智能變電站自動化系統(tǒng)課件

智能變電站自動化系統(tǒng)第一章智能變電站概述第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)第三章智能變電站關鍵技術第四章智能變電站工程實施要點內(nèi)容

智能變電站smartsubstation就是采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能，實現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調(diào)度等互動的變電站。1.智能變電站保護測控集成優(yōu)化在線式一體化五防程序化控制與系統(tǒng)聯(lián)鎖設備狀態(tài)監(jiān)測及檢修事故異常專家分析系統(tǒng)智能檢測及控制(物聯(lián)網(wǎng))無人巡視支撐平臺信息共享第一章智能變電站概述?

過程層：又稱為設備層，主要指變壓器站內(nèi)的變壓器、斷路器，隔離

開關及其輔助觸點，電流、電壓互感器等一次設備。?

間隔層：包括測量、控制組件及繼電保護組件。?

站控層：又稱變電站層，大致包括站控系統(tǒng)、站監(jiān)視系統(tǒng)、站工程師

工作臺及與電網(wǎng)調(diào)度中心的通信系統(tǒng)。?

智能終端：又稱智能操作箱，就地實現(xiàn)高壓開關設備的遙信、遙控、

保護跳閘等功能，并通過基于IEC

61850標準的通信接口實現(xiàn)與過程層的通信功能。?

GOOSE：面向通用對象的變電站事件（General

Object

OrientedSubstation

Event）。用于一次設備的操控及二次設備間的閉鎖與聯(lián)動,是一種通信服務機制。2.有關術語第一章智能變電站概述?

電子式互感器：一種裝置，由連接到傳輸系統(tǒng)和二次轉(zhuǎn)換器的一個或多個電流或電壓傳感器組成，用于傳輸正比于被測量的量，以供給測量儀器、儀表和繼電保護或控制裝置。?

MU合并單元（MergingUnit）：用以對來自二次轉(zhuǎn)換器的電流和/或電壓數(shù)據(jù)進行時間相關組合的物理單元。合并單元可是互感器的一個組成件，也可是一個分立單元。?

智能一次設備：指變電站高壓電器設備（主要包括斷路器、隔離開關、變壓器）具有自動測量、自動控制、自動調(diào)節(jié)、自身狀態(tài)監(jiān)測及預警、通信功能。2.有關術語第一章智能變電站概述3.

演進歷程綜合自動化80年代數(shù)字化變電站90年代智能變電站新時代數(shù)字保護+集控臺70年代綜合自動化變電站智能變電站智能電網(wǎng)背景數(shù)字化變電站性能升級第一章智能變電站概述綜合自動化變電站智能變電站3.

演進歷程第一章智能變電站概述比較要點綜自站智能站作用互感器電磁式互感器，模擬信號輸出電子式互感器，數(shù)字信號輸出測量動態(tài)范圍及測量精度大大提高，避免TA飽和，TV諧振。信號采集保護測控裝置內(nèi)完成電子式互感器完成避免對同一信號量不同裝置重復采集，簡化硬件設計，便于實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步及共享，便于實現(xiàn)跨間隔的站域保護及控制信號傳輸二次電纜大量采用光纜消除負載阻抗對保護及計量精度的影響，采用光數(shù)字信號傳輸，保證信號不受外部電磁環(huán)境影響，光信號傳輸隔離了一二次設備電氣聯(lián)系，提高了設備電磁兼容能力。傳輸網(wǎng)絡現(xiàn)場總線標準以太網(wǎng)統(tǒng)一的接口、統(tǒng)一的協(xié)議、統(tǒng)一信息模型便于在同一項目中集成不同廠家的設備，提高了設備的互換性。設備間通信二次線實現(xiàn)GOOSE，MV以太網(wǎng)避免了復雜的二次線實現(xiàn)的聯(lián)閉鎖設計及投資，在過程層實現(xiàn)統(tǒng)一的接口及統(tǒng)一的協(xié)議，增加了設備間的互操作性。數(shù)據(jù)同步與共享不需要同步，不同裝置間數(shù)據(jù)不能共享數(shù)據(jù)基于全站時鐘同步，不同裝置間數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)同步是實現(xiàn)站域保護及控制的基礎，綜合自動化的時鐘同步，是為了提高事件順序記錄SOE的分辨率，智能變電站的時間同步是為了數(shù)據(jù)同步。4.智能變電站與綜自站比較第一章智能變電站概述新增加的設備替換設備新增設備作用合并器匯集各個采集點的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)同步，并以標準的9-2協(xié)議輸出，供間隔層保護測控裝置使用。智能終端完成對應一次設備的電氣量、非電氣量包含模擬量和開關量信號采集，接受GOOSE命令執(zhí)行相關操作控制。過程層交換機實現(xiàn)智能設備的確定性數(shù)據(jù)傳送。時鐘同步系統(tǒng)校正站控系統(tǒng)及智能終端的本地時鐘，實現(xiàn)全站數(shù)據(jù)同步采集。站域保護控制裝置完成跨間隔的信號采集、保護、自動控制功能4.智能變電站與綜自站比較第一章智能變電站概述通信平臺網(wǎng)絡化設備互換性

