南方电网数字化变电站技术规范(颁布稿).docx
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1、标签:标题Q/CSG中国南方电网有限责任公司企业标准Q/CSG 11006 2009数字化变电站技术规范2009-11 -26发布2009-11- 26 实施中 国 南 方 电 网 有 限 责 任 公 司发 布页脚内容标签:标题目次页脚内容2前言11 范围22 引用标准23 术语与定义44 系统构成55 系统配置76 设备技术要求97 软件技术要求198 应用功能229 总体性能指标4510 设计要求4811 产品验证技术要求49附录A 典型应用方案(资料性附录)50附录B 建模原则(资料性附录)56附录C 服务(资料性附录)74前言随着工业级网络通信技术、集成应用技术、电子及光电采集技术、信
2、息技术,特别是 DL/T860 标准的颁布,数字化变电站技术具备了基本应用基础。数字化变电站是以变电站一、二次系统为数字化对象, 对数字化信息进行统一建模,将物理设备虚拟化,采用标准化的网络通信平台,从而以信息共享、硬件平台综合集成应用、软件功能插接复用、逻辑功能智能化策略的全新模式,实现变电站运行监视、快速保护、智能分析、标准化操作、设备状态监测等基本功能。为统一设备配置和技术标准,指导和规范数字化变电站建设,特制定本技术规范。本规范由中国南方电网有限责任公司生产技术部提出、归口并解释。本规范由广东电网公司电力科学研究院负责起草。本规范主要起草人:陈炯聪、陈建福、段新辉、高新华、杨奕、赵永发
3、、刘玮、梁晓兵、游复生、代仕勇、吴国沛、张喜平、潘璠本规范由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。本规范自颁布之日起实施。执行中的问题和意见,请及时反馈给南方电网公司生产技术部。数字化变电站技术规范1 范围1.1 本规范提出了数字化变电站的技术要求,适用于中国南方电网有限责任公司管理的 110kV500kV 交流数字化变电站建设和改造工程。1.2 中国南方电网有限责任公司系统内直流换流站的交流部分,以及与中国南方电网有限责任公司电网有关的 110kV500kV 用户变电站的相关技术要求可参照本规范执行。2 引用标准下列文件中的条款通过本规范的引用而构成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件,
4、其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范,但鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。GB/T 20840.7-2007 电子式电流互感器GB/T 20840.8-2007 电子式电压互感器GB/T 17626电磁兼容 试验和测量技术DL/T 860 变电站内通信网络和系统标签:标题DL/T定5149-2001220500kV 变电所计算机监控系统设计技术规DL/T5002-2005地区电网调度自动化设计技术规程DL/T5003-2005电力系统调度自动化设计技术规程DL/T 634.5101-2002
5、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/T634.5104-2002 远动设备及系统 第 5-104 部分:传输规约采用标准传输协议子集的IEC 60870-5-101 网络访问DL/T 5218-2005 220kV500kV 变电所设计技术规程DL/T614-2007 多功能电能表DL/T448 电能计量装置技术管理规程Q/CSG 10011-2005 南方电网 220kV500kV 变电站电气技术导则电力二次系统安全防护规定,国家电力监管委员会2005第 5 号文件变电站二次系统安全防护方案,国家电力监管委员会电监安全2006年第 34 号文件南方电网电力
