智能变电站综合自动化系统介绍PPT课件

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《智能化变电站知识》课件

人工智能技术
应用人工智能技术，实现智能化变电站的自主学习、自适应和优化控制。
智能化变电站的应用
1
智能化配电网
智能化变电站可实现对配电网的实时监测、远程控制和故障处理，提升配电网的可靠性和安全性。
2
智能化开关站
智能化变电站利用先进的开关技术，实现对电流的自动切换和分布控制，提高电力系统的运行效率。
3
智能化光伏发电系统
智能化变电站与光伏发电系统结合，实现对光伏电能的智能管理和优化利用。
智能化变电站的未来发展趋势
1 数字化
未来智能化变电站将趋向全面数字化，实现对电力系统的数字化建模和运营管理。
2 联网化
智能化变电站将与其他能源设备和系统实现互联互通，形成智能能源网络。
3 智能化
通过应用先进的人工智能技术，实现智能化变电站的自主决策和优化控制。
智能化变电站利用先进的信息技术和自动化技术，能够实现电力系统的快速响应和高效运行。
智能化变电站的关键技术
物联网技术
通过物联网技术，实现对电力设备的智能感知、远程监测和互联互通。
云计算技术
借助云计算技术，实现电力数据的集中存储、快速分析和智能决策。
大数据技术
利用大数据技术，对电力系统的数据进行实时监测、分析和预测，提供决策支持。
智能化变电站可以实现对电力系统的实时监测和分析，从而优化能源调度和管理，提高能源利用效率。
增强电力系统的安全性
智能化变电站具备自动故障检测和快速处理能力，可以及时预警和隔离电力系统的故障，保障供电的可靠性和安全性。
降低维护成本和风险
智能化变电站能够实现设备状态的远程监测和维护，减少了人工巡检和维修的成本和风险。

变电站综合自动化系统课件

04
掌握变电站综合自动化系统的实际操作和维护技能。
CHAPTER 02
变电站综合自动化系统概述
系统定义
总结词
变电站综合自动化系统的定义
详细描述
变电站综合自动化系统是一种集成了多种先进技术，实现对变电站的二次设备进行优化设计，实现设备的智能控制、监测和保护的系统。
系统特点
总结词
变电站综合自动化系统的特点
人机交互软件
人机界面
提供友好的人机界面，方便用户查看实时数据、控制操作和故障信息等。
报表生成
根据用户需求，生成各种报表，包括运行报表、故障报表等。
报警处理
对报警信息进行处理，包括声音报警、灯光报警等，及时通知用户处理。
CHAPTER 05
变电站综合自动化系统的应用实例
某地区500kV变电站综合自动化系统
大数据分析技术应用
数据处理
利用大数据技术，对变电站运行过程中产生的海量数据进行高效处理和分析，提取有价值的信息。
预测预警
基于大数据分析和人工智能技术，实现对变电站运行状态的预测预警，及时发现潜在问题和风险。
优化决策
利用大数据分析结果，为变电站的运行和管理提供科学依据和优化建议，提高运行效率和管理水平。
数据处理
对采集到的数据进行处理，包括滤波、去噪、计算等操作，提取有用的信息。
数据存储
将处理后的数据存储在本地或远程数据库中，以便后续分析和查询。
逻辑控制软件
逻辑控制
根据采集到的数据和预设的逻辑规则，进行相应的控制操作。
故障诊断
通过分析采集到的数据，对变电站的故障进行诊断和预警。
优化控制
根据实时数据和历史数据，对变电站的运行进行优化控制，提高运行效率。

智能变电站介绍PPT课件

口（ACSI）和服务器通信可访问数据对象。
.
IEC61850数据组织示例
V
A
Functional Constraint
MX
MX
Logical Nodes
MMXU1
MMXU2
Logical Device (e.g. Relay1)
Physical Device
(network address)
“MMXU2$MX$A” =
.
30
如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
——从变电站层次结构上来看从变电站层次结构上来看，智能化变电站由站控层，间隔层，过程层组成。
站控层设备：监控主机，工程师站等。间隔层设备：保护装置，测控装置等。过程层设备：光CT/PT，合并单元，智能开关等。
.
如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
.
关于IEC61850规约的一些疑问
What？什么是IEC61850规约？
Why？为什么要采用IEC61850规约？ How？如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
.
如何利用IEC61850规约构建智能化变电站？
我们从以下三个角度来看智能化变电站的构建情况： 1、从变电站层次结构上来看 2、从使用设备上来看 3、从使用服务上来看
——从使用设备上来看
从使用设备来看，构建一个完整的智能化变电站需要以下三个部分： 1、智能化的一次设备
一次设备从信号继电器到控制回路，全部采用微处理器（智能开关）和光电技术（无源光CT）设计。同时用于数字量信号传输的网络取代传统的电缆导线连接。换言之，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路及常规的强电模拟信号和控制电缆被光
电数字和光/电网络代替。