智能變電站第一章智能變電站概述一次設備智能化5.技術特征信息模型標準化設備互操作性

智能終端作為智能變電站過程層的典型設備，主要完成一個間隔內(nèi)一次設備位置和狀態(tài)告警信息的采集和監(jiān)視，并通過GOOSE規(guī)約將數(shù)字信息上傳到間隔層設備。智能終端同時接收間隔層設備的GOOSE命令完成對一次設備的智能控制，實現(xiàn)了常規(guī)開關接入智能變電站系統(tǒng)。智能終端+常規(guī)斷路器是一種有效的過渡手段。未來的發(fā)展方向，是電力電子取代機械回路，大大簡化二次接線、不需要智能終端的智能斷路器。智能終端合并單元加熱器戶外智能端子箱一次設備智能化5.主要技術特征第一章智能變電站概述5.主要技術特征通信平臺網(wǎng)絡化第一章智能變電站概述數(shù)據(jù)屬性邏輯節(jié)點數(shù)據(jù)對象邏輯設備物理設備PHDLDLNDODA實際的保護裝置公用/保護/測量/控制/錄波StrOp保護動作保護啟動generalphsAphsBphsC是否動作（總）A相是否動作B相是否動作C相是否動作接地距離I段：PDIS1接地距離II段：PDIS2接地距離III段：PDIS31100分層模型信息模型標準化5.主要技術特征第一章智能變電站概述5.主要技術特征設備互換性替換第一章智能變電站概述設備互操作性5.主要技術特征站域備自投裝置向各個智能終端發(fā)GOOSE命令完成全站備用電源自投功能。差動保護裝置向各側(cè)智能終端發(fā)GOOSE跳閘命令完成故障變壓器切除行為。第一章智能變電站概述1)實現(xiàn)一次設備智能化和二次設備網(wǎng)絡化，使變電站的整體設計、建設、運行成本降低。2)一次設備智能化主要體現(xiàn)在智能電子設備（智能終端）集成在GIS組合電器中，有效地減少變電站占地面積。

3)采用合并器，解決不同設備需要重復采集同一信號帶來的設備重復投資問題，采用電子式互感器，提高了信號精度及量程范圍，消除電磁式CT飽和等問題。4)利用網(wǎng)絡替代二次電纜，有效解決二次電纜交直流串擾帶來的電磁兼容、傳輸過電壓和兩點接地等問題。5)基于實時以太網(wǎng)的網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)，利用少量的光纖取代復雜的控制電纜；保證信號傳輸?shù)目煽啃约霸O備抗電磁干擾能力.第一章智能變電站概述6.智能變電站主要優(yōu)點6.智能變電站主要優(yōu)點6)在全站同一時鐘同步基礎上，實現(xiàn)全景數(shù)據(jù)（穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動態(tài)）的采集，保

證參數(shù)和信息的實時性、精確性和全面性；7)在一次設備智能化和二次設備網(wǎng)絡化基礎上面向?qū)ο笮畔⒔?，實現(xiàn)信息共享，消除信息孤島，避免重復信息采集和減少控制接線，解決設備間的互操作問題。8)完善的智能設備、智能組件，協(xié)同完成站域控制，變電站的各種功能可共享統(tǒng)一的信息平臺，避免設備重復，也便于變電站新增功能和擴展規(guī)模；便于實現(xiàn)在線式五防技術、廣域式保護和聯(lián)鎖、廣域式電壓無功調(diào)節(jié)、故障隔離和定位；9)實現(xiàn)一次設備在線監(jiān)測、狀態(tài)檢修，進一步提高自動化設計和管理水平，以及運行和維護效益

第一章智能變電站概述7.110kV智能變電站典型實現(xiàn)形式

第一章智能變電站概述交換芯片內(nèi)置雙環(huán)網(wǎng)（研發(fā)階段）主要組網(wǎng)模式：點對點直采直跳（逐漸淘汰）SVGOOSE單獨組網(wǎng)網(wǎng)采網(wǎng)跳（常用）SVGOOSE兩網(wǎng)合一網(wǎng)采網(wǎng)跳（中低壓，研發(fā)中）四網(wǎng)合一（中低壓，研發(fā)中）以太網(wǎng)冗余方式：單星型（110kV站）雙星型（220kV站）單環(huán)網(wǎng)（220kV站）雙環(huán)網(wǎng)（500kV站）設備配置方式采集器合并單元分離（戶外常規(guī)斷路器、常規(guī)互感器）采集器合并單元綜合（戶外GIS組合電器）采集器、合并單元、智能斷路器終端綜合（戶內(nèi)GIS組合電器）采集器、合并單元、智能斷路器終端、保護測控設備綜合綜合（110kV以下戶內(nèi)外常規(guī)互感器及斷路器）智能變電站實現(xiàn)形式概覽

