4.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

第三節(jié)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第三節(jié)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式1、集中式變電站自動(dòng)化結(jié)構(gòu)模式2、分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)模式3、分散與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)模式4、全分散式變電站自動(dòng)化結(jié)構(gòu)模式二、變電站無人值班三、數(shù)字化變電站四、智能變電站一變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式計(jì)算機(jī)水平的發(fā)展分布式安裝位置1.集中式變電站自動(dòng)化結(jié)構(gòu)模式集中式結(jié)構(gòu):傳統(tǒng)站改造模式遠(yuǎn)方終端裝置（RTU）＋當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)1、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)由一臺(tái)主機(jī)或兩臺(tái)互為備用的主機(jī)承擔(dān)所有功能。2、配上變送器、遙信轉(zhuǎn)接、遙控執(zhí)行、UPS等屏柜。3、站內(nèi)保護(hù)裝置的信息，可通過遙信輸入回路（硬件方法）進(jìn)入RTU，亦可通過串行口按約定的規(guī)約通信（軟件方法）進(jìn)入RTU。4、適合35～500千伏各種電壓等級(jí)、不同規(guī)模的變電站。傳統(tǒng)站改造模式（集中式）2.分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)模式變電站層包括監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)。變電站層通過現(xiàn)場總線或局域網(wǎng)與單元層通信。間隔層按高壓間隔劃分，以每個(gè)電網(wǎng)元件為對(duì)象，集測量、控制、保護(hù)于一體，設(shè)計(jì)在同一個(gè)機(jī)箱中，將這種模塊單元安裝在一次主設(shè)備的開關(guān)柜中。過程層只要是指變電站內(nèi)的變壓器和斷路器、隔離開關(guān)機(jī)其輔助觸點(diǎn)，電流、電壓互感器等一次高壓設(shè)備。分層分布式的一般結(jié)構(gòu)分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)模式分布式測控單元集中組屏的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖分布式系統(tǒng)集中組屏結(jié)構(gòu)模式3.分散與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)模式

目前我國將10kV~35kV線路的保護(hù)、測量、控制設(shè)計(jì)為一體化裝置，便于采用分散式結(jié)構(gòu)，就地安裝。而110kV及以上線路主變壓器的保護(hù)與測量、控制獨(dú)立設(shè)計(jì)，一般采用集中組屏的型式，安裝于主控制室中。分散安裝與集中組屏相結(jié)合的型式一般用于大、中型變電站中。分散與集中相結(jié)合的結(jié)構(gòu)模式分散安裝與集中組屏相結(jié)合4.全分散式變電站自動(dòng)化結(jié)構(gòu)模式*（選學(xué)）小站模式*（選學(xué)）大站模式二變電站無人值班

國家電力調(diào)度通信中心于1993年12月28日發(fā)布了調(diào)自[1994]2號(hào)文件《關(guān)于在地區(qū)電網(wǎng)中實(shí)施變電站遙控和無人值班的意見》。該文件明確指出實(shí)行變電站遙控和無人值班是可行的，是電網(wǎng)調(diào)度管理的發(fā)展方向，并明確指出各單位要積極穩(wěn)妥地開展此項(xiàng)工作，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，因地制宜，統(tǒng)籌安排，綜合考慮，做好規(guī)劃，逐步實(shí)施。根據(jù)需要有些地區(qū)可考慮新建變電站一步到位，即按無人站設(shè)計(jì)建設(shè)，尤其是地區(qū)變電站。該文件對(duì)全國無人值班變電站的建設(shè)起了很大的推動(dòng)作用。國內(nèi)無人值班的發(fā)展簡況早期的無人值班變電站沒有自動(dòng)化功能。只適合不重要的35KV變電站。

