NS2000变电站综合自动化系统

第1页共135页变电站综合自动化系统(NS2000)国电南瑞科技股份有限公司第2页共135页目录概述系统结构主要功能技术特点系列产品第3页共135页概述变电站及其自动化•电力系统：由电力生产、传输、分配、消耗组成,发电机、变压器、电力线、并联电容器、电抗器和各种用电设备组成的整体。为保障电力系统的安全稳定运行，电力系统装备继电保护、自动装置、远程通信和调度管理等相应的系统和设备。•电力系统是一个连续运行的系统，电能的生产、传输、分配和消耗都是同时完成的。因此，变电站的运行也是连续的。为掌握变电站运行状态，需要对有关电气量进行连续测量，供运行监视、记录；为了保障变压器、输电线路的安全运行，需要实现过流、过压等故障的安全保护；为了向电网调度提供系统运行状态，需要将表征电网运行的有关信息向上级调度传送；为了向用户提供合格的电能，需要进行有关的控制调节。所有这些，绝大部分不可能由人工来完成，需要采用自动化技术.第4页共135页变电站综合自动化及其系统变电站一次系统：电能传输、分配和电压变换工作二次系统：对一次设备及其流经电能的测量、监视和故障告警、控制、保护以及开关闭锁等。通常，也将厂站远动系统纳入二次系统范畴。继电保护故障录波当地监控远动系统常规变电站二次系统第5页共135页变电站综合自动化及其系统变电站综合自动化是将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。变电站综合自动化系统指将变电站内实现控制、保护、信号、测量等功能的电气二次设备，应用自动控制技术、计算机及网络通信技术，对变电站进行运行操作、信息远传和综合协调的自动化系统。第6页共135页变电站综合自动化的优越性1、提高变电站的安全、可靠运行水平。2、提高供电质量，提高电压合格率。3、简化了变电站二次部分的硬件配置。4、提高了电力系统的运行、管理水平。5、缩小变电站占地面积，较少总投资。6、减少维护工作量，减少值班员劳动量。7、有利于提高变电站无人值班管理水平。第7页共135页NS2000变电站综合自动化系统•变电站自动化系统的全面解决方案适用于各种电压等级的变电站、集控中心/小型调度、发电厂等•数千套运行设备的经验升华•分层分布概念的全新演绎•运用多项新技术第8页共135页NS2000系统结构•分层分布式“面向对象”设计思想•站控层、间隔层•适应不同电压等级、规模变电站的分层分布式变电站综合自动化系统第9页共135页远动工作站管理工作站服务器A10/100M双以太网服务器B保护工程师站五防工作站操作员工作站远动工作站上级调度高压1＃继电器小室Ⅰ网Ⅱ网WEB服务器NSD500高压2＃继电器小室四合一保护测控装置NSD500••••保护装置保护管理机NSD500NSD500••••保护装置保护管理机••••GPS硬对时间隔层站控层高压/超高压变电站综合自动化系统典型结构图串口对时第10页共135页GPSNSD200系列NSD100现场总线NSR600系列以太网后台机第三方智能装置调度串口对时间隔层站控层硬对时中低压变电站综合自动化系统典型结构图串口第11页共135页值班机1服务器A10/100M双以太网服务器B值班机2报表工作站Ⅰ网Ⅱ网工程师站网桥机值班机N路由器MIS网前置A机前置B机前置机柜双机切换RTU信息Teminal-serverMODEM插箱Teminal-server集控站综合自动化系统典型结构图(一）第12页共135页集控站综合自动化系统典型结构图(二）值班机1服务器A服务器B值班机2报表工作站Ⅰ网Ⅱ网工程师站网桥机值班机N路由器MIS网前置A机前置B机前置机柜双机切换RTU信息MODEM插箱NSD500调度保护装置保护管理机NSD200系列NSD100第三方智能装置现场总线总控测控装置第13页共135页NS2000功能简介•监控功能：数据采集与处理、报警、记录、报