实现智能变电站SV/GOOSE虚端子回路可视化的探讨
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智能化变电站继电保护虚端子的配置方案研究作者:雷延霞来源:《价值工程》2013年第34期摘要:目前,面对环境、经济、能源、技术等各方面的挑战,世界电力工业共同提出了智能电网的概念。
智能变电站作为智能电网的重要组成部分和关键节点,是今后发展的方向[1]。
智能变电站以全站信息数字化、通信平台网络化为基本要求,可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节等高级功能[2]。
而虚端子的配置,则是智能化变电站实现上述所有功能的基础。
本文以330千伏变电站为例,提出了330千伏线路保护、断路器保护、母差保护等主要保护设备虚端子的配置方案。
Abstract: At present, in the face of various challenges of environment, economic,energy, technology and so on, the world's power industry puts forward the concept of smart grid together. Intelligent substation as an important part of smart grid and key nodes, is the future development direction. Intelligent substation with total station information digitization and network communication platform for the basic requirements, supports real-time automatic control and intelligent adjustment according to the need of grid. The virtual terminal configuration, is the foundation of the intelligent substation to realize all these function. Based on 330 KV substation as an example, this paper puts forward the configuration scheme of main protection of virtual terminal equipments such as 330 KV line protection, circuit breaker protection, bus protection and so on.关键词:智能化变电站;保护;虚端子;配置Key words: intelligent substation;protection;virtual terminal;configuration中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)34-0037-020 引言智能化变电站与传统变电站相比,全站所有装置的信息均为数字信息,保护及测控装置之间均采用光缆联系;二次微机装置之间无传统变电站的电缆连接,之间的联系采用DL/T860(IEC61850)规约进行通信,通过DL/T860建模,实现装置之间的信息交互、共享,以达到与传统变电站装置之间用电缆点对点连接的效果[3]。
智能变电站虚端子应用分析智能变电站虚端子应用分析编写:冯亮1、应用背景传统变电站微机保护测控装置设置开入开出及交流输入端子排,通过从端子到端子的电缆连接方式来实现保护装置与一二次设备间的配合。
但随着数字化保护测控装置的出现,改变了传统二次设计方式。
对于装置本身而言,大量的继电器出口,节点开入,交流输入及开关的操作回路被过程层设备所涵盖,取而代之的是光纤接口的出现。
数字化保护测控装置越来越像是一个黑盒子,保护所需的外特性能被ICD文件所描述,为了更便于用户了解并使用装置,我们提出虚端子这一概念。
2、虚端子设计方法针对智能化变电站带来的新变化,解决由于数字化保护测控装置信息无接点,无端子,无接线带来的GOOSE配置难以体现的问题,提供一种虚端子设计方案,它包括装置虚端子,虚端子逻辑联系图表及虚端子信息流图,并有效结合网络及直采直跳光纤走向示意图,直观的反应GOOSE,SV信息流,供不同的专业人员查阅。
a)装置虚端子装置虚端子是源于装置的ICD文件,内容包括虚开入,虚开出及MU输入三部分。
而每部分又由虚端子描述,虚端子引用,虚端子编号,GOOSE软压板及源头(目的)装置组成。
➢ 如下图所示为220kV母线保护虚开入部分:(结合国网标准化,明确装置外特性及走向,让数字化装置再是站内的黑盒子)➢ 如下图所示为220kV母线保护虚开出部分:➢如下图所示为220kV母线保护MU接入部分在虚端子图中将信息源头及终点设备予以描绘,方便用户信息查找,同时在设计图纸时考虑将网络方案配置及光纤走向示意设计其中,使图纸内容更加丰富。
➢ 如下图所示为220kV母线保护网络方案配置图(网络及配置方案图,将装置融于站内系统配置及网络架构,提供多种应用解决方案供参考)➢ 如下图所示为220kV母线保护光纤走向示意图(鲜明的光纤走向示意结合工程实际,形象光纤走向示意,让光纤有迹可循)➢ 如下图所示为220kV母线保护虚端子逻辑示意图(虚端子逻辑回路示意图,将逻辑回路引入,面向继保,自动化等多类型用户,让回路变得更清晰)b)虚端子逻辑联系图虚端子逻辑联系以装置虚端子为基础,根据继电保护原理,将全站二次设备间以虚端子连线方式联系起来,直观反映不同间隔层设备间,间隔层与过程层设备间GOOSE,SV联系全貌。