7.110kV智能變電站幾種典型形式

第一章智能變電站概述7.智能變電站實現(xiàn)的幾種形式

第一章智能變電站概述7.智能變電站實現(xiàn)的幾種形式

第一章智能變電站概述7.智能變電站實現(xiàn)的幾種形式

第一章智能變電站概述7.智能變電站實現(xiàn)的幾種形式

第一章智能變電站概述交換芯片內(nèi)置二次設備功能集成化第一章智能變電站概述第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)第三章智能變電站關鍵技術第四章智能變電站工程實施要點主要內(nèi)容1.系統(tǒng)結構第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)站控層間隔層過程層智能變電站系統(tǒng)結構分為三層兩網(wǎng)。三層：站控層、間隔層、過程層兩網(wǎng)：過程層網(wǎng)絡負責過程層設備與間隔層設備數(shù)據(jù)交換；間隔層網(wǎng)絡負責站控層設備與間隔層設備數(shù)據(jù)交換。站控層：監(jiān)控計算機及綜合服務器、時鐘服務器過程層：本間隔的信號采集、保護控制功能終端，集采集器、合并單元、本地保護、測量控制間隔層：涉及多間隔信息的保護測控設備，如差動保護、備自投、電壓無功控制2.技術特點1)

采集可靠：目前電子式互感器技術不夠成熟條件下，工程宜采用電磁式互感器接入的模式，保護測控設備兼容電磁式及電子式互感器兩種接入模式。2)設備優(yōu)化：根據(jù)國網(wǎng)公司優(yōu)化智能電子設備IED最新需求動態(tài)，110kV及以下保護測控裝置宜采用信號采集、信號合并、本地保護、智能操作回路為一體的智能終端，將間隔層與過程層設備充分整合，減少交換機使用，提高系統(tǒng)性價比及可靠性。3)網(wǎng)絡優(yōu)化：信號采集及開關量傳送通過網(wǎng)絡通信方式實現(xiàn)主變保護、站域五防、站域保護和聯(lián)鎖、備用電源自投、站域電壓無功控制等跨間隔保護測控功能，較少二次接線。4)一體化監(jiān)控平臺：通過系統(tǒng)集成優(yōu)化，實現(xiàn)全站信息的統(tǒng)一接入、統(tǒng)一存儲和統(tǒng)一展示，實現(xiàn)運行監(jiān)視、操作與控制、信息綜合分析與智能告警、運行管理和輔助應用等功能。

第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)5）統(tǒng)一硬件及軟件平臺設計，提高重用性及可靠性，降低運行維護的難度，減少了備品備件種類。6）采用面向?qū)ο蠹夹g開發(fā)的系統(tǒng)配置工具，遵循IEC61850及IEC61131-3標準將邏輯節(jié)點LN與功能模塊FDB結合一體化圖形化建模，實現(xiàn)“虛端子”的圖形化靈活配置，自動生成裝置配置ICD文件，降低了現(xiàn)場工程實例化配置的難度。7）實現(xiàn)了配置文件在配置工具軟件與裝置硬件間圖形化編輯、修改、上傳、下載、導入、導出、校核等多項功能，方便用戶對裝置配置文件的工程維護。8)根據(jù)時鐘源配置確定對時方式，多種對時方式靈活選擇，實現(xiàn)全站數(shù)據(jù)同步采集。9)斷路器動作次數(shù)及沖擊電流監(jiān)視，變壓器溫度、瓦斯在線監(jiān)測，實現(xiàn)在線監(jiān)測、故障診斷、遠程診斷維護、狀態(tài)檢修功能。

第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)2.主要特點

第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)3.站控系統(tǒng)---------系統(tǒng)構成4.站控系統(tǒng)---------組網(wǎng)原則及安全分區(qū)第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)MMS網(wǎng)：站控層與間隔層，采用單星形以太網(wǎng)結構(跨小室時使用光纖)；SV網(wǎng)：間隔層保護測控裝置點對點方式直接采樣，站域保護測控裝置與間隔層保護測控裝置的交流信號傳輸，按照IEC618509-2點對點或網(wǎng)絡方式通信；GOOSE網(wǎng)：邏輯功能需要聯(lián)、閉鎖的其他裝置采集的開關量信號、驅(qū)動斷路器分合閘控制信號通過GOOSE組網(wǎng)通信方式，也可采用GOOSE的點對點協(xié)議直接驅(qū)動跳合閘。校時網(wǎng)：全站設置一套GPS衛(wèi)星主時鐘，各個電壓等級設置時鐘信號擴展板，時鐘擴展板與主時鐘間實現(xiàn)光纖傳送IRIGB碼信號，各個保護測控設備與時鐘擴展板間雙絞線RS-485接口連接，采用IRIGB碼校時，主時鐘與站控計算機組采用SNTP協(xié)議校時。第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)4.站控系統(tǒng)---------組網(wǎng)原則及安全分區(qū)第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)4.站控系統(tǒng)---------功能體系數(shù)據(jù)采集及處理

