IEEE1588在数字化变电站中的应用探讨

第38卷 第6期2010年6

月V o.l38 N o.6 Jun. 2010

I EEE1588在数字化变电站中的应用探讨

桂 强,陈建民,邱智勇

(华东电网有限公司华东电力调度通信中心,上海 200002)

摘 要:介绍了IEEE1588的特点、基本原理,探讨了其在数字化变电站中的应用,并结合工程实例验证了其先进性和可行性,分析了其在数字化变电站中具体实施的模式选择、组网方式和应用方案。

关键词:IEEE1588;数字化变电站;透明时钟;组网模式

基金项目:华东电网有限公司重点科技项目(D010008104)

作者简介:桂 强(1982 ),男,工程师,研究方向为继电保护运行与技术。

中图分类号:TM631 文献标志码:A 文章编号:1001 9529(2010)06 0816 05

St udy on Application of IEEE1588i n D igit a l Subst ation

GU I Q iang,C H E N J i an m in,Q IU Zhi yong

(E ast Ch i na E lectr i c Pow er D ispatch i ng and Co mmunicati on Center,E ast Chi na G r i d Co.,L td.,Shangha i200002,Ch i na)

Ab stract:T he charac teristi cs and basic pri nc i p l es o f I EEE1588w ere presented.Its applica ti on i n d i g ita l substation was st udied and its advance m en t and feasi b ility were prov ed i n comb i nati on w it h the pro jec t case.T he mode selec tion,net wo rk i ng mode and app licati on sche m e of i m ple m en ti ng its app licati on i n t he di g ita l substati on w ere analyzed.

K ey w ords:IEEE1588;di g ita l substati on;transparent clock;net wo rk i ng m ode

络相连,这样每个集中器与系统主站之间可提供高速的网络通道。

4 结语

采用本方案介绍的电力光纤专网加无线传感网络共同组成用电信息采集系统整体的通信方案,建立高速、双向、实时、集成的通信系统,可大大提高数据的采集效率和采集准确度,为建设智能营销系统、指导用户有序用电、降低线损提高供电效率,提供全面、实时、准确的数据。采用同样的通信方案,为智能用电领域开展与用户间的双向互动、分布式电源接入与控制、电动汽车冲放电控制等系统建设均能提供高速、双向、实时、集成的通信系统。

参考文献:

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与研究[J].机械设计与制造,2009(12):46 48.

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技术,2005,45(6):148 152.

[4]陈伟雄.EPON技术及基应用[J].数字通信世界,2009

(2):53 54.

收稿日期:2010 03 25

本文编辑:王志胜

在数字化变电站中,分布式、网络化的I ED 设备应用日趋广泛,尤其是对采样值网络化后,如何将各I ED设备实时协调工作,一个高精度高稳定性的对时系统至关重要。然而传统的对时方式尚未适应数字化变电站二次设备网络化的转变和高精度的要求,如目前应用普遍的I R I G B码对时,其采用时钟扩展而非网络的方式,成本较大,且精度还不够高。目前的网络对时有NTP,S NTP 等,但精度不够,一般只能达到m s级,不能满足保护或P MU等对MU采样 s级精度的同步要求。2002年,I EEE1588(也称PTP)推出第一版,提出精确对时概念和机制,但由于当时支持硬件有限,未得到广泛应用。2008年,I EEE1588推出第二版[1],提出了对时机制的改进,引入了透明时钟等,且得到了硬件的支持,因此迅速得到广泛关注。首先,I EEE1588可以达到亚 s级的高精

桂 强,等 I EEE1588在数字化变电站中的应用探讨0817

度。其次,可靠性高,在丢失GPS 等时钟信号源情况下,仍能保证孤立系统中的统一对时。另外,成本低,I E EE1588充分利用网络优势,以很小的报文开销得到高精度的对时结果。目前

I EEE1588已经逐步应用于许多工业控制系统

[2 4]

,但在电力系统中的应用还较少或者仅限于

对I EEE 1588第一版的探讨[5,6]

。

1 I E EE1588基本原理

I EEE1588第二版提出了对时机制的改进,

引入多种方法降低误差,包括:硬件打时标、使

用透明时钟、精简报文帧头、降低排队延时和抖动等。

1.1 I E EE1588特点

(1)硬件打时标

一般网络同步技术(如NTP)是软件打时标,即在应用层打时标。然而发送报文时,CP U 打完时标到报文真正到物理接口的时间是不确定的。如图1所示,A 到B 的延时是不确定的。接收报文也存在相同问题。该等待时间可能会有几十m s ,严重影响对时精度。I EEE1588提出同步报文在MAC 层和物理层之间打时标,即硬件打时标,图1中,I E EE1588的时标处理在B 点,硬件打时标延时抖动一般在数个ns 之内,大大消除了协议

栈等延时对对时精度的影响。

图1 硬件打时标

(2)边界时钟

若主从钟间距离较长,则易受网络波动影响,报文传输延时相差可能会很大,将引入较大非对称性误差,影响同步精度。相对于普通时钟只有1个PTP 端口,边界时钟有2个以上的PTP 端口,每个端口可以处于不同状态。在主从钟之间布置若干个边界时钟,逐级同步,边界时钟既是上级时钟的从钟,也是下级时钟的主钟,由不同的端口来实现主从功能。边界时钟将对时系统划分成不同域,降低了非对称性的影响。

(3)透明时钟

透明时钟能测量同步报文穿越自身的驻留时间,并将该信息写入报文校正域提供给从钟,用于做非对称校正,减少网络抖动影响。见图2(a),透明时钟将同步报文驻留时间t 3-t 2写入校正域。透明时钟与边界时钟不同的是,透明时钟没有主从状态,也不需要做逐级同步。透明时钟分为端对端透明时钟(End to End ,简称E2E )和点对点透明时钟(Peer to Peer ,简称P2P)。

E2E 透明时钟延时请求响应机制为从钟发送延时请求报文(De lay_Req),见图2(b)实线,经过E2E 透明时钟时间驻留时间为t 3-t 2,写入D elay_Req 报文校正域,该报文到达主钟时刻t 4,主钟发送延时响应报文(Delay_R esp)见图2(b)虚线,将t 4和De lay_Req 的驻留时间发送回从钟,从钟由

此计算延时。

图2 透明时钟

E2E 透明时钟只测量PTP 事件报文穿越它的时间。P2P 透明时钟除此之外,每个端口还需计算该端口和与它分享这条链接的另一端的链路延时。如图2(c )P2P 透明时钟发送延时请求报

08182010,38(

6)

文(PD elay_Req)给主钟,主钟回应延时响应报文(PDe lay_Resp),使用对等延迟机制测量端口与对端之间的链路延时。同样方法测量从钟与P2P 透明时钟端口间延时。1.2 对时原理

I EEE1588对时机制通过主从钟间报文传递,计算时间偏差(O ffset)和路径延时(De lay)来达到主从同步。以透明时钟为例,见图3(a)E2E 透明时钟的主钟周期性地组播包含时标的同步报文(Sync),从钟记录Sync 报文的到达时间t 2,在2步法中,紧接着Sync 报文主钟发送跟随报文(Fo ll o w up),该报文包含Sync 报文的实际发送时间t 1。从钟在t 3时刻向主钟发送延时请求报文(D elay _Req),主钟记录报文到达时间t 4,并发送延时响应报文(Delay _Resp)把t 4告知从钟。从时钟根据4个时间信息即可计算出2个时钟的偏差和传输延迟。图3(b)所示P2P 透明时钟各端

