開放式數(shù)字化變電站的介紹

1、武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院數(shù)字化變電站的介紹主要內(nèi)容 常規(guī)變電站的現(xiàn)狀 數(shù)字化變電站的簡介常規(guī)變電站的現(xiàn)狀常規(guī)開關(guān)常規(guī)CT/PT繼電器 A間隔間隔控制控制繼電器 B繼電器 A間隔間隔控制控制繼電器 B常規(guī)開關(guān)常規(guī)CT/PT傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng) 現(xiàn)狀保護管理機保護管理機2調(diào)度中心調(diào)度中心操作員站操作員站工程師站工程師站路由器路由器站總線站總線保護管理機保護管理機3保護管理機保護管理機1u規(guī)約種類繁多、中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)復(fù)雜規(guī)約種類繁多、中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)復(fù)雜u規(guī)約集成已經(jīng)成為制約變電站二次系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸規(guī)約集成已經(jīng)成為制約變電站二次系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸w高昂的工程費用高昂的工程費用 （系統(tǒng)集成）系統(tǒng)集成）w過于繁多的規(guī)

2、約種類造成不同的問題（互操作性及功能的限過于繁多的規(guī)約種類造成不同的問題（互操作性及功能的限制）制） w私有規(guī)約的應(yīng)用（對廠家的依賴性，推倒重來的改造）私有規(guī)約的應(yīng)用（對廠家的依賴性，推倒重來的改造）w不同市場、同一市場不同的子系統(tǒng)具有不同相對標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)約不同市場、同一市場不同的子系統(tǒng)具有不同相對標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)約種類種類今天：今天：規(guī)約轉(zhuǎn)換成本規(guī)約轉(zhuǎn)換成本難度高難度高/代價大代價大 傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng) 存在不足存在不足RTUMeterRTURecloserBreakerTransformerDiff.RelayO.C.RelaySOERTUMeterRTURecloserBrea

3、kerTransformerDiff.RelayO.C.RelaySOERTUMeterRTURecloserBreakerTransformerDiff.RelayO.C.RelaySOERTUMeterRTURecloserBreakerTransformerDiff.RelayO.C.RelaySOERTUMeterRTURecloserBreakerTransformerDiff.RelayO.C.RelaySOERTUMeterRTURecloserBreakerTransformerDiff.RelayO.C.RelaySOERTUMeterRTURecloserBreakerTr

4、ansformerDiff.RelayO.C.RelaySOEDMSCISEMS/SCADAOMS表記RTU重合閘 斷路器 變壓器差動保護過流SOERTU網(wǎng)絡(luò)通信昂貴網(wǎng)絡(luò)通信昂貴&復(fù)雜復(fù)雜Distributed Management SystemCustomer Information System Energy Management System Operation Management System傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng) 存在不足存在不足u網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 接線繁瑣接線繁瑣系統(tǒng)系統(tǒng)安全性不足安全性不足傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng) 存在不足存在不

5、足u主從方式：輪詢檢測主從方式：輪詢檢測通信速度慢通信速度慢通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng) 存在不足存在不足w模擬信號模擬信號w控制電纜控制電纜w設(shè)備間的聯(lián)閉鎖設(shè)備間的聯(lián)閉鎖w。二次電纜對系統(tǒng)可靠性的影響二次電纜對系統(tǒng)可靠性的影響線路保護線路保護u二次電纜的連接過多二次電纜的連接過多u信息的共享不夠信息的共享不夠w保護系統(tǒng)保護系統(tǒng)w測控系統(tǒng)測控系統(tǒng)w計量系統(tǒng)計量系統(tǒng)w錄波系統(tǒng)錄波系統(tǒng)w遠動系統(tǒng)遠動系統(tǒng)w。設(shè)備重復(fù)投入建設(shè)設(shè)備重復(fù)投入建設(shè)u設(shè)備的重復(fù)投入設(shè)備的重復(fù)投入w網(wǎng)絡(luò)接線復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)接線復(fù)雜w安裝和維護成本高安裝和維護成本高傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng) 存

