数字化变电站自动化系统解决方案-南瑞

1绪论1.1研究背景变电站综合自动化系统主要是借助于微机技术，把变电站在掌控、检测、处理信号传递、继电保护、故障录波以及远动等诸项功能整合于一体的数项机分享系统。

变电站综合自动化系统承担的功能有：继电保护、运作掌控、故障性录波测距、事件记录、数据搜集、参量监测、信息远传、事故报警、智能化电压无功控制与低周减载以及系统智能化检测等。

变电站综合自动化系统主要在于强化变电站的安全可靠性，使其处于横稳的运作状态，减少运作的维护开支、加强经济实效、提供用户高质量的电能服务项目及其综合性的方案。

在计算机与网络信息技术、智能化技术以及通信技术等高新科技日益发达的背景下，一则综合自动化系统对传统型的变电站二次系统加以代替或更新已变成整个发展的趋向；二则保护系统亦需要配置诸如故障录波、运行监控、自检测、事件记录与控制管理等多项更为完善的功能，因而发展与改进变电站综合自动化系统也是整个电力行业发展的必然走向。

当下变电站综合自动化技术基本上被广泛地运用在变电站系统内，通过现实的运作流程及其结果证实它具有构造简易、技术领先、功能完善、安全可靠等优点。

在计算机网络技术、信号搜集、通信技术、信号处置与新型分析计算技术等发展之际，特别是一次电气设备的构造、被控程度运用性能的加强，这更加有利于国内的变电站综合自动化的进一步提升，其发展前景看好。

1.2研究意义在国民经济日益发展的背景下，电力工业在装机容量与社会生活用电负荷方面都呈现出明显递增的态势，同时也在拓宽电网的系统，输电的电压亦在提高。

相应地，在用电的质量及其可靠性方面所提出的要求也在日益强化。

变电站的安全、经济性运作已经变为电力体系中的一个核心组成。

因而，对于综合自动化方面所提出的要求也愈来愈高。

相应地，在技术领域，因为微机保护技术的广泛性运用，多种多样的硬件设备所需成本也在减少，测控设备类型呈现出极大的丰富性，再因为现场总线技术呈现出迅猛的发展态势，进而满足它能够在并不理想化的工业环境中应用，尤其是变电站自动化程度。

变电站综合自动化系统和数字化变电站目前使用的变电站综合自动化系统有南瑞的RCS-9700系统和四方的CSC-2000系统。

由于历史等原因，各变电站的综合自动化系统有各种差异，本文按照《广东电网110kV~220kV变电站综合自动化系统技术规范》的要求，从监控员的需求出发，分享典型综合自动化变电站的相关知识。

