变电站数字化设计体系制度的研究
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数字化变电站设计及运行中的问题探讨摘要:随着经济社会的不断发展与进步,科学信息技术也得到了很好的发展。
而信息技术的应用也越来越广泛,几乎在各个领域都实现了信息化发展,变电站也不例外。
而随着人们生活水平的不断提高,对电力企业的要求也越来越高,数字化变电站的设计与发展是必然趋势与结果。
本文在分析变电站的含义与特点的基础上,对数字化变电站的设计与运行中存在的问题进行分析与探讨。
关键词:数字化变电站;设计与运行;问题探讨1.数字化变电站及其特点数字化变电站就是指由智能化一次设备和网络化二次设备两大部分组成,并具有全站统一的数据模型和数据通信平台,在此平台的基础上实现智能装置之间信息共享和互操作的现代化变电站,是我国电网建设过程当中的关键环节之一[1]。
数字化变电站具有很多优点,主要就体现在数据的采集趋向数字化,越来越科学精确;采用了智能化的电器设备,可以有效结合电子技术以及微机技术,从而精准控制各个电气设备;其次就是数字化变电站综合利用了计算机网络技术以及电力电子技术,所以其所采取的数据处理方式和具体通信方式和以前的变电站进行比较,运行智能化程度相对较高,并且投资成本也比较低。
2.数字化变电站的设计及存在问题数字化变电站是非常现代化与科学信息化的设计,虽然与传统的相比有很多优势,但是仍然存在一些设计上的问题,对数字化变电站的运行与发展都有一定的影响。
2.1 电子式互感器设计中的问题电子式互感器是变电站能否正常高效运行的关键,但同时也存在一些问题。
主要就是没有准确设计以及测量电子式互感器应该所在的位置,从而使电子感应器因为距离作用物体的距离过近或者过远,难以发挥正常的作用;设计合并单元合理配置方案的时候,没有重视怎样利用数字信号进行资源共享所具有的重要性,在使用相应电子式互感器的时候未同步采集各种相关采样数据,没有精准测量数字化过程层里面的设备等。
2.2 接口兼容设计中的问题当前社会发展中,在中国数字化变电站的设计过程中,忽视了接口兼容设施的统一标准化设计和要求。
数字化变电站自动化系统的设计研究【摘要】随着我国信息技术的广泛运用和普及,我国数字化变电站自动化系统也得到飞速发展,输电系统已经取得非常大的进步,有效提高我国的输电效率和人们的生活质量。
本文就数字化变电站概念、特点进行研究,对数字化变电站自动化系统层次设计进行深入分析,对数字化变电站自动化发展方向进行展望,有效对我国当前的数字化变电站设计进行全方位把握,在很大程度上促进了我国变电站设计效果。
【关键词】变电站;自动化系统;数字化;设计1 数字化变电站的内涵及意义数字化变电站主要指将数字化操作及技术贯穿到变电站管理运行的全过程,实现对变电站的全面控制。
在该过程中,操作人员要对数字化变电站自动化设备进行有效选取,对数字化变电站一次设备、二次设备等进行协调,确保从本质上提高数字化变电站的实际应用效果。
数字化变电站是当前变电站自动化进程中的关键步骤。
数字化变电站通过对变电站一次设备智能化、二次设备网络化进行全面分析,以高速网络作为变电站的研究基础,对变电站信息实现数字化、标准化,在很大程度上提高了数字化信息的共享效果和操作效果,对我国数字化变电站信息交流具有至关重要的作用。
除此之外,数字化变电站还将网络数据为基础,在很大程度上提高了继电保护、数据管理的效果,有效提高了数字化变电站的安全性、稳定性、经济性。
当前数字化变电站主要符合IEC61850标准通信网络及系统等技术特征,在很大程度上促进了我国社会经济的进步。
2 数字化变电站特点2.1 一次设备智能化数字化变电站一次设备主要由智能型断路器、隔离开关、变压器等数字化设备组成,设备智能化效果大幅提高。
当前的一次设备已经由传统的电磁式互感器转变为电压互感器和电子式电流互感器,开始使用能够直接向外界提供数字式光纤的以太网接口。
通过光纤传输数字编码信息在很大程度上提高了一次设备和二次设备之间的信息交换采样值、状态量,有效提高了控制命令的控制效果。
2.2 二次设备网络化数字化变电站二次设备通信统一采取EC61850标准,设置外光纤网络通信连接接口,通过光纤以太网代替传统控制电缆,在很大程度上提高了信号传输的效果。