6、在不足存在不足 二次設(shè)備的互操作性不夠人們一直就期待能夠解決二次設(shè)備之間的互操作性（interoperability），甚至互換性（interchangeability）。一個廠家一個廠家私有私有兩個廠家兩個廠家協(xié)商協(xié)商三個廠家三個廠家 互操作互操作 !傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng) 存在不足存在不足u一次設(shè)備的智能化不夠一次設(shè)備的智能化不夠wNCITw智能開關(guān)智能開關(guān)w智能變壓器智能變壓器u新技術(shù)應(yīng)用的適新技術(shù)應(yīng)用的適用性用性w計算機技術(shù)計算機技術(shù)w通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)w新的傳感器技術(shù)新的傳感器技術(shù)傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng) 存在不足存在不足數(shù)字化變電站的簡介數(shù)字

7、化變電站的基本概念 數(shù)字化變電站的基本概念為變電站的信息采集、傳輸、處理、輸出過程全部數(shù)字化 。數(shù)字化變電站的概念數(shù)字化變電站的概念 u數(shù)字化變電站建設(shè)的必然趨勢數(shù)字化變電站建設(shè)的必然趨勢w在變電站領(lǐng)域中，隨著智能化電氣的發(fā)展，特別是智在變電站領(lǐng)域中，隨著智能化電氣的發(fā)展，特別是智能化開關(guān)、光電式互感器等機電一體化設(shè)備的出現(xiàn)，能化開關(guān)、光電式互感器等機電一體化設(shè)備的出現(xiàn)，變電站即將進入數(shù)字化新階段變電站即將進入數(shù)字化新階段 。數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 數(shù)字化變電站的建設(shè) IEC61850標(biāo)準(zhǔn)包括變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的總體要求、功能建模、數(shù)據(jù)建模、通信協(xié)議、項目管理

8、和一致性檢測等一系列標(biāo)準(zhǔn) 按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的變電站，可符合數(shù)字化變電站的要求 單是二次設(shè)備和合并單元符合IEC61850國際規(guī)約，還不是真正的數(shù)字化IEC61850 數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 數(shù)字化變電站的特征數(shù)字化變電站的特征 u 數(shù)字化變電站的表現(xiàn)特征數(shù)字化變電站的表現(xiàn)特征過程層的數(shù)字化過程層的數(shù)字化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)信息交換信息交換w模型協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化模型協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化w數(shù)據(jù)采集數(shù)字化數(shù)據(jù)采集數(shù)字化w設(shè)備操作智能化設(shè)備操作智能化w系統(tǒng)分層分布化系統(tǒng)分層分布化w系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊化w信息交互網(wǎng)絡(luò)化信息交互網(wǎng)絡(luò)化w

9、信息應(yīng)用集成化信息應(yīng)用集成化w設(shè)備檢修狀態(tài)化設(shè)備檢修狀態(tài)化w運行管理自動化運行管理自動化數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 模型協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化模型協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化u 實現(xiàn)智能設(shè)備的互操作。實現(xiàn)智能設(shè)備的互操作。u 實現(xiàn)變電站信息共享。實現(xiàn)變電站信息共享。u 簡化系統(tǒng)維護、配置和工程實施。簡化系統(tǒng)維護、配置和工程實施。u IEC 61850確立了電力系統(tǒng)的建模標(biāo)準(zhǔn)，為變電站自動化系確立了電力系統(tǒng)的建模標(biāo)準(zhǔn)，為變電站自動化系統(tǒng)定義了統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的信息模型和信息交換模型。統(tǒng)定義了統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的信息模型和信息交換模型。數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 數(shù)據(jù)采集數(shù)字化數(shù)據(jù)

