數(shù)字化變電站發(fā)展研究-中電聯(lián)ppt課件

1、徐石明徐石明 教授級高工教授級高工國網(wǎng)電力科學(xué)研討院國網(wǎng)電力科學(xué)研討院國電南瑞科技股份國電南瑞科技股份背景背景1：電網(wǎng)自動化何處去？：電網(wǎng)自動化何處去？SmartGridSmartGridDigitalGridDigitalGrid？IntelliGridIntelliGrid已有技術(shù)成熟已有技術(shù)成熟新的開展理念新的開展理念調(diào)度自動化調(diào)度自動化變電站自動化變電站自動化配網(wǎng)自動化配網(wǎng)自動化。背景背景2：數(shù)字化電網(wǎng)變電站是什么？：數(shù)字化電網(wǎng)變電站是什么？什么是數(shù)字化電網(wǎng)？什么是數(shù)字化電網(wǎng)？什么是數(shù)字化變電站？什么是數(shù)字化變電站？為何要建數(shù)字化變電站？為何要建數(shù)字化變電站？數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)？數(shù)字

2、化變電站關(guān)鍵技術(shù)？如何設(shè)計數(shù)字化變電站？如何設(shè)計數(shù)字化變電站？數(shù)字化變電站有何技術(shù)優(yōu)勢？數(shù)字化變電站有何技術(shù)優(yōu)勢？和變電站自動化的關(guān)系？和變電站自動化的關(guān)系？數(shù)字化變電站如何開展？數(shù)字化變電站如何開展？1 數(shù)字化變電站與數(shù)字化電網(wǎng)數(shù)字化變電站與數(shù)字化電網(wǎng)2 數(shù)字化變電站與變電站自動化數(shù)字化變電站與變電站自動化3 當(dāng)前數(shù)字化變電站實施思緒當(dāng)前數(shù)字化變電站實施思緒 4 數(shù)字化變電站技術(shù)開展展望數(shù)字化變電站技術(shù)開展展望 目 錄SmartGrid數(shù)字化變電站現(xiàn)狀I(lǐng)ntelliGrid DigitalGrid數(shù)字化變電站內(nèi)涵數(shù)字化變電站目的1 數(shù)字化變電站與數(shù)字化電網(wǎng)數(shù)字化變電站與數(shù)字化電網(wǎng)Intell

3、iGrid功能分布表示圖功能分布表示圖GPSGPS運用、互聯(lián)、互操作、分布式、智能化、廣域控制運用、互聯(lián)、互操作、分布式、智能化、廣域控制Vision of the Power System of the FutureSelf-Healing and Adaptive to correct problems before they become emergencies 在問題變成事故前自愈、自順應(yīng)糾錯Interactive with consumers and markets客戶、市場的交互Optimized to make best use of resources and equipmen

4、t資源、設(shè)備的優(yōu)化利用Predictive rather than reactive, to prevent emergencies ahead rather than solve after積極事前預(yù)防，防止事故Distributed assets and information across geographical and organizational boundaries資源和信息的利用Integrated to merge all critical information關(guān)鍵信息的整合More Secure from threats from all hazards更多的平安措施，防

5、止恐懼災(zāi)難IntelliGrid未來展望未來展望SmartGrid功能分布表示圖功能分布表示圖SmartGrid Future View Digital, Distributed, DynamicGPSGPS運用、互聯(lián)、互操作、分布式、智能化、廣域控制運用、互聯(lián)、互操作、分布式、智能化、廣域控制DigitalGrid 數(shù)字化電網(wǎng)數(shù)字化電網(wǎng)Future View 信息化企業(yè)信息化管理系統(tǒng)生 產(chǎn)管理l數(shù)字化電網(wǎng)面向輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)，綜合運用各種先進科技和數(shù)字化手段，l對實踐電網(wǎng)進展全面、準(zhǔn)確的數(shù)字化描畫，l為電網(wǎng)消費全過程提供完好、一致、準(zhǔn)確的信息，l實現(xiàn)對電網(wǎng)直觀、實時的監(jiān)控和智能分析，l并為規(guī)劃

6、、方案、設(shè)計、建立、運轉(zhuǎn)、調(diào)度、營銷等各個環(huán)節(jié)的科學(xué)決策提供技術(shù)支持，l保證電網(wǎng)平安穩(wěn)定、經(jīng)濟優(yōu)質(zhì)運轉(zhuǎn)，提高電網(wǎng)公司消費效率，為建立信息化企業(yè)奠定根底。DigitalGrid數(shù)字化電網(wǎng)內(nèi)涵數(shù)字化電網(wǎng)內(nèi)涵數(shù)字化變電站內(nèi)涵數(shù)字化變電站內(nèi)涵數(shù)字化電網(wǎng)和數(shù)字化變電站的實現(xiàn)數(shù)字化電網(wǎng)和數(shù)字化變電站的實現(xiàn)是一個過程，相互促進，共同開展是一個過程，相互促進，共同開展 l數(shù)字化變電站是以變電站一、二次設(shè)備為數(shù)字化對象，l以高速網(wǎng)絡(luò)通訊平臺為根底，經(jīng)過對數(shù)字化信息進展規(guī)范化，l實現(xiàn)信息共享和互操作，l并以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為根底，采用智能化戰(zhàn)略實現(xiàn)丈量監(jiān)視、控制維護、信息管理等自動化功能的變電站。數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)及研