智能变电站PPT课件

源回路的程序化操作、联锁、协调联动等。
图
第10页/共75页
一体化电源
第11页/共75页
智能变电站的功能（四）
• 独立的网络报文记录分析系统实现对全站各种网络报文的实时监视、捕捉、存储、分析和统计功能。
第12页/共75页
智能辅助功能（二）状态监测
设备状态监测通过传感器、计算机、通信网络等技术，获取设备的各种特征参量并结合专家系统分析，及早发现设备潜在故障。
220kV SV交换机1
220kV SV交换机2
保护1
保护2
合并单元1 智能终端1
合并单元2 智能终端2
22 第22页/共75页
基本技术原则
4.5 按照国家标准GB/T 14285要求“除出口继电器外，装置内的任一元件损坏时，装置不应误动作跳闸”。智能化变电站中的电子式互感器的二次转换器（A/D采样回路）、合并单元（MU）、光纤连接、智能终端、过程层网络交换机等设备内任一个元件损坏，除出口继电器外，不应引起保护误动作跳闸。
第5页/共75页
智能终端的功能（一）
• 1、所在间隔信息采集：一次设备（断路器、隔离开关、接地刀闸）位置和状态告警信息的采集及监视 • 2、设备智能控制 • 3、防误闭锁操作功能 • 4、部分保护功能
安装位置：断路器附近
第6页/共75页
智能终端的功能（二） • JFZ-600F 为例：
1.装置显示本装置采用基于PC的以太网外接显示软件作为调试手段，同时装置面板具备LED指示灯。
示意图
保护1
某间隔
保护2
合并单元1 智能终端1 合并单元2 智能终端2
21 第21页/共75页
基本技术原则

变电站综合自动化系统ppt课件

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22
图 2.2 采样过程
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23
2.2.3 安全监控功能
1.对采集的模拟量不断进行越限监视，如发现越限，立刻发出告警信息，同时记录和显示越限时间和越限值，并将越限情况远传给调度中心或控制中心。
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13
1.3.4 变电站综合自动化全面提高无人值班变电站的技术水平
（1）提高了变电站的安全、可靠运行水平。
（2）提高电力系统的运行、管理水平和技术水平
（3）缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投资。
（4）提高供电质量，提高电压合格率，降低电能损耗。
（5）减少维护工作量。由于综合自动化系统中的微机保护装置和自动装置，都具有故障自诊断功能，装置内部有故障，能自动显示故障部位，缩短了维修时间。
系统到90年代，成为热门话题。
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1.2 变电站综合自动化的发展过程
1.2.2 我国变电站自动化的发展过程
2024/6/图1 1.2.2 变电站微机监测、保护综合控制系统框图 10
1.3 变电站综合自动化与无人值班
1.3.1国外无人值班的发展简况
西欧、北美、日本等发达国家的绝大多数变电站，包括许多500kV、380kV的变电站也都实行无人值班。例如：巴黎，1985年建立新一代的计算机自动管理系统，所有225/20kV变电站都由调度中心集中控制。调度室可掌握所有225/20kV变电站及20kV主网络运行状况，当电网发生事故时，调度中心可以直接进行必要
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1.2 变电站综合自动化的发展过程
SDCS－1按功能分为3个子系统：
（1）继电保护子系统

变电站综合自动化技术ppt课件

3.第四阶段：变电站自动化系统 (2003年,随着IEC61850标准的出台) Substation Automation System--SAS 国际电工委员会解释为“在变电站内提供包括通信基础设施在内的自动化系统 (SAS-Substation Automation System： The SAS provides Automation in a Substation including the Communication infrastructure)” 分层分布式(网络)模式
调度
总控通信单元（远动工作站）
保护装置
110KV部分
35KV,10KV部分
监控工作站
测控装置
第三方智能设备
保护测控装置
RS232/422/485
MODEM
路由器
调度
远动工作站）
保护装置
110KV及以下变电站综合自动化系统典型结构图
35KV,10KV部分
110KV部分
特点： 10KV保护测控一体化,110KV线路保护测控独立, 可靠性,经济性 2. 现场总线与以太网并存(现状) 3. 以太网取代现场总线(不久将来) 4. 淡化后台作用,加强远动工作站性能,适应集控站模式,无人值班模式
过程层 (电子PTCT,智能开关)
变电站层 (包括网络)
间隔层 (保护,测控,故障录波,IED…)
变电站自动化系统(SAS)
上级调度控制中心
远方控制层
结构特点: •全开放式,所有智能电子设备(IED)通信接入 •分层分布式,以太网为主,现场总线和串口通信为辅 •监控后台 •以面向对象(间隔)设计为主,面向功能设计为辅 •能适应未来技术的发展,如IEC61850
微机型或大规模集成电路型