按電氣間隔分布配置或集中配置綜合測控終端，完成開關量、模擬量、脈沖量等信息的實時采集及處理，并將處理后的信息上傳控制操作功能

控制各電氣間隔的斷路器、電動隔離刀閘的分閘/合閘操作?？刂撇僮骺捎烧炯壒ぷ髡緦崿F(xiàn)，也可在各間隔層測控終端通過手動操作完成。防誤操作閉鎖功能

系統(tǒng)軟件對所采集的信號量可實行防誤閉鎖，對非采集量可與“五防”電子鑰匙通信，獲取狀態(tài)信息，進行防誤閉鎖。第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)4.站控系統(tǒng)---------核心功能報警及事件記錄功能

將遙測越限、正常遙信變位、事故變位、SOE、保護信息、遙控記

錄、操作記錄等信息集中統(tǒng)一管理，分類記錄并處理。歷史記錄功能

負責定期的將處理好的數(shù)據(jù)分類保留入歷史庫，以供趨勢分折、

統(tǒng)計計算之用。顯示打印功能

支持多窗口、分層顯示各種接線圖、地理圖、系統(tǒng)圖、曲線、潮流圖、動畫、動態(tài)實時數(shù)據(jù)、事件列表、保護信息、報表、三維棒圖等，可人工、自動或定時打印各種報表、曲線、事件等。

第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)4.站控系統(tǒng)---------核心功能操作票系統(tǒng)功能

能生成、預演、執(zhí)行、管理及打印操作票。保護設備管理功能

保護設備庫管理、定值召喚及設置、保護信息的處理等。故障錄波分析功能

對系統(tǒng)匯集的故障、保護動作數(shù)據(jù)處理保存，并進行波形顯示、矢量、相位分析、故障分析、打印等。

第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)4.站控系統(tǒng)---------核心功能5.系統(tǒng)建模變電站系統(tǒng)功能模型變電站設備連接屬性模型智能電子設備IED能力描述模型智能電子設備IED邏輯節(jié)點內(nèi)部邏輯模型第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)1).系統(tǒng)建模通過系統(tǒng)配置工具及IED配置工具實現(xiàn)，包含4個方面的建模內(nèi)容系統(tǒng)配置工具IED配置工具2)系統(tǒng)配置工具系統(tǒng)配置工具主要完成：1.變電站一次設備連接拓撲關系配置2.二次設備之間的模擬量采樣、開關控制信號虛擬連接關系配置3.二次設備間網(wǎng)絡劃分及通信參數(shù)配置變電站系統(tǒng)配置是對變電站系統(tǒng)各設備之間交互信息與通信信息進行建模，目的是完成全站系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡劃分和設備之間信息交互模型，最終生成全站系統(tǒng)配置文件SCD。第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)3)IED配置工具PL1500智能變電站圖形化系統(tǒng)配置工具采用組態(tài)技術進行保護控制設備功能重構與IEC61850邏輯節(jié)點信息模型統(tǒng)一建模的方案，對全站系統(tǒng)和各IED的配置信息進行管理和設置。利用IEC61850標準模塊化思想和面向?qū)ο笙嘟Y合的思路，針對IED將IEC61131中PLC功能模塊FDB看成是可執(zhí)行多種任務的結構的控制器，通過功能模塊FDB定義的配置、資源、功能塊分別與IEC61850中定義的服務、LD,LN映射，將IED中各種邏輯節(jié)點映射為一個個的功能塊FDB。