电力系统数字化变电站设计及运行中若干问题探析摘要:主要对电力系统数字化变电站设计及运行中若干问题进行了试论与探讨,并对传统型变电站的改造提出了一些建议及相应策略。
关键词:IEC61850数字化变电站问题自从我国第一座完整意义的数字化变电站—云南省曲靖市翠峰110kV数字化变电站通过鉴定验收。
该变电站的落成填补了我国数字化变电站建设中的多项空白,也为国内电力系统的数字化建设迈出了重要一步。
部分省市已开始进行试点建设,积累经验,为大规模推广奠定基础。
可预见,数字化变电站是大势所趋,是未来变电站模式的发展方向。
1数字化变电站基本概念数字化变电站是指变电站内一次电气设备和二次电子装置均实现数字化通信,并具有全站统一的数据模型和数据通信平台,在此平台的基础上实现智能装置之间信息共享和互操作的现代化变电站。
数字化变电站具有数据共享、信息全面、安装、运行、维护、升级方便、底层数据格式相同、设备成本低、便于提供先进的应用功能等优点,具有数字化的TV/TA、二次设备、开关设备、无缝通信协议(IEC61850)、实时数据传输(GOOSE)等主要特征。
数字化变电站将自动化系统的结构在物理上可分为2部分,即智能化的一次设备和网络化的二次设备;在逻辑结构上可分为3个层次,根据IEC关于变电站的结构规范,将变电站分为3个层次,即变电站层、间隔层以及过程层。
各层次内部及层次之间采用高速网络通信。
数字化变电站主要核心技术体现在电子式互感器以及IEC61850标准的应用上[1]。
电子式互感器的应用是数字化变电站发展的核心与基础,任何形式的数字化变电站都离不开互感器的数字化。
与传统的电磁式电流互感器相比,电子式互感器无绝缘油,不会有安全隐患;无铁芯,无铁磁共振、磁滞效应及没有磁饱和现象;测量带宽和精度高;体积小、重量轻、运行时无噪音,高电压等级时性价比好;二次系统无电流,不存在TA开路的问题;数字化通信,可通过网络实时监测互感器工作状态。
浅议数字化变电站设计、运行中面临的问题摘要:数字化变电站的建设,一方面使电力设计人员掌握了关键技术,积累了丰富经验,另一方面也让电力企业认识到现阶段数字化变电站存在的不足和问题。
只有在实践中不断积累经验,不断改进和完善相关设计,把自动化、保护、调度和通信等多个专业综合起来,才能最终实现数字化电网的战略目标。
关键词:数字化变电站;设计;运行;问题一、数字化变电站的概念数字化变电站,主要由网络化二次设备以及智能化一次设备两部分构成,其实数字化变电站是整个电网设计中,比较重要的一个环节。
相比较原来传统的变电站,数字化变电站自身的优势是不言而喻的,严谨的管理、有序的运转、高效的建设、科学的设计等等一系列都为它自身创造了十足的优势。
在2006年的时候,云南省验收了110kV是数字变电站,而这所变电站的建成对于中国来说是有划时代的意义的,因为这是中国真正意义上的数字化变电站。
这也就说明了中国现在在变电站数字化的领域,开始向国际先进水平靠拢,它在很大一方面填补了中国数字化的空缺,而对于中国自身的发展也也具有十分深远的影响。
二、数字化变电站的特点2.1数据采集趋于数字化对于数字化变电站,其电气测量系统也属于数字化系统,变电站的整个电气量采集、输送、处理和输出过程均是把模拟信号变成数字化信号,从而电气隔离一次系统以及二次系统。
2.2系统结构层次化由于数字化变电站所依据的建设标准为IEC61850,所以其结构体系具有一定的层次,其逻辑结构本身有三个层次,即:站控层、过程层及间隔层。
不同层次之间利用光纤信号实现通讯,和以前的电缆进行比较,其具有比较高的抗电磁干扰性,并且接线比较简单,信号传输速度非常快。
2.3采用智能化电气设备数字化变电站的构建基础就是智能电气设备,其中主要有新型断路器以及电子式互感器等,其可以有效结合电子技术以及微机技术,从而精准控制各个电气设备。
2.4系统结构非常紧凑因为数字化变电站使用了很多智能电气设备,所以其测量控制系统本身重量比较轻,并且体积相对较小,能够将其集成于相应智能控制柜里面,从而优化组合其所具有的功能。
35kV数字化变电站设计方案探讨摘要:从当今变电站的发展趋势上可以看出,数字化变电站必将成为当今发电站技术发展的主流。
然后,面对当下我国数字化变电站绝大多数只是运用在110kV及以上的变电站之中,而用于35kV之中的数量更是凤毛麟角,于此同时,即使在使用中的35kV变电站也面临着许多数字化、智能化方面的升级和改造问题。
