南网数字化变电站技术规范介绍课件.ppt

1、许继电气许继电气南网数字化变电站技术规范介绍（2）数字化变电站的系统构成；）数字化变电站的系统构成；（1）数字化变电站的定义；）数字化变电站的定义；（3）数字化变电站的系统配置要求；）数字化变电站的系统配置要求；（4）设备的技术要求；）设备的技术要求；（5）软件的技术要求；）软件的技术要求；（6）应用功能的要求；）应用功能的要求；（7）总体性能指标；）总体性能指标；（9）产品验证的技术要求；）产品验证的技术要求；（8）数字化变电站的设计要求；）数字化变电站的设计要求； 数字化变电站是指按照数字化变电站是指按照DL/T860、间隔层、间隔层、过程层构建，过程层采用电子式互感器、智能终过程层构建，

2、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，采用信平台为基础，采用DL/T860数据建模和通信服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、处理和数据共护跳闸命令的数字化采集、传输、处理和数据共享，可实现网络化二次功能、程序化操作、智能享，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。化功能等的变电站。间隔层间隔层主要主要设备设备包括各种保护装置、自动化装置、安全包括各种保护装置、自动化装置、安全自动装置、计量装置等

3、，其主要自动装置、计量装置等，其主要功能功能是各个间隔过程层实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。能，同时完成与过程层及站控层的网络通信功能。 过程层过程层主要主要设备设备包括智能一次设备（含电子式互感器）、包括智能一次设备（含电子式互感器）、智能终端等，其主要智能终端等，

4、其主要功能功能是完成实时运行电气量的采集、是完成实时运行电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等设备运行状态的监测、控制命令的执行等。 （1） 分层结构：分层结构：过程层，间隔层，站控层过程层，间隔层，站控层（1） 分层结构：分层结构：过程层，间隔层，站控层过程层，间隔层，站控层站控层站控层主要主要设备设备包括主机、操作员站、五防主机、远动装包括主机、操作员站、五防主机、远动装置、保信子站等设备，其主要置、保信子站等设备，其主要功能功能是通过网络汇集全站的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

5、录库；按需要将有关实时数据信息送往调度端；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、接受电网调度或控制中心的控制调节命令下发到间隔层、过程层执行；全站操作闭锁控制功能；具有站内当地监控、过程层执行；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。护、参数修改等功能。 GOOSE信号和信号和SMV信号可分别组网，也可合并组网，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，保证网但应根据流量和传输路径分

6、为若干个逻辑子网，保证网络的实时性和可靠性。络的实时性和可靠性。 双网双工方式运行，能实现网络无缝切换。双网双工方式运行，能实现网络无缝切换。（2） 组网方式：组网方式：冗余以太网构架冗余以太网构架典型应用方案：典型应用方案：附录附录A，三种典型应用方案，三种典型应用方案n典型应用方案一：典型应用方案一：本方案采用光纤点对点与过程总线相结合的方式，即交流采样采用本方案采用光纤点对点与过程总线相结合的方式，即交流采样采用光纤点对点，跳合闸等开关量信息采用光纤点对点，跳合闸等开关量信息采用GOOSE网络方式。采样数网络方式。采样数据独立，将据独立，将GOOSE单独组网。本方案以单独组网。本方案以5

7、00kV站配置为例站配置为例 。 n典型应用方案二：典型应用方案二：本方案采用完全过程总线方式，即交流采样本方案采用完全过程总线方式，即交流采样9-2和和GOOSE统一组统一组网。本方案以网。本方案以500kV站配置为例。站配置为例。 n典型应用方案三：典型应用方案三：本方案采用完全过程总线方式，即交流采样本方案采用完全过程总线方式，即交流采样9-2、IEEE1588和和GOOSE统一组网。本方案以统一组网。本方案以500kV站配置为例。站配置为例。 （1） 配置工具配置工具装置配置工具要求：装置配置工具要求：应能生成和维护装置应能生成和维护装置ICD文件，并支文件，并支持导入持导入SCD文件