6、二次系统安全防护技术实施规范,中国南方电网页脚内容7公司,2008中国南方电网 500kV 保护装置配置及选型技术原则,中国南方电网公司,2004南方电网微机继电保护装置软件版本管理规定,中国南方电网公司,2006中国南方电网继电保护故障信息系统通信与接口规范,中国南方电网公司,2005 年 3 月IEC 60654-4:1987 Operating conditions for industrial-process measurement and control equipment Part 4: Corrosive and erosive influencesIEC 60694:1996
7、Common specifications for high-voltage switchgear and controlgear StandardsIEEE 802 IEEE802 局域网系列标准IEEE 1588 网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准3 术语与定义3.1 数字化变电站(digital substation)数字化变电站是指按照 DL/T860、间隔层、过程层构建,过程层采用电子式互感器、智能终端等具有数字化接口的智能一次设备,以网络通信平台为基础,采用 DL/T860 数据建模和通信服务协议,实现了变电站监测信号、控制命令、保护跳闸命令的数字化采集、传输、处理和数据共享
8、,可实现网络化二次功能、程序化操作、智能化功能等的变电站。3.2 程序化操作(顺控)(sequence control)由计算机、智能电子装置等按照严格的操作条件、规范的操作顺序,代替人工自动完成一系列的设备倒闸操作任务。3.3 智能终端(intelligent terminal)指与传统一次设备就近安装,实现信息采集、传输、处理、控制的智能化电子装置。4 系统构成4.1 分层结构4.1.1 物理结构上,完整的数字化变电站由三个层次构成,分别为过程层、间隔层、站控层。4.1.2 过程层主要设备包括智能一次设备(含电子式互感器)、智能终端等,其主要功能是完成实时运行电气量的采集、设备运行状态的监
9、测、控制命令的执行等。4.1.3 间隔层主要设备包括各种保护装置、自动化装置、安全自动装置、计量装置等,其主要功能是各个间隔过程层实时数据信息的汇总; 完成各种保护、自动控制、逻辑控制功能的运算、判别、发令;完成各个间隔及全站操作联闭锁以及同期功能的判别;执行数据的承上启下通信传输功能,同时完成与过程层及站控层的网络通信功能。4.1.4 站控层主要设备包括主机、操作员站、五防主机、远动装置、保信子站等设备,其主要功能是通过网络汇集全站的实时数据信息, 不断刷新实时数据库,并定时将数据转入历史数据记录库;按需要将有关实时数据信息送往调度端;接受电网调度或控制中心的控制调节命令下发到间隔层、过程层
10、执行;全站操作闭锁控制功能;具有站内当地监控、人机联系功能;具有对间隔层、过程层二次设备的在线维护、参数修改等功能。4.2 组网方式4.2.1 整个系统的组网方式应采用冗余以太网架构,传输速率不低于100Mbps。4.2.2 网络宜采用双星型结构,网络宜采用双网双工方式运行,提高网络冗余度,能实现网络无缝切换。4.2.3 站控层与间隔层网络主要传输MMS 和 GOOSE 两类信号。4.2.4 过程层与间隔层网络主要传输GOOSE 和SMV 两类信号, GOOSE 信号和SMV 信号可分别组网,也可合并组网,但应根据流量和传输路径分为若干个逻辑子网,保证网络的实时性和可靠性。4.2.5 系统应满
11、足变电站二次系统安全防护方案的要求,实现二次系统的安全分区。4.3 典型应用方案本规范中给出现阶段完整数字化变电站的技术要求,但考虑到建站规模、变电站的主接线、变电站在电网中的重要性、相关设备的成熟度等因素,各单位可选择采用不同方案,附录A(资料性附录)中给出了三种典型的应用方案供参考。5 系统配置5.1 系统应具备灵活的DL/T860 配置工具,配置工具应包括系统配置工具和装置配置工具,应能自动正确识别和导入不同制造商的模型文件,具备良好的兼容性。5.2 装置配置工具应能生成和维护装置ICD 文件,并支持导入SCD 文件以提取需要的装置实例配置信息,完成装置配置并下装配置数据到装置,同一厂商