本文针对这一本文首先对数字化变电站做出详细的论述,其次,根据IEC61850技术国际标准,提出并设计出一个35kV的数字变电站模型,并设想在以通过过程总线和变电站总线结合的方式为重要指导方法,从而实现以光纤冗余环网构建了数字化变电站,最终论述数字化变电站设计中的种种关键设备的主要配置和方案筛选方案。
关键词:电气设备;数字化;变电站随着当今技术的飞速发展,数字化变电站技术在我国得到了相对较广泛的应用,然而其技术上的缺陷与局限性也是显而易见的。
此外,当今电力系统内部构造日趋复杂化,电压也随之大幅升高,这就必然导致对电力系统的承载运行能力的要求大幅提升。
当前技术更新换代日新月新,如智能电气设备技术、数字式互感器技术的日趋完善,高级计算机和网络在变电站中的交叉运用等。
这些技术的发展使数字化变电技术必然成为未来发展的重要方向之一。
一、数字化变电站的关键技术毋庸置疑,IEC61850通信技术规范是数字化变电站得以建立的技术基础,其由若干重要部分组成,主要有智能开关、电子互感器等智能一次设备,此外还有以网络为控制方式的二次设备综合构筑而成。
其目标是实现数字化变电站内部的相互关联操作和信息共享的综合性现代变电站。
1.1IEC61850的标准就概念简单来说,功能建模、数据建模、通信协议、自动化系统工程和一致性测四个方面是围绕在IEC标准主要组成部分。
并通过这几项关键技术从而使数字化变电站的功能模型、数据模、通信服务等。
其中自动化系统工程和一致性测试,确立了以XML为基础的结构化语言,并且明确了IED结构化数据和自动化系统的拓扑,而Part10确立了IEC61850标准一致性,这就为互操作性提供了技术支持。
数字化变电站设计方案探讨【摘要】我国社会经济不断发展,通信业不断进步,人们对于数字化变电站设计方法日益关注。
数字化变电站设计方案是数字化变电站的基础与前提。
本文对数字化变电站的优势进行了分析与探讨,然后对数字化变电站设计进行了具体详细的分析,以期为数字化变电站的运行提供强有力参考依据。
【关键词】数字化;变电站;设计方案;探讨引言数字化变电站是以IEC61850标准作为基础,进行信息收集、传输、处理和输出,全过程都使用数字化的变电站。
数字化变电站的最大特征就是数字化、智能化、网络化、运行管理自动化、以及模型与通信协议统一化等。
我国于2009年试运行了第一个500kV的数字化变电站试点工程,而桂林变电站数字化试点设备的正式运行,标志了我国第一个在过程层、间隔层、站控层均满足IEC61850标准变电站的建立完成。
1 数字化变电站的优势数字化变电站主要由智能化的一次设备(智能化开关与电子式互感器)与网络化的二次设备分层(间隔层、过程层、站控层)构建,建立在IEC61850通信规范基础上,能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
其也是应用IEC61850进行建模和通信的变电站,数字化变电站体现在过程层设备的数字化,整个站内信息的网络化,以及开关设备实现智能化。
1.1 使用IEC61850标准数字化变电站相比较于传统的变电站而言,使用自描述式设备应用,包括所有设备应用研的标准、对象、模型、命名等,从而缩短了手工配置的时间,也使I/O信号到电力系统变量的映射减少,大大降低了系统维护与高度的工作量,成功缩减成本。
数字化变电站还使用了标准的设备配置文件开发和升级设备,尽管设备配置的成本降低,响应速度却获得大幅度提升。
利用数字化,变电站设备间内的通信光纤能够通过自动化网络直接进行数据交换,实现更为先进的安全防护措施,布线的成本大大降低,使用端子排连接的复杂操作以及二次接线数量得到缩少,控制电缆的数量也相应地减少。
数字化变电站设计方案数字化变电站设计方案随着电力系统的发展,变电站作为电力系统中枢的重要组成部分,其性能要求也越来越高。
传统的变电站设计虽然能够满足一般的电力需求,但在信息化、智能化方面表现不足。
数字化变电站则是为了解决这一问题而提出的一种新型设计方案。
数字化变电站的设计理念是将信息技术与电力系统紧密结合,通过数字化技术实现对变电站运行和管理的全面控制。
具体的设计方案包括以下几个方面:首先,数字化变电站的设计应该考虑智能化监控系统的建设。
