新一代智能变电站系统[2014]

南京国电南自电网自动化有限公司NANJINGSACAUTOMATIONCO.,LTD.新一代智能变电站系统国网公司近期提出构建以“集成智能化设备+一体化业务系统”应用为特征的新一代智能变电站通过整合系统功能，优化结构布局，采用“一体化设备、一体化网络、一体化系统”技术构架，有效提升变电站智能水平背景1、电气主接线2、高压设备3、无功补偿4、平面布局5、二次系统6、土建现智能站结构新智能站结构新老差异现有智能站新一代智能站信息共享不完全完全继电保护分散式层次化自动化信息采集重复，子系统孤立信息采集统一，站端功能整合网络三层两网两层一网一次设备一次设备智能化智能化一次设备系统集成不充分优化智能终端开关设备就地层站控层集中式测控辅控子机MMS二次设备舱互感器就地保护多功能二次装置(测控,PMU,电能质量分析,故障录波,计量)合并单元在线监测IED站域保护广域保护子机稳控新型故障测距变压器二次设备舱互感器GOOSESV总线远动（保信，PMU子站，计量，在线监测）一体化监控故录及网络分析仪对时时钟源计费计量主站(保信，PMU，计量，在线监测，辅助）广域保护主站智能终端就地保护多功能二次装置(测控,PMU,电能质量分析,故障录波,计量)合并单元在线监测IED智能变电站系统示意图层次化继电保护系统二次设备仓（集装箱）综合自动化系统辅控系统运维支撑技术站域保护一次设备智能化智能一次设备一体化信息平台广域保护站域层就地层广域层MU智能终端就地化保护MU智能终端就地化保护电缆线以太网MMSSV/GOOSE层次化保护系统结构层次化保护就地保护1、贴近一次设备安装，2、按保护对象配置快速主保护3、无主式跨间隔保护（母线保护、变压器保护）4、就地线路保护和母线保护合一站域保护1、集中后备保护2、功能迁移3、二次设备状态检修4、二次回路在线监视5、即插即用6、SCD文件过程层管理7、站域备投8、低频、低压、过负荷广域保护1、区域备自投2、定值在线整定与优化3、区域过负荷联切就地保护:无主分布式母线保护互感器开关设备合并单元SVGOOSEMMS智能终端图例:就地级保护MMS过程层GOOSE过程层SV电缆母线间隔环网母线间隔单元去相邻间隔去相邻间隔BUS开关设备T1L1互感器合并单元智能终端母线间隔单元就地保护:无主分布式母线保护BU1BU2BU3BU6BU5BU4就地保护:线路保护互感器开关设备智能终端SVGOOSEMMS线路保护1合并单元图例:就地级保护MMS过程层GOOSE过程层SV电缆就地保护:无主环网变压器保护图例:就地级保护MMS过程层GOOSE过程层SV电缆主变高压侧保护单元主变保护单元环网220kV110kV10kV合并单元智能终端合并单元智能终端主变中压侧保护单元主变低压装置MMSGOOSESVMMSGOOSESV站域保护保护装置△功能迁移110kV及低压侧失灵站内备投站内安自低压母线保护管控单元保护信息管理就地保护、二次回路状态监测及评价定值校对保护动作过程可视化SCD及过程层配置管理功能迁移保护功能范围的迁移EVT开关ECT间隔2合并器EVT开关ECT间隔1合并器EVT开关ECT间隔3合并器EVT开关ECT间隔Q合并器EVT开关ECT间隔2合并器EVT开关ECT间隔P合并器EVT开关ECT间隔Q合并器功能迁移就地级保护功能迁移（110kV系统）集中式热备用保护线路1线路1母差线路n主变保护线路n母差主变过程层总线信息共享就地保护异常后站域保护热备用，避免一次设备停电线路保护功能迁移处理1：当两个变电站的电流采样均以绝对时间进行同步采样时，可以利用,站域保护之间的通道，故障侧发送虚拟出来的间隔电流，对侧变电站发送间隔实际采样电流，完成差动保护功能迁移。同样，保护装置故障时可以进行同样的功能迁移。处理2：当两个变电站任意一个以非绝对时间进行同步采样时，可以利用站域通道实现纵联距离或者相继速动功能。