7、討現(xiàn)狀數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)及研討現(xiàn)狀電子式互感器應(yīng)用電子式互感器應(yīng)用逐漸接近成熟逐漸接近成熟一次設(shè)備運行狀態(tài)采集一次設(shè)備運行狀態(tài)采集已經(jīng)開展工作已經(jīng)開展工作智能化電器智能化電器正在開展工作正在開展工作IEC61850IEC61850及數(shù)據(jù)建模及數(shù)據(jù)建模已經(jīng)實用化已經(jīng)實用化同步測量及數(shù)據(jù)整合同步測量及數(shù)據(jù)整合已經(jīng)開展工作（已經(jīng)開展工作（ABB/SELABB/SEL）數(shù)字式保護、測控設(shè)備數(shù)字式保護、測控設(shè)備已經(jīng)實用化已經(jīng)實用化數(shù)字式計量設(shè)備數(shù)字式計量設(shè)備已經(jīng)開展工作已經(jīng)開展工作IEC61850IEC61850站內(nèi)信息交互站內(nèi)信息交互正在開展工作正在開展工作IEC61850IEC61850站間信息交

8、互站間信息交互正在開展工作正在開展工作IEC61850IEC61850IEC61970IEC61970交互交互正在開展工作正在開展工作智能控制智能控制已經(jīng)開展工作，如：順控已經(jīng)開展工作，如：順控可視化可視化剛開展工作，如：智能報警剛開展工作，如：智能報警基于數(shù)字變電站數(shù)據(jù)的高級應(yīng)用基于數(shù)字變電站數(shù)據(jù)的高級應(yīng)用正在開展工作，如：區(qū)域故障快速識別正在開展工作，如：區(qū)域故障快速識別數(shù)字化變電站總的目的數(shù)字化變電站總的目的目標(biāo)目標(biāo)服務(wù)服務(wù)采可用技術(shù)采可用技術(shù)一次設(shè)備的數(shù)字化、智能化一次設(shè)備的數(shù)字化、智能化為數(shù)字化處理打基礎(chǔ)為數(shù)字化處理打基礎(chǔ)嵌入式計算機技術(shù)嵌入式計算機技術(shù)數(shù)據(jù)的同步、整合、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的

9、同步、整合、標(biāo)準(zhǔn)化為更多的高級應(yīng)用服務(wù)為更多的高級應(yīng)用服務(wù)GPSGPS、IEC61850IEC61850功能配置的靈巧化（功能配置的靈巧化（SmartSmart）簡化變電站設(shè)計，使變電站小型化簡化變電站設(shè)計，使變電站小型化MUMUIOBIOBIntelliIEDsIntelliIEDs15881588信息傳輸?shù)墓饫w化、網(wǎng)絡(luò)化信息傳輸?shù)墓饫w化、網(wǎng)絡(luò)化可靠、快速、共享可靠、快速、共享1000M1000M以太網(wǎng)、交換技術(shù)以太網(wǎng)、交換技術(shù)變電站性能的可視化變電站性能的可視化變電站運行管理的人性化標(biāo)準(zhǔn)化變電站運行管理的人性化標(biāo)準(zhǔn)化計算機圖形化、標(biāo)準(zhǔn)化計算機圖形化、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字化變電站不是簡單的數(shù)字化變電站

10、不是簡單的OCTOCT、6185061850運用的概念，它是運用的概念，它是一個逐漸推進的過程。目前主要的成熟技術(shù)是一個逐漸推進的過程。目前主要的成熟技術(shù)是IEC61850.IEC61850.數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站OCTOCT61850618502 數(shù)字化變電站與變電站自動化數(shù)字化變電站與變電站自動化回想回想1：不斷開展的計算機技術(shù)：不斷開展的計算機技術(shù)單片機32協(xié)議通訊CPU集成電路單片機8單片機16位傳串行口現(xiàn)場總線以太網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)集中分布式分布分散分散位傳自定義引進規(guī)約擴展新部頒IEC103看到數(shù)據(jù)看到數(shù)據(jù)、實現(xiàn)控制看到信息、實現(xiàn)控制、信息管理看到信息、實現(xiàn)控制、信息管理、可靠控制看到信