表等远方、当地、同期、闭锁•保护功能：线路、馈线、变压器、电容器•通讯功能：远方、站内•组态功能：功能、数据库、闭锁逻辑•高级应用功能第14页共135页NS2000监视功能•数据采集与处理•报警及事件记录•历史数据记录•图形•显示及打印•报表•事故追忆第15页共135页NS2000控制功能•支持多个远方调度中心的选择控制•控制室计算机监控系统的当地控制•间隔层设备的当地控制•同期检测与同期合闸•基于IEC1131-3组态的自动控制•基于IEC1131-3组态的全站逻辑闭锁•电压无功自动调节第16页共135页NS2000保护功能•线路、馈线保护•变压器、电抗器保护•电动机保护•发电机保护•电容器保护第17页共135页NS2000组态功能•系统配置组态•图形组态•数据库组态•基于IEC1131-3标准的PLC控制功能组态第18页共135页NS2000通讯功能•远动•与测控单元的高速数据网络通信•与多种微机保护的数据网络通信•与多种智能电子设备的数据网络通信•具有多个支持多种介质及多种网络的通信接口第19页共135页NS2000高级应用功能•电压无功自动控制•小电流接地选线•操作票及防误闭锁•系统诊断与自恢复•远程监视与维护第20页共135页NS2000计算机监控系统系统原则开放性实用性先进性易用性可靠性防误性实时性第21页共135页NS2000技术特点•基于网络的变电站综合自动化全面解决方案•可靠性：结构、工艺、隔离、闭锁、测试•先进性：RTOS、全站实时闭锁、IEC1131-3、以太网•开放性：标准化原则•可裁剪性：系统、硬件、软件•易用性：Windows2000、图模库一体化、组态第22页共135页技术特点之一：标准化的开放式系统•标准的结构体系：参考IEC61850•标准的通信接口•标准的通信协议第23页共135页技术特点之二：良好的可裁剪性•系统的可裁剪性•硬件的可裁剪性•软件的可裁剪性第24页共135页技术特点之三：高可靠性的硬件平台（1）•全面电磁兼容性设计，通过电磁兼容国际标准IEC61000-4中规定的最严酷等级的测试•除一般结构，还有旋转框机柜、背插式机箱、全封闭单元机箱•高集成度新器件•全表贴及多层印制工艺第25页共135页技术特点之三：高可靠性的硬件平台（2）•以太网及现场总线的应用•多层次的冗余配置•自检闭锁，防止误出口•多级多样的隔离技术第26页共135页技术特点之四：异构网络无缝互连•10M/100M自适应以太网•基于CANBUS2.0B协议的现场总线•间隔层设备直接上以太网•间隔层数据实时共享•不依赖于站控层的全站控制操作的逻辑闭锁第27页共135页技术特点之五：高可靠性的软件平台•易学、易维护、具有丰富的第三方软硬件支持的Windows2000操作系统•嵌入式实时多任务操作系统VxWORKs•简洁高效的操作系统ThreadX•先进的集成开发环境•标准的协议模块及设备驱动第28页共135页技术特点之六：先进的计算机监控系统•基于分布式组件技术的网络化数据库实时数据库与商用数据库相结合多机系统数据自动同步全在线式数据图表修改•面向变电站设备的图模库一体化系统以一次设备为单元，间隔为设备组构造变电站模型图形设备制导辅助建库•多厂站集控功能第29页共135页技术特点之七：基于IEC1131-3的PLC功能•IEC1131-3：工业控制流程的标准语言，包括功能、功能块及流程•全站控制操作的逻辑闭锁•图形化组态界面，采用表达式、梯形图、顺序框图编辑控制闭锁条件第30页共135页技术特点之八：全站控制操作的逻辑闭锁•传统实现方式繁琐的电气联锁独立的五防系统完成闭锁操作监控系统与五防系统共同完成闭锁间隔层增加单元化闭锁装置•间隔层全站闭锁控制闭锁的完备性控制闭锁的实时性控制闭锁的独立性第31页共135页技术特点之九：控制的可靠性•控制电源单独控制使能•多逻辑、多模块组合控制•多继电器组合控制•双CPU联合控制•装置故障闭