10、采集數(shù)字化u 在電流、電壓的采集環(huán)節(jié)采用在電流、電壓的采集環(huán)節(jié)采用數(shù)字化電氣量測系統(tǒng)數(shù)字化電氣量測系統(tǒng)，如光學(xué)互感，如光學(xué)互感器或電子式互感器，實現(xiàn)了電氣量數(shù)據(jù)采集的數(shù)字化應(yīng)用。其優(yōu)器或電子式互感器，實現(xiàn)了電氣量數(shù)據(jù)采集的數(shù)字化應(yīng)用。其優(yōu)點：點：w實現(xiàn)了一、二次系統(tǒng)電氣上的有效隔離；實現(xiàn)了一、二次系統(tǒng)電氣上的有效隔離；w電氣量動態(tài)電氣量動態(tài)測量范圍大、測量精度高測量范圍大、測量精度高；w實現(xiàn)常規(guī)變電站裝置冗余向信息冗余的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)信息集成化應(yīng)用提實現(xiàn)常規(guī)變電站裝置冗余向信息冗余的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)信息集成化應(yīng)用提供了基礎(chǔ)前提。供了基礎(chǔ)前提。數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 設(shè)備操

11、作智能化設(shè)備操作智能化 u 高壓斷路器二次技術(shù)的發(fā)展趨勢是用微機、電力電子高壓斷路器二次技術(shù)的發(fā)展趨勢是用微機、電力電子技術(shù)和新型傳感器建立新的斷路器二次系統(tǒng)。其主要技術(shù)和新型傳感器建立新的斷路器二次系統(tǒng)。其主要特點是：特點是：w實現(xiàn)狀態(tài)檢修。實現(xiàn)狀態(tài)檢修。w減少故障率。減少故障率。w實現(xiàn)按電壓波形控制跳、合閘角度，精確控制跳、合閘實現(xiàn)按電壓波形控制跳、合閘角度，精確控制跳、合閘過程的時間，減少暫態(tài)過電壓幅值；過程的時間，減少暫態(tài)過電壓幅值；數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 系統(tǒng)分層分布化系統(tǒng)分層分布化u IEC 61850體系提出了過程層、間隔層、站控層的三層體系提出了

12、過程層、間隔層、站控層的三層結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型。間隔層保護保護控制控制保護保護控制控制過程層遠程過程接口遠程過程接口傳感器傳感器操作機構(gòu)操作機構(gòu)高壓設(shè)備高壓設(shè)備變電站層功能功能A功能功能B數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊化 u 數(shù)字化電氣量測系統(tǒng)具有體積小、重量輕等特點，可以有效地集數(shù)字化電氣量測系統(tǒng)具有體積小、重量輕等特點，可以有效地集成在指智能開關(guān)設(shè)備系統(tǒng)中，按變電站機電一體化設(shè)計理念進行成在指智能開關(guān)設(shè)備系統(tǒng)中，按變電站機電一體化設(shè)計理念進行功能優(yōu)化組合和設(shè)備布置。功能優(yōu)化組合和設(shè)備布置。u 在高壓和超高壓變電站中，保護裝置、測控裝置、故障

13、錄波及其在高壓和超高壓變電站中，保護裝置、測控裝置、故障錄波及其他自動裝置的他自動裝置的I/O單元，如單元，如A/D變換、光隔離器件、控制操作回路變換、光隔離器件、控制操作回路等作為智能一次設(shè)備的一部分，實現(xiàn)智能電子裝置的所謂等作為智能一次設(shè)備的一部分，實現(xiàn)智能電子裝置的所謂“近過近過程化程化”(process-close)。而在中低壓變電站則將保護、監(jiān)控裝。而在中低壓變電站則將保護、監(jiān)控裝置小型化、緊湊化，完整地安裝在開關(guān)柜上。置小型化、緊湊化，完整地安裝在開關(guān)柜上。數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 信息交互網(wǎng)絡(luò)化信息交互網(wǎng)絡(luò)化u 采用低功率、數(shù)字化的新型互感器代替常規(guī)