口间单独测量链路延时。

图3 对时原理

主从之间的报文往返延迟的非对称性由透明时钟的驻留时间即校正域(简称CF)来补偿,则

有从时钟与主时钟的时间偏差为

O ffset=t 2-t 1-Delay-CFSync-CFFollo wUp

E2E 模式下:从钟与主钟之间的传输延时为De lay=[(t 2-t 1)+(t 4-t 3)-CFSync-CFFo ll o w U p-CFDelay Resp]/2

P2P 模式下各PTP 端口之间的传输延时为De lay=[(t II -t I )+(t I V -t III )-CFPde lay Resp-CFPde lay R espFo llo wUp]/2

从时钟根据计算出来的偏差修改本地时间,从而达到与主钟精确同步。

2 I E EE1588应用探讨

I EEE1588在数字化变电站中的应用还较少,

本文结合在上海徐行变实施的I E EE1588应用试点工程,对其应用进行探讨。2.1 同步模式选择

(1)1步法和2步法

1步法,同步报文(Sync )和延迟响应报文(D elay_Resp)由主钟和透明时钟发出,报文中直接包含有发送报文的精确时标,对硬件要求相当高。

2步法,即在同步报文和延迟响应报文后面还有1个跟随报文(Fo llo w _Up),来记录前2个报文的精确发送时标和校正域,硬件上较易实现。

从硬件成本考虑,目前一般均为2步法。(2)边界时钟和透明时钟

边界时钟有多个PTP 端口,既要和主钟对时同时又要给从钟对时,对硬件要求较高。相对而言,透明时钟较易实现,在数字化变电站的实际应用中交换机目前大多也仅支持透明时钟。

(3)E2E 和P2P

端对端模式(E2E ),机制简单,实现方便,适用于层次分明的系统。但对主钟的能力要求较高,主钟需同时处理所有从钟的延迟请求报文并做出响应,而且当网络结构变化时,链路延时需要重新选择和计算。因此其系统应用的规模受到一定限制,且易引入累计误差。

点对点模式(P2P)系统应用变化灵活,扩展方便,对时机制更为简单,且对主钟的压力不是很大。

(4)映射协议层

I EEE1588报文提供了多种实现方式,既可以

桂 强,等 I EEE1588在数字化变电站中的应用探讨0819

映射到以太网层(802.3),也可以映射到网络层(UDP)。在实际调试中,2种模式均作了测试。且均有较好的对时精度,达到约200ns精度。

2.2 流量测试

由于交换机有网络风暴抑制功能,且I EEE1588对时机制对报文开销很小,因此,流量对I EEE1588对时影响较小。但仍需注意非对时报文对主从钟的冲击,主从钟需设置有非法报文过滤功能。

2.3 组网方式

(1)星型网和环形网

环形网可能有更多的环节,会增加抖动,但冗余度高,可以避免时间孤岛。

星形网,环节少,抖动少,但冗余度降低。由于目前数字化变电站的网络结构基本以星型网为主,因此对时网络也采用星型网。

(2)VLan划分

VLan的准确划分至关重要,且配置较繁琐,配置错误易引起端口堵塞,甚至网络风暴。配置时还需注意,网络中原有的采样值报文带VLan 标签,而I EEE1588报文并不带V lan标签。

VLan一旦划分完毕,运行较稳定。但若变电站改扩建或设备更换,则可能需要将VLan重新配置,故可能会影响到运行设备。

(3)GMRP

GMRP允许网桥和终端站向连接到相同局域网段的MAC网桥动态注册组成员信息,并且这些信息可以被传播到支持扩展过滤服务的桥接局域网中的所有网桥系统。

GMRP允许动态注册,因此变电站改扩建或设备更换时,对原有运行设备的影响较小,运行方式灵活,但其运行稳定性仍需验证。

2.4 最佳主钟算法

最佳主钟算法(B MC)是指主钟会定时组播Announce报文,各设备接收到Announce报文后进行判断自动选择主钟。B MC算法条件有:优先级、主钟I D、主钟等级、精度、稳定性等。B MC允许信息孤岛。当某一主钟由于某种原因退出后,各个I E D设备均还可以和其他设备进行通信对时。I ED设备本身也可以成为主钟。B M C算法保证了即使出现孤立系统,仍能保证小系统的同步性。

2.5 工程应用

在上海徐行变I EEE1588的应用试点中,徐行变采用1台I EEE1588主钟通过网络对主变3侧合并单元(MU)进行同步,3侧MU均为不同厂家,MU采用I E C61850 9 2协议将采样值传输给保护。由于500kV侧采用了光TA,其他侧为传统TA,因此各侧必须采用同步手段确保采样值的同步性。实际应用中I EEE1588较好地实现了该要求。I EEE1588采用2步法、P2P透明时钟、映射到802.3协议模式、星型网结构、VLan划分方式。网络结构图见图4

。

图4 网络结构图

VLan配置采用的是基于策略的混合模式。进行配置时,需将各侧MU隔离开,如图5所示VLan 配置图,端口1 1为MU1,VLan标签号为5和9,同时需将其它MU的VLan号禁用。同样,端口1 2的MU2和端口1 3的MU3也是如此。端口2 2为PTP主钟,为避免采样值流量影响PTP主钟正常工作,将该口禁用所有MU的VLan

号。

图5 VLan配置

测试结果如下。

(1)时钟同步性

时钟同步精度均<1 s,达到200ns的精度,

08202010,38(

6)

这对于原先B 码对时是无法达到的。而且占用资源较少。

(2)采样值同步性

主要从两方面来验证,

1)由比较采样点序号来验证采样值同步性;2)由比较同一采样值来验证采样值同步性。用RTDS 模拟正常负荷电流,通过报文分析仪记录的报文比较各采样点的序号。

采样值同步情况见表1。

表1 某一时刻采样点情况

MU 经1588同步某一时刻

MU11029MU21034MU31030最大误差点数

5

可见,MU 1和MU2在经I EEE1588同步后,同一时刻采样点号最大相差约5个采样点,而因各侧TA 类型不同造成其固有偏差为2个采样

点,因此实际偏差为3个采样点,即0.75m s ,满足数字化保护对采样值同步的要求。

采样序号的同步性归根结底是为了采样值的同步性。然而由于各MU 算法有所不同,可能造成同一序号的采样值并非是同一时刻的采样值。因此表2取均为采样最大值时的采样点序号。

表2 某一时刻采样值对应采样点

MU 某一时刻采样值对应采样点

MU12636MU22638MU32636最大误差点数

2

可见,实际采样点误差为2个采样点。

(3)保护动作情况

变压器高中低各侧MU 经I E EE1588对时,用RTDS 模拟正常负荷时各MU 均能同步,数字化主变保护运行正常。当变压器区内故障时,各MU

能正确采样并传输至保护,保护能正确动作,并顺利通过各项保护动模试验。

3 结语

通过徐行变I EEE1588工程试点,设计实施了其在数字化变电站应用的初步方案,验证了该机制的高精度特点和方案可行性。I EEE 1588较好地适应了数字化变电站二次设备网络化的特点及I ED 设备对对时系统高精度的要求,成为数字化变电站精确对时系统解决方案之一。下一步将对提高I EEE1588对时系统的稳定性进一步探索。

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殷志良.数字化变电站中采样值同步技术研究[J].华东电力,2008(7).