8、以提取需要的装置实例配置信息，完成装置配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，同一厂商的各类型装置置并下装配置数据到装置，同一厂商的各类型装置ICD文件的数文件的数据模板应具备一致性。据模板应具备一致性。 系统配置工具要求：系统配置工具要求：应能生成和维护应能生成和维护SCD文件，支持生成文件，支持生成或导入或导入SSD和和ICD文件，且应保留文件，且应保留ICD文件的私有项；应能对一、文件的私有项；应能对一、二次系统的关联关系、全站的二次系统的关联关系、全站的IED实例以及实例以及IED间的交换信息进间的交换信息进行配置，完成系统实例化配置，并导出全站行配置，完

9、成系统实例化配置，并导出全站SCD配置文件。配置文件。 （2） 配置文件配置文件ICD文件要求文件要求：建模及扩展须符合建模及扩展须符合DL/T 860和和DL/T860系系列标准工程实施技术规范列标准工程实施技术规范；ICD文件应由装置厂商提供；此外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。文档、协议一致性说明文档、协议补充信息说明文档。SSD文件要求文件要求：应能完整描述变电站一次系统结构以及相应能完整描述变电站一次系统结构以及相关联的逻辑节点，并能配

10、置到在全站系统配置文件中；关联的逻辑节点，并能配置到在全站系统配置文件中；SSD宜宜由设计单位或系统集成商完成。由设计单位或系统集成商完成。 （2） 配置文件配置文件SCD文件要求文件要求：应能描述所有应能描述所有IED的实例配置和通信参数、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，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。应由系统集成厂商完成。CID文件要求文件要求：每个装置应只有一个，由装置厂商根据每个装置应只有一个，由装置厂商根据SCD文件中本文件中本IED相关配置生成。相关配置生成。四个文件共同要求四个文件共同

11、要求：均应包含版本修改信息，明确描述修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。改时间、修改版本号等内容，不得随意变更。（1） 站控层设备站控层设备包含的设备：包含的设备：主机，操作员工作站，远动装置，保信子站，主机，操作员工作站，远动装置，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。智能接口设备。 设备技术要求：设备技术要求：基本上同以前的变电站自动化系统；不同基本上同以前的变电站自动化系统；不同是遵循是遵循IEC61850协议，多了网络通信记录分析系统记录站内的协议，多了网

12、络通信记录分析系统记录站内的61850通信报文与分析。通信报文与分析。 （2） 间隔层设备间隔层设备保护测控装置遵循保护测控装置遵循61850协议与数据模型，客户端的连接能力，协议与数据模型，客户端的连接能力，数据有效性判断及闭锁保护与告警。数据有效性判断及闭锁保护与告警。 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。宜采用冗余的启。宜采用冗余的110V或或220V直流供电方式。直流供电方式。测控装置应支持通过测控装置应支持通过GOOSE协议实现间隔层五防功能。协议实现间隔层五防功能。保护装置应支持保护装置应支持GOOSE协议，实

13、现装置之间状态、命令传递协议，实现装置之间状态、命令传递及及GOOSE跳闸功能。跳闸功能。 （2） 间隔层设备间隔层设备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。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。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。锁保护出口，确保不误动。 测控装置应能实时反映本间隔一次设备的分、合状态，应有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。该电气单元的实时模拟接线状态图。 检修状态，检修状态，GOOSE信号应置信号应

14、置“TEST”位的值为位的值为“TRUE”。检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检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；保护装置不会实际跳闸。功能；保护装置不会实际跳闸。（2） 间隔层设备间隔层设备故障录波器应从合并单元或交换机上接收采样信号，进行采样故障录波器应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量的录波，同时应可记录重要的GOOSE开入开出量。开入开出量。 计量装置与站控层通信应支持计量装置与站控层通信应支持MMS协议，与合并单元通信应协议，与合并单元通信应支持支持支持支持DL/T 860-9-1或或DL/T 860-