14、互感器，將高電壓、大采用低功率、數(shù)字化的新型互感器代替常規(guī)互感器，將高電壓、大電流直接變換為數(shù)字信號。變電站內(nèi)設(shè)備之間信息交互全部采用高電流直接變換為數(shù)字信號。變電站內(nèi)設(shè)備之間信息交互全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的I/O現(xiàn)場接口現(xiàn)場接口。通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享。通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享。wa)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)能根據(jù)實際需要靈活選擇網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)能根據(jù)實際需要靈活選擇，容易利用冗余技術(shù)提高系統(tǒng)，容易利用冗余技術(shù)提高系統(tǒng)可靠性，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的改變不會影響變電站功能的實現(xiàn)；可靠性，網(wǎng)絡(luò)拓撲

15、結(jié)構(gòu)的改變不會影響變電站功能的實現(xiàn)； wb)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,當(dāng)過程層采用基于當(dāng)過程層采用基于IEC 61850-9-2的過程總線時，利用的過程總線時，利用多播多播(multicasting)技術(shù)，一套傳感器的采樣數(shù)據(jù)可同時發(fā)送至測控、技術(shù)，一套傳感器的采樣數(shù)據(jù)可同時發(fā)送至測控、保護、故障錄波、相角測量單元等；保護、故障錄波、相角測量單元等；wc)利用網(wǎng)絡(luò)線代替導(dǎo)線，可以大大減少變電站內(nèi)二利用網(wǎng)絡(luò)線代替導(dǎo)線，可以大大減少變電站內(nèi)二次回路次回路的連接線數(shù)量的連接線數(shù)量，從而提高系統(tǒng)的可靠性。例如，常規(guī)變電站一個間隔內(nèi)大約有，從而提高系統(tǒng)的可靠性。例如，常規(guī)變電站一個間隔內(nèi)大約有200-5

16、00根線需要安裝與測試，工作量巨大且容易出錯。根線需要安裝與測試，工作量巨大且容易出錯。數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 信息應(yīng)用集成化信息應(yīng)用集成化u 常規(guī)變電站的監(jiān)視、控制、保護、故障錄波、量測與計量等幾常規(guī)變電站的監(jiān)視、控制、保護、故障錄波、量測與計量等幾乎都是功能單一、相互獨立的裝置和系統(tǒng)，硬件重復(fù)配置、信乎都是功能單一、相互獨立的裝置和系統(tǒng)，硬件重復(fù)配置、信息不共享、投資成本大。數(shù)字化變電站使得原來分散的二次系息不共享、投資成本大。數(shù)字化變電站使得原來分散的二次系統(tǒng)裝置，具備了進行信息集成和功能合理優(yōu)化、整合的基礎(chǔ)。統(tǒng)裝置，具備了進行信息集成和功能合理優(yōu)化、整合

17、的基礎(chǔ)。u 數(shù)字化變電站將是未來數(shù)字化變電站將是未來“數(shù)字化電力系統(tǒng)數(shù)字化電力系統(tǒng)”中的功能和信息節(jié)點中的功能和信息節(jié)點。IEC針對電力系統(tǒng)操作與運行制定了一整套標(biāo)準(zhǔn)，以逐步統(tǒng)針對電力系統(tǒng)操作與運行制定了一整套標(biāo)準(zhǔn)，以逐步統(tǒng)一電力系統(tǒng)內(nèi)各自動化系統(tǒng)的信息模型和信息交換模型，消除一電力系統(tǒng)內(nèi)各自動化系統(tǒng)的信息模型和信息交換模型，消除由于缺乏統(tǒng)一建模、系統(tǒng)異構(gòu)而導(dǎo)致的各種由于缺乏統(tǒng)一建模、系統(tǒng)異構(gòu)而導(dǎo)致的各種“信息孤島信息孤島”。數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 設(shè)備檢修狀態(tài)化設(shè)備檢修狀態(tài)化u 以往的設(shè)備狀態(tài)檢修主要指一次設(shè)備，電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測對以往的設(shè)備狀態(tài)檢修主要指