11、息、實現(xiàn)控制、信息管理、可靠控制、信息回放看到信息、實現(xiàn)控制、信息管理、可靠控制、信息回放、信息共享看到信息、實現(xiàn)控制、信息管理、可靠控制、信息回放、信息共享、相量信息看到信息、實現(xiàn)控制、信息管理、可靠控制、信息回放、信息共享、相量信息、同步信息。運用需求：前進的推進力運用需求：前進的推進力3遙4遙當(dāng)?shù)毓δ芪宸拦输浺蕴W(wǎng)PMU全網(wǎng)分析。回想回想2：不斷開展的運用需求：不斷開展的運用需求回想回想3：不斷開展的變電站自動化系統(tǒng)：不斷開展的變電站自動化系統(tǒng)變電站發(fā)展階變電站發(fā)展階段段新技術(shù)支撐新技術(shù)支撐系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置系統(tǒng)應(yīng)用需求系統(tǒng)應(yīng)用需求遠傳遠傳串行通信串行通信RTURTU遠方監(jiān)控遠方監(jiān)控分散式

12、分散式現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線分散式系統(tǒng)分散式系統(tǒng)采集單元就地下放采集單元就地下放信息孤島、聯(lián)信息孤島、聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)IEC60870-5IEC60870-5多系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)多系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)專業(yè)管理需求專業(yè)管理需求信息整合信息整合數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)整合系統(tǒng)整合系統(tǒng)信息量太大，要整合信息量太大，要整合三態(tài)數(shù)據(jù)整合三態(tài)數(shù)據(jù)整合數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)SCADASCADAWAMSWAMSRISRIS并存并存信息源一致性要求信息源一致性要求數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站EC61850EC61850、GPSGPS等等多種配置方式多種配置方式智能化、信息標(biāo)準(zhǔn)化、互操作等智能化、信息標(biāo)準(zhǔn)化、互操作等變電站自動化變電站自動化數(shù)字化變電站數(shù)字化變

13、電站必然必然總總 那么那么以傳統(tǒng)變電站自動化為根底以傳統(tǒng)變電站自動化為根底滿足數(shù)字化電網(wǎng)建立需求滿足數(shù)字化電網(wǎng)建立需求滿足變電站自動化運轉(zhuǎn)需求滿足變電站自動化運轉(zhuǎn)需求不同地域可采用不同的技術(shù)架構(gòu)不同地域可采用不同的技術(shù)架構(gòu)不同電壓等級可采用不同的技術(shù)架構(gòu)不同電壓等級可采用不同的技術(shù)架構(gòu)3 當(dāng)前數(shù)字化變電站實施思緒當(dāng)前數(shù)字化變電站實施思緒 當(dāng)前數(shù)字化變電站建立現(xiàn)狀分析當(dāng)前數(shù)字化變電站建立現(xiàn)狀分析變電站自動化開展需求變電站自動化開展需求數(shù)字化電網(wǎng)建立需求數(shù)字化電網(wǎng)建立需求新技術(shù)支撐新技術(shù)支撐OCT、計算機、通訊、計算機、通訊數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站l 系統(tǒng)整合：大二次l 智能化 ：自動運轉(zhuǎn)管理l

14、可視化 ：l 支撐運轉(zhuǎn)人員規(guī)范化作業(yè)l 簡化變電站建立：l 就地采集、光纖化、集約化控制l全網(wǎng)同步丈量：l大電網(wǎng)事故分析l廣域全景數(shù)據(jù)：lEMS、WARMAP變電站數(shù)據(jù)平臺為變電站運行服務(wù)為變電站運行服務(wù)為數(shù)字化電網(wǎng)服務(wù)為數(shù)字化電網(wǎng)服務(wù)設(shè)備就地化、光纖化，簡化變設(shè)備就地化、光纖化，簡化變電站設(shè)計及資源配置電站設(shè)計及資源配置全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)大二全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)大二次統(tǒng)一管理次統(tǒng)一管理實現(xiàn)站內(nèi)智能化控制實現(xiàn)站內(nèi)智能化控制實現(xiàn)實現(xiàn)IEC61850IEC61850970970對接對接提供廣域全景同步數(shù)據(jù)提供廣域全景同步數(shù)據(jù)當(dāng)前數(shù)字化變電站建立主要思緒當(dāng)前數(shù)字化變電站建立主要思緒OCTOCT

