智能变电站
一、智能变电站: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的变电站。
(本来打算利用思维导图,估计你电脑上没有,所以截个图) 。
二、智能站与常规站的区别:
1、从设备上来讲:1)、智能站比常规站多了:智能终端、合并单元,同时也多了光纤,含有更多的交换机。2) 少了:利用更少的电缆。3)设备不同:智能站保护是新一代的保护,常规站有些还是继电式保护(南瑞RCS 与PCS 区别)。
2、从结构上讲:智能站有三层,常规站一般要分的话就是两层。
3、从网络上来说:常规站保护与后台数据交换使用103规约。而智能站两层网络都使用IEC61850,其中有MMS 、GOOSE 、SV 网络。(不过,在变电站与调度D5000
之间通信仍然采
用104规约)
4、实际现场:智能站场地能看到有很多智能控制柜,智能控制柜里面包含智能终端、合并单元。一般一个间隔配一个。
5、变电站所有门禁都是电子门禁即须输入密码,门禁,视频、灯光等都是集中到一个系统。 下面是智能站一次设备智能化过程:
下面是设计方面的不同
三、智能站结构
从上面图形可以知道:
三层两网
逻辑结构和物理结构
◆ 基本取消了硬接线, 所有的开入、模拟量的采集均在就地完成,转换为数字量
后通过标准规约从网络传输。
◆ 所有的开出控制也通过网络通信完成。
◆ 继电保护的联闭锁以及控制的联闭锁也由网络通信(GOOSE 报文)完成,取
消了传统的二次继电器逻辑接。
◆ 数据的共享通过网络交换完成。
站控层与过程层网络独立
信息分类:
◆ 站控层/间隔层MMS 、GOOSE;
◆ 过程层SV 、GOOSE;
从一个设计者的角度来说智能变电站配置如下:
常用也必须保留的是SCD :
SCD 包含全站的地址、通信、所有的IED 配置,所有信息的走向,所有虚端子。即可用通过SCD 找到变电的所有配置。
下面是我们站的SCD ,通过SCD 解析软件可以清晰的看明白全站配置。
四、合并单元、智能终端
1、合并单元:
1)合并单元(MU )的功能主要是将互感器输出的电压、电流信号合并,
输出同步采样数据,
并为互感器提供统一的输出接口,使不同类型的互感器于不同类型的二次设备之间能够互相通信。
2)按照功能,合并单元一般可以分为间隔合并单元和母线合并单元。间隔合并单元用于线路、变压器和电容器等间隔电气量的采集,只发送本间隔的电气量数据。一般包括三相电压Uabc ,三相保护电流Iabc 、三相测量用电流I 、同期电压UL 、零序电压U0、零序电流I0。对于双母线接线的间隔,合并单元根据本间隔隔离开关的位置,自动实现电压切换的功能。 母线合并单元一般采集母线电压或者同期电压,在需要电压并列时,可通过软件自动实现个母线电压的并列。
3)目前智能站中合并单元的采样频率和输出频率统一为4kHz ,即每工频周期80个采样点,这可以保护、测量装置的需求。对于计量用的合并单元需要专门设计,其采样和输出频率为12.8kHz 。
2、智能终端:
1)智能终端通过电缆与一次设备连接,同时采用光纤与测控、保护、网络交换机等二次设备连接。
2)采集一次设备的遥信量(如位置信号、告警信号)和智能设备的遥信量,将硬接点信号转换成GOOSE (面向通用对象的变电站事件)报文上送至保护和测控装置。
3)接收保护装置 GOOSE 分合闸命令并转换成硬接点输出,实现保护装置跳闸出口。
4)接收测控装置遥控 GOOSE 分合闸命令并转换成硬接点输出,实现开关、刀闸等一次设备遥控操作。
5)进行信号分析、处理、合并,实现智能告警、回路监视、跳闸自保持等功能。
五、了解一下GOOSE 、MMS 、SV
1、GOOSE :
1)面向通用对象的变电站事件( GOOSE---Generic Object Oriented Substation Event) 是IEC 61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的一种机制。
2)可以传输开入(智能终端的常规开入等),开出(跳闸,遥控,启动失灵,联锁,自检信息等),实时性要求较高的模拟量(环境温湿度,直流量)。
3)GOOSE 传输布尔量,整型,浮点型,位串,采用心跳报文。
4)GOOSE 主要用于实现在多IED 之间的信息传递,包括传输跳合闸信号(命令)
2、MMS :
1)即制造报文规范
2)MMS 规范了工业领域具有通信能力的智能传感器、智能电子设备(IED )、智能控制设 备的通信行为,使出自不同制造商的设备之间具有互操作性(Interoperation )。(不太懂) 智能变电站中统一采用MMS 协议作为间隔层设备与站控层设备之间以及站控层设备相互之间的的通信协议标准,使得来自不同厂家的设备可以实现互操作。
3、SV (Sampled Measured Value 采样测量值):
1)将需要发送的模拟量实例化为不同的LN ,再将其汇总至发送数据集(DataSet ),数据集再关联至Smvcb 。通常只针对合并单元(MU )装置(其实就是TA/TV电压电流等送到合并单元,之后通过SV 传输到保护、测量、故障录波)。
六、IEC61850
太深了,可以参考GOOSE 、SV 、MMS