18、一次設(shè)備，電氣二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測對象不是單一的元件，而是一個單元或一個系統(tǒng)。雖然象不是單一的元件，而是一個單元或一個系統(tǒng)。雖然IED裝置本身裝置本身具備狀態(tài)檢修的實施基礎(chǔ)，但二次設(shè)備的狀態(tài)檢修必須作為一個系具備狀態(tài)檢修的實施基礎(chǔ)，但二次設(shè)備的狀態(tài)檢修必須作為一個系統(tǒng)性的問題來考慮，或者說狀態(tài)監(jiān)測環(huán)節(jié)應(yīng)包含交流輸入、直流、統(tǒng)性的問題來考慮，或者說狀態(tài)監(jiān)測環(huán)節(jié)應(yīng)包含交流輸入、直流、操作回路等，因此，常規(guī)變電站內(nèi)很難實施二次系統(tǒng)的狀態(tài)檢修。操作回路等，因此，常規(guī)變電站內(nèi)很難實施二次系統(tǒng)的狀態(tài)檢修。u 在數(shù)字化變電站中，可以有效地獲取電網(wǎng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、各種在數(shù)字化變電站中，可以有效地獲取電網(wǎng)運行狀態(tài)數(shù)

19、據(jù)、各種IED裝置的故障和動作信息、監(jiān)測操作及信號回路狀態(tài)的有效監(jiān)視。數(shù)裝置的故障和動作信息、監(jiān)測操作及信號回路狀態(tài)的有效監(jiān)視。數(shù)字化變電站中將幾乎不再存在未被監(jiān)視的功能單元，設(shè)備狀態(tài)特征字化變電站中將幾乎不再存在未被監(jiān)視的功能單元，設(shè)備狀態(tài)特征量的采集上沒有盲區(qū)。設(shè)備檢修策略可以從常規(guī)變電站設(shè)備的量的采集上沒有盲區(qū)。設(shè)備檢修策略可以從常規(guī)變電站設(shè)備的“定定期檢修期檢修”變成變成“狀態(tài)檢修狀態(tài)檢修”，這將大大提高系統(tǒng)的可用性（，這將大大提高系統(tǒng)的可用性（availability）。）。數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 運行管理自動化運行管理自動化u 對于運行管理人員會帶來

20、極大的方便對于運行管理人員會帶來極大的方便數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 真正的數(shù)字化變電站真正的數(shù)字化變電站u 設(shè)計上充分考慮和利用新技術(shù)和新特性設(shè)計上充分考慮和利用新技術(shù)和新特性w變電站中的一次設(shè)備被檢測的信號回路和被控制的操作驅(qū)動回路變電站中的一次設(shè)備被檢測的信號回路和被控制的操作驅(qū)動回路應(yīng)該全部采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計應(yīng)該全部采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計u 光代替電電磁兼容特性加強光代替電電磁兼容特性加強w常規(guī)的強電模擬信號和控制電纜應(yīng)被光電數(shù)字和光纖代替。常規(guī)的強電模擬信號和控制電纜應(yīng)被光電數(shù)字和光纖代替。u 變電站的二次設(shè)備，如保護裝置、防誤閉鎖、測控、錄波

21、、變電站的二次設(shè)備，如保護裝置、防誤閉鎖、測控、錄波、VQC、同期等均為標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的結(jié)構(gòu)，設(shè)備之間的通信、同期等均為標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的結(jié)構(gòu)，設(shè)備之間的通信接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信。接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信。u 變電站運行管理系統(tǒng)也要實現(xiàn)高度的自動化。變電站運行管理系統(tǒng)也要實現(xiàn)高度的自動化。u 相信在不遠的將來，完全的數(shù)字化變電站將在電網(wǎng)中投運。相信在不遠的將來，完全的數(shù)字化變電站將在電網(wǎng)中投運。數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 u 在經(jīng)濟上在經(jīng)濟上w可以實現(xiàn)信息在運行系統(tǒng)和其他支持系統(tǒng)之間的共享，減少重復(fù)建設(shè)和投可以實現(xiàn)信息在運行系統(tǒng)和其他支持系統(tǒng)之間的共享，減少重復(fù)建

