PS6000+智能變電站系統(tǒng)知識講解

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PS6000+智能變電站系統(tǒng)-（5）、PS6000智能變電站系統(tǒng)產(chǎn)品簡介產(chǎn)品概述智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。PS6000智能變電站系統(tǒng)總結(jié)了數(shù)千套PS6000系列產(chǎn)品的成功經(jīng)驗(yàn)，始終以電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性及繼電保護(hù)的可靠性為宗旨，基于先進(jìn)的計算機(jī)軟硬件、自動控制、傳感器和光纖

2、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，充分融合了電子式互感器、繼電保護(hù)、測控、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控和遠(yuǎn)動等主要功能。PS6000提供了智能變電站完整解決方案，在應(yīng)用于非智能一次設(shè)備的常規(guī)變電站時，整體性能也能獲得很大提升。主要特點(diǎn)全面的智能化解決方案：PS6000包含電子式互感器、智能終端、專用交換機(jī)、高低壓繼電保護(hù)、測控、遠(yuǎn)動、監(jiān)控等設(shè)備和各種工具軟件包，提供各電壓等級智能變電站解決方案，滿足系統(tǒng)集成要求。采用DL/T860(IEC61850)標(biāo)準(zhǔn)，模型、信息、功能一體化配置：系統(tǒng)采用具有優(yōu)良的互操作性和開放性DL/T860(IEC61850)標(biāo)準(zhǔn)，依托建模優(yōu)勢，在信息流的基礎(chǔ)上優(yōu)化各種功能（如VQC、一體化五防、程序化控制等

3、），基于統(tǒng)一的SCL工具網(wǎng)絡(luò)化配置，達(dá)到模型與功能的完美組合。光纖取代電纜，簡化接線，提高安全可靠性間隔層設(shè)備通過光纖與一次設(shè)備傳輸采樣值和開關(guān)量，間隔間使用以太網(wǎng)GOOSE水平通信實(shí)現(xiàn)間隔聯(lián)閉鎖、母差失靈保護(hù)、過負(fù)荷聯(lián)切等功能，少量光纖取代大量信號和控制電纜，降低施工成本并大大改善電磁兼容環(huán)境。運(yùn)行管理自動化整合監(jiān)控、遠(yuǎn)動、五防、在線監(jiān)測等功能，新增自動故障分析系統(tǒng)和程序化控制系統(tǒng)等高級應(yīng)用功能，提升自動化水平，減少運(yùn)行維護(hù)的難度和工作量解決了常規(guī)變電站的固有問題智能變電站采用電子式互感器，沒有傳統(tǒng)互感器固有的TA斷線導(dǎo)致高壓危險、TA飽和影響差動保護(hù)、CVT暫態(tài)過程影響距離保護(hù)、鐵磁諧振、

4、絕緣油爆炸、六氟化硫泄漏等問題。同時，由于新技術(shù)的采用，電子式互感器將大量節(jié)約鐵芯、銅線等金屬材料，在高電壓等級和傳統(tǒng)互感器相比具有明顯的經(jīng)濟(jì)性高級應(yīng)用程序化操作：程序化操作也稱為順序控制。變電站程控操作是指變電站內(nèi)智能設(shè)備依據(jù)變電站操作票的執(zhí)行順序和執(zhí)行結(jié)果校核要求，由站內(nèi)智能設(shè)備代替操作人員，自動完成操作票的執(zhí)行過程。實(shí)際操作時只需要變電站內(nèi)運(yùn)行人員或調(diào)度運(yùn)行人員根據(jù)操作要求選擇一條順控操作命令，操作票的執(zhí)行和操作過程的校驗(yàn)由變電站內(nèi)智能電子設(shè)備自動完成。分布式狀態(tài)估計：電力系統(tǒng)互聯(lián)是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，這對能量管理系統(tǒng)的自動化水平要求越來越高。狀態(tài)估計是能量管理系統(tǒng)的核心部分，狀態(tài)估