收稿日期:2010 04 09本文编辑:邵振华

下

期 要 目

华东电网智能变电站试点研究可行性分析 星地多源授时和PTP 网络精确对时的关键技术研究和应用

智能化间隔在500kV 苏州东变电站的尝试 适用于智能变电站的新型数字化录波器的研究

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对数字化变电站的几点认识

对数字化变电站的几点认识当前变电站综合自动化系统在我国220kV及以下等级电网得到了广泛的应用，对提高电网的安全经济运行水平起到了重要作用，基本达到了无人值班、简化运维、节省投资等目的。随着国家电网公司智能电网建设全面展开，数字化变电站也将大行其道。数字化变电站是变电站综自发展的下一个阶段。 2010年5月初，孝感电网第一座110kV汉川福科数字化变电站投入运行。至今运行良好，没有发生保护误动或拒动情况，所有运行监测数据均正确可靠。整个变电站站容站貌整洁有序、设备集成化程度高、电气一二次接线简洁，极大地提升了变电站的档次。 与传统变电站相比，数字化变电站具有以下优势： 1、大幅减少二次接线。同等规模的传统110kV变电站全站用于控制、测量、信号的二次电缆大约需要18000m，按照当前市场行情估算价值30万元；而福科变仅使用数千米低廉的普通光缆，还不算二次电缆展放及接线施工发生的人工费。二次接线工作量只有原来的10%左右。虽然集成一次设备投资高于普通设备，但数字化变电站大幅减少设备安装调试时间，更容易打造标准化变电站。 2、提升计量测量精度。传统变电站采用电磁式电压电流互感器将高电压大电流转换成100V、5A的二次标准模拟量后，综自系统再转换成毫伏毫安级别，最后进行模拟量转数字量，系统识别后数据库自动根据变比换算成一次实际值。过程比较繁琐易产生累计误差。而数字化变电站直接使用高精度的光电互感器，光信号直接通过光纤传输计算机，基本没有损耗，计量测量精度大为提升。 3、提高信号传输的可靠性。避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题，全站操作回路电气、机械及程序闭锁三道关

变电站可研究性报告

山东晨鸣纸业集团股份有限公司 110KV输变电工程可行性研究报告 山东晨鸣纸业集团股份有限公司20万吨BCTMP浆线是寿光市重点建设项目。该项目的建成，将优化企业产品结构、降低生产成本、提高市场占有率，扩大经济效益。同时，该公司110KV 输变电工程，是寿光市电网重点建设项目之一。根据寿光市电网布局状况，为了加强山东晨鸣纸业集团股份有限公司的电力结构，对寿光市区用电负荷做了充分调查和预测后，研究拟定2004年新建110KV晨鸣集团变配电所一座。该项目的建设旨在优化寿光电网结构，提高供电能力和电能质量，降低电能损耗，使电网调度更加灵活可靠，以适应晨鸣集团生产用电迅猛发展的需要。一、建设的必要性 山东晨鸣纸业集团股份有限公司位于寿光市区西部晨鸣工业园内，位于德寿街南侧，西一环路西侧，公园西街北侧，潘曲路东侧，交通便利，区位优势得天独厚，发展空间大。 该公司现有35KV变电站3座：1＃35KV变电站自110KV寿光站供电，架空导线LGJ－240，有SL7－1250/35变压器2台，S9－5000/35变压器1台，S7—5000/35变压器1台，总装机容量12500KVA；2＃35KV变电站自110KV寿光站供电，架空导线LGJ－240单回路供电，有S9－16000/35变压器2台；晨鸣1#、2#35KV变电站位于城区内；晨鸣3＃站位于城区外的晨鸣工业园

内的晨鸣三厂，由晨鸣自备电厂直配，总装机容量4*31500KVA，3个变电站都已满负荷运行。根据山东晨鸣纸业集团股份有限公司2004年技改项目－--20万吨BCTMP浆线的负荷统计情况，新增装机容量56000KW，新增用电负荷45000KW，受供电线路和地理位置的制约，三个变电站已不能满足新增负荷的要求。 随着该公司的蓬勃发展，尤其新建工程项目的不断建成投产，用电负荷增长迅速，预计到2006年用电负荷可达85000KW。为了适应该公司的快速经济发展，优化电网接构，增强该公司的供电能力，提高供电可靠性，满足该公司经济发展的需要，迫切需要新建晨鸣集团110KV变配电所工程。110KV变配电所建成投运后，能极大提高该公司的供电能力和供电可靠性，满足该公司快速发展的用电需求，强化了寿光市的电网结构。110KV变配电所建成后，2005年预计可增加供电4亿千瓦时，社会效益、经济效益显著。 二、建设规模 变配电部分：主变容量2*63000KVA，110KV进线2回，35KV 出线6回，10KV出线26回。 线路部分：本期工程建设110KV线路两回，由220KV延庆变电站扩建出线间隔一个，作为晨鸣集团变电站的主要供电电源，线路长度约11.8km；由寿光站扩建出线间隔一个，作为晨鸣集团变电站的备用电源，线路长度约3.0km。 三、主接线方式及主要设备选型