此时差动保护退化成纵联距离21逆变电源监视状态监测信息采集远程诊断CPU及重要板块监视以太网通信监视装置软件自检监视数据采集回路监视…………远方调试反措建议专家分析/系统二次设备在线监测基于标准化虚端子的继电保护设备即插即用方案即插即用1基于标准化虚端子的继电保护设备即插即用方案。。。。。。某IED配置。。。。。。导入生成智能变电站SCDICDICDICD通讯配置项标准化虚端子其他配置项内含订阅配置发布配置标准化通讯配置表某IED配置导入过程层即插即用功能继电保护设备标准化虚端子通讯配置项生成即插即用2基于标准化虚端子的继电保护设备即插即用方案智能变电站站控层后台解析运行继电保护设备整定后等效于原有设备站控层即插即用功能同厂家同型号备用设备不同厂家备用设备功能模块存储运行参数智能变电站站控层即插即用(一备多)方案存储关联解析入库批量刷新配置切换切换？准实时更新替换时更新功能模块运行参数模型文件作为备用设备关联并进入数据库功能模块运行参数模型文件功能模块运行参数标准化标准化标准化设计阶段将备用设备占位并在后台录入配置库，和原有设备形成两套配置即插即用时，运行参数和功能模块由原有设备标准化处理后获得即插即用时，该间隔的继电保护设备站控层配置，切换至数据库内的不同厂家备用设备配置即插即用3中心服务器实现智能变电站站控层和过程层设备即插即用过程层交换机MMS存储模块文件传输模块过程层模型处理模块过程层中心服务管理FTPFTP过程层设备站控层中心服务器管理存储模块文件传输模块站控层服务模块站控层交换机站控层设备FTPFTPMMS中心服务器管理系统1.FTP获取设备模型2.处理提取过程层配置文件3.备用设备的过程层配置重载1.FTP获取设备模型2.MMS服务获取设备信息和运行参数3.备用设备的信息和运行参数重载即插即用4广域保护广域保护、管控维护系统稳定优化定值及跳闸策略保障供电可靠管理区域继电保护广域保护系统运行状态动态监视重要线路的潮流监视、过载预警特殊节点（例如风电接入点）电压及频率在线监测，越限预警系统振荡进行监测，并实时判别振荡中心位置维护系统稳定广域保护二次及相关设备运行状态在线监测监测广域保护范围内重要变电站内关键的继电保护装置运行工况监测区域范围内PT及CT等测量设备运行状态重要变电站内高压开关位置的实时状态监视管理区域继电保护广域保护区域电网快速恢复供电监视故障处理过程，根据系统的潮流分布，优化解列点系统根据电网运行的拓扑状态，实施广域备投或远方备投监视供电恢复过程，与配网自动化系统协调，实时优化策略保障供电可靠广域保护广域信息自适应继电保护定值广域范围内系统潮流及重要节点功角的变化实时调整继电保护定值广域范围内相关继电保护的动作信息、开关变位信息实时优化继电保护定值可实时通过自动整定保护定值并下发到对应的变电站中的继电保护装置，实现保护定值的在线校核与整定优化定值及控制策略层次化继电保护系统二次设备仓（集装箱）综合自动化系统辅控系统运维支撑技术二次设备舱•节省占地•模块化设计•接口标准化•环境适应•即插即用框架采用模块化箱式结构，箱体尺寸在满足内部机柜空间需求的前提下，高度、长度的尺寸适应整体公路运输的需要采用2台空调同时工作，进行内部环境温湿度控制，2台空调形成冗余配置，保证了温湿度控制系统的可靠性配备换气风扇，当运行人员开门进入箱体时，自动启动换气风扇，形成空气流通，保障运行人员有健康的工作环境电缆、光缆、以太网口均采用集中式标准化接口，方便现场接线模块化实施层次化继电保护系统二次设备仓（集装箱）综合自动化系统在线监测系统辅控系统运维支撑技术一体化监控系统•一体化监控系统•综合数据网关机•集中式测控•多功能二次装置自动化系统现状智能变电站发展新需求系统需要进一步整合和集成突出体现集成、优化思想，设备和系统都进行整合;结构紧凑、功能集成、信息融合的智能变电站建设.站内信息模型需要进一步规范和统一一次设备状态监测模型、辅助设备标准化模型、稳定控制设备模型等皆需要进一步规范和统一.