锁控制•采用先进的网络通信技术第32页共135页NS2000产品系列•站控层NS2000计算机监控系统、NSC200/NSC300系列通信控制器•间隔层保护装置：NSR200系列、NSR300系列测控装置：NSD200系列、NSD500系列保护测控一体化装置：NSR600系列第33页共135页NS2000计算机监控系统硬件平台硬件平台：SIEMENS工控机，ADVANTECH一体机、DELL、HP、IBM、SGI等PC机工作站：SUN工作站，ALPHA工作站、服务器，支持多CPU配置3COM、CISCO、D-Link等10/100MB网络设备第34页共135页NS2000计算机监控系统软件平台软件平台：MicrosoftWindows2000操作系统UNIX操作系统SQLServer、Oracle、Sybase、DB2关系数据库第35页共135页NS2000计算机监控系统SCADA服务器•负责整个系统的协调和管理，保持工程数据库的最新最完整备份；•负责组织各种历史数据并将其保存在历史数据库服务器；•实现VQC等高级应用功能。第36页共135页NS2000计算机监控系统操作员工作站•完成对电网的实时监视和操作功能,它为操作员提供了所有功能的入口；•显示各种画面、表格、告警信息和管理信息；•提供遥控、遥调等操作/监护界面并进行人机交互；•支持双屏显示。第37页共135页NS2000计算机监控系统五防工作站•通过主接线图交互生成操作票并可在图上模拟执行操作票；•在制作操作票的过程中，进行操作条件检测；•提供操作票模板，只需对模板中的设备对象进行编辑，既可生成新的操作票；•按设备对象进行操作票查询、修改存储和管理；•与电脑钥匙通讯。第38页共135页NS2000计算机监控系统保护工程师站•保护设备(故障录波器)的参数，工作状态，故障信息，动作信息的查询；•故障录波矢量分析、录波谐波分析、录波阻抗分析；•故障录波测距；•故障录波综合分析不仅分析录波数据，还综合考察故障时的其它信号、测量值、定值参数等，提供多种分析手段，产生综合性的报告结果。第39页共135页NS2000计算机监控系统设备管理工作站根据用户制定的设备管理方法，设备管理程序对系统中的电力设备进行监管，比如根据断路器的跳闸次数提出检修要求，根据主变的运行情况制定检修计划，并自动将这些要求通知用户。第40页共135页NS2000计算机监控系统远动工作站负责与调度自动化系统进行通信，完成多种远动通讯规约的解释，实现现场数据的上送及下行远方的遥控、遥调命令。第41页共135页NS2000计算机监控系统Web服务器•通过企业内Intranet，使用商用浏览器，实现远程浏览实时画面、报表、事件记录、保护定值、波形和系统自诊断情况；•安装配置防火墙，确保访问安全性。第42页共135页NS2000计算机监控系统前置通信工作站•接收各厂站的实时数据，进行相应的规约转换和预处理，通过网络广播给后台机系统；•对各厂站发送相应的遥控、遥调控制命令；•双前置机工作在互为热备用状态，当其中一台工作站故障时，系统将自动进行切换。第43页共135页NS2000计算机监控系统系统配置因采用多进程、多线程操作系统，组件式模块设计，多个应用模块可以采用在一台计算机上运行，也可根据现场实际情况在不同计算机上运行，配置灵活。如当地监控因数据较少，只需一台计算机即可完成所有功能。第44页共135页图形编辑界面第45页共135页图元编辑界面第46页共135页光字操作界面第47页共135页光字第48页共135页间隔操作图第49页共135页监控装置巡检第50页共135页遥控操作界面第51页共135页保护定值操作第52页共135页保护故障矢量分析第53页共135页保护故障波形分析第54页共135页历史事件查询第55页共135页报表第56页共135页自适应的电压无功控制•划分更精细的控制区域，采用基于模糊算法的控制策略；•充分利用