5、計算法的研究直接關(guān)系到狀態(tài)估計計算的速度、精度等，面對大規(guī)模的電力系統(tǒng)，傳統(tǒng)的狀態(tài)估計算法已經(jīng)不可能有所突破。近年來，國外提出了分布式狀態(tài)估計技術(shù)，即將傳統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的對全網(wǎng)進(jìn)行的狀態(tài)估計分解到各智能化變電站中，通過對各智能化變電站進(jìn)行分布式狀態(tài)估計以及調(diào)度中心與變電站之間的邊界協(xié)調(diào)來實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的狀態(tài)估計。隨著分散式控制技術(shù)的快速發(fā)展，其可能是未來電力系統(tǒng)控制發(fā)展的主要趨勢。智能告警及分析決策：基于對全站設(shè)備對象信息建模的情況下，實(shí)現(xiàn)對全站告警信息進(jìn)行分類告警、信號過濾，同時通過對變電站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時的在線分析，自動報告變電站異常并提出故障處理指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)基于管理、檢修和實(shí)時運(yùn)行一體化的告警

6、系統(tǒng)。事故信息綜合分析決策：開發(fā)變電站事故、異常專家系統(tǒng)，建立設(shè)備狀態(tài)和功能模型，在電網(wǎng)事故、保護(hù)動作、裝置故障、異常報警等情況下，通過整合分析站內(nèi)包括事件順序記錄信號、保護(hù)及故障錄波等信號，確定當(dāng)前運(yùn)行狀況，并將事故分析的結(jié)果以簡單明了的可視化界面綜合展示，同時可將信息上傳至主站端。無功自動調(diào)節(jié)：由變電站自動化系統(tǒng)和集控主站系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)VQC（無功自動調(diào)節(jié)）功能，變電站采集電壓數(shù)據(jù)，無功電壓優(yōu)化調(diào)節(jié)分析軟件安裝在集控主站系統(tǒng)，主站下發(fā)命令至變電站自動化系統(tǒng)執(zhí)行投切操作，實(shí)現(xiàn)區(qū)域無功最優(yōu)投切。保護(hù)信息管理系統(tǒng)：智能開票系統(tǒng)能夠根據(jù)運(yùn)行操作規(guī)則、當(dāng)前電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行方式，在對整個變電站進(jìn)行全方位和

7、整體防誤基礎(chǔ)上，自動生成符合操作規(guī)范、可以具體執(zhí)行的操作票，從而大大減輕運(yùn)行人員的勞動，提高開票速度，排除人為因素所造成的工作差錯，具有非常重要的意義。智能開票系統(tǒng)：智能開票系統(tǒng)能夠根據(jù)運(yùn)行操作規(guī)則、當(dāng)前電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行方式，在對整個變電站進(jìn)行全方位和整體防誤基礎(chǔ)上，自動生成符合操作規(guī)范、可以具體執(zhí)行的操作票，從而大大減輕運(yùn)行人員的勞動，提高開票速度，排除人為因素所造成的工作差錯，具有非常重要的意義。主要功能配置PS6000的設(shè)備按站控層、間隔層和過程層劃分，具體如下：站控層：監(jiān)控系統(tǒng)（含監(jiān)控、在線檢測分析、一體化五防、VQC和保護(hù)信息管理等功能），采用遠(yuǎn)動通信服務(wù)器；間隔層：保護(hù)裝置、測控裝置