浅析变电站综合自动化系统技术

浅析变电站综合自动化系统技术 发表时间：2018-06-25T17:05:03.800Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：刘超 [导读] 摘要：本文主要介绍了变电站综合自动化的结构模式、能实现的主要功能进行了分析。 国网山东省电力公司沂水县供电公司山东临沂 276400 摘要：本文主要介绍了变电站综合自动化的结构模式、能实现的主要功能进行了分析。 关键词：变电站；综合自动化系统；结构模式 0.概述 随着社会不断发展，电力行业也在飞速地发展，从而推动电网规模的不断扩大，新增大量的变电站，使得电网的结构多样化、复杂化。各级调度监控人员所需掌握、管理、控制的厂站信息量也日益庞大。为了提高对变电站更加有效的管控水平，变电站综合自动化系统技术的发展变得更为需要和重要。 变电站综合自动化系统指的是通过执行规定的功能来实现某一给定目标的一些相互关联单元的组合，具体地来说是指利用先进的计算机控制技术、网络技术、现代电子技术、通信技术、数据库技术以及信息处理技术等相关的技术实现对变电站的二次设备（包括继电保护、测量、控制、故障录波、信号、自动装置以及远动装置等）的功能。进行重新的组合和优化设计，从而对变电站全部设备的运行情况执行测量、监视、控制和协调，进而来提高变电站的运行效率和管理水平的一种综合性的自动化系统，其能够保证变电站的安全和经济运行，它取代了常规的变电站中央信息系统、监视仪表、模拟屏柜、操作控制屏柜、变送器以及常规的远动装置等设备，在安全性能上和经济性能上有更好的保障。通过变电站综合自动化系统内各个设备间相互交换信息、数据共享，能够完成变电站运行的监视和控制任务，变电站综合自动化系统取代了变电站的常规二次设备，其取代或者更新传统的变电站二次系统设备是大势所趋，也是其发展趋势之一。 变电站自动化系统主要实现对变电站远动装置控制、故障录入控制、信号检测控制、继电保护控制等几个方面，并对变电站进行适当的组合和优化，实时监控变电站内部所有运行指标。 1.实现变电站综合自动化的优势 （1）提高了变电站的安全、可靠运行水平。 （2）实现变电站无人值班，减少变电站人员，合理应用人力资源。 （3）降低值班人员的工作力度，提高工作效率。 （4）缩小变电站面积，减少变电站资金投入。 （5）降低运行和维护成本，提高运行效益。 （6）提高电力系统的运行管理水平。 （7）保证了供电能的质量。 2.变电站综合自动化系统可分为集中式、分布式和分散分布式 2.1集中式系统结构 采用模块化、集中式立柜结构，各控制保护功能均集中在专用的采集、控制保护柜中，所有控制、保护、测量、报警等信号均在采集、控制保护柜内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机。 集中模式一般要用功能和配置很强的计算机系统，各功能模块与硬件无关，用模块化软件连接实现。在硬件方面，集中采集信息，集中处理运算，各个控制单元的信号都用控制电缆送到主控室。其主要优点是信号采集处理集中，这种模式扩充性和维护性都较差而且投资大。 2.2分布式系统结构 分层分布式在逻辑上将变电站自动化系统划分为三层，即管理层（所级监控单元）、站控层和间隔层（间隔单元）。间隔层中各数据采集单元、控制单元（I/O单元）和保护单元分散安装在开关柜上或其它一次设备附近，各单元设备相互独立，通过通信网络互连，并与管理层和站控层通信，能在间隔层完成的功能，一般不依赖通信网络（如保护功能本身不依赖通信网络）。采用装设前置机，专门处理由各功能模块采集的信息，并将处理好的信息送到主机，以提高整个系统的处理能力。各单元之间用网络电缆或光缆连接起来构成一个分散式的监控系统，各单元相互独立，互不影响。整个功能模块集中于一个装置内，各机箱之间仅有通讯电缆连接，机箱与开关柜的连接可在出厂前作为开关柜的元件之一进行安装。这种系统的优点是：节省电缆，有很强的抗干扰能力，压缩了二次设备的占地面积。该模式在安装配置上即可就地分散安装，也可在控制室集中组屏或分散组屏。分层分布式结构由于没有外部电缆引接，施工中二次电缆敷设工作量大为减少，消除了施工中的人为事故因素，也减少了相应的投资。 2.3分散分布式结构 分散分布式结构采用“面向对象”设计。所谓面向对象，就是面向电气一次回路设备或电气间隔设备，间隔层中数据、采集、控制单元（I/O单元）和保护单元就地分散安装在开关柜上或其他一次设备附近，相互间通过通信网络相连，与监控主机通信。目前，此种系统结构采用的较多，主要原因是：利用了现场总线的技术优势，省去了大量二次接线，控制设备之间仅通过双绞线或光纤连接，设计规范，设备布置整齐，调整扩建也很简单，成本低，运行维护方便。 3.变电站综合自动化系统应能实现的主要功能 3.1实时数据采集和处理 按电气间隔的分布配置和集中配置综合测试端，完成开关量、模拟量、脉冲量等信息的采集和处理并能将处理后的信息上传。 3.2操作控制功能 控制电气间隔的断路器、电动隔离开关的分合闸操作。控制方式分为：就地控制、站控层控制、远方控制。操作命令的优先级为：就地控制、站控层控制、远方控制。同一时间只允许一种控制方式有效。对于任何操作方式，只有本次操作步骤完成后，才能进行下一步操作。控制操作与“五防”工作站的接口，所有操作控制均经“五防”工作站防误闭锁逻辑的判断，若发现错误，闭锁该操作并报警。 3.3建立数据库 实时数据库：计算机监控系统采集的实时数据根据运行工况实时变化而不断的更新，记录被监控设备的当前状态。历史数据库：对于

数字化变电站新技术的发展现状及其对行业影响浅探概要

第37卷第7期电力系统保护与控制Vol.37 No.7 2009年4月1日 Power System Protection and Control Apr.1, 2009 数字化变电站新技术的发展现状及其对行业影响浅探 陈天香1,王若醒2,魏勇2 (1.江苏南通供电公司,江苏南通 226006;2.许继电气技术中心,河南许昌 461000 摘要:数字化变电站是变电站未来发展的方向,四大领域的技术创新是数字化变电站得以发展和突破的基石。新技术的应用将给传统行业带来巨大的冲击和深远的影响,该文试对此做出分析和探讨,以图抛砖引玉。 关键词: 数字化变电站; 新技术; 行业影响 New technology development status of digital substation and its effect to industry CHEN Tian-xiang1, WANG Ruo-xing2, WEI Yong2 (1. Nantong Power Company Co., Nantong 226006, China; 2.XJ Electric Technology Center,Xuchang 461000,China Abstract: Digital substation is a developing direction in the future,the technology innovation of the four domain is the base of digital substation development.The application of new technology will make traditional industry large affection and impact.This paper try to analyze and discuss. Key words: digital substation; new technology; effect to industry 中图分类号: TM76 文献标识码:A 文章编号: 1674-3415(200907-0086-05 0 引言 变电站综合自动化系统技术经过10余年的发展,目前已经基本成熟,得到了广泛的工程应用,获得了巨大的成功。但是综自系统采用传统的互感器及开关设备,需要铺设大量的采集和控制、信号等二次电缆,数据采集环节冗余,各子系统的功能重复

浅析数字化变电站继电保护适应性

浅析数字化变电站继电保护适应性 发表时间：2017-09-19T11:24:03.340Z 来源：《电力设备》2017年第13期作者：孟云尹德强 [导读] 摘要：在社会经济快速发展环境下，人们生活与生产中对电能的需求量日渐增多，同时对电力系统稳定、安全与可靠等要求也随之提高。 （日照供电公司山东日照 276826） 摘要：在社会经济快速发展环境下，人们生活与生产中对电能的需求量日渐增多，同时对电力系统稳定、安全与可靠等要求也随之提高。为了适应发展的需要，我国积极建设数字化变电站，其中最为关键的装置便是继电保护。但根据调查可知，数字化变电站继电保护的现状不容乐观，特别是其适应性问题较为严重。 关键词：数字化；变电站；继电保护；适应性 一、数字化变电站的继电保护 1.1数字化保护装置 现阶段，大部分变电站采用传统的微机保护装置，而这类装置的数字电路的核心一般是微处理器，信息传输工作依赖于模拟信号，信号转换工作容易产生误差，因此传统的微机保护装置的可靠性并不强。数字化变电站采用了先进的数字信号技术，信息传输任务由可靠性高的数字信号完成。与传统的变电站相较，数字化变电站的运行速度更快、稳定性更强。 1.2保护装置可靠性分析 作为电力系统的核心成分，变电站系统的安全防护工作极为重要，而继电保护装置是确保电站安全运行的关键因素之一。随着数字自动化技术的不断进步，相信在不久的将来我国将大规模普及数字化变电站，这就要求技术人员尽快提升继电保护系统的可靠性。目前，继电保护装置元件主要有互感器、合并单元、传输介质、交换机以及同步时钟源等。通过查阅相关文献以及调查报告，认为现有各类变电站继电保护元器件的可靠性较高，其为数字化变电站的普及创造了有利的条件。 二、保护装置的可靠性 变电站的完整系统中，继电保护装置无疑是相当重要的一个部分。继电保护可靠性要求往往较高。一般而言，继电保护装置相关元件的可靠性将会影响整个变电站继电保护装置的适应性。现阶段大部分继电保护装置的元件可靠性是较为符合标准的，如表1所示。 三、数字化变电站继电保护适应性 3.1在过程层组网方案方面 对于以太网而言，其结构主要分为三种，即：总线型、星型与环型。数字化变电站过程层网络对安全性、可靠性、经济性与拓展性等均有较高的要求，其中最为关键的指标便是安全与稳定。通过调查可知，当前，数字化变电站组网方案中常见星型结构，其可靠性主要受网络交换机的影响，如果其出现故障，则会影响网络的稳定、有序与安全。为了改变此情况，数字化变电站过程层网络应积极利用智能电子设备、双网冗余装配，同时要对网络展开全方位的监控，以此保证异常情况的及时发现与有效处理。 对于数字化变电站而言，其过程层与间隔层中传送的数据类型具有丰富性，主要为采样值与变电站事件报文等，二者最为凸出的特点便是实时性，同时后者还具有明显的不确定性，一旦系统出现异常，则会增加其信息量。为了保证数据传递的质量与效果，防止通道堵塞等问题的出现，在构建过程层网络时，应采用相关的先进技术，如：虚拟局域网划分及组播注册协议等，并且要加强信息流管理水平，采用优先级分类方法，以此保证信息流传送的实时性与有效性。与此同时，在对过程层组网进行试用时，应对不同的组网方式进行尝试，以此丰富组网经验，同时也利于提高系统运行维护的质量。 3.2在电子式互感器及通信网络方面 首先，配合使用问题。当前，我国数字化变电站建设中采用了各异的电子式互感器，主要体现厂家、供能、原理等方面，其中供能方式主要有两种，一种为有源式，另一种为无源式；而原理包括光学原理与线圈原理。虽然建设实践中，涉及的电子式互感器均满足国家的相关标准与要求，但由于原理、厂家各异，导致其各指标有所不同，如：处理延时、量程等。通过实验分析可知，不同厂家所提供的电子式互感器，延时可达到0.5ms，而此误差直接影响着继电保护，为了避免此问题的出现，在实践中应对电子式互感器展开全面的检测，同时也可增加延时补偿功能。经实验测量显示，不同厂家电子式互感器在量程方面有所不同，而此问题会降低保护装置的性能，严重情况下，还会引起保护误动作，因此，实践中应尽量选用同一厂家提供的设备。 其次，保护动作实时性。与常规变电站相比，数字化变电站的过程层组网方式具有特殊性，主要体现在较长的保护动作时间，导致其延时增大的因素主要包括电子式互感器处理延时、保护装置设置了时间裕度、网络延时等，为了缩短此时间，可采取以下措施：一是采用先进的技术，控制电子式互感器的延时时间；二是借助合理的保护算法，减少数据处理时所需时间；三是调整过程层网络结构，通过进一步优化与改进，以此增强网络通信的实时性。 最后，数据畸变问题。此问题可能引起采样数据畸变，通常情况下，如果数据出现异常，电子式互感器便可对故障进行判断，此时主要是借助相关单元提供的采样数据实现的，但受畸变影响，采样数据仍处于有效状态，此后保护装置难以发现异常，随之便会出现误动作。为了避免上述情况的出现，保护装置应拥有判别畸变数据的能力，在实践中应结合运行的具体情况，设置适合的时间范围，同时，入

