1、智能化变电站系统介绍智能化变电站系统介绍内容提要n 智能化变电站的提出和定义n 通过网络结构来了解智能化变电站n 61850提出的目的和介绍n 智能化变电站与常规站、61850变电站的对比n 四方公司重点工程简介智能化变电站的提出n 智能变电站派生于智能电网智能变电站派生于智能电网n就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量
2、、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。智能化变电站的定义智能变电站技术导则智能变电站技术导则给出的定义给出的定义 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动化控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。理解智能化网络结构，你已成为初级专家GPS北斗北斗天线天线SNTPIRIG-BIRIG-BPPS1588 变电站自动化技术经过10多年的发展已经达到一定的水平，可是不同厂家甚至同一厂家的不同型号的IED所采用
3、的通信协议和用户界面的不相同，导致难以实现自动化系统的无缝集成和互操作，因为需要额外的硬件（如规约转换器）和软件来实现IED互联，这在很大程度上削弱了变电站实现自动化的优点和意义。61850的提出 国际电工委员会（IEC）在充分考虑上述变电站自动化系统的功能和要求，特别是互操作性要求的基础上，制定了变电站内通信网络与系统的通信标准体系IEC 61850标准。61850的提出n 互操作性 不同厂家的IED之间能够交换信息并能够利用交换的信息完成各自的功能n 自由配置 能够支持不同的设计理念，允许功能的自由分配n 长期稳定性 面向未来发展，既能够适应通信技术的快速发展，又能满足电力系统需求长期的稳
4、定性 61850的目的系统概貌：系统概貌：n IEC61850-1 介绍和概述 介绍了整个61850系列标准的制定目的、历史沿革，对61850的其它标准的核心内容作了一个提炼并加以介绍，对以后的标准中涉及的核心概念作了初步的阐述n IEC61850-2 术语 该标准搜集了整个61850系列标准所涉及的术语解释、缩写名词定义、规范性引用文件n IEC61850-3 总体要求 从质量要求、环境条件、供电条件三个方面对SAS系统的性能进行了规范n IEC61850-4 系统和项目管理 该标准主要规范了SAS的参数化、文档化等工程管理要求SAS及其IED始于研发阶段直至停产和退出运行的生命周期内的质量
5、管理n IEC61850-5 功能的通信要求和设备模型 阐述了功能、逻辑节点和通信信息片三个概念以及三者的相互关系IEC61850技术数据模型数据模型 IEC61850-7-4 兼容逻辑节点类和数据类IEC61850-7-3 公用数据类抽象通信服务抽象通信服务IEC61850-7-1 原理和模型IEC61850-7-2 抽象通信服务接口（ACSI）IEC61850技术映射到实际的通信网络映射到实际的通信网络 IEC61850-8-1 映射到MMS和ISO/IEC8802-3IEC61850-9-1通过单向多路点对点串行通信链路采样值 IEC61850-9-2 通过ISO/IEC8802-3传输
6、采样值配置配置IEC61850-6 变电站IED的配置语言SCL测试测试 IEC61850-10 一致性测试IEC61850技术IEC61850如何实现互操作如何实现互操作-途径途径n 统一数据模型n 统一服务模型n 统一通信协议n 统一物理网络n 统一工程数据交换格式n 统一一致性测试标准IEC61850如何实现互操作如何实现互操作-数据模型数据模型n 数据组织：n 传统技术使用的都是静态方法，试图通过定义一个完备的数据定义表来统一不同厂家的信息表达。n 优点：n 简单。缺点：1）不能满足用户各种需求，往往需要扩充；2）扩充后不能相互识别，无法互操作。IEC61850如何实现互操作如何实现互