智能变电站电气二次回路可视化技术研究发布时间:2022-01-10T06:48:03.315Z 来源:《当代电力文化》2021年29期作者:韩泽群[导读] 经过十多年的实践,智能变电站在电网中已经占据了很大的比重韩泽群新疆兵团勘测设计院(集团)有限责任公司,新疆乌鲁木齐 830000摘要:经过十多年的实践,智能变电站在电网中已经占据了很大的比重,设计和设备技术也越来越完善,未来将逐步取代传统变电站。
但智能变电站存在稳定性差、故障率高、二次设备检测调试手段不足等问题,使变电站运行维护不便,改造扩建困难。
部分地区一线运行管理薄弱,现场运维人员不能充分感知站内二次设备的状态。
关键词:智能变电站;电气二次;回路可视化技术一、二次回路的分类1.按照电源性质分类按照电源性质分类,二次回路可分为交流电流回路、交流电压回路和直流回路。
交流电流回路主要利用一次设备电流互感器,为测量仪表和继电保护等电流元件提供二次侧供电的全部回路。
交流电压回路主要利用一次设备电压互感器、二次侧和三相五柱电压互感器开口三角,为测量仪表和信号电源供电的回路。
直流回路是经变压和整流后输出的直流电源,其主要应用于继电保护自动装置电源、信号电源和操作电源当中。
2.按照用途分类按用途分类,二次回路主要分为测量回路、信号回路、操作回路、通信网络。
测量回路主要的作用是测量电流、电压、温度、电阻和电能等参数。
信号回路的作用是传输监控与其他自动装置的信号,常见的信号有开关断路器的位置、自动装置状态等。
操作回路主要是断路器与隔离开关的电气闭锁以及操作电源回路,其涵盖了从操作电源到断路器分合闸线圈间的所有元件。
通讯网络主要指的是继电保护装置、自动装置、监控装置、电能计量设备间的通讯连接线路。
其中,继电保护可监测电力系统故障,发现故障后第一时间将故障部分与系统隔离。
其通常针对电力系统重要设备和线路进行全方位监测,从而明确其是否出现故障或运行异常等问题,同时该设备还可自动发出跳闸信号和跳闸命令,切断故障电路。
• 50•虚回路的配置主要位于变电站配置描述(Substation Configuration Description, SCD)文件中。
本文在分析虚回路配置信息组成的基础上,提取虚回路关键字,建立设备模型文件库,提出一种基于虚回路模型文件的SCD 文件自动校验方法,并开发了智能变电站SCD 文件虚回路自动校核工具,提高了智能变电站配置的工作效率。
1.引言传统变电站中采样、跳闸等二次回路采用二次电缆硬链接的方式完成信号传输,在智能变电站的架构下,硬链接逐步被虚回路替代,交流采样及开关量输入输出的连接方式逐渐替换成为通信电缆,以数字化方式完成二次系统的分布式功能,可以实现多路信息复用,促进了变电站二次回路的光纤化和网络化。
基于IEC61850通信规约,智能变电站内智能电子设备(Intelligent Electronic Device ,IED )的输入源由变电站配置描述(Substation Configuration Description ,SCD)文件提供(吴恒福,窦会光,向前,等.基于设计规范的智能变电站SCD 文件规范性检查:电网与清洁能源,2015)。
目前,SCD 文件中虚回路的连接主要是以技术人员配置为主,在变电站投运之前,SCD 文件的虚回路校验工作不可或缺。
在越高等级的变电站,IED 越多,虚端子的连线成倍增长,最终全站配置信息文件往往代码量非常大,工作量巨大,配置效率不高,且配置准确率低,校验困难,出错率也比较高。
为了克服人工校验的缺点,本文通过分析虚回路配置信息,在提取虚回路关键字的基础上,建立设备模型文件库,提出一种基于虚回路模型文件的SCD 文件自动校验方法,并开发了智能变电站SCD 文件虚回路自动校核工具,在一定程度上解决了智能变电站虚回路校验难度大的问题。
2.虚回路的组成在智能变电站中,替代传统站二次回路的采样值(Sampled Value ,SV )面向通用对象的变电站事件(Generic Object-Oriented Substation Event ,GOOSE )链路称为虚回路。
智能变电站二次虚回路可视化技术研究针对智能变电站SCD文件可視化问题,研究了信息流图、虚回路图和虚端子排图三个层次的SCD文件可视化方案。
基于SCD文件可视化技术,研究了智能变电站二次虚回路辅助设计方案,包括按间隔的二次设备自动配置、信息流图自动生成、虚回路视觉性引导设计以及信息流图与虚回路连接展示完整关联技术。
标签:智能变电站;SCD文件;虚回路;可视化1引言SCD(substation configuration description)文件是智能变电站的全站配置文件,采用XML语言,描述了智能变电站一次系统结构、所有IED实例配置信息、通信访问点位置地址及所有IED间虚端子互连信息等。
其正确性对智能变电站的安全运行至关重要。
2SCD文件可视化方案2.1信息流可视化展示信息流图显示某IED装置与其它IED装置间的逻辑关系。
根据主IED从SCD 中获取所有相关IED列表,根据输入输出信号进行分类。
如图2.1所示,中间装置为主IED,两侧相关的从IED。
2.2虚回路可视化展示虚回路图显示主IED装置与某从IED装置间经过特定控制块的连接关系。
取得主从IED间虚回路列表,根据主虚端子名称排序后绘出主、从虚端子图元,如图2.2所示。
2.3虚端子排可视化展示端子排图描述某IED装置内的端子构成及其外部连接关系。
如图2.3所示,左侧为IED内部端子构成,中间为对端端子说明,右侧为物理端口,蓝色圆点代表信号与物理端口连接。
3基于可视化技术的智能变电站二次虚回路设计方案3.1技术思路以SCD可视化为基础,可使虚回路设计工作具备一定自动化水平。
主要技术思路如下:(1)建立一、二次设备关联,提取按间隔配置二次设备规则,形成二次设备自动配置方案;(2)提取二次设备间信息流向规则,自动生成信息流图;(3)由信息流向图引导虚回路设计;(4)信息流向图与虚回路完整关联。
3.2按间隔的二次设备自动配置以本站一次主接线为基础,根据不同电压等级二次设备配置规范及不同地域所遵从的二次设备配置原则,提取按照间隔类型配置二次智能设备的规则,形成二次设备自动配置方案。