浅谈数字化变电站的应用

浅谈数字化变电站的应用 隨着经济技术的发展，我国的电力系统在不断地发展，但是传统的自动化变电站已经不能满足现在的需求，还存在很多的不足，而数字化变电站在近几年得到了长足的发展，也必将成为未来电网和电力市场的主旋律。数字化变电站技术较以往的自动化技术相比有自身的独特优势，本文就数字化变电站的情况做简要的介绍。 标签：数字化变电站智能化应用 随着变电站综合自动化系统、基于微机数字信息的二次设备的不断推广和普及，现有变电站已经具备了一定的数字式和自动化特征。做为变电站自动化技术的提升，数字化变电站也有其自身发展的过程，随着智能化开关、光电式互感器、一次运行设备在线状态检测等技术逐步成熟，数字化变电站已经比较完善，能够逐渐实现资源的共享；从长远看，随着一次设备智能化的进步，数字化变电站还应该有所提升，比如提高数字变电站的自我检修功能等等，很多方面还有很大的提升空间。 1 数字化变电站的主要特点 1.1 一次设备智能化 微处理器和光电技术是一次设备的信号回路和控制回路主要采用的技术，在采取此技术后，传统的导线连接不再被使用，连接主要通过数字程控器及数字公共信号网络得到实现。主要包括：电子式电流/电压互感器、智能型断路器/隔离开关、智能型变压器以及其它数字化的辅助设备。利用这些设备可以实现变电站的智能化运转，会大大地提高变电站的工作效率。 1.2 二次设备网络化 二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，这种网络化可以让变电站的资源共享度提高，是一次设备智能化的提升和补充。标准化、模块化的微处理机是变电站内二次设备设计制造的基础，高速网络通信是设备之间连接的主要通道，数据和资源的共享通过网络通道得到了实现一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。一次和二次设备之间的网络通信主要采用电气量采样值、跳合闸命令、状态信号及故障告警信号等三种数字化方式传输。所以两种设备间的智能化和网络化是相辅相成，共同工作的。 1.3 运行管理系统自动化 目前我国的电力变电站已基本普及了变电站自动化管理系统，实现运行管理系统的自动化。变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录

变电站设计开题报告

毕业设计（论文） 开题报告 题目古宁城35KV变电站的电气设计 学生姓名艾昕学号2011109831 专业电气工程及自动化班级20111098 指导教师贾智彬 评阅教师贾智彬 完成日期年月日

古宁城35kV变电站的电气设计 学生：艾昕 指导教师：贾智彬 （三峡大学电气与新能源学院） 一、课题来源 本课题为三峡大学电气与新能源学院电气工程及自动化专业毕业生毕业设计课题，该课题名称为古宁城35kV变电站的电气设计，课题基本信息如下：古宁城35kV变电站位于内蒙古宁城县开发区，变电站是为开发区提供电能，占地面积1500m2，设计容量为31.5×2 MVA，电压等级为35/10.5 kV。一回由距离15公里的城东110kV变电站提供电能，另一回由距离10公里的宁西110kV站提供，10KV出线8回。该变电站主要给开发区各企业提供电能。全区用电负荷60MW，每回按照7.5MW，最小负荷按照70%计算，负荷同时率取0.85，功率因素取0.8，年最大利用小时数4200小时/年，所用电按1%来取；气象条件最高气温35℃，最低气温-20℃，全年平均气温5℃。 二、本课题研究的目的和意义 目前发达国家电力技术发展比较成熟，都已经走向输电超高压化，变电所值班无人化，继电保护智能化等。而我国电力行业发展虽有了明显的进步，但与许多国家相比发展进度还比较迟缓，有许多的漏洞和问题。我国现在所设计的常规变电所最突出的问题是设备落后，结构不合理，占地多，投资大，损耗高，效率低，尤其是在一次开关和二次设备造型问题上，从发展的观点来看，将越来越不适应我国城市和农村发展的要求。所以，这就需要我们新一代的接班人努力研究、开拓创新，将问题减少，使我国电力技术的发展走向世界的前列。 我选择设计本课题，是对自己已学知识的整理和进一步的理解、认识，学习和掌握变电所电气部分设计的基本方法培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。同时也是大学几年所学的有关理论知识，结合相关的参考资料，对所有知识的一次综合运用，把理论知识和实践相结合，根据国家电力行业相关规范，开拓新思维，总结和反映大学的收获，也起一个很好的见证。 35kV变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的