12、的各类型装置ICD 文件的数据模板应具备一致性。5.3 系统配置工具应能生成和维护SCD 文件,支持生成或导入SSD 和ICD 文件,且应保留ICD 文件的私有项;应能对一、二次系统的关联关系、全站的 IED 实例以及IED 间的交换信息进行配置,完成系统实例化配置,并导出全站SCD 配置文件。5.4 装置能力描述文件( ICD)的建模及扩展须符合 DL/T 860 和DL/T860 系列标准工程实施技术规范;ICD 文件应由装置厂商提供;此外装置厂商还需提供完整的装置说明文档,包括模型一致性说明文档、协议一致性说明文档、协议补充信息说明文档。5.5 系统规范文件(SSD)应能完整描述变电站一
13、次系统结构以及相关联的逻辑节点,并能配置到在全站系统配置文件中;SSD 宜由设计单位或系统集成商完成。5.6 全站系统配置文件(SCD)应能描述所有 IED 的实例配置和通信参数、IED 之间的通信配置以及变电站一次系统结构,且具备唯一性, SCD 应由系统集成厂商完成。5.7 IED 实例配置文件(CID),每个装置应只有一个,由装置厂商根据SCD 文件中本 IED 相关配置生成。5.8 ICD、SSD、SCD、CID 文件均应包含版本修改信息,明确描述修改时间、修改版本号等内容,不得随意变更。5.9 工程实施过程中,系统集成商提供系统配置工具,并根据用户的需求负责整个系统的配置及联调,装置
14、厂商提供装置配置工具,并负责装置的配置及配合系统集成商进行联调,具体流程参照图1。标签:标题图 1工程配置流程6 设备技术要求6.1 站控层设备技术要求站控层设备包括主机、操作员工作站、远动通信装置、保信子站、五防子系统、网络通信记录分析系统、卫星对时系统以及其它智能接口设备等。6.1.1 主机具有主处理器及服务器的功能,为站控层数据收集、处理、存储及发送的中心,管理和显示有关的运行信息,供运行人员对变电站的运行情况进行监视和控制,间隔层设备工作方式的选择,实现各种工况下的操作闭锁逻辑等。500kV 变电站应采用两台主机互为热备用工页脚内容9作方式。6.1.2 操作员站是站内自动化系统的主要人
15、机界面,用于图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询,设备状态和参数的查询,操作指导,操作控制命令的解释和下达等。通过操作员站,运行值班人员能够实现全站设备的运行监视和操作控制。应配置两台操作员站,操作员站间应能实现相互监视操作的功能。110220kV 变电站的操作员站宜与主机在计算机硬件上合并设置。6.1.3 保信子站应能在正常和电网故障时,采集、处理各种所需信息,并充分利用这些信息,为继电保护运行、管理服务,为分析、处理电网故障提供支持。保信子站具备多路数据转发的能力,能够通过网络通道向多个调度中心进行数据转发,通信规约应符合中国南方电网继电保护故障信息系统通信与接口规范。支持根据调度
16、中心命令对相应装置进行查询和远程维护,包括远程配置、可视化数据库维护、参数的上传下载、设备运行状态监视等。220kV-500kV 变电站的保信子站应双机配置,采用互为热备用工作方式,双机都能独立执行各项功能。当一台保信子站故障时,系统实现双机无缝自动切换,由另一台保信子站执行全部功能,并保证切换时数据不丢失,同时向各级调度和操作员站发送切换报警信息。标签:标题6.1.4 远动装置满足直采直送要求,收集全站测控装置、保护装置等设备的数据, 将信息通过双通道(专线或网络通道)上传至各级调度中心/集控(监控)中心,并将调度中心/集控(监控)中心下发的遥控命令向变电站间隔层设备转发。远动工作站应双机配