《智能化变电站自动化系统解决方案》PPT课件

3智
能
变
电站
智能化变电站建设宗旨
充分体现数字化设计理念
➢ 一次设备智能化和二次设备网络化。 ➢ 使变电站的整体设计、建设、运行成本降低。
一次设备智能化主要体现在光电互感器和智能断路器的应用
➢ 有效地减少变电站占地面积和电磁式CT饱和问题。 ➢ 应用合并器解决数据采集设备重复投资问题。 ➢ 利用网络替代二次电缆，有效解决二次电缆交直流串扰问题，并简化了施工。
型号
BP-2C-D
PRS-7721 PRS-7741 PRS-7742
PRS-7747
名称
母线保护
断路器保护单元测控装置公共测控装置
微机电抗器成套保护
功能简介
实现母线差动保护、母联充电保护、母联过流保护、母联非全相保护、母联失灵（或死区）保护、以及断路器失灵保护出口等功能。
数字式断路器保护及自动重合闸装置，完成断路器失灵保护、三相不一致保护、死区保护、充电保护和自动重合闸等。
为变电站现场级的公共测控装置，具有遥测、遥信、遥控、遥调等远动功能，具有和五防主机同规则的间隔五防闭锁遥控功能。
集成PRS-7387、PRS-7388、PRS-7358、PRS-7341的功能。一般按变压器双套配置。可以选配母线保护功能。
实现馈线、变压器组、分段的保护、测控、操作等功能。
零序差压差流型、分相差压型、分相差流型。
➢ 虚端子定义方法 ➢ 二次设计的变化 ➢ 工程实施的变化
国内首家实现基于IEEE1588的采样同步机制
面向所有厂家的灵活的、开放的过程层接入方案
集约化、网络化、智能化的自动化系统
8智
能
变
电站
系统技术特色
多种采样同步方式

《变电站自动化》课件

案例二：智能变电站建设与应用
01
建设背景
为了满足智能电网的建设需求，某地区开始建设智能变电站。
02
建设内容
采用先进的传感器、通信和控制技术，实现变电站的智能化管理、控制
和保护。
03
建设效果
智能变电站提高了电网的自动化和智能化水平，减少了人工干预和故障
率，提高了供电可靠性和效率。同时，也为电网的调度和管理提供了更
应用前景展望
智能电网建设
变电站自动化技术是智能电网建设的重要组成部分，随着智能电网的推广和应用，变电站自动化技术的应用范围将进一步扩大。
新能源并网
随着新能源发电的快速发展，变电站自动化技术将在新能源并网领域发挥重要作用，保障电力系
统的安全稳定运行。
工业自动化
变电站自动化技术也可应用于工业自动化领域，提高工业生产的
隔离开关
用于隔离电源，保证检修安全。
断路器
用于控制电流的开关设备，具有灭弧功能。
电流互感器和电压互感器
用于将高电压和大电流转换为低电压和小电流，便于测量和保护。
通信网络
01
02
03
站控层
负责整个变电站的监控和管理，包括数据采集、处理和传输等。
间隔层
负责各个设备的监控和保护，包括变压器、断路器等设备的保护和控制。
特点
自动化、智能化、高效化、安全可靠。
发展历程
初始阶段
20世纪80年代以前，变电站主要依靠人工操作和简单的二次设备进行监测和控制。
发展阶段
成熟阶段
21世纪初至今，随着网络通信技术的普及和智能电网的发展，变电站自动化技术不断完善，实现了全面的监测、控制和保护功能。