浅析变电站运维自动化技术应用

浅析变电站运维自动化技术应用 发表时间：2019-11-08T14:33:32.690Z 来源：《电力设备》2019年第13期作者：纪冰冰关彤 [导读] 摘要：在“智能电网”建设进程快速推进的背景下，变电站的数量不断增加，同时变电站内部的设备与系统的性能都较以往发生了“质”的改变，对运维工作人员的工作能力提出了越来越高要求，变革传统人工管理模式，加快引入与应用自动化技术刻不容缓。 (国网黑龙江宝清县电业局有限公司电力调度控制中心黑龙江宝清 155600) 摘要：在“智能电网”建设进程快速推进的背景下，变电站的数量不断增加，同时变电站内部的设备与系统的性能都较以往发生了“质”的改变，对运维工作人员的工作能力提出了越来越高要求，变革传统人工管理模式，加快引入与应用自动化技术刻不容缓。本文在对变电站运维自动化技术的应用价值进行阐述的基础上，对当下运维自动化技术应用中存在的问题与解决策略进行了浅谈，旨在有效推进国内变电站运维工作自动化建设进程。 关键词：变电站；运维工作；自动化技术；解决对策 随着我国电力事业的蓬勃发展，变电站的数目不断增多，内部的系统结构复杂度以及设备精密性程度不断增加，增加了变电站运行维护工作人员的工作量，加之运维工作技术要求不断提升，大大增加了变电站运维工作人员的工作难度。为了可以在确保变电站运维工作保质保量完成的基础上，降低运维工作人员的工作量，提高工作效率，就需要改变与创新运维工作人员的工作模式，加快引入与应用自动化技术。 1 变电站运维自动化技术应用的重要价值 运维工作是确保变电站运行稳定性与安全性的重要保障。随着智能变电站建设力度的加大，变电站运维工作量不断增加，工作技术要求不断提升，传统以人工巡检为主的运维工作模式已经无法满足新形势下变电站的工作需求。此时如果可以将自动化技术应用于变电站运维工作中，那么可以在提升运维工作质量与效率的基础上，降低人力成本，增加供电企业的经济效益。比如，通过自动化运行软件的应用，可以实现对各种变电站内部设备的运行情况进行全天候不间断监控，并且在出现故障隐患后可以进行自动报警，这样有助于提高故障解决的时效性，降低变电站运行故障可能造成的损失。 2 变电站运维自动化技术应用中存在的问题 2.1 人员素质偏低问题 虽然运维自动化技术在变电站运维工作中的应用可以减轻运维人员的工作量，但是这并不意味着运维工作人员的素质问题就可以不管不顾。实际上，运维自动化技术的应用会对运维人员自身的工作素质提出更高要求，所以当下变电站运维工作人员素质偏低问题也是影响运维自动化技术得以顺利应用的一个重要问题。比如，在运维自动化技术的支持下，电力二次系统运维过程中会以软硬件相结合的方式，融合了计算机控制、通信技术、自动化技术和电子技术等众多领域的技术，所以为了可以全面、准确地分析变电站的运维工作数据，就需要运维工作人员具备很高的专业技术水平与广泛的专业知识面。 2.2 技术支撑不足问题 当下我国变电站运维自动化技术还没有得到全面普及与贯彻落实，各地区的变电站都结合自身的情况开始逐步运用自动化技术，但是在当下许多变电站的运维自动化技术建设中依旧还存在技术支撑不足的问题。比如，在变电站运维工作中会实时产生海量的运行数据，但是由于运维自动化系统建设过程中缺乏人工智能技术以及规则引擎和数据库等一些专家系统技术支持，使得运维工作人员需要亲自从海量的变电站运行数据中去挖掘和分析关键信息，这种情况势必会影响运维工作的效率，同时也会增加变电运行故障的发生概率。 2.3 运维信息共享问题 在自动化技术的支撑下，可以在变电站运维工作中构建各种各样的监控系统，以此对不同的变电运行设备或系统运行的情况进行实时监控。但是由于不同的监控系统业务面对的对象不同，实际的部署和管理中可能会存在相互独立的情况，这使得有关系统安全的相关信息无法实现相互共享与互动，进而影响了安全策略制定的一致性，同时也会增加复杂运行数据相互干扰的情况，这势必也会对变电运维工作的效率带来不利影响。 3 变电站运维自动化技术应用问题的解决策略 3.1 提升运维人员素质 运维工作人员是变电站运维工作的主体，也是影响整个运维自动化系统建设成败的一个因素因素，他们自身的工作素质至关重要，所以要注意打造高素质、专业化的运维工作队伍。首先，可以在对管理体制进行改善的基础上，立足于供电企业运维工作部门的实际工作情况，优化运维工作人员结构组成的基础上，组织他们积极学习变电站运维工作方面的相关标准以及自动化技术、信息遥控技术等先进的技术，尤其是要注意一同让运维人员参与到综合自动化系统建设中来，使他们亲自感受和体会运维自动化技术及其应用的项知识与注意事项，避免因为他们缺乏运维自动化技术方面的专业知识而影响自动化系统的顺利运行。其次，平时要注意定期开展运维工作人员教育培训和业务考核工作，督促他们积极学习自动化技术等先进技术。最后，要注意增强运维人员的信息处理能力。鉴于中电力调度工作的实时性要求，变电站中二次系统的运维工作人员要时刻注意关注包括二次设备运行情况、机房环境参数、系统信息安全以及网络互连情况等众多运行数据，这对运维工作人员处理信息的能力提出了更高要求，所以提升他们的信息处理能力也是当下顺应运维自动化技术应用与发展的一个必然要求。 3.2 强化先进技术支撑 为了可以更好地推动变电运维自动化技术在变电站自动化建设过程中得以贯彻落实，离不开先进科学技术的支撑。一方面，要立足于变电站运维工作的需求，灵活地运用云计算技术、大数据技术、人工智能技术以及规则引擎和数据库等一些专家系统技术支持，这样可以提升变电站运行关键数据的挖掘和分析有效性。另一方面，要对当下变电站运维自动化技术中的一些技术进行改进与优化。比如，当下的信息遥控技术、数据采集技术与设备抗干扰技术等在实际的自动化建设过程中还存在一些问题，要结合实际的自动化建设需求进行合理改进，如在优化自动化数据采集技术期间，要注意全面整合全部传输的信息，确保信息采集的全面性，同时还可以在建立的运维自动化系统中科学设置报警装置，以此确保自动化技术应用的安全性。 3.3 注重共享运维信息 为了进一步提高变电站运维自动化技术的应用质量，还要进一步打通运维信息共享的通道。比如，可以从自动化系统构建过程中的软

数字化变电站关键技术及未来展望

数字化变电站关键技术及未来展望 国得到迅速发展。数字化变电站就是把变电站的信息采集、处理、传输以及输出全部实现数字化。由于这项技术汇集多方面、多层次技术革新，所以它的发展将会是一个比较长期的过程。主要阐述了数字化变电站的背景和特征，着重介绍了变电站数字化过程中的关键技术，同时介绍了变电站数字化之后对未来产生的影响。 为了提高电力系统的自动化水平和可靠性，提高电网企业的经济效益和管理水平，我国电力企业积极进行变电站的数字化。随着国家标准的不断完善以及智能断路器、非常规互感器和网络技术的发展，数字化将是未来变电站自动化发展的必然趋势。 一、数字化变电站的特点 随着数字化技术的出现和应用，数字化变电站的概念也被提出。数字化变电站可以实现信息的整体和统一处理,同时具备变电站内IED之间、控制中心和变电站之间协同互动运行的能力。一般情况下，数字化变电站具备以下几个技术特点。 1.层次化 由于所具备的功能差异，变电站的结构逻辑可分成间隔层、过程层以及变电站层。间隔层的作用是通过本间隔的数据作用于自身间隔的一