4)IED信息建模樹形層次結構第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)智能終端節(jié)點樹型結構數(shù)據(jù)類型節(jié)點樹結構第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)功能模塊信號建模4)IED功能模塊信號建模描述功能塊輸入信號描述功能塊間信號邏輯關系第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)5)IED邏輯功能建模工程實施時，IED功能配置中，一系列圖形化的邏輯節(jié)點LN功能塊與邏輯與非門配合，基于組態(tài)思想搭建起來，第一，構建出智能終端IED各邏輯節(jié)點LN內(nèi)部的邏輯關系；第二，構建出不同IED分布式功能邏輯節(jié)點LN之間的邏輯連接關系，從而表達出IED設備間的關聯(lián)、虛擬輸入/輸出關系。描述功能塊內(nèi)部原理及邏輯關系描述功能塊輸入信號定義描述功能塊輸出信號定義及與IEC61850映射關系測量邏輯節(jié)點標識符三相電流測量CMMXU零序電流測量RESCMMXU序電流測量CSMSQI三相電壓測量VMMXU6)XSJ-1500智能終端典型邏輯節(jié)點(LN)零序電壓測量RESVMMXU序電壓測量VSMSQI頻率測量MFMMXU功率、功率因數(shù)和電能測量PWRMMTR差動電流/制動電流MDIF保護邏輯節(jié)點標識符瞬時過流保護PHPIOC限時過流保護PHPTOC方向過流保護DPHPDOC復壓閉鎖方向過流保護DPHPVOC負序過流保護NSPPBR正序過流保護PSPTOC零序過流保護EFPTOC本地直接跳閘DTT第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)保護邏輯節(jié)點標識符零序過壓保護ROVPTOV熱過負荷保護T1PTTR過電壓保護PHPTOV低電壓保護PHPTUV正序過電壓PSPTOV正序低電壓PSPTUV負序過電壓NSPTOV三相不平衡電壓保護REVPVCB保護邏輯節(jié)點標識符低頻保護DAPTUF過頻保護DAPTOF后加速保護CVSOF過負荷保護PHPDPR圓特性相間距離保護RPHPDIS多邊形相間距離保護QPHPDIS圓特性接地距離保護REFPDIS多邊形相間距離保護QEFPDIS第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)6).XSJ-1500智能終端典型邏輯節(jié)點(LN)保護邏輯節(jié)點標識符遠方直接跳閘RTT分相電流差動保護PLDF零序電流差動保護EFPLDF涌流制動INRPHAR斷路器失靈保護CCBRBRF電網(wǎng)振蕩檢測/閉鎖PHRPSB故障定位SCEFRFLO故障錄波模塊DRRDRE保護邏輯節(jié)點標識符兩側(cè)差動保護2WPTDF兩側(cè)有限的接地故障保護2WEFPNDF多側(cè)差動保護5WPTDF多側(cè)有限的接地故障保護5WEFPNDF母線差動保護BUSPMDF保護跳閘條件TRPPTRC第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)6).XSJ-1500智能終端典型邏輯節(jié)點(LN)狀態(tài)監(jiān)測邏輯節(jié)點標識符斷路器狀態(tài)監(jiān)視SSCBR電流輸入回路監(jiān)視功能CCRDIF電壓輸入回路監(jiān)視功能SEQRFUF通用監(jiān)視模塊COGGIO檢修狀態(tài)CHEDGGIO控制邏輯節(jié)點標識符遠方就地選擇開關LOCREM間隔控制功能塊QCCBAY控制開關功能模塊GNRLCSWI斷路器控制DAXCBR隔離開關控制DAXSWI開關聯(lián)鎖功能SCILO同期檢測模塊SYNCRSYN重合閘模塊DARREC備自投模塊DAATS功率因數(shù)控制塊COPPFR分接開關控制及監(jiān)測YLTC冷卻系統(tǒng)自動控制ACCO電能質(zhì)量邏輯節(jié)點標識符電流波形畸變測量CMHAI電壓波形畸變測量VMHAI短時電壓變化測量UVQVVR第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)6).XSJ-1500智能終端典型邏輯節(jié)點(LN)第一章智能變電站概述第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)第三章智能變電站關鍵技術第四章智能變電站工程實施要點主要內(nèi)容第三章智能變電站關鍵技術1.硬件平臺2.軟件平臺3.通信服務4.系統(tǒng)建模5.數(shù)據(jù)同步關鍵技術第三章智能變電站關鍵技術1.硬件平臺接入電子式互感器接入過程層交換機接入站控系統(tǒng)高精度快速采樣承載實時多任務操作系統(tǒng)電磁式互感器接入第三章智能變電站關鍵技術1.硬件平臺用于電磁式互感器接入第三章智能變電站關鍵技術1.硬件平臺光纖縱差實現(xiàn)復雜邏輯運算輸電線路縱差保護使用第三章智能變電站關鍵技術1.硬件平臺常規(guī)斷路器智能終端使用第三章智能變電站關鍵技術1.硬件平臺常規(guī)斷路器智能終端使用第三章智能變電站關鍵技術1.硬件平臺第三章智能變電站關鍵技術2.軟件平臺---軟件構架2.軟件平臺---數(shù)據(jù)結構結合結合抽象服務ASCI與制造報文系統(tǒng)MMS數(shù)據(jù)結構特點，采用具有功能約束FC的層次化綜合數(shù)據(jù)結構，建立了ASCI與MMS協(xié)議一一映射，提高了數(shù)據(jù)服務效率。3.通信服務智能變電站智能間隔層IED智能終端對外提供以下三種通信服務，三種通信服務是實施智能變電站通信系統(tǒng)的重要內(nèi)容：MMS通信服務用于間隔層IED智能終端對站控系統(tǒng)的通信；GOOSE通信服務用于間隔層IED智能終端之間的狀態(tài)變位及控制信息通信；SV通信服務用于間隔層IED智能終端與合并單元的通信之間模擬量采集的信息傳輸。模擬量合并單元智能終端SVGOOSE開關量監(jiān)控主機MMS保護動作信息/異常告警信息定值信息/錄波信息等

在數(shù)字通信系統(tǒng)中，廣泛采用客戶服務器模式，就每個信息傳送而言，提供信息的一端叫服務端，接受信息的一端叫客戶端，因此對于每個IED裝置而言就是對外提供MMS，GOOSE，SV通信服務。定值組控制塊模型報告控制塊日志控制塊模型控制模型文件傳輸模型……錄波數(shù)據(jù)文件的傳輸分合閘控制，變壓器抽頭控制事件順序記錄的檢索保護動作信號上傳當?shù)乇O(jiān)控定值的讀/寫/切換第三章智能變電站的關鍵技術1)MM協(xié)議服務模型