1.系统构成220kV变电站典型综合自动化系统采用双星形A、B以太网将站内自动化设备连接起来，两个网络同时进行数据传输。

10kV自动化设备独立组网后再通过网络接入设备接入主以太网。

其他厂家设备通过通信接口设备接入双以太网。

220kV变电站综合自动化系统设置独立的故障录波网C网，110kV变电站综合自动化系统不设置独立的故障录波网。

全站设备通过GPS实现对时功能。

数字化变电站采用IEC-61850标准，相对于综合自动化变电站增加了一个过程层GOOSE网和SV网。

GOOSE是一个面向对象的变电站通用事件报告，其特点就是传输速度快，主要用于间隔层闭锁信号的传输。

SV网用于站端遥测量的传输。

综合自动化系统采用分层、分布和开发式的网络进行连接。

分层是指将变电站的所有自动化设备归类为站控层和间隔层设备。

站控层设备能够控制间隔层设备。

站控层设备包括系统主机、操作员站、远动工作站、保信子站、五防主机等。

间隔层设备主要是测控单元，以及用于规约转换、网络扩充的通信接口设备。

分布式使得系统按功能划分为若干设备，每个设备都能独立工作。

站控层设备发生故障或停运时，不影响间隔层设备的运行。

系统中任一设备发生故障或停运时，不会影响系统的正常运行。

开放性要求不同的厂家遵循统一的标准进行产品制造，使得不同厂家的产品可以连接在同一个系统里边，相互操作。

目前的综合自动化变电站在开放性方面做得不够，临港站的奥特迅直流系统跟南瑞的RCS9700系统之间经常发生通信中断，就是通信规约的衔接不好造成的。

2.各模块介绍2.1主机/操作员站主机/操作员站也就是通常说的后台机，是站内自动化系统的主处理器和服务器，是站控层数据收集、处理、存储及发送中心。

南瑞水电智能调度系统解决方案南瑞水电智能调度系统解决方案是基于南瑞电力公司长期积累的电力调度经验和丰富的智能技术研发能力而开发的一款智能调度软件。

该系统通过对电力设备的实时监测和大数据分析，实现了对水电站的智能化调度和远程监控，能够提高水电站的发电效率和可靠性。

该解决方案包括以下几个方面的技术和功能：一、数据采集和实时监测二、大数据分析和预测模型南瑞水电智能调度系统通过大数据分析，对水电站的历史数据和实时数据进行深度挖掘和分析，建立强大的预测模型。

通过对水电站的水资源、电网负荷和机组性能等多种因素进行全面分析，提前预测水电站的发电能力和供电情况，为水电站的调度决策提供指导。

三、智能调度与优化算法四、远程监控和远程操作南瑞水电智能调度系统支持远程监控和远程操作功能。

调度员可以通过云平台或移动终端对水电站进行实时监控，查看水位、水压、机组运行状态等参数，及时发现问题并进行处理。

同时，调度员还可以通过远程操作对机组的启停、负荷调整等进行控制。

五、可视化界面和报表分析南瑞水电智能调度系统提供直观、易用的可视化界面，将水电站的关键参数以图表、曲线等形式展示出来，使得调度员能够直观地了解水电站的运行情况。

系统还提供丰富的报表分析功能，对水电站的运行情况进行详细统计和分析。

六、安全性和可靠性保障南瑞水电智能调度系统采用多重安全措施，确保数据的安全和可靠性。

系统采用灵活的权限管理机制，只有具有相应权限的用户才能访问系统的相关功能和数据。

同时，系统还具备数据冗余和灾备备份功能，以确保系统的稳定性和可靠性。

综上所述，南瑞水电智能调度系统解决方案通过数据采集、大数据分析、智能调度与优化、远程监控和操作等一系列技术和功能，实现了对水电站的智能化调度和远程监控，能够提高水电站的发电效率和可靠性。

该系统不仅能够满足当前水电站的调度需求，还具备较强的可扩展性和智能化升级能力，能够适应未来智能电网建设的需求。

图2-1-1、110kV数字化变电站结构示意图（GOOSE点对点组网）
图2-1-2、110kV数字化变电站结构示意图（GOOSE交换机组网）此外，若采用区域采样同步(插值同步)方案，则图2-1、图2-2中的采样同步时钟源、采样同步网不存在。

3.3. 校时及采样同步方案
3.3.1. 校时方案
1）监控服务器、运行工作站支持以下方式校时：
l采用SNTP校时。

l来自远动工作站的规约校时。

2）远动工作站支持以下方式校时：
l IRIG-B（DC）校时。

l GPS秒脉冲对时。

l SNTP校时（复用站控层以太网，传输层协议为用户数据报协议UDP）。

l IEEE1588校时（复用站控层以太网，严格按IEEE1588解码）。

l来自调度的规约校时。

3）所有带站控层接口板的装置支持以下方式校时：
l IRIG-B（DC）校时。

l GPS秒脉冲对时。

l SNTP校时（复用站控层以太网，传输层协议为用户数据报协议UDP）。

l IEEE1588校时（复用站控层以太网，严格按IEEE1588解码）。

l来自远动工作站的规约校时。

3.3.2. 采样同步
变电站内的变压器保护、方向距离保护、以及测控计量设备对数据源同步的精度要求为最大为5us（0.1度）。

对于实现不同采集设备的同步，工程应用中通常采用以下两种方案：全站同步时钟源
错误！文档中没有指定样式的文字。

深圳南瑞科技有限公司第11页。

基于数字化变电站的系统保护装置设计黎　强,李延新(国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,江苏省南京市210003)摘要:随着数字化变电站技术的逐渐成熟,变电站保护设备的功能及组合方式有了很大的变化和想象空间。