15、EVTEVTIEDIED01VOCTOCTEVTEVTIEDIED01VOCTOCTEVTEVTIEDIED01VSCADASCADA方案方案1：電子式互感器輸出模擬小信號：電子式互感器輸出模擬小信號IEC61850適用于各電壓等級的變電站根本不改動原有的系統(tǒng)構(gòu)造站控層網(wǎng)站控層網(wǎng)IRIG-BOCTOCTEVTEVT方案方案2：10KV不變，其他數(shù)字輸出互感器不變，其他數(shù)字輸出互感器MUMUH HOCTOCTEVTEVTMUMUM MOCTOCTEVTEVTMUMUL LOCTOCTEVTEVTMUMU110KV110KV線路線路主變維護主變維護主變維護主變維護線路維護線路維護10KV10KV維

16、護維護10KV10KV維護維護10KV10KV維護維護SCADASCADA缺點錄波缺點錄波110KV及以下變電站部分過程層信息共享過程層網(wǎng)過程層網(wǎng)站控層網(wǎng)站控層網(wǎng)OCTOCTEVTEVT方案方案3：全部采用數(shù)字輸出互感器：全部采用數(shù)字輸出互感器MUMUH HOCTOCTEVTEVTMUMUM MOCTOCTEVTEVTMUMUL LOCTOCTEVTEVTMUMU110KV110KV線路線路主變維護主變維護主變維護主變維護線路維護線路維護SCADASCADA缺點錄波缺點錄波OCTOCTEVTEVTMUMU10KV10KV10KV10KV維護維護N N個個110KV及以下變電站過程層信息完全共享

17、站控層網(wǎng)站控層網(wǎng)過程層網(wǎng)過程層網(wǎng)智能化智能化電器電器1 1SCADASCADA方案方案4：采用智能化電器方案：采用智能化電器方案IEC61850智能化智能化電器電器2 2智能化智能化電器電器3 3220kV及以上超高壓變電站根本不改動原有的系統(tǒng)構(gòu)造建議提供廣域全景同步數(shù)據(jù)站控層網(wǎng)站控層網(wǎng)GPSGPS1588158861850618504 數(shù)字化變電站技術(shù)開展展望數(shù)字化變電站技術(shù)開展展望 6185061850建模建模6197061970建模建模智能化智能化運用運用智能化智能化運用運用站內(nèi)數(shù)據(jù)站內(nèi)數(shù)據(jù)一致平臺一致平臺區(qū)域數(shù)據(jù)區(qū)域數(shù)據(jù)一致平臺一致平臺站間站間互操作互操作區(qū)域互區(qū)域互操作操作數(shù)字化數(shù)字

18、化規(guī)范化規(guī)范化智能報警智能報警缺點自愈缺點自愈形狀檢修形狀檢修站內(nèi)實時站內(nèi)實時一致數(shù)據(jù)庫一致數(shù)據(jù)庫互聯(lián)缺點互聯(lián)缺點預(yù)警及切除預(yù)警及切除1 數(shù)字化變電站隨數(shù)字化電網(wǎng)一同開展數(shù)字化變電站隨數(shù)字化電網(wǎng)一同開展調(diào)調(diào)度度變變電電站站智能智能變電站變電站智能智能調(diào)度調(diào)度智能智能電網(wǎng)電網(wǎng)數(shù)數(shù) 字字 化化 電電 網(wǎng)網(wǎng)2 數(shù)字化變電站技術(shù)開展規(guī)劃數(shù)字化變電站技術(shù)開展規(guī)劃目標(biāo)目標(biāo)解決問題解決問題數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化互聯(lián)、互操作（互聯(lián)、互操作（6185061850）數(shù)據(jù)同步數(shù)據(jù)同步更靈活的大電網(wǎng)分析更靈活的大電網(wǎng)分析站內(nèi)統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺站內(nèi)統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺建立建立唯一可靠完整唯一可靠完整的電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫一次設(shè)備數(shù)字化一次設(shè)備數(shù)字化一次設(shè)備數(shù)字化是一個漸進過程一次設(shè)備數(shù)字化是一個漸進過程站內(nèi)高級應(yīng)用站內(nèi)高級應(yīng)用基于同步數(shù)據(jù)的站內(nèi)應(yīng)用更多基于同步數(shù)據(jù)的站內(nèi)應(yīng)用更多站間互操作站間互操作實現(xiàn)站間互聯(lián)、互操作實現(xiàn)站間互聯(lián)、互操作（VQCVQC互調(diào)、操作閉鎖）互調(diào)、操作閉鎖）同步技術(shù)同步技術(shù)同步技術(shù)的電網(wǎng)分析同步技術(shù)的電網(wǎng)分析變電站數(shù)據(jù)整合變電站數(shù)據(jù)整合l 電量、非電量、運轉(zhuǎn)形狀的數(shù)字化l 就地操作智能化l 形狀在線監(jiān)視l 缺點自愈l ID資料庫l 通訊模型化l 數(shù)據(jù)源一致采集、獨一化l 數(shù)據(jù)同步采樣l 瞬態(tài)數(shù)據(jù)流共享l 生熟數(shù)據(jù)模型化IEC