參數(shù)名參數(shù)類型值/值域/解釋應用標識配置版本號AppIDConfRevVISIBLESTRING65INT32U時標TEntryTime狀態(tài)號（事件計數(shù)器）StNumINT32U序列號（報文計數(shù)器）SqNumINT32U測試標識位TestBOOLEAN數(shù)據(jù)集成員1~nGOOSEData[1～n]GOOSE控制塊路徑GoCBRefObjectReference需要重新配置NdsComBOOLEANDatSet數(shù)據(jù)集的路徑ObjectReference2）GOOSE協(xié)議服務模型---報文格式

第三章智能變電站的關鍵技術變時間間隔重復傳輸事件結束后以較長的間隔連續(xù)傳輸（1s），以保持通信線路的暢通事件發(fā)生時以較短的間隔連續(xù)傳輸（1ms，2ms，4ms），避免數(shù)據(jù)報文的丟失事件計數(shù)器C1報文計數(shù)器C2C1=8C2=10C1=9C2=0C1=9C2=5保護動作第三章智能變電站的關鍵技術2）GOOSE協(xié)議服務模型---傳輸機制

“端子”的概念對于二次回路的設計/施工/調(diào)試意義重大！裝置1UaUbUcIaIbIcTaTbTc壓板…裝置2TaTbTc壓板…電纜第三章智能變電站的關鍵技術2）GOOSE協(xié)議服務模型---傳輸機制工程化表達

清晰明確的電纜變成看不見摸不著的通信網(wǎng)絡裝置1裝置2GOOSEGOOSEGndPDIS1.Op.generalGndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsC軟壓板軟壓板數(shù)據(jù)集第三章智能變電站的關鍵技術2）GOOSE協(xié)議服務模型---傳輸機制工程化表達

數(shù)據(jù)集的概念GndPDIS1GndPDIS2GndPDIS3generalOpPhsAPhsBPhsCgeneralOpPhsAPhsBPhsCgeneralOpPhsAPhsBPhsCGndPDIS1.Op.generalGndPDIS2.Op.generalGndPDIS3.Op.generalGndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsCGndPDIS2.Op.PhsAGndPDIS2.Op.PhsBGndPDIS2.Op.PhsCGndPDIS3.Op.PhsAGndPDIS3.Op.PhsBGndPDIS3.Op.PhsC數(shù)據(jù)對象100100000000接地距離保護I段動作跳A相數(shù)據(jù)屬性的集合邏輯節(jié)點數(shù)據(jù)屬性第三章智能變電站的關鍵技術3）保護動作數(shù)據(jù)集與保護程序、通信程序關系

數(shù)據(jù)集GndPDIS1.Op.general……GndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsC保護程序通信程序負責刷新數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)的值置1：表示動作置0：表示返回監(jiān)視數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)值的變化一旦發(fā)生變化就認為產(chǎn)生一個事件以特殊的重傳機制發(fā)送GOOSE報文第三章智能變電站的關鍵技術3）保護動作數(shù)據(jù)集與保護程序、通信程序關系

保護程序判斷結果距離I段動作，跳A相GndPDIS1.Op.generalGndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsC0000110011001100110000000000保護程序：刷新數(shù)據(jù)0000000000000000返回時間到St5Sq8St6Sq0St6Sq1St6Sq2St6Sq3St7Sq0St7Sq3St5Sq71024ms1ms1ms2ms1024msSt7Sq1St7Sq2St7Sq41ms1ms2msSt加1，Sq清零事件發(fā)生時刻St：事件計數(shù)器Sq：報文計數(shù)器通信程序：監(jiān)測數(shù)據(jù)變化/傳輸GOOSE報文事件發(fā)生時刻St加1，Sq清零第三章智能變電站的關鍵技術3）保護動作數(shù)據(jù)集與保護程序、通信程序關系

智能變電站的信息交互是以面向?qū)ο蟮男畔⒛Ｐ蜑榛A的，信息模型是以一系列樹狀結構的鏈表為表現(xiàn)形式，IEC61850標準按以下4個模型文件分別表征智能變電站的信息及配置的關聯(lián)關系

SSD：系統(tǒng)規(guī)格文件一次系統(tǒng)接線圖和相關邏輯節(jié)點SCD：全站系統(tǒng)配置文件

一次系統(tǒng)、二次設備及其與一次設備的關聯(lián)、通信系統(tǒng)是最完整的描述ICD：IED設備能力描述文件

功能，信息模型和服務模型CID：IED實例配置文件

二次設備模型、與一次系統(tǒng)的關聯(lián)、通信參數(shù)第三章智能變電站的關鍵技術4.系統(tǒng)建模.ssd文件(1個，系統(tǒng)集成商提供).icd文件(多個，由制造商提供)描述一次接線圖描述二次設備的基本數(shù)據(jù)模型與服務通信系統(tǒng)設計.scd文件描述一次接線、二次設備和通信系統(tǒng)（最完整）實例化，確定二次設備與一次系統(tǒng)的對應關系…….cid文件.cid文件描述二次設備模型、通信參數(shù)及與一次系統(tǒng)的對應關系第三章智能變電站的關鍵技術1）各種描述文件的作用和流轉(zhuǎn)過程