文中提出一种基于数字化变电站数据源统一、数据共享特点的系统保护装置的实现方案,并对其硬件设计、软件功能实现以及工程适应性、可靠性进行了探讨和分析。

系统保护是对数字化变电站内诸多分散的保护测控功能模块的有机集成,从而优化并简化了系统的数据流。

系统保护具有低成本、易维护、高性能、高可靠等特点,能适应未来电力系统自动化的发展和市场需求。

关键词:数字化变电站;系统保护;采样同步;IEEE 1588中图分类号:TM764收稿日期:2008211225;修回日期:2009205225。

0　引言随着计算机技术、网络通信技术的飞速发展和相关标准规范的不断完善,数字化变电站技术将逐步取代传统的变电站自动化技术得到广泛的应用[126]。

数字化变电站以变电站一次系统、二次系统为数字化对象,对物理设备、数字化信息进行统一建模、统一数据源,并通过标准化的网络通信平台来实现信息共享、互操作,从而达到安全、稳定、可靠、经济运行的目标。

基于统一建模、统一数据源思想的数字化变电站成功地解决了传统变电站在互操作、互感器传变以及饱和等方面存在的问题,同时也给变电站二次保护设备、整个电网的运行控制提供了更大的发展空间和灵活性。

国内外学者对数字化变电站做了大量的研究工作[7219],然而大部分研究集中于IEC 61850标准如何在站控层设备、间隔层设备和过程层设备中的应用和实现上,对数字化实现给各相关二次设备的实现架构和方式带来的影响变化研究得并不多[20221]。

系统保护在这方面是一个尝试,其出发点就是要跳出传统二次设备面向特定间隔的范畴,从变电站整体(或部分)角度来考虑二次保护测控功能的配置,对逻辑节点(L N )进行重组和整合,从而最大程度地利用数字化变电站数据源统一、数据共享的优势,达到优化数据网络,提高系统数据流和保护动作的可靠性,降低维护成本的目标。

基于数字化变电站的系统保护装置设计黎强, 李延新(国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司, 江苏省南京市210003摘要:随着数字化变电站技术的逐渐成熟, 变电站保护设备的功能及组合方式有了很大的变化和想象空间。

文中提出一种基于数字化变电站数据源统一、数据共享特点的系统保护装置的实现方案, 并对其硬件设计、软件功能实现以及工程适应性、可靠性进行了探讨和分析。

系统保护是对数字化变电站内诸多分散的保护测控功能模块的有机集成, 。

系统保护具有低成本、易维护、高性能、高可靠等特点, 。

关键词:数字化变电站; 系统保护; 采样同步; IEEE 中图分类号:TM764收稿日期:2008211225; 修回日期:2009205225。

0引言得到广泛的应用[126]。

、二次系统为数字化对象, 对物理设备、数字化信息进行统一建模、统一数据源, 并通过标准化的网络通信平台来实现信息共享、互操作, 从而达到安全、稳定、可靠、经济运行的目标。

基于统一建模、统一数据源思想的数字化变电站成功地解决了传统变电站在互操作、互感器传变以及饱和等方面存在的问题, 同时也给变电站二次保护设备、整个电网的运行控制提供了更大的发展空间和灵活性。

国内外学者对数字化变电站做了大量的研究工作[7219], 然而大部分研究集中于IEC 61850标准如何在站控层设备、间隔层设备和过程层设备中的应用和实现上, 对数字化实现给各相关二次设备的实现架构和方式带来的影响变化研究得并不多[20221]。

系统保护在这方面是一个尝试, 其出发点就是要跳出传统二次设备面向特定间隔的范畴, 从变电站整体(或部分角度来考虑二次保护测控功能的配置, 对逻辑节点(L N 进行重组和整合, 从而最大程度地利用数字化变电站数据源统一、数据共享的优势, 达到优化数据网络, 提高系统数据流和保护动作的可靠性, 降低维护成本的目标。

1系统保护数字化变电站中所有的模拟量和开关量按统一的格式(IEC 61850系列标准中定义实现数字化,。