76.2 网络结构 .97 系统配置 .97.1 硬件配置 .97.2 系统软件配置 .107.3 时间同步 .117.4 性能要求 .118 数据采集与信息传输 .129 二次系统安全防护 .12编 制 说 明 .13/前 言智能变电站是智能电网的重要环节，一体化监控系统是智能电网调度控制和生产管理的基础，是大运行体系建设的基础，是备用调度体系建设的基础。为规范智能变电站建设，按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，国家电网公司组织编写了智能变电

3、站一体化监控系统建设技术规范 。本标准规定了智能变电站一体化监控系统体系架构、功能要求和系统配置等，为智能变电站设计和建设提供技术标准和依据。 本标准由国家电力调度通信中心提出并解释。本标准由国家电网公司科技部归口。本标准主要起草单位： 本标准主要起草人： /智能变电站一体化监控系统建设技术规范1 范围本标准规范了智能变电站一体化监控系统的体系架构、系统功能、网络结构、系统配置、数据采集与信息传输、安全防护等建设技术要求，规定了相关术语和定义。本标准适用于 110kV（66kV）及以上电压等级智能变电站的设计、设备研制和工程调试。35kV 及以下电压等级变电站可参照执行。2 规范性引用文件下列

4、文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 20840.8 互感器 第 8 部分：电子式电流互感器（GB/T 20840.8,MOD IEC60044-8: 2001）DL/T 634.5101 远动设备及系统第 5-101 部分：传输规约基本远动任务配套标准DL/T 634.5104 远动设备及系统第 5-104 部分：传输规约采用标准传输协议集的 IEC60870-5-101网络访问DL/T 860 变电站通信网络和系统Q/GDW 215 电力系统数据标记语言-E 语

5、言规范Q/GDW 383 智能变电站技术导则Q/GDW 396 IEC61850 工程继电保护应用模型Q/GDW 416 电力系统同步相量测量（PMU）测试技术规范Q/GDW 441 智能变电站继电保护技术规范Q/GDW 534 变电设备在线监测系统技术导则Q/GDW 622 电力系统简单服务接口规范Q/GDW 623 电力系统动态消息编码规范Q/GDW 624 电力系统图形描述规范国家电力监管委员会第 5 号令电力二次系统安全防护规定国家电力监管委员会电监安全200634 号电力二次系统安全防护总体方案3 术语和定义Q / GDW 383 、Q / GDW 441、QGDW 215、QGDW

6、 396、Q GDW 416、Q GDW 534、QGDW 622 中界定的以及下列术语和定义适用于本规范。3.1智能变电站一体化监控系统 integrated supervision and control system of smart substation按照全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的基本要求，通过系统集成优化，实现全站信息的统一接入、统一存储和统一展示，实现运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能。3.2全景数据 panoramic data反映变电站运行的稳态、暂态、动态数据、设备运行状态以及图像、模型等数据的集合。3.3 数据通信

7、网关机 communication gateway一种通信装置。实现智能变电站与调度、生产等主站系统之间的通信，为主站系统实现智能变电站监视控制、信息查询和远程浏览等功能提供数据、模型和图形的传输服务。/3.4 综合应用服务器 comprehensive application server实现与状态监测、计量、电源、消防、安防和环境监测等设备（子系统）的信息通信，通过综合分析和统一展示，实现一次设备在线监测和辅助设备的运行监视、控制与管理。 3.5 数据服务器 data server实现智能变电站全景数据的集中存储，为各类应用提供统一的数据查询和访问服务。 3.6计划管理终端 schedul

8、ed manage terminal配备安全文件网关的人机终端，实现调度计划、检修工作票、保护定值单等管理功能。4 总则 智能变电站一体化监控系统的基本技术原则如下：a) 遵循 DL/T 860，实现全站信息统一建模；b) 建立变电站全景数据，满足基础数据的完整性、准确性和一致性的要求；c) 实现变电站信息统一存储，提供统一规范的数据访问服务；d) 继电保护配置及相关技术要求遵循 Q/GDW 441；e) 与调度主站通信的文件描述和配置遵循 Q/GDW 622、Q/GDW 623 和 Q/GDW 624；f) 变电站信息通信遵循国家电力监管委员会电监安全200634 号文中电力二次系统安全防护

9、总体方案和变电站二次系统安全防护方案要求。5 体系架构及功能要求5.1智能变电站自动化体系智能变电站自动化体系由一体化监控系统和输变电设备状态监测、辅助设备、时钟同步、计量等共同构成。一体化监控系统纵向贯通调度、生产等主站系统，横向联通变电站内各自动化设备，处于体系结构的核心部分。智能变电站一体化监控系统直接采集站内电网运行信息和二次设备运行状态信息，通过标准化接口与输变电设备状态监测、辅助应用、计量等进行信息交互，实现变电站全景数据采集、处理、监视、控制、运行管理等，其逻辑关系如图 1 所示。计量装置变 压 器 在 线 监 视 I E D开 关 设 备 在 线 监 视 I E D避 雷 器