22、設(shè)和投資；資；w減少占地面積，從而減少基建投資；減少占地面積，從而減少基建投資；w減少變電站壽命周期內(nèi)的總體成本，包括初期建設(shè)成本和運行維護成本。減少變電站壽命周期內(nèi)的總體成本，包括初期建設(shè)成本和運行維護成本。w二次接線簡單?？梢怨?jié)約安裝和日后維護的成本二次接線簡單。可以節(jié)約安裝和日后維護的成本 數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 u 在技術(shù)上在技術(shù)上w實現(xiàn)數(shù)字式變電站可以減少設(shè)備的退出次數(shù)和退出時間，提高設(shè)實現(xiàn)數(shù)字式變電站可以減少設(shè)備的退出次數(shù)和退出時間，提高設(shè)備的可用性；備的可用性；w減少自動化設(shè)備數(shù)量，簡化二次接線，信息都可自檢，可靠性高減少自動化設(shè)備數(shù)量，簡化二次接

23、線，信息都可自檢，可靠性高提高系統(tǒng)的可靠性；提高系統(tǒng)的可靠性；w光纖取代電纜，電磁兼容性能優(yōu)越光纖取代電纜，電磁兼容性能優(yōu)越w設(shè)備具有互操作性，方便了設(shè)備的維護和更新，減少投運時間，設(shè)備具有互操作性，方便了設(shè)備的維護和更新，減少投運時間，提高工作效率；提高工作效率；w可以方便變電站的擴建及自動化系統(tǒng)的擴充?？梢苑奖阕冸娬镜臄U建及自動化系統(tǒng)的擴充。明天：信息的高速公路明天：信息的高速公路|無縫通信體系無縫通信體系數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 數(shù)字式變電站系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字式變電站系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) u IEC61850 發(fā)展發(fā)展u 非常規(guī)傳感器的穩(wěn)定性非常規(guī)傳感器的穩(wěn)定性u

24、 通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性、實時性通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性、實時性u 信息的同步性信息的同步性u 信息的安全性信息的安全性數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 u IED設(shè)備的互操作性甚至互換性是制定設(shè)備的互操作性甚至互換性是制定IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的重要驅(qū)標(biāo)準(zhǔn)的重要驅(qū)動力。為保證互操作性，需要開展兩類試驗與測試：一致性測動力。為保證互操作性，需要開展兩類試驗與測試：一致性測試和性能測試。試和性能測試。u 一致性測試屬于一致性測試屬于“證書證書”測試，目的是測試測試，目的是測試IED是否符合特定是否符合特定標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。IEC 61850-10中專門定義了一致性測試方法。中專門定義了一致性測

25、試方法。u 性能測試屬于應(yīng)用測試，目的是測試性能測試屬于應(yīng)用測試，目的是測試IED是否滿足運行性能要是否滿足運行性能要求。一致性測試一般由授權(quán)機構(gòu)完成，而性能測試則由用戶組求。一致性測試一般由授權(quán)機構(gòu)完成，而性能測試則由用戶組織實施?？棇嵤?。 互操作性、兼容性測試一致性測試性能測試IEC 61850-10依 據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)性能指標(biāo)依據(jù)基礎(chǔ)驗證“證書”測試應(yīng)用測試u模型不夠模型不夠- IED的互操作性的互操作性IEC61850 發(fā)展發(fā)展數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 非常規(guī)傳感器的穩(wěn)定性非常規(guī)傳感器的穩(wěn)定性u Rogowski線圈的電磁兼容的問題線圈的電磁兼容的問題u 有源式