智能化监控系统能够对变电站内各种设备进行实时监测,获取运行数据,实现故障预警和智能化维护,提高设备的可靠性和运行效率。
此外,监控系统还应该能够实现对变电站运行状态的远程监控和控制,提高运维效率。
其次,数字化变电站的设计应该考虑信息化建设。
通过信息化技术,可以实现对变电站的数据管理和信息共享。
信息化建设包括建立变电站的数据库系统,实现对运行数据的实时采集和存储,并通过网络实现对变电站数据的共享。
这样可以提高变电站运行数据的整合和分析能力,为变电站的运行和管理提供科学依据。
另外,数字化变电站的设计应该考虑网络化建设。
网络化建设包括建立变电站内部的通信网络和变电站与外部环境的互联互通。
通过建立可靠的通信网络,可以实现变电站内部设备之间的联动控制,提高设备运行的协调性。
同时,通过与外界的互联互通,可以实现对变电站的远程监控和控制,提高设备运维的效率。
最后,数字化变电站的设计还应该考虑安全保障。
数字化变电站的建设涉及大量的信息和数据,对信息的安全保障是至关重要的。
设计中应该采用信息安全技术,确保变电站的信息系统不被非法入侵或恶意破坏,并保护变电站数据的完整性和可用性。
综上所述,数字化变电站设计方案是将信息技术与电力系统相结合,通过智能化监控系统、信息化建设、网络化建设和安全保障等措施,实现对变电站运行和管理的全面控制。
数字化变电站的建设将提高变电站的运行效率和可靠性,为电力系统的发展做出贡献。
变电站数字化设计体系制度的研究
发表时间:2019-06-13T08:45:52.803Z 来源:《电力设备》2019年第1期作者:王梦璕
[导读] 摘要:本文对三维数字化设计相关的组织架构、管理制度、流程体系、质量保证等各个环节进行探讨研究,阐述了数字化三维设计的流程再造,展望了数字化设计在工程建设应用的未来。
(中国电建集团江西省电力设计院有限公司江西南昌 330096)
摘要:本文对三维数字化设计相关的组织架构、管理制度、流程体系、质量保证等各个环节进行探讨研究,阐述了数字化三维设计的流程再造,展望了数字化设计在工程建设应用的未来。
关键词:变电站;数字化;三维设计;体系
0 引言
随着现代计算机技术的发展,以及工程的建设需求,数字化设计应用正越来越受到行业的重视,国家电网也下发了各项关于数字化设计的要求准则。
为有效地规范三维设计在变电工程中的应用,充分发挥三维数字化协同设计在电力行业的优势,依托实际工程项目经验深入研究了紧密贴合生产过程的变电站数字化设计体系制度。
1三维数字化设计概况
自2018年7月国网院对35kV及以上变电站工程三维数字化设计提出明确要求,并已在全国进行了首批试点项目,目前全国有20多家电力设计院已开展三维数字化设计项目的建设,但各设计单位投资水平和建设深度不一,数字化设计的流程再造经行的也是参差不齐。
2三维数字化设计的组织保障
(1)总体保障
形成岗位责任明确、分类管理、管控结合的组织架构。
设有专项部门,负责推动数字化技术的发展,同时管理建设工程数据库,并负责数字化设计相关的软硬件、网络及安全措施等保证工作。
(2)生产组织
对传统生产组织架构进行调整,建立了以“项目为中心,专业为基础、中心为保障”紧密贴合生产过程的矩阵生产组织架构。
在该组织架构中,各相关部门的工作分工明确,职责划分清晰、完备,使数字化设计有效融入到了生产之中。
设置工程的主管总工,数字化工程设总、数字化设计工程师岗位、主设人分类管理。
(3)专项措施
成立专项数字化支撑小组,除了日常维护工程数据库及数字化技术支撑外,针对实际项目工程,实行按月或根据工程实际进度,利用数字化手段对重大工程、试点工程进行数字化考量及审查,并形成检查报告。
公布及发送给各项目设总,增强数字化设计质量把控。
3三维数字化设计组织结构
数字化设计组织体系及协同配合方法促进了多专业的协同设计和各专业的深度参与,同时保障了各专业间的协同工作高效、有序进行。
建立各设计阶段数字化设计标准和流程,规范工程数字化设计数据结构。
各专业部门是三维系统设计工作的生产基础单元,主要负责专业资源配置,并按项目要求高质量完成专业产品,实现三维系统整体设计,保证专业生产和质量。
数字化设计的组织模式:可由项目设总牵头负责整个项目的策划、组织、实施及成果移交等工作,具体工作执行由电气专业、结构专业、勘测专业、技经专业和数字化支撑专业五类人员协同完成。