变电站综合自动化系统的概念及优越性课件

数据整合
通过数据整合技术，实现不同系统之间的信息共享和协同工作，提高系统的整体效能。
3
标准化与模块化
推动系统的标准化和模块化发展，降低系统的复杂性和维护成本，提高系统的可扩展性和可维护性。
人工智能在变电站综合自动化系统中的应用
故障诊断
利用人工智能技术对变电站设备进行故障诊断，实现快速定位和故障预警，提高系统的可靠性。
应用场景与范围
应用场景
变电站综合自动化系统广泛应用于高压、超高压和特高压电网，特别是在智能电网和未来能源网络中。
应用范围
该系统不仅用于输电环节，还涉及配电和发电环节，是构建坚强智能电网的重要技术支撑。
实际运行效果分析
可靠性提升
采用变电站综合自动化系统后，故障定位和隔离时间大大缩短，显著提高了供电的可靠性和稳定
节能降耗
系统可以根据实际需求，自动调整设备运行状态和参数，实现节能降耗。
减少维修费用
系统能够及时发现和处理设备故障，减少维修费用和停机时间。
提升运行管理效率
自动化程度高
变电站综合自动化系统实现了设备的自动化监测和控制，提高了
运行管理的效率。
信息共享
系统可以实现信息共享，方便运行管理人员快速获取变电站的运行状况和数据。
特点
具有功能强大、可靠性高、维护方便、可扩展性强等优点，能够提高变电站的运行效率和安全性。
系统组成与功能
系统组成
主要包括监控系统、继电保护装置、自动装置、远动装置等部分。
功能
实现数据采集、数据处理、控制操作、信号报警、记录及追忆、人机联系等功能，提高变电站的自动化水平。
发展历程与趋势
同步对时技术
总结词：精确可靠

变电站综合自动化原理和系统ppt课件

交流额定频率： 50Hz
直流电压：
220V
➢ （3）功耗
直流回路正常： ≤ 10W
直流回路跳闸： ≤ 15W
交流电流回路： < 0.5VA/相
交流电压回路： < 0.5VA/相
ppt课件.
11
二、主要技术指标
➢ （4）过载能力
电源回路： 0.8～1.2倍额定电压可靠连续工作
交流电流回路: 2倍额定电流可靠连续工作
• 4.3 保护装置的开关量采集回路采用光电隔离电路，控制输出信号经光耦以空接点方式输出，保证了保护装置内部和外部电路的有效隔离，大大增强了装置的抗干扰性。
• 4.4 保护装置采用模块化设计，插件统一，具有良好的互换性。各单元彼此独立其装置内的监控、保护、自动装置等部分也相互独立。监控功能退出，不影响保护等其它功能。保护CT与测量CT分开，满足各自的精度要求和性能要求。电气量交流采样，对 220V直流电压、主变温度不宜采用交流采样的采用直流变送器变换为0-5V。保护装置自身故障上报至监控系统和远方调度中心。各保护装置设置软、硬压板。软压板由软件中的控制字来设置，硬压板置于保护屏上。
本地：以太网、RS485、RS422/232，9600波特率；CAN，500K波特率光纤
工作方式：全双工
接收电平：-40~0dB
发送电平：0~20g、DNP3.0、modbus等多种规约。
➢ （16）通道:支持载波、扩频、光纤、音频电缆等
ppt课件.
分段保护备自投保护分段备自投保护
电动机保护
电容器保护 ppt课件.
2#进线保护
2#变压器低后备保护
2#变压器差动保护
2#变压器低后备保护
2段PT保护