15、9-2标准。标准。各类安全稳定装置应遵循各类安全稳定装置应遵循DL/T 860标准建模和通信，包括备标准建模和通信，包括备自投装置、低周减载装置、自投装置、低周减载装置、PMU装置等，其他功能要求等同于装置等，其他功能要求等同于常规变电站的要求常规变电站的要求 。 （3） 过程层设备过程层设备对对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；式互感器；10/35kV的互感器宜采用低功耗的一体化互感器。的互感器宜采用低功耗的一体化互感器。 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双重化保护装置使用电子式互感器的传感模块

16、和合并单元应冗余配置，并使用不同回路的电源供电。在电源切换时，采集冗余配置，并使用不同回路的电源供电。在电源切换时，采集数据的精度、实时性应不受任何影响。数据的精度、实时性应不受任何影响。 合并单元的输出协议应优先采用合并单元的输出协议应优先采用DL/T 860-9-2，也可采用，也可采用 DL/T 860-9-1或或IEC60044。合并单元宜具备多个光纤以太网口，整站采样速率宜统一，合并单元宜具备多个光纤以太网口，整站采样速率宜统一，额定数据速率宜采用额定数据速率宜采用DL/T 860推荐标准。光输出最低功率为推荐标准。光输出最低功率为-20dbm，接收侧接收功率裕度应在，接收侧接收功率裕

17、度应在10dbm以上。以上。 （3） 过程层设备过程层设备合并单元宜具备供现场校验电能表用的光纤以太网口，如果合合并单元宜具备供现场校验电能表用的光纤以太网口，如果合并单元与电能表不在同一个柜子时，从合并单元至电能表预留并单元与电能表不在同一个柜子时，从合并单元至电能表预留一组供校验用的光纤。一组供校验用的光纤。 合并单元应有完善的闭锁告警功能，应能保证在电源中断、合并单元应有完善的闭锁告警功能，应能保证在电源中断、电压异常、采集单元异常、通信中断、通信异常、装置内部异电压异常、采集单元异常、通信中断、通信异常、装置内部异常等情况下不误输出。常等情况下不误输出。 合并单元应具备合理的时间同步机

18、制和传输时延补偿机制，合并单元应具备合理的时间同步机制和传输时延补偿机制，确保在各类电子互感器信号以及常规互感器信号在经合并单元确保在各类电子互感器信号以及常规互感器信号在经合并单元输出后的相差保持一致；多个合并单元之间的同步性能须能满输出后的相差保持一致；多个合并单元之间的同步性能须能满足现场使用要求。足现场使用要求。 （3） 过程层设备过程层设备户内布置的合并单元应能在显示屏上及时、正确显示各类信息，户内布置的合并单元应能在显示屏上及时、正确显示各类信息，包括但不仅限于光路中断、同步消失、光强异常、数据无效等。包括但不仅限于光路中断、同步消失、光强异常、数据无效等。 户外布置的合并单元屏体

19、的防护等级应为户外布置的合并单元屏体的防护等级应为IP54以上；合并单以上；合并单元电磁干扰抗扰性指标必须满足元电磁干扰抗扰性指标必须满足DL/T860.3的要求，并能在温的要求，并能在温度介于度介于4070之间、湿度介于之间、湿度介于10%95%之间的工作之间的工作环境长期稳定运行。环境长期稳定运行。 在数字化变电站的电能计量装置中，合并单元的设置决定了在数字化变电站的电能计量装置中，合并单元的设置决定了互感器的运行误差，如误差校正系数、互感器变比等敏感参数互感器的运行误差，如误差校正系数、互感器变比等敏感参数均是设置在合并单元中，故合并单元应具备相应的安全防护功均是设置在合并单元中，故合并