10、在 线 监 视 I E D电 源设 备消 防设 备安 防设 备环 境监 测暖 通设 备调 度 （ 调 控 ） 中 心绿 色照 明门 禁设 备视 频设 备 辅 助 应 用输 变 电 状 态 监 测 智 能 变 电 站 一 体 化 监 控 系 统保护装置测 控/ P M U稳控装置 图 1 智能变电站自动化体系架构逻辑关系图5.2一体化监控系统架构 如图 2 所示，智能变电站一体化监控系统可分为安全区和安全区。在安全区中，监控主机采集电网运行和设备工况等实时数据，经过分析和处理后进行统一展示，/并将数据存入数据服务器。区数据通信网关机通过直采直送的方式实现与调度（调控）中心的实时数据传输，并提供运

11、行数据浏览服务。 在安全区中，综合应用服务器与输变电设备状态监测和辅助设备进行通信，采集电源、计量、消防、安防、环境监测等信息，经过分析和处理后进行可视化展示，并将数据存入数据服务器。区数据通信网关机通过防火墙从数据服务器获取区数据和模型等信息，与调度（调控）中心进行信息交互，提供信息查询和远程浏览服务。综合应用服务器通过正反向隔离装置向/区数据通信网关机发布信息，并由/ 区数据通信网关机传输给其他主站系统。数据服务器存储变电站模型、图形和操作记录、告警信息、在线监测、故障波形等历史数据，为各类应用提供数据查询和访问服务。计划管理终端实现调度计划、检修工作票、保护定值单的管理等功能。视频可通过

12、综合数据网通道向视频主站传送图像信息。图 2 智能变电站一体化监控系统架构示意图5.3 系统功能要求5.3.1 功能结构智能变电站一体化监控系统的应用功能结构如图 3 所示分为三个层次：数据采集和统一存储、数据消息总线和统一访问接口、五类应用功能。五类应用功能包括：运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理、辅助应用。/统 一 访 问 接 口消 息 总 线运 行 监 视运行工况监视设备状态监测远程浏览操 作 与 控 制调度控制站内操作无功优化负荷控制顺序控制防误闭锁信 息 综 合 分 析 与 智 能告 警站内数据辨识故障综合分析智能告警运 行 管 理源端维护权限管理设备管理检修管理

13、辅 助 应 用电源监控安全防护环境监测辅助控制消 息 总 线统 一 数 据 存 储硬 件 支 撑 设 备 硬 件 支 撑 设 备智能操作票定值管理图 3 智能变电站一体化监控系统应用功能结构示意图5.3.2 运行监视通过可视化技术，实现对电网运行信息、保护信息、一、二次设备运行状态等信息的运行监视和综合展示。包含以下三个方面：a) 运行工况监视1) 实现智能变电站全景数据的统一存储和集中展示；2) 提供统一的信息展示界面，综合展示电网运行状态、设备监测状态、辅助应用信息、事件信息、故障信息；3) 实现装置压板状态的实时监视，当前定值区的定值及参数的召唤、显示。b) 设备状态监测1) 实现一次设

14、备的运行状态的在线监视和综合展示；2) 实现二次设备的在线状态监视，宜通过可视化手段实现二次设备运行工况、站内网络状态和虚端子连接状态监视；3) 实现辅助设备运行状态的综合展示。c) 远程浏览调度（调控）中心可以通过数据通信网关机，远方查看智能变电站一体化监控系统的运行数据，包括电网潮流、设备状态、历史记录、操作记录、故障综合分析结果等各种原始信息以及分析处理信息。5.3.3 操作与控制 实现智能变电站内设备就地和远方的操作控制。包括顺序控制、无功优化控制、正常或紧急状态下的开关/刀闸操作、防误闭锁操作等。调度（调控）中心通过数据通信网关机实现调度控制、远程浏览等。包含以下内容：a) 站内操作

15、1） 具备对全站所有断路器、电动开关、主变有载调压分接头、无功功率补偿装置及与控制运行相关的智能设备的控制及参数设定功能；2） 具备事故紧急控制功能，通过对开关的紧急控制，实现故障区域快速隔离；3） 具备软压板投退、定值区切换、定值修改功能。b) 调度控制1） 支持调度（调控）中心对站内设备进行控制和调节；2） 支持调度（调控）中心对保护装置进行远程定值区切换和软压板投退操作。c) 自动控制1） 无功优化控制根据电网实际负荷水平，按照一定的策略对站内电容器、电抗器和变压器档位进行自动/调节，并可接收调度（调控）中心的投退和策略调整指令。2） 负荷优化控制根据预设的减载目标值，在主变过载时根据确