PhtoPh_PDIS_1PhtoPh_PDIS_2PhtoPh_PDIS_3TCTR1XCBR1XCBR2TCTR2.ssd文件LD_1LinePro_1PhtoPh_PDIS_1PhtoPh_PDIS_2PhtoPh_PDIS_3LD_1LinePro_2PDIS_1PDIS_2PDIS_3LD_1DisRelay.icd文件.cid文件.cid文件.scd文件通信系統(tǒng)SVGOOSE第三章智能變電站的關鍵技術2）四個文件的描述關系

延續(xù)以往的端子排設計與校核清晰明確的電纜連接變成看不見摸不著的通信網(wǎng)絡引入“虛端子”概念設計院方面制造商方面交換描述文件.scd和.cid配置輸入輸出并校核用戶方面引入“虛端子”概念網(wǎng)絡報文分析裝置監(jiān)視通信回路、記錄網(wǎng)絡報文第三章智能變電站的關鍵技術3）

四個描述文件工程分工

1）引入同步時鐘的意義2）典型的時鐘同步方式IEEE1588：網(wǎng)絡測量和控制系統(tǒng)的精密時鐘同步協(xié)議標準IRIGB碼：美國靶場委員會制定的同步時鐘標準。由于電力系統(tǒng)是時間相關系統(tǒng)，無論電壓、電流、相角、功角變化，都是基于時間軸的波形，電力系統(tǒng)的故障往往會引起一連串保護行為、自動控制行為及開關變位行為；為了便于分析事件的起因及先后順序，也需要引入同步時鐘。在智能變電站中，時鐘同步是數(shù)據(jù)同步的基礎，采樣值報文SV及開關量控制報文GOOSE都需要嚴格按全站統(tǒng)一時間基準實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，才能可靠完成保護及自動控制功能。PPS秒脈沖校時、串口報文時時間編碼方式對時：IRIGB碼校時網(wǎng)絡方式對時：基于以太網(wǎng)的NTP/SNTP網(wǎng)絡時鐘協(xié)議標準、

基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡精確時鐘協(xié)議IEEE1588標準。4.數(shù)據(jù)同步第三章智能變電站的關鍵技術守時：獨立的時鐘保持時間精確的能力（晶振）時鐘同步：從時鐘與主時鐘保持一致的能力數(shù)據(jù)同步：差動保護所用的數(shù)據(jù)是同時刻采集的數(shù)據(jù)同步等級精度目的T1±1ms事件時標T2±0.1ms分布同期和數(shù)據(jù)時標T3±25us-T4±4us-T5±1us線路行波測距、同步相量4.數(shù)據(jù)同步3）時間同步的等級第三章智能變電站的關鍵技術4）需要時鐘同步的數(shù)據(jù)及設備對策：保護裝置插值同步（各間隔合并單元可以不同步）保證各間隔合并單元嚴格同步，同時刻采集數(shù)據(jù)1）各相電流、電壓的同步2）各間隔電流、電壓的同步

跨間隔保護需要同時刻采集的數(shù)據(jù)對策：合并單元內(nèi)實現(xiàn)同步4.數(shù)據(jù)同步電力系統(tǒng)的絕大多數(shù)參數(shù)都是時間的函數(shù)第三章智能變電站的關鍵技術5）插值同步方法X1X2由保護裝置實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步保護裝置自己產(chǎn)生一個新的采樣序列要求：傳輸延遲固定4.數(shù)據(jù)同步第三章智能變電站的關鍵技術6）

各個合并單元保證同時刻采集數(shù)據(jù)變壓器保護高壓側(cè)合并單元中壓側(cè)合并單元低壓側(cè)合并單元………………采樣計數(shù)器013999接收端根據(jù)采樣計數(shù)器對齊數(shù)據(jù)4.數(shù)據(jù)同步第三章智能變電站的關鍵技術7）