26、互感器的供電問題有源式互感器的供電問題u 無源式互感器的穩(wěn)定性問題無源式互感器的穩(wěn)定性問題 非常規(guī)互感器非常規(guī)互感器（NCITNCIT）光學(xué)互感器光學(xué)互感器（OCTOCT/ /OVTOVT）電子互感器電子互感器（ECTECT/ /EVTEVT）電壓電壓變換變換電流電流變換變換普克爾效應(yīng)（Pockel effect）法拉第效應(yīng)(Faraday effect)塞格奈克效應(yīng)(Sagnac effect)電阻分壓電容分壓羅柯夫斯線圈(Rogowski coil)無源型無源型傳感系統(tǒng)傳感系統(tǒng)有源型有源型傳光系統(tǒng)傳光系統(tǒng)數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性、實時性通信網(wǎng)

27、絡(luò)的可靠性、實時性u 在在IEC 61850中，對變電站自動化系統(tǒng)報文性能作了嚴格詳細的規(guī)中，對變電站自動化系統(tǒng)報文性能作了嚴格詳細的規(guī)定，依據(jù)對時間的要求將報文劃分為定，依據(jù)對時間的要求將報文劃分為1(快速報文快速報文)、2(中速報文中速報文)、3(低速報文低速報文)、4（生數(shù)據(jù)報文）、（生數(shù)據(jù)報文）、5（文件傳輸報文）、（文件傳輸報文）、6（時間同（時間同步報文）、步報文）、7（具有訪問控制的命令報文）等七大類。其中，（具有訪問控制的命令報文）等七大類。其中，“快快速跳閘報文速跳閘報文”以及對保護和控制的以及對保護和控制的“生數(shù)據(jù)報文生數(shù)據(jù)報文”的時間要求達的時間要求達3ms。u 傳統(tǒng)以太

28、網(wǎng)采用隨機的網(wǎng)絡(luò)仲裁機制（傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用隨機的網(wǎng)絡(luò)仲裁機制（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection），其傳輸不確定），其傳輸不確定性是以太網(wǎng)進入實時控制領(lǐng)域的主要障礙。性是以太網(wǎng)進入實時控制領(lǐng)域的主要障礙。數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 信息的同步性信息的同步性 u 為避免電氣量的相位和幅值產(chǎn)生誤差，二次設(shè)備需要在同一為避免電氣量的相位和幅值產(chǎn)生誤差，二次設(shè)備需要在同一個時間點上獲得采樣數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)電磁式互感器輸出的模擬信個時間點上獲得采樣數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)電磁式互感器輸出的模擬信號不存在這個問題，但

29、由合并單元輸出的數(shù)字采樣信號就必號不存在這個問題，但由合并單元輸出的數(shù)字采樣信號就必須含有時間信息。現(xiàn)場試驗需要驗證合并單元采樣數(shù)據(jù)的時須含有時間信息?，F(xiàn)場試驗需要驗證合并單元采樣數(shù)據(jù)的時間同步準(zhǔn)確度，以滿足系統(tǒng)測量和控制的需要。間同步準(zhǔn)確度，以滿足系統(tǒng)測量和控制的需要。u IEC 61850將對時間同步的要求劃分為將對時間同步的要求劃分為T1T5共共5級。其中級。其中，T1要求最低，為要求最低，為1ms；T5要求最高，為要求最高，為1us。由于傳統(tǒng)以。由于傳統(tǒng)以太網(wǎng)自身的技術(shù)限制，想通過多播的方式在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實現(xiàn)時間太網(wǎng)自身的技術(shù)限制，想通過多播的方式在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實現(xiàn)時間同步是很困難的。同步是很困難的。IEC 61850采用采用SNTP（Simple Network Time Protocol）實現(xiàn)不同設(shè)備間的采樣同步，以）實現(xiàn)不同設(shè)備間的采樣同步，以UTC(Universal Time Coordinated)作為時鐘同步源。作為時鐘同步源。數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 信息的同步性信息的同步性 數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站簡介簡介 帶來的好處帶來的好處 信息的同步性信息的同步性 數(shù)字化變電站數(shù)