其中勘测专业人员主要数字化设计所需基础数据的采集入库,变电电气专业和变电结构专业人员主要负责变电的电气设计和结构设计任务,数字化中心专业人员主要负责整体权限的控制和数据库的维护。
项目设总一般由业务主体部门指派,分管院领导批准通过。
4三维数字化设计生产组织责任关系
在数字化设计过程中,明确数字化设计参与人员的责任关系。
当一人兼任两个岗位时应肩负两种职责;当一个岗位多人管理,可根据具体情况明确各自分工;副职协助正职工作;个人对分管的工作负责。
5三维数字化设计管理制度
规范三维数字化设计生产流程和保障设计质量,在软件平台基础和系统架构下,依托实际工程对三维设计相关的设计方法、流程、质量保证以及组织架构等各个环节进行深入研究,建立一系列符合自身情况的数字化设计配套管理规定、技术支撑标准、专业设计手册等标准文件,以保障数字化设计工作能统一有序地开展。
6三维数字化设计流程体系
严格按照数字化工程技术标准流程及要求,落实到各阶段各岗位,规范化数据库,标准化数字化工作流程,协同设计,分项管理,严格把控校审,确保工程信息模型实时性、完整性、准确性。
主要过程如下:项目启动,项目策划,专业策划,创建协同环境,数据准备,协同设计,方案会审,深化设计,碰撞检查,固化模型,成果输出,工程交底,修改更新,数据化移交。
6.1项目定制设计流程
(1)总编制项目设计计划,并报分管院长审定;确定项目数据
库使用原则、项目控制权限及项目采用的编码系统,并报分管总工批准。
(2)数字化支撑工程师按照设总要求制定项目数字化设计数据
库管理构架以及项目控制权限,并报数字化支撑主任工批准。
(3)数字化支撑工程师按照第2点确定的管理架构及项目控制
权限原则进行数据库管理构架建立、完善项目数字化设计数据库结构,并经数字化支撑主任工批准。
(4)数字化支撑工程师在数字化设计全过程向各专业提供数据库支持。
6.2工程设计流程
(1)构建项目数据库
数字化支撑专业根据项目其它各专业要求,完善项目数据库数据,并上报项目设总审批。
设总审批通过后,发布至各专业使用。
(2)专业设计
各专业采用数字化设计手段,按照相应设计阶段的内容深度规定进行专业设计并生成相应的数字化设计成果。
7协同设计组织体系
数字化设计协同则是一种新型的专业协同的方式,它利用数据库、平台通信以及平台数据控制机制等IT 技术,以数据流的方式进行专业之间的协同。
数字化设计协同具有协同数据齐全、数据安全性高、实时性、可回溯性等特点。
采用数字化设计协同手段后,可以高效地组织起多专业、专业内多分工的协同设计,确保项目中数据一致性,便捷地进行设计版本记录及回溯。
在数字化设计过程中,各专业在数字化设计平台中协同设计,负责完成各自的数字化模型,并对其质量负责,各专业的数字化模型经批准发布之后供外专业作为协同设计输入资料。
各专业在不同设计阶段的项目定制、工程设计和数字化成果管理各环节所提供协同设计资料内容深度应满足相应的内容深度要求。
发布专业将协同数据流导入协同设计平台,协同设计平台实时通知接收专业。
接收专业从协同设计平台同步下载协同数据流并加以审核,向协同设计平台发布接收或拒绝的反馈消息。
协同设计平台将接收专业的反馈消息实时通知发布专业,发布专业对被拒绝的数据流进行修改后,重新将协同数据流导入协同设计平台,直至得到接收专业的“接收”消息为止。
接收专业利用接收到的协同数据流进行设计,并将成品导入协同设计平台,供项目设计使用。
通过平台管理系统对用户和角色进行权限管理,对不同审查、校核、设计不同层级的人员的权限进行授权,使得人员权限与文档状态相配合,合理控制文件的一致性,避免文件多版本管理混乱的情况。
8展望
随着数字化技术在建设各阶段的普及应用,数字化设计成果将被物资、施工、运检等各环节部门利用,不仅仅是数字化设计需要顺势而变,各建设参与环节部门的相关制度体系也需要相应的作出改变,适应数字化工程建设的需求。
参考文献:
[1]李波.基于ProjectWise的变电站三维协同设计[J].中国建设信息,2013(16):36-39.
[2]赵顺耐.三维协同设计工作环境定义初探[J].中南水利发电,2013:29-36.
作者简介:
王梦璕(1989.5-),女,江西上饶人,学士学位,中级工程师,单位:中国电建集团江西省电力设计院有限公司,研究方向:三维数字化技术电力工程建设。