7、操作-数据模型数据模型n 传统技术数据组织示例：I need the Phase A voltage for the 345KV primary feeder#1It is in Register 4023 and 4024IEC61850如何实现互操作如何实现互操作-数据模型数据模型n 数据组织：n IEC61850使用了动态方法。采用面向对象建模方法，提供了基本素材，使用者可以灵活采用建立自己的模型，也允许扩展。n 优点：1）能够满足各种IED的个性化需求；2）能够互操作；缺点：实现复杂，对硬件要求高。IEC61850如何实现互操作如何实现互操作-数据模型数据模型n IEC61850数据组
8、织示例：Physical Device(network address)Logical Device(e.g.Relay1)MMXU1MMXU2MXMXAVLogical NodesFunctional Constraint“MMXU2$MX$A”=Feeder#2 Current MeasurementsIEC61850如何实现互操作如何实现互操作-数据模型数据模型n 发展：IEC61850 ED1定义了90多种LN IEC61850 ED2 新增70多种LNIEC61850如何实现互操作如何实现互操作-通信服务通信服务n 数据访问：n IEC61850定义了60多种服务，可以满足变电站通信
9、需求。n 特点：n 1）支持在线获取数据模型；n 2）支持保护设备之间横向通信（GOOSE报文）。IEC61850如何实现互操作如何实现互操作-通信服务通信服务nIEC61850定义了10大类60种ACSI。1）关联服务 2）信息模型服务 3）定值组服务 4）主动上送的报告服务 5）日志服务 6）快速报文服务 7）采样值服务 8）对时 9）文件服务 10）控制类服务）控制类服务IEC61850如何实现互操作-通信服务ACSI-通用服务IEC61850如何实现互操作如何实现互操作-通信网络通信网络n IEC61850使用以太网技术。n 总线型和环网以及双网或单网等多种形式。n 以太网交换机必须支
10、持优先级设置（IEEE802.1Q）和虚拟局域网（VLAN，IEEE802.1P）。IEC61850如何实现互操作如何实现互操作-工程配置语言工程配置语言SCLn 基于XML技术，IEC61850定义了一种变电站配置语言（SCL），描述变电站自动化系统与一次开关场之间的关系及IED配置情况。n SCL提供了统一工程数据格式。n SCL有4种文件类型，1）系统规范描述文件（SSD）2）系统配置描述文件（SCD）3）IED能力描述文件（ICD）4）IED配置后的描述文件（CID）IEC61850如何实现互操作如何实现互操作-一致性测试一致性测试从IEC61850开始，四方已经领先市场n 任雁铭博士
11、为标委会成员，参与61850标准的制定n 2005年11月12日，CSC-2000（V2）变电站自动化系统通过了中国电机工程学会组织的技术鉴定，国内通过鉴定的第一套支持IEC61850的系统n 2008年1月四方公司间隔层6大类设备通过KEMA公司IEC61850一致性测试重点工程重点工程-西安西安330kV聂刘变电站聂刘变电站GOOSE通讯机制-可靠性GOOSE通讯机制-快速性保护柜-唐山郭家屯户外柜-唐山郭家屯智能化变电站与常规站、61850变电站的不同一次设备：一次设备：电磁式互感器 非常规互感器传统开关智能组合电器二次设备：二次设备：常规变电站常规变电站智能化变电站智能化变电站传统保护
12、测控设备网络化装置电缆硬连接SV/GOOSE通信标准：通信标准：私有协议如以太网103IEC61850两层一网三层两网网络结构：网络结构：61850变电站变电站电磁式互感器 传统开关传统保护测控设备电缆硬连接IEC61850两层一网重点工程重点工程-唐山唐山220kV郭家屯变电站郭家屯变电站国内第一个完全意义上的智能化变电站国内第一个完全意义上的智能化变电站国内第一个在国内第一个在220kV实现测保一体化的变电站实现测保一体化的变电站国内第一个以分散录波方式解决了智能化变电站集中录国内第一个以分散录波方式解决了智能化变电站集中录波技术难题波技术难题国内第一个在智能化变电站条件下实现程序化控制（顺国内第一个在智能化变电站条件下实现程序化控制（顺控）控）国内第一个实现分散就地布置的智能化变电站国内第一个实现分散就地布置的智能化变电站国内第一个网络化方式实现的变压器非电量保护国内第一个网络化方式实现的变压器非电量保护国内第一个将故障信息子站功能与监控后台集成设计国内第一个将故障信息子站功能与监控后台集成设计唐山唐山220kV郭家屯变电站郭家屯变电站