20、单元应具备相应的安全防护功能。能。（3） 过程层设备过程层设备智能终端与间隔层设备间应采用光纤通信用智能终端与间隔层设备间应采用光纤通信用GOOSE协议传递协议传递信息。信息。GOOSE的最大传输处理时延为的最大传输处理时延为4ms。 智能终端采用二次电缆与断路器、刀闸、变压器连接，采集智能终端采用二次电缆与断路器、刀闸、变压器连接，采集和控制各种所需的信号。和控制各种所需的信号。 智能终端输出最低功率为智能终端输出最低功率为-20dbm，输入最低功率为，输入最低功率为-30dbm，相应接收侧的接收功率裕度为相应接收侧的接收功率裕度为10dbm以上。以上。对双重化保护配置的间隔，智能终端也应双

21、重化配置，并应对双重化保护配置的间隔，智能终端也应双重化配置，并应置于同一控制柜内，并且分别使用不同回路的电源供电。置于同一控制柜内，并且分别使用不同回路的电源供电。 （3） 过程层设备过程层设备智能终端应具备智能终端应具备GOOSE命令记录功能，记录收到命令记录功能，记录收到GOOSE命命令时刻、令时刻、GOOSE命令来源及出口动作时刻等内容，记录条数不命令来源及出口动作时刻等内容，记录条数不应少于应少于100条，并能提供便捷的查看方法。条，并能提供便捷的查看方法。 智能终端应有完善的闭锁告警功能，包括电源中断、通信中智能终端应有完善的闭锁告警功能，包括电源中断、通信中断、通信异常、断、通信

22、异常、GOOSE断链、装置内部异常等。断链、装置内部异常等。 户外布置的智能终端屏体的防护等级应为户外布置的智能终端屏体的防护等级应为IP54以上；智能终以上；智能终端的电磁干扰抗扰性指标必须满足端的电磁干扰抗扰性指标必须满足DL/T860.3的要求，并能在的要求，并能在温度介于温度介于4070之间、湿度介于之间、湿度介于10%95%之间的工之间的工作环境长期稳定运行。作环境长期稳定运行。 （3） 通信设备通信设备 交换机交换机 ：满足相关全部协议，支持满足相关全部协议，支持VALN，直流供电，无风，直流供电，无风扇设计；扇设计；提供完善的异常告警功能，包括失电告警、端口异提供完善的异常告警功

23、能，包括失电告警、端口异常等常等；符合符合IEEE 1613 Class 2 标准标准(电力电力)；符合；符合IEC 61850-3 ；能在温度介于能在温度介于4070之间、湿度介于之间、湿度介于10%95%之间的工作环境长期稳定运行。之间的工作环境长期稳定运行。 通信介质通信介质 ：户内网络介质可采用超五类以上屏蔽双绞线、光户内网络介质可采用超五类以上屏蔽双绞线、光纤，通往户外的通信介质应采用光纤。纤，通往户外的通信介质应采用光纤。同变电站自动化系统同变电站自动化系统基本同变电站自动化系统基本同变电站自动化系统 数据库数据库 ：系统应能方便地根据系统应能方便地根据SCD文档进行数据库生成和维

24、文档进行数据库生成和维护。所有参数应只需输入一次，这些参数可在多个应用中被护。所有参数应只需输入一次，这些参数可在多个应用中被使用，或在多个数据库中被拷贝。对其它数据生成的数据不使用，或在多个数据库中被拷贝。对其它数据生成的数据不必再重新输入。必再重新输入。 显示画面显示画面 ：增加增加GOOSE通信状态图和网络交换机端口通信通信状态图和网络交换机端口通信状态图等。状态图等。 功能信息交换功能信息交换 ：采用采用IEC61850协议。协议。对时：对时： 站内应设置两套冗余主时钟，可采用站内应设置两套冗余主时钟，可采用GPS或北斗卫星作为标或北斗卫星作为标准时钟源，其中一台必须为北斗卫星时钟系统