智能变电站自动化系统信息结构图辅控子机就地保护多功能二次装置(测控,PMU,电能质量分析,故障录波,计量)在线监测稳控新型故障测距一体化监控系统检修公司调控中心计量终端辅助系统设备评估中心GOOSESVGOOSE装置告警信息定值压板信息保护动作信息装置告警信息定值压板信息稳控动作信息装置告警信息定值压板信息测距结果信息电网运行参数及设备开关量信息装置告警信息录波报文三相模拟量，基波量，正序测量值电量信息操作控制命令电能质量数据变压器，开关气体，绝缘，压力等一次设备状态量信息视频联动用于关口计费用智能终端开关设备就地层站控层综合应用服务器辅控子机MMS二次设备舱互感器就地保护多功能二次装置(测控,PMU,电能质量分析,故障录波,计量)合并单元在线监测IED数据服务器稳控新型故障测距变压器二次设备舱互感器GOOSESV总线综合数据网关机（远动、保信，PMU子站，计量，在线监测）对时时钟源计费计量主站(远动、保信，PMU，计量，在线监测）智能终端就地保护多功能二次装置(测控,PMU,电能质量分析,故障录波,计量)合并单元在线监测IED一体化监控系统一体化监控系统架构示意图一体化监控系统重要概念综合数据网关机数据服务器综合应用服务器满足一体化监控系统对调度及其他主站应用的支撑设备，对功能进行重新设计，覆盖了原有远动工作站功能，满足各主站对变电站内信息的查询和浏览需求；满足变电站全景数据的分类处理和集中存储需求，并经由消息总线向主机、数据通信网关机和综合应用服务器提供数据的查询、更新、事务管理及多用户存取控制等服务；接收在线监测、计量、电源、消防、安防、环境监测等信息采集装置（系统）的数据，进行综合分析和统一展示，对外提供在线监测分析结果以及辅助应用监视与控制功能；一体化监控系统一体化业务平台扩展高级应用系统调控一体化支持系统电力系统故障多维信息监视系统电力系统故障识别与分析系统二次设备在线监测和评估系统综合数据网关机集中式测控多功能二次设备项目内容一体化监控系统关键技术全景数据统一信息平台监控、远动一体化面向服务体系架构（SOA）高可靠性一体化业务平台统一信息服务（通用事件、数据定阅、历史数据访问）支持多源数据的统一数据接口（API）设备参数库稳态数据库动态数据库暂态数据库设备监测数据库环境及辅助设备数据库统一规约、综合采集一体化监控系统关键技术告警直传、远程浏览分布式状态估计（数据辨识）源端维护技术深化一键式顺控应用调控一体化支持系统调控一体化支持系统设计“设备告警文本直传”方式，在不关联数据库的条件下，直接将告警信号上传调度。通过远程浏览，调度可查看变电站监控画面、数据。变电站调控一体化支持系统调度主站系统DL476CIM-GCIM-E秒级实时数据告警信息远程浏览远方控制站画面数据库数据库告警表告警表告警直传、远程浏览调控一体化支持系统网络拓扑量测系统可观测性分析求解各量测量的最优估计值不良数据检测和辨识状态估计结果输出及统计考核上传调度信息分布式状态估计调控一体化支持系统共享建模技术：DL/T860SCD、DL/T890CIM、E标准；图形交互规范：SVG、Q/GDW624G；主、子站模型、图形、数据库的无缝共享；远传点表自动生成；源端维护调控一体化支持系统顺控过程可视化；模拟操作仿真预演；与视频图像监控系统的联动。深化一键式顺控应用人员角色维度一体化监控系统关键技术电力系统故障多维信息监视系统电力系统故障展示维度分析信息维度时间维度一体化监控系统关键技术电力系统故障多维信息监视系统时间维度人员角色维度事故发生即时事故发生后运行值班人员要求快速报告概要结论，并提示故障处理建议检修事故处理人员要求故障综合数据全面展示目标：为合适的人员角色在合适时间显示合适的信息一体化监控系统关键技术电力系统故障信息即时展示技术电力系统故障信息关联融合展示技术电力系统故障多维信息监视系统一体化监控系统关键技术电力系统故障信息即时展示技术采用智能告警窗分层分类、计时计次技术，实现重要故障信息“