次设备。所有与一次设备接口功能的实现是通过过程层完成的。利用全站的数据，变电站层可以对全站的一次设备进行监视以及控制，同时可以实现与远方控制中心进行交换数据。 2.一次设备的智能化 可编程（PLC）控制器可以替换变电站二次回路中的继电器及其配套的逻辑回路，光电数字和光纤将会代替变电站目前普通的模拟信号和控制线路被。 3.二次设备的网络化 变电站的二次设备不设功能装置重复的输入/输出接口，通过网络可以真正实现数据共享、资源共享，普通的功能装置也会演变成逻辑的功能模块。 4.运行管理实现自动化 日常运行、维护、数据记录可以实现无纸化办公和自动化的信息分流交换；变电站发生故障时，及时提出故障原因和维修意见；系统可以自动发出变电站设备状态检修报告。 二、数字化变电站中的关键技术

浅析数字化变电站电气二次设计

浅析数字化变电站电气二次设计 发表时间：2016-11-30T13:51:04.793Z 来源：《电力设备》2016年第18期作者：李学纯 [导读] 笔者结合自身多年的变电站工作经验，探讨有关数字化变电站的运行内容，系统分析变电站电气二次设计，以供参考。 (大理电力设计院有限责任公司云南大理 671000) 摘要：在电力系统中，变电站是重要的组成部分，且伴随电力系统数字化的深入发展，变电站内部也逐渐形成了数字化应用的结构，很大程度上提升了变电站运行的自动化程度，确保电力系统供电的质量。笔者结合自身多年的变电站工作经验，探讨有关数字化变电站的运行内容，系统分析变电站电气二次设计，以供参考。 关键词：数字化;变电站;二次设计 在电力系统中，变电站是其中重要的组成部分，而数字化的应用也成为其未来发展的方向之一。众所周知，数字化在变电站中的应用，能够保障变电站收集信息、传输信息与处理信息，而数字化的设备与技术保障了这些流程的数字化运行，大大提高了运行质量与效率。而二次设计占据着数字化电气设计的重要内容，本文对此进行探讨，分析数字化变电站电气的二次设计。 1数字化变电站概述 随着我国经济与科技的高速发展，我国数字化变电站在各种技术中取得了实质性的突破，如仿真技术、综合自动化技术、电子式互感器技术等等，这些技术的发展也为我国数字化变电站设计建设及发展打下技术性基础。而在计算机网络方面，高新技术也取得了较大程度的突破，这又为我国变电站的数字化发展带来了更大的契机。数字化变电站在运行中需要对其信息进行收集、传输以及处理，最终输出信息，渗入了数字化技术与设备的使用以后，这一流程与功能的实现将更为高效[1]。与传统的变电站相比，数字化变电站展现了较大的优势，比如智能化设备的补充、通信协议以及模型的统一、通信确保了网络化、运行管理工作也确保了自动化。 在数字化变电站运行过程中，其基础的组成包括了一次设备与二次设备智能化，而拥有智能化功能的设备能够实现相互之间命令及状态的交换与控制，同时本身的自我检测能力更具备了较高的性能，对自身的运行状态、数据信息的传输处理等功能有极速检测以及自动化作用，处理数据信息以后，还能对设备运行过程中是否面临维修问题进行准确的判断。 2数字化变电站电气二次设计中的注意事项分析 2.1线路保护 线路的保护由三部分组成，分别是分相电流差动保护、过流保护以及距离保护。分相电流差动保护会出现误动的情况，其原因主要是电磁式互感器存在的饱和状态，但在电子式的互感器中，又具备了一定的非饱和特征，因此就直接将以上问题解决。距离保护则是保证电流非周期分量的功能，通常情况下，电磁互感器不能本质上去改变非周期分量，于是使得测距的误差越来越大，针对这一情况的解决，比较常用的方式是加大数据窗，但这种常规方式又同时会降低距离保护的速度，形成了新的问题。而电子式互感器则能够通过对微分方程原理阻抗算法算段数据窗的充分利用，达到提高距离保护速度的目的，于是成功解决上述问题[2]。众所周知，电磁式互感器一旦出现了饱和的状态，那么就会对反时过流保护在动作操作上与时间控制上都产生较大的影响，延长了动作保护时间，而由于受到相角精准度的影响，在电磁式互感器出现饱和的情况下，还难以保证相角得到更为准确的定位，这也就是二次电流畸变的情况。在数字化技术的应用下，这一难题也得到了很好的解决，选择无饱和与特性相似的不同常规互感器交换并应用数字化技术功能即可。 2.2数字化低周保护 数字化应用下的低周保护与传统应用相比有着巨大的优势，而最为重要的区别与优势还在于数字化低周保护不用信号电缆，它是通过在单元位置就可以接受到母线电压，同时精准计算出对应的频率，于是通过报文的方法输出是否出现跳闸等命令。如果是10kV间隔设置自动投退的低周压板，那么就要密切地参考其对应的调度值，并提早对某一个出口跳闸投退进行设置，从而更好地发挥其本身的应用与功能[3]。 2.3母差保护 对于母差保护数字化设计，在进行的过程中通过对母差子站模拟信号的转化，确保数字信号的应用。母差保护是对已经具有的母差保护改变成为主站与子站两个部分的新的母差保护，但要确保间隔数字化设计完成，就必须逐一地将电流与电压各个单元与母差保护的主站相联，随后进行GOOSE的输入，从而达到连接网络的目的。 2.4电气安全 进行数字化变电站电气二次设计，既要确保整个设计工作的专业科学性，同时还要预防各种影响安全的事故发生，保障供电企业得以稳定地运行。所以电气二次设计工作，必须采用安全防误装置，且将其与变电站系统进行同时的施工，同时投入运行，才能实现其应有的防护功能。 3数字化变电站电气二次设计 3.1选用智能设备 数字化变电站电气智能设备包含了电子式互感器、二次设备以及智能开关等，在众多的对象中只有二次设备具有一定的选择性特性，且必须采用网络化设备。另外，如电子式互感器则包括了两种方案，无源电子式互感器和有源电子式互感器。在当前现代化技术发展阶段，我国很多变电站设计均采用有源电子式互感器。再比如智能开关，我国较多的变电站当前使用的是智能终端，并配合过去传统的开关相组合结合使用。 3.2通信规约 数字化变电站网络层也由两个部分组成，分别是站控层与过程层，前者包括了两种通信规约方法，如103规约和IEC61850通信规约，后者则只有IEC60044-8通信规约。在这些类别的通信规约中，103规约是过去传统中大量使用的服务方式，而在当前的变电站站控层网络中普遍采用IEC61850通信规约。如果是数字化变电站，大多也采用IEC61850通信规约，也有的将两者之间组合应用。 3.3设计组屏方案 数字化变电站的组屏方案设计和过去传统的相比有着较大的区别，在功能上看，数字化变电站组屏方案更齐全，操作便捷，而且针对

数字化变电站应用论文

数字化变电站的应用研究 【摘要】在建设坚强智能电网的大背景下，数字化变电站建设引起了研究人员的广泛关注。本文对数字化变电站的基本结构、关键技术和调试工作进行了综述。首先给出数字化变电站的定义，介绍了数字化变电站的四个基本特征。然后，根据iec 61850标准规范，从物理和逻辑两个角度入手，对数字化变电站的基本结构进行详细阐述。给出了数字化变电站建设中涉及的关键技术，并在传统变电站调试规范的基础上，介绍了数字化变电站的试验和调试工作，最后指出今后数字化变电站的发展方向。 【关键词】数字化变电站；iec 61850标准；非常规互感器；调试技术 abstract：in the construction background of smart grid, the digital substation construction has attracted much more attentions. the basic structure, key technologies and debugging work are reviewed in this paper. firstly, the definition of digital substation was introduced, and its four basic characteristics were proposed. and then according to the iec 61850 standard, the basic structure of digital substation was presented in detail from the physical and logical fields. the key technologies were described, and then the test and debugging work were presented based on traditional substation debugging specifications. finally,