16、定的策略切负荷，可接收调度（调控）中心的投退和目标值调节指令。3） 顺序控制在满足操作条件的前提下，按照预定的操作顺序自动完成一系列控制功能，宜与智能操作票配合进行。d) 防误闭锁根据智能变电站电气设备的网络拓扑结构，进行电气设备的有电、停电、接地三种状态的拓扑计算，自动实现防止电气误操作逻辑判断。e) 智能操作票在满足防误闭锁和运行方式要求的前提下，自动生成符合操作规范的操作票。5.3.4 信息综合分析与智能告警 通过对智能变电站各项运行数据（站内实时/非实时运行数据、辅助应用信息、各种报警及事故信号等）的综合分析处理，提供分类告警、故障简报及故障分析报告等结果信息。包含以下内容：a) 站内

17、数据辨识1) 数据校核检测可疑数据，辨识不良数据，校核实时数据准确性。2) 数据筛选对智能变电站告警信息进行筛选、分类、上送。b) 故障分析决策1) 故障分析在电网事故、保护动作、装置故障、异常报警等情况下，通过综合分析站内的事件顺序记录、保护事件、故障录波、同步相量测量等信息，实现故障类型识别和故障原因分析。2) 分析决策根据故障分析结果，给出处理措施。宜通过设立专家知识库，实现单事件推理、关联多事件推理、故障智能推理等智能分析决策功能。3) 人机互动根据分析决策结果，提出操作处理建议，并将事故分析的结果进行可视化展示。c) 智能告警建立智能变电站故障信息的逻辑和推理模型，进行在线实时分析和

18、推理，实现告警信息的分类和过滤，为调度（调控）中心提供分类的告警简报。5.3.5 运行管理 通过人工录入或系统交互等手段，建立完备的智能变电站设备基础信息，实现一、二次设备运行、操作、检修、维护工作的规范化。具体内容如下：a) 源端维护1) 遵循 Q/GDW624，利用图模一体化建模工具生成包含变电站主接线图、网络拓扑、一二次设备参数及数据模型的标准配置文件，提供给一体化监控系统与调度（调控）中心； 2) 智能变电站一体化监控系统与调度（调控）中心根据标准配置文件，自动解析并导入到自身系统数据库中；3) 变电站配置文件改变时，装置、一体化监控系统与调度（调控）中心之间应保持数据同步。b) 权限

19、管理1) 设置操作权限，根据系统设置的安全规则或者安全策略，操作员可以访问且只能访问自己被授权的资源；2) 自动记录用户名、修改时间、修改内容等详细信息。c) 设备管理1) 通过变电站配置描述文件（SCD）的读取、与生产管理信息系统交互和人工录入三种方式建立设备台账信息；/2) 通过设备的自检信息、状态监测信息和人工录入三种方式建立设备缺陷信息。d) 定值管理接收定值单信息，实现保护定值自动校核。e) 检修管理通过计划管理终端，实现检修工作票生成和执行过程的管理。5.3.6 辅助应用通过标准化接口和信息交互，实现对站内电源、安防、消防、视频、环境监测等辅助设备的监视与控制。包含以下四个方面内容

20、：a) 电源监控采集交流、直流、不间断电源、通信电源等站内电源设备运行状态数据，实现对电源设备的管理。b) 安全防护接收安防、消防、门禁设备运行及告警信息，实现设备的集中监控。c) 环境监测对站内的温度、湿度、风力、水浸等环境信息进行实时采集、处理和上传。d) 辅助控制实现与视频、照明的联动。5.4应用间数据流向智能变电站五类应用功能数据流向见图 4：标 准 数 据 总 线 与 接 口运行监视操作与控制信息综合分析与智能告警运行管理 辅助应用告警信息历史数据状态监测数据保护信息辅助信息P M U 数据分析结果 实时数据录波数据计量数据 当地 / 远方操作控制指令实时数据辅助信息保护信息 控制指

21、令 实时数据 /历史数据状态监测数据P M U 数据设备基础信息辅助信息保护信息录波数据告警信息 保护定值单配置文件设备操作记录设备铭牌 告警简报故障分析简报故障报告 设备基础信息操作票检修票 联动控制指令 辅助信息 调度 （ 调控 ） 中心远 程 操 作 与控 制 指 令实 时 / 历 史 数 据分 析 结 果监 控 画 面告 警 简 报故 障 分 析 报 告环 境 信 息. . .数 据 传 输 接 口安全防护措施其他主站系统远 程 浏 览参 数 设 置控 制 指 令计 量 数 据在 线 监 测 数 据P M U 数 据视 频 数 据设 备 基 础 信 息保 护 定 值安全防护措施图 4 智能变电站五类应用功能数据流向图5.4.1 内部数据流运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理和辅助应用通过标准数据总线与接口进行信息交互，并将处理结果写入数据服务器。五类应用流入流出数据：a) 运行监视1) 流入数据：告警信息、历史数据、状态监测数据、保护信息、辅助信息、分析结果信息等；2) 流出数据：实时数据、录波数据、计量数据等。