時鐘同步方式比較IRIG-BNTP/SNTPIEEE1588同步精度1us1ms1us同步方式點對點方式點對點方式/交換式以太網(wǎng)點對點方式/交換式以太網(wǎng)成本較低低很高應用已廣泛采用同步精度低，只能應用于變電站層同步精度高，可應用于過程層4.數(shù)據(jù)同步第三章智能變電站的關鍵技術8）NTP/SNTP時鐘同步原理t：時鐘偏差d1，d2：傳輸時間T2－(T1+t)=d1T4－(T3－t)=d2其中如果往返的傳輸時間相等，根據(jù)四個時刻可以求得時鐘偏差和傳輸時間得知T2，T3主時鐘從時鐘T1T1+td1d2T2T2-tT3T3-tT44.數(shù)據(jù)同步第三章智能變電站的關鍵技術NTP/SNTP時鐘同步精度不高的原因（1ms）網(wǎng)絡路徑時間應用層表示層數(shù)據(jù)鏈路層會話層傳輸層網(wǎng)絡層物理層應用層表示層數(shù)據(jù)鏈路層會話層傳輸層網(wǎng)絡層物理層主時鐘從時鐘寫入/讀取時標報文編碼報文解碼不確定不確定不確定三個環(huán)節(jié)都具有不確定性，d1與d2不相等，偏差大在高層（應用層）打時標，傳輸時間包含三個環(huán)節(jié)8）NTP/SNTP時鐘同步原理4.數(shù)據(jù)同步第三章智能變電站的關鍵技術9）IEEE1588時鐘同步原理在底層（物理層）打時標，避免了報文處理時間的不確定性主時鐘從時鐘T1d1T2得知T1跟隨報文含T1時刻得知T4d2T4T3時標獲取的位置答復報文含T4時刻T0T3物理層物理層T1T2T4主時鐘從時鐘4.數(shù)據(jù)同步第三章智能變電站的關鍵技術主時鐘從時鐘交換機交換機和主時鐘發(fā)送報文計算主時鐘到交換機的傳輸時間以此類推，可以精確計算每一段傳輸路徑的延時9）IEEE1588時鐘同步原理4.數(shù)據(jù)同步第三章智能變電站的關鍵技術主時鐘從時鐘交換機交換機可記錄“同步報文”在交換機內(nèi)的駐留時間（t3-t2）9）IEEE1588時鐘同步原理4.數(shù)據(jù)同步第三章智能變電站的關鍵技術第一章智能變電站概述第二章XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)第三章智能變電站關鍵技術第四章智能變電站工程實施要點主要內(nèi)容第四章智能變電站工程配置選擇1）

智能變電站的運行模式選擇3）網(wǎng)絡配置要求有人值守、無人值守2）智能變電站的一次設備常規(guī)斷路器及電磁式互感器常規(guī)斷路器及電子式互感器戶外GIS組合電器戶內(nèi)GIS組合電器MMS/GOOSE/SV分別組網(wǎng)MMS獨立組網(wǎng)，GOOSE/SV分別組網(wǎng)MMS/GOOSE/SV三網(wǎng)合一4）二次設備配置要求合并單元與智能終端分開配置合并單元與智能終端組合配置合并單元、保護測控、智能終端合并配置5）系統(tǒng)集成要求SCADA、繼電保護信息管理、智能五防等站控功能與安防、在線監(jiān)測分別配置建立一體化監(jiān)控平臺:SCADA、繼電保護信息管理、智能五防等站控功能與安防、在線監(jiān)測集成配置1.智能變電站的規(guī)劃要點類別名稱型號適用范圍及功能簡介站控層系統(tǒng)功能配置軟件PL1500XSJ-1500智能變電站系統(tǒng)配置工具，同時具備該系列過程層、間隔層裝置IED的功能及信息配置功能?？伸`活的生成、修改、重新調(diào)用、下載和導出XSJ-1500系列裝置的配置私有文件、基于IEC61850協(xié)議的標準ICD文件、CID文件、SCD文件；支持IEC61850協(xié)議SCL模型解析，支持在線調(diào)試。IEC-61850通信網(wǎng)關XSJ-1690I針對變電站自動化系統(tǒng)而開發(fā)的一種通信及規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，將變電站內(nèi)其他非IEC61850的IED的通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換為標準的IEC61850-8-1協(xié)議。站控層監(jiān)控軟件系統(tǒng)X1000X1000站控層軟件系統(tǒng)由SCADA監(jiān)控系統(tǒng)軟件、操作工作站軟件、維護工程師站軟件、繼保工程師站軟件、五防工作站軟件、遠動工作站軟件等軟件模塊組成。第四章智能變電站工程配置選擇2.智能變電站的二次設備及軟件組成類別名稱型號適用范圍及功能簡介間隔層饋線保護測控裝置XSJ-1510具備35kV及以下線路保護測控所有功能，支持有源線路保護及同期，支持本間隔電流、開關量信號、母線電壓的直接采集，具備獨立操作回路，支持9-2、GOOSE、MMS協(xié)議。電容器保護測控裝置XSJ-1540具備10kV電容器保護測控所有功能，支持本間隔電流、開關量信號、消弧線圈及母線電壓的直接采集，具備獨立操作回路，支持9-2、GOOSE、MMS協(xié)議。站用變保護測控裝置XSJ-1515具備站用變保護測控所有功能，支持本間隔電流、開關量信號、母線電壓的直接采集，具備獨立操作回路，支持9-2、GOOSE、MMS協(xié)議。高壓線路保護測控裝置XSJ-1520具備110kV的輸電線路保護測控所有功能，支持本間隔電流、開關量信號、母線電壓的直接采集，具備獨立操作回路，支持9-2、GOOSE、MMS協(xié)議。2.智能變電站的二次設備及軟件組成類別名稱型號適用范圍及功能簡介間隔層變壓器主保護測控裝置XSJ-1522具備兩圈主變主保護所有功能，支持主變兩側(cè)電流、零序電流直接采集，支持9-2、GO