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FT3 合并器
测控
线路保护
-9-2
母线保护
电表
备自投
-9-2组网方式
9-2体现了数字化变电站的信息共享的思想，代表未来的发展方向。
智能变电站二次系统结构
常见问题分析： 1.9-2具有信息共享的优势，但IED需要接入交换机，因此大大增加了交换机成本
解析：这种观点是错误。保护装置采用GOOSE方式跳闸等，本来就需要接入交换机，目前9-1、9-2交换机多采用按间隔配置原则，采用9-2时，与GOOSE共同组网，相对9-1，交换机数量不变。反倒是采用9-1方式时，保护装置需要2个网口，增加了保护IED的成本，大大复杂了网络。 2.9-2网络流量巨大，网络实时性无法保证，系统安全隐患大
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。
概述
智能变电站采用了多种新技术，其整个二次系统的整体架构、配置及与一次系统的连接方式与传统变电站相比均有较大变化
尽管综合自动化变电站缩小了占地面积，有效的提高了供电质量和电压合格率，对于电网运行技术的提高起到了积极作用，但数据交换方面由于受规约的限制，不同厂家的设备很难相互通信、共享资源，装置的冗余配置并不能实现信息的冗余应用，系统联调时间长，且变电站仍然存在着大量二次电缆，电磁干扰问题时有发生。
变电站自动化技术的发展
数字化变电站变电站业务需求的变化和技术的进步，驱动了变电站一二次设备技术的融合，以及变电站运行方式的变革，由此产生了—— 数字化变电站
数字化变电站
电子式互感器应用智能断路器技术发展和应用高速工业通信网络技术发展 IEC61850标准的颁布和实施
2020/11/14
变电站自动化技术的发展
智能变电站
智能变电站综合自动化系统介绍
汇报人：魏欣所属部门：厂站自动化事业部
2020/11/14
变电站自动化技术的发展
变电站作为电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能量转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电站自动化技术是实现变电站运行管理的重要条件，变电站自动化技术的发展大致经历了以下几个阶段。
数字采样技术采用电子式互感器实现电压电流信号的数字化采集
智能传感技术采用智能传感器实现一次设备的灵活监控
信息共享技术
采用基于IEC61850(DL860) 标准的信息交互模型实现二次设备间的信息高度共享和互操EEEl588网络对时
方式实现全站信息同步
IEC61850-9-1 / 2 /GOOSE报文流量
1.基于61850-9-1规约的合并器的流量分析按照每帧12个模拟量通道计算，一个合并器每秒种的数据流量： S = 984bit/帧 × 50周波/s × 80帧/周波 = 3.936Mbit/s； 2.基于61850-9-2LE规约的合并器的流量分析按照每帧1点(12个模拟量通道)计算，一个合并器每秒种的数据流量： S = 159字节×8bit/字节 × 50周波/s × 80帧/周波 = 5.088Mbit/s； 3.基于61850-GOOSE规约的智能设备的流量分析按照 T0=10秒计算，一个智能设备每秒种的数据流量 S = 6016字节×8bit/字节 ×( 1秒/10)帧 = 0.048Mbit/s；通常情况下，GOOSE流量和采样值流量比较，对网络带宽的影响基本可以忽略。
智能变电站二次系统结构
过程层以上实现IEC61850标准（即过程层与间隔层通信及间隔层与站控层通信采用了IEC61850标准)。
IEC61850
智能变电站二次系统结构
FT3
FT3
FT3 合并器
-9-1
测控
线路保护
-9-1
-9-1
-9-1 -9-1
母线保护
电表
备自投
-9-1组网方式
2020/11/14
1、常规变电站 2、综合自动化变电站 3、数字化变电站 4、智能变电站
变电站自动化技术的发展
常规变电站
变电站远动技术就是早期的自动化技术，80年代中期出现的RTU ， RTU是Remote Terminal Unit（远方终端）的缩写，是SCADA系统的基本组成单元。伴随SCADA系统的应用和发展而发展起来的，与调度中心相连，利用微处理技术和通信技术实现实现遥测、遥信、遥控和遥调功能三遥的功能。
Electric Power Research Institute of China. All rights reserved.@2010
网络传输技术构成网络化二次回路实现采样值及监控信息的网络化传输
智能变电站二次系统结构
智能变电站二次系统结构
间隔层以上实现IEC61850标准（即过程层没做变化，仅间隔层与站控层通信采用了IEC61850标准）。
变电站自动化技术的发展
综合自动化变电站
随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，90年代中后期变电站综合自动化技术得到了快速发展，综自变电站一次设备同传统变电站没有很大差别，主要是将二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过优化组合，利用新技术实现对全变电站主要设备和输、配电线路的自动化监视、测量、控制和微机保护等。
解析：这种担心过于谨慎。由于采样值有采样序号，即使延时（例如延时200微秒）到达，也不会影响保护/测控的动作精度；VLAN 技术、优先级设定，以及采样值的高度有规律、全双工以太网技术，可以保证网络通信的实时性。目前组网方式也决定了，间隔交换机数据量并不大。网络负载并不高。完全可以满足要求。
2020/11/14
RTU采集数据方法：通过变送器采集模拟量、继电保护辅助节点、开关（刀闸）辅助节点采集状态量。
RTU根据采集需要向外部敷设线缆，属于集中式结构。常规变电站存在问题
RTU主要设备-前置管理机任务重、引线多，造成信息瓶颈，当前置机故障时，将失去当地及远方的所有信息和功能。
常规变电站的一、二次设备自动化水平低，占地面积大，设备可靠性差，维护工作量大。
系统主要采用分层分布式结构布置，功能分配上采用功能下发原则，凡可以在本间隔就地完成的功能不依赖通信网和主站。
变电站自动化技术的发展
综合自动化变电站特点可靠性高，任一部分设备故障只影响局部，风险分散；间
隔层任一智能单元损坏不会导致全站通信中断；可扩展性和开放性提高；站内二次设备所需电缆大大减少，节约投资。