我国数字化变电站发展现状及趋势

我国数字化变电站发展现状及趋势 作者：全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会何卫来源：赛尔电力自动化总第80期 数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响。数字化变电站三个主要的特征就是“一次设备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。 数字化变电站在我国发展迅速，从1995年德国提出制定IEC61850的设想开始，中国就一直关注IEC61850的发展。全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会自2 000年起，将对IEC61850的转化作为工作重点之一。从CD（委员会草案）到CDV，从F DIS到正式出版物，标委会及其工作组专家密切跟踪IEC标准的进展，用近5年的时间，二十多位专家的辛勤工作，完成了IEC61850到行业标准DL/T860的转化。 标准转化的同时，国内顶级设备制造商如南瑞集团、北京四方、国电南自、许继电器等同步开展了标准研究和软硬件开发。2006年以来，相继有采用IEC61850标准的变电站投入运行，从110kV到500kV，从单一厂家到多家集成，国内对数字化变电站工程实践的探索正在向纵深发展。 在国调中心的领导下，从2004底开始，标委会成功组织了6次大规模互操作试验，极大地推动了基于IEC61850标准的设备研制和工程化。 为规范IEC61850在国内的有效有序应用，2007年，标委会将DL/T860标准工程实施技术规范纳入工作计划，并迅速组织有关专家进行起草，经广泛征求意见，2008年该规范通过标委会审查报批。成为指导DL/T860标准国内工程实施的重要配套文件。 目前，国内各网省公司都进行了数字化变电站试点，对DL/T860标准的应用程度和技术水平各不相同，有单在变电站层应用DL/T860的，也有在过程层试验的，还有结合电子式互感器应用的；有单一厂家实现的，也有多达十多加设备制造商参与的。数字化变电站的试点已经较为充分，现在应该到了总结成功经验、探讨发展策略的时候了。

智能变电站综合自动化技术浅析

智能变电站综合自动化技术浅析 发表时间：2018-08-13T17:07:44.913Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：李丽丽张世汉谭科[导读] 摘要：继电保护及实时监测、控制是电力系统安全可靠、优质高效运行的首要基础和有力保障。 （中机国能电力工程有限公司上海市 200444）摘要：继电保护及实时监测、控制是电力系统安全可靠、优质高效运行的首要基础和有力保障。常规保护和监控设备结构及接线复杂，整定调试工作量大，而且需要定期维护，对于相对复杂的保护方式和要求智能化程度较高的功能较难实现。随着对电网控制精度、准确度、智能化程度以及供电安全性、可靠性的提高，如何实现变电站综合自动化和管理自动化是电力科技工作者面临的主要课题，是电力 系统发展的必然趋势，也是电力科技发展的技术推动力。 关键词：智能变电站；变电站综合自动化；自动化技术前言 智能站的兴起带动了变电站电气二次系统建设新的革命，自动化在电力投资中所占的比例已然急剧增加，以微处理机为基本测控手段的数字式综合自动化装置已成为当今新建电站和老站改造中二次系统建设的主流产品。建设智能变电站有许多难度很大的关键技术需要解决，是一项复杂的系统工程，决不是一朝一夕就能实现的事，需要许多相关行业长时间共同不断的研究解决。而综合自动化技术是其中十分重要的一部分。 1智能变电站的概念以及意义智能变电站就是采用先进、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控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。变电站作为电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着点能量转换和电能量分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电站自动化技术是实现变电站运行管理的重要条件。 2 智能变电站二次系统结构 智能变电站监控网络可用三层两网来概括。物理结构上，完整的智能化变电站由三个层次构成，分别为过程层、间隔层、站控层，每层均由相应的设备及GOOSE网络和SMV网设备构成。 相较于常规变电站，智能站多了一个过程层。智能站过程层主要设备包括电子式互感器（实现采样的数字化）、合并单元（实现采样的共享化）、智能终端（实现开关、刀闸开入开出命令和信号的数字化）等。 过程层主要功能包括：完成实时运行传输测保装置需要的采样值（SV）和开关量（GOOSE）。设备运行状态的监测与统计，变电站需要进行状态参数监测的有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器、直流电源系统等。在线监测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性及工作状态等数据。操作控制执行，包括变压器分接头调节控制，电容器、电抗器投切控制，断路器、刀闸的合分控制，直流电源充放电控制等。 3智能变电站综合自动化系统的组成智能变电站综合自动化系统由智能传感技术（智能传感器实现一次设备的灵活操作）、数字采样技术（采用电子式互感实现电压电流信号的数字化采集）、同步技术（采用Ｂ码、秒脉冲等网络实时方式实现全站信息同步）、网络传输技术（构成网略化二次回路实现采样值及监控信息的网络化传输）、信息共享技术（采用基于标准的信息交互模型实现二次设备间的信息高度共享和互操作）这五大技术模块组成，每一技术模块都是独立的个体，但是每个技术模块又是相互作用相互配合，最终组成智能变电站综合自动化系统，实现其功能。 4智能变电站综合自动化系统实现的功能任何事物在开始研发设计初期，都带有一定的目的性，即这个物体能够实现哪些功能，能够解决哪些问题。 （1）要实现对电网运行参数、设备运行状态进行实时监视和监控，同时具有独自完成自己检查自己诊断的功能，在变电站设备、装置内部等出现异常情况时，能立即自动报警并且还能停止这一环节的其他操作，避免扩大事态。 （2）在电网运行有事故时，可以迅速隔断、取样、诊断、决策及事故解决，把故障点以及故障原因排查在最小的范围内（3）可将变电站运行参数的在线计算、存储、统计、分析报表和远传自动完成，从而促使自动和遥控调整电能质量得以保证。 5智能变电站综合自动化系统所面临的问题近年来，不论是我国自主研发的智能变电站综合自动化技术，还是从国外外引进的此技术，在技术方面、质量方面、功能方面、数量方面都是有显著的进步和发展。但是在实际操作过程中，智能变电站综合自动化系统的部分功能还是不能被充分的发挥出来，会存在一些缺陷和问题。 5.1供需方目标不一致 （1）在经济利益的驱动下，企业在追求着利益最大化。与此同时，用户在热衷于对技术含量的追求，所以在智能变电站综合自动化系统选择中，一批批高技术含量，但功能不全面、结构不合理、性能不稳定等产品屡屡被使用。 （2）电力企业工作人员在购买变电站综合自动化系统时，由于生产厂家对自己的产品在介绍时，会夸大其功能和作用，或者是遗漏产品的一些性能，从而导致工作人员对产品的一些不够认识不透彻，对其功能的掌握不熟悉、不全面。 5.2不同产品标准不一致 远程终端控制系统（ＲＴＵ）、小电流接地装置、通信控制器、故障录波、无功装置等设备之间的数据接口不对等问题，是智能综合自动化系统的接口是长期以来没有得到有效解决的十分重要问题之一。而不同的生产厂家在制造产品时，都是闭门造车，不愿为了这些产品的接口方面的问题，去花时间和精力去沟通，所以当厂家的数量越来越多，产品种类也越来越多的时候，数据接口问题不但没有缓解而会更严重。 6智能变电站综合自动化系统所面临问题的建议为了进一步推动智能变电站综合自动化系统较好的服务于社会，让我们更多的享受到科学技术发展带来的红利，对智能变电站综合自动化系统所面临问题，提出以下两方面的建议。 6.1统一供需方初衷