20世紀(jì)60年代，進(jìn)入了遠(yuǎn)方監(jiān)視的無人值班階段20世紀(jì)80年代后期，無人值班技術(shù)又上了一個(gè)臺(tái)階。促進(jìn)了調(diào)度自動(dòng)化實(shí)用化的深入開展和電網(wǎng)調(diào)度管理水平的提高。實(shí)現(xiàn)變電站無人值班的條件通過調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)完成無人值班變電站的監(jiān)視和操作。完成無人值班變電電站運(yùn)行參數(shù)的遠(yuǎn)方調(diào)整和無人值班變電站內(nèi)的信號(hào)遠(yuǎn)方復(fù)用完成無人值班變電站內(nèi)的站用電源和直流操作電源的遠(yuǎn)方監(jiān)視和調(diào)整無人值班變電站的管理方式采用集控站的管理模式該模式建立一個(gè)集中控制的主站稱為集控站，用于對(duì)某一區(qū)域的若干無人值班變電站的統(tǒng)一監(jiān)視、控制和巡視維護(hù)。各個(gè)無人值班變電站利用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)和集控站建立通信聯(lián)系，在集控站通過“四遙”方式實(shí)現(xiàn)各變電站原有的所有監(jiān)控功能。集控站也可以根據(jù)調(diào)度命令完成對(duì)無人值班變電站的遙控操作。無人值班變電站的管理方式一般一個(gè)集控站可以集中控制6~8個(gè)無人值班變電站，集控站可以單獨(dú)設(shè)置，也可以放在一個(gè)負(fù)荷中心區(qū)或被控變電站群的某一個(gè)變電站內(nèi)。在一個(gè)地區(qū)調(diào)度的轄區(qū)內(nèi)，可以設(shè)置若干個(gè)集控站。無人值班變電站的管理方式三、數(shù)字化變電站

智能化的一次設(shè)備

一次設(shè)備被檢測的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，簡化了常規(guī)電磁型繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)，數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序控制器代替，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字信號(hào)和光纖代替。數(shù)字化變電站

二次設(shè)備的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化 變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，全部基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機(jī)設(shè)計(jì)制造，設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的I/O現(xiàn)場接口，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享，常規(guī)的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。數(shù)字化變電站自動(dòng)化的運(yùn)行管理系統(tǒng) 變電站運(yùn)行管理自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無紙化；數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動(dòng)化；變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)能即時(shí)提供故障分析報(bào)告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統(tǒng)能自動(dòng)發(fā)出變電站設(shè)備檢修報(bào)告，將“定期檢修”改變?yōu)椤盃顟B(tài)檢修”。數(shù)字化變電站操作控制的執(zhí)行與驅(qū)動(dòng) 數(shù)字化變電站中，執(zhí)行控制命令時(shí)具有智能性，能判斷命令的真?zhèn)渭昂侠硇?，還能對(duì)即將進(jìn)行的動(dòng)作的精度進(jìn)行控制，能使斷路器定相合閘、選相分閘，在選定的相角下實(shí)現(xiàn)斷路器的關(guān)合和開斷，如在零電壓關(guān)合，零電流時(shí)分段等。數(shù)字化變電站四、智能變電站通信規(guī)約統(tǒng)一高級(jí)應(yīng)用智能一次設(shè)備數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化智能電網(wǎng)傳統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化變電站IEC61850變電站數(shù)字化變電站智能變電站智能變電站特點(diǎn)八項(xiàng)特點(diǎn)一次設(shè)備模塊化與互換自治。數(shù)字式保護(hù)、數(shù)字式測控設(shè)備自我診斷與備份恢復(fù)全面實(shí)現(xiàn)IEC62850標(biāo)準(zhǔn)智能操控單元應(yīng)用自動(dòng)化的運(yùn)行管理系統(tǒng)數(shù)字化綜合保護(hù)的應(yīng)用對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修電子式互感器、MU的應(yīng)用，保護(hù)測控信息共享四、智能變電站智能設(shè)備：技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、高度集成、高經(jīng)濟(jì)性基本要求：全站信息數(shù)字化

通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化

信息共享標(biāo)準(zhǔn)化基本功能：信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測高級(jí)功能：支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等傳統(tǒng)變電站結(jié)構(gòu)圖智能變電站結(jié)構(gòu)圖智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)變電站結(jié)構(gòu)不同之處智能變電站分層結(jié)構(gòu)基于IEC61850體系站控層、間隔層、過程層設(shè)備及系統(tǒng)站控層站控層包含自動(dòng)化站級(jí)監(jiān)視控制系統(tǒng)、站域控制、通信系統(tǒng)、對(duì)時(shí)系統(tǒng)等子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)面向全站設(shè)備的監(jiān)視、控制、告警及信息交互功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制（SCADA）、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護(hù)信息管理等相關(guān)功能間隔層間隔層設(shè)備一般指繼電保護(hù)裝置、系統(tǒng)測控裝置、監(jiān)