8、、安全穩(wěn)定裝置、備自投等自動裝置；過程層：電子式互感器、智能終端（用于開關(guān)和變壓器智能化）。此外還包括IEC61850系統(tǒng)配置工具、變電站專用以太網(wǎng)交換機(jī)、規(guī)約轉(zhuǎn)換器（接入其它廠家非IEC61850裝置）等配套的軟件和設(shè)備。站控層及間隔層采用PS6000變電站自動化系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)和設(shè)備。PS6000的通信系統(tǒng)按DL/T860(IEC61850)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建，邏輯通信接口如圖1：圖1邏輯通信接口圖1.中各邏輯接口定義如下：間隔層和變電站層之間保護(hù)數(shù)據(jù)交換；間隔層與遠(yuǎn)方保護(hù)（不在DL/T860(IEC61850)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)）之間保護(hù)數(shù)據(jù)交換；間隔層內(nèi)數(shù)據(jù)交換；過程層和間隔層之間PT和CT瞬時數(shù)據(jù)交換（

9、尤其是采樣）；過程層和間隔層之間控制數(shù)據(jù)交換；間隔和變電站層之間控制數(shù)據(jù)交換；變電站層與遠(yuǎn)方工程師辦公地數(shù)據(jù)交換；間隔之間直接數(shù)據(jù)交換，尤其是像聯(lián)鎖這樣快速功能；變電站層內(nèi)數(shù)據(jù)交換；變電站（裝置）和遠(yuǎn)方控制中心之間控制數(shù)據(jù)交換。按此邏輯接口構(gòu)建PS6000+組網(wǎng)方式如圖2：圖2PS6000+組網(wǎng)方式PS6000通信網(wǎng)絡(luò)物理上分為兩層，其一為站控間隔層網(wǎng)絡(luò)，其二為過程層網(wǎng)絡(luò)。圖1中接口、和工作在站控間隔層網(wǎng)絡(luò)，接口和工作在過程層網(wǎng)絡(luò)，接口和的涉及保護(hù)功能的部分工作在過程層網(wǎng)絡(luò)，接口和的其它部分工作在站控間隔層網(wǎng)絡(luò)。電子式互感器用點(diǎn)對點(diǎn)光纖向間隔層設(shè)備傳輸采樣值。PS6000的站控間隔層網(wǎng)絡(luò)可采用

10、雙絞線以太網(wǎng)或光纖以太網(wǎng)，過程層網(wǎng)絡(luò)采用光纖以太網(wǎng)，推薦采用簡單可靠的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。站控間隔層網(wǎng)絡(luò)和常規(guī)的自動化系統(tǒng)一樣，可通過雙網(wǎng)熱備用或雙網(wǎng)雙工方式冗余提高通信可靠性；而過程層網(wǎng)絡(luò)則視為繼電保護(hù)的一部分，需根據(jù)保護(hù)配置原則進(jìn)行冗余，在雙網(wǎng)時應(yīng)采用雙網(wǎng)雙工無延時切換以滿足保護(hù)跳閘要求。主要技術(shù)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)滿足以下性能數(shù)據(jù)要求：電流量、電壓量測量誤差0.2%，有功功率、無功功率測量誤差0.5%。電網(wǎng)頻率測量誤差0.01Hz。遙測量越死區(qū)傳送整定最小值0.1%(額定值),并逐點(diǎn)可調(diào)。事件順序記錄分辨率（SOE）：站控層2ms，間隔層測控單元1ms。模擬量越死區(qū)傳送時間（至站控層顯示器）2s。開關(guān)量變位傳送時間（至站控層顯示器）1s。遙測信息響應(yīng)時間（從I/O輸入端至遠(yuǎn)動通信裝置出口）3s。遙信變化響應(yīng)時間（從I/O輸入端至遠(yuǎn)動通信裝置出口）2s?？刂泼顝纳傻捷敵龅臅r間1s。雙機(jī)系統(tǒng)可用率99.9?？刂撇僮髡_率100。站控層平均無故障間隔時間（MTBF）20000h。間隔級測控單元平均無故障間隔時間30000h。各工作站的CPU平均負(fù)荷率：正常時（任意30min內(nèi)）30。電力系統(tǒng)故障（10s內(nèi)）50。網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率：正常時（任意30min內(nèi)）20。電力系統(tǒng)故障（1