17、置,与间隔层以及调度中心的通信模式均应能根据运行需求设置为双主机或热备用工作方式。双配置的调制解调器的工作电源应取自不同的直流母线段,调制解调器传送各级调度的通讯模块应独立配置,且宜支持热插拔。远动子系统不应该存在单点故障导致系统失效的隐患。当远动装置采集不正常时,传送调度端的信息必须保留原数据并在品质标志位打上品质标志。技术要求如下:(1) 远动装置在故障、重启及切换的过程中不应引起误操作及数据重发、误发、漏发,并不能出现抢主机的现象;(2) 缓冲区的容量满足变电站事故时的处理要求,不发生数据溢出的现象;(3) 远动装置应具备与调度中心和站内GPS 系统对时的功能;页脚内容45(4) (4)
18、(5) (5)采用模块化结构,便于维护和扩展;采用基于工业控制的 32 位及以上多处理器通信装置,嵌入式操作系统,无风扇、硬盘等转动部件。6.1.5 五防子系统五防子系统主要包含五防工作站、电脑钥匙、充电通信控制器、编码锁具等,实现面向全站设备的综合操作闭锁功能。五防子系统应与后台软件一体化配置,五防工作站与其中一台操作员站应能实现互为备用的功能。6.1.6 网络通信记录分析系统网络通信记录分析系统应能实时监视、记录数字化变电站网络通信报文(MMS、GOOSE、SV 等),周期性保存为文件,并进行各种归类分析,包括通信过程解析、报文重组、异常分析等。网络通信记录分析系统可根据实际网络流量及应用
19、需求由若干台设备组合构成。6.2 间隔层设备技术要求6.2.1 间隔层设备应采用模块化、标准化的结构,易维护和更换方便。6.2.2 所有间隔层设备应能按照DL/T860 建模,并与站控层设备通信, 并具有完善的自我描述功能;设备的最大客户端连接能力应满足系统内所有客户端通过各个网络同时连接的需求。6.2.3 所有间隔层设备与过程层设备之间的通信应满足DL/T860 中规定的数据格式,具有识别协议中的数据有效性判断,实时闭锁保护, 并能将告警事件上送。6.2.4 在任何网络运行工况流量冲击下,间隔层装置均不应死机或重启。6.2.5 宜采用冗余的 110V 或 220V 直流供电方式;当电压波动范
20、围在20内时,间隔层设备应能正常工作。6.2.6 测控装置应支持通过GOOSE 协议实现间隔层五防功能。6.2.7 保护装置应支持GOOSE 协议,实现装置之间状态、命令传递及GOOSE 跳闸功能。6.2.8 保护装置的出口压板宜采用软压板方式,并具备功能投退压板。6.2.9 保护装置在接收到异常的合并单元采样信号时,应能立刻闭锁保护出口,确保不误动。6.2.10 测控装置应能实时反映本间隔一次设备的分、合状态,应有该电气单元的实时模拟接线状态图。6.2.11 测控装置应能设置所测量间隔的检修状态,相关的 GOOSE 信号应置“TEST”位的值为“TRUE”,订阅方需做相应处理确保不误动作,检
21、修状态下应具备设置所有自动化信息不上送各级调度主站的功能;保护装置也应当设置检修态,保证测试GOOSE 通信正确,但是不会实际跳闸。6.2.12 故障录波器应具有采样数据接口,从合并单元或交换机上接收采样信号,进行采样量的录波,同时应可记录重要的 GOOSE 开入开出量。6.2.13 计量装置与站控层通信应支持 MMS 协议,与合并单元通信应支持支持DL/T 860-9-1 或DL/T 860-9-2 标准。6.2.14 各类安全稳定装置应遵循DL/T 860 标准建模和通信,包括备自投装置、低周减载装置、PMU 装置等,其他功能要求等同于常规变电站的要求,在本规范中不作具体细节要求。6.3
22、过程层设备技术要求6.3.1 电子式互感器和合并单元6.3.1.1 电子式互感器可以采用电流、电压混合式互感器,也可单独配置,现场安装宜按间隔布置。6.3.1.2 对 110kV 及以上电压等级的互感器应使用数字信号输出的电子式互感器;10/35kV 的互感器宜采用低功耗的一体化互感器。6.3.1.3 双重化保护装置使用电子式互感器的传感模块和合并单元应冗余配置,并使用不同回路的电源供电。6.3.1.4 合并单元的输出协议应优先采用 DL/T 860-9-2,也可采用DL/T 860-9-1 或 IEC60044。6.3.1.5 合并单元宜具备多个光纤以太网口,整站采样速率宜统一,额定数据速率
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