25、，主要输出信准时钟源，其中一台必须为北斗卫星时钟系统，主要输出信号（包括号（包括IRIG-B（DC）或秒脉冲）的时间准确度应优于）或秒脉冲）的时间准确度应优于1s，时间保持单元的时钟准确度应优于时间保持单元的时钟准确度应优于710-8 （1分钟分钟4.2s）。）。 站控层设备应采用站控层设备应采用SNTP对时方式，间隔层设备可采用对时方式，间隔层设备可采用SNTP、IRIG-B（DC）或脉冲对时。）或脉冲对时。 间隔层设备的对时误差应不大于间隔层设备的对时误差应不大于1ms。智能终端应采用。智能终端应采用IRIG-B（DC）或脉冲对时，对时误差应不大于）或脉冲对时，对时误差应不大于1ms。过程

26、层合并。过程层合并单元同步精度应不低于单元同步精度应不低于1s。 可根据需要采用可根据需要采用IEEE1588协议进行同步对时。协议进行同步对时。 网络通信记录分析网络通信记录分析 ： 应确保监视的报文不漏记、不丢失。应确保监视的报文不漏记、不丢失。 网络通信记录分析系统应能根据报文特征和存储空间设置存网络通信记录分析系统应能根据报文特征和存储空间设置存储周期，储周期，SV报文存储周期不应少于报文存储周期不应少于7天，天，MMS和和GOOSE报报文不应少于文不应少于30天。天。 分析功能至少应包括：分析功能至少应包括： 1) TCP会话和通信过程分析；会话和通信过程分析； 2) 报文相关性分析

27、，如报文相关性分析，如MMS请求请求/响应匹配；响应匹配； 3) MMS错误分析，如编码错误，服务错误等；错误分析，如编码错误，服务错误等； 4) GOOSE错误分析，如发布超时，不连续等；错误分析，如发布超时，不连续等； 5) SV错误分析、曲线分析等。错误分析、曲线分析等。同变电站自动化系统同变电站自动化系统除了常规变电站所需图纸外，数字化变电站设计须提供以下除了常规变电站所需图纸外，数字化变电站设计须提供以下设计资料：设计资料： 1）过程层）过程层GOOSE设计对设计对GoCB控制块优先级的分类表；控制块优先级的分类表； 2）过程层）过程层GOOSE设计必须提供的装置虚端子对应的设计必须

28、提供的装置虚端子对应的ICD文件文件 数据对象、数据属性映射表；数据对象、数据属性映射表； 3）基于虚端子的二次接线图；）基于虚端子的二次接线图； 4）已通过互操作测试的变电站应用装置）已通过互操作测试的变电站应用装置ICD文件及其版本号；文件及其版本号； 5）间隔层五防（测控装置）间隔层五防（测控装置GOOSE）联闭锁逻辑信息表；）联闭锁逻辑信息表； 6）合并单元数据流分类和定义表（说明合并单元之间的级联关）合并单元数据流分类和定义表（说明合并单元之间的级联关 系），如：主变高后备、低后备及差动；系），如：主变高后备、低后备及差动； 7）全站同步采样信号网络图；）全站同步采样信号网络图； 8）合并单元数据通信网设计图；）合并单元数据通信网设计图； 9）过程层局域网设计图；）过程层局域网设计图； 10） VLAN划分图；划分图；除了常规变电站所需图纸外，数字化变电站设计须提供以下除了常规变电站所需图纸外，数字化变电站设计须提供以下设计资料：设计资料： 11）软压板设计图（说明软压板之间的逻辑关系）；）软压板设计图（说明软压板之间的逻辑关系）； 12）全站光纤开断图（带尾纤编号）；）全站光纤开断图（带尾纤编号）； 13）全站）全站SSD文件。文件。 许继电气许继电气谢谢！谢谢！谢谢 谢谢 ！