智能變電站二次設(shè)計探討

摘要:智能變電站以網(wǎng)絡(luò)化信息共享替代了傳統(tǒng)的二次回路，使原有可見的二次回路變得不可見，二次回路設(shè)計發(fā)生較大變化。本文重點討論智能變電站二次設(shè)計的要求和“虛回路”的表示方法。

關(guān)鍵詞：智能變電站；二次設(shè)計；虛回路

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2011)12(a)-0000-00

1緒論

隨著數(shù)字式互感器技術(shù)和智能一次電氣設(shè)備技術(shù)的日臻成熟并開始實用化，以及計算機高速網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)實時網(wǎng)絡(luò)中的開發(fā)應用，智能變電站技術(shù)于2010年開始在我國逐步試點并推廣。智能變電站是變電站整體技術(shù)的跨越。智能變電站是在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)上，是由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建，建立在IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上實現(xiàn)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作，最重要的特征是其能夠?qū)崿F(xiàn)變電站設(shè)備的智能化及高級應用。智能變電站是智能電網(wǎng)的重要組成部分。智能變電站以網(wǎng)絡(luò)化信息共享替代了傳統(tǒng)的二次回路，導致原有的設(shè)計圖紙難以指導變電站的二次施工調(diào)試。目前缺乏針對智能變電站的二次設(shè)計軟件。本文重點討論智能變電站二次回路的設(shè)計要求及“虛回路”的表示方法。

2 智能變電站二次設(shè)計要求

智能變電站二次設(shè)計主要包括全站的網(wǎng)絡(luò)圖、VLAN劃分、IP配置、虛端子設(shè)計、虛端子的二次接線圖、同步系統(tǒng)圖等。智能變電站的設(shè)計應按照DL/T 1092三道防線要求，滿足DL/T 755三級安全穩(wěn)定標準；滿足GB/T 14285繼電保護選擇性、靈敏性、速動性、可靠性的要求；遵守《電力二次系統(tǒng)安全防護總體方案》。智能變電站的測量、控制、保護等單元應滿足DL/T 769、DL/T 478、GB/T 14285、GB/T 13729的相關(guān)要求，后臺監(jiān)控功能應參考DL/T 5149的相關(guān)要求。智能變電站的通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)應符合DL/T 860標準。應建立包含電網(wǎng)實時同步運行信息、設(shè)備狀態(tài)、保護信息、電能質(zhì)量等各類數(shù)據(jù)的標準化信息模型，保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的一致性性及完整。按照智能變電站的要求和各層所需要達到的功能，針對一個具體的變電站，建立智能變電站模型，并給出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置方案。設(shè)計方案應具有先進性，同時作為一種實際應用，還應充分考慮目前國內(nèi)外高壓電氣設(shè)備和二次設(shè)備(IED)的發(fā)展情況和運行經(jīng)驗。設(shè)計過程分以下幾個步驟實現(xiàn)：

(1)建立變電站模型，給出電氣主接線和IED配置。

(2)分析智能變電站的分層網(wǎng)絡(luò)特點，建立智能變電站自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

(3)針對已建立智能變電站自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，選擇智能變電站高壓電氣設(shè)備和二次設(shè)備。

3 虛回路的表達方法

常規(guī)變電站開關(guān)量是通過電信號接點、交流電流電壓信號通過模擬電量信號來實現(xiàn)。智能變電站以網(wǎng)絡(luò)化信息共享替代了傳統(tǒng)的二次回路，導致原有的設(shè)計圖紙難以指導變電站的二次施工調(diào)試。“虛回路”以IEC 61850標準為依據(jù)，設(shè)計出一整套適用于網(wǎng)絡(luò)化時代的回路表達和工程實施辦法，通過網(wǎng)絡(luò)自動配置和系列工具軟件，可有效解決智能化變電站邏輯回路的“可設(shè)、可校、可配、可用”問題。是智能/數(shù)字化變電站的開關(guān)量及采樣值信息通信的表達方式。在智能變電站，因為開關(guān)量及采樣值已經(jīng)就地數(shù)字化，開關(guān)量以GOOSE報文來表達，交流電流電壓信號以采樣值報文實現(xiàn)（按DL/T860-9-2或FT3格式）。保護測控裝置的信息交換均是基于發(fā)布/訂閱機制，快速和可靠交換數(shù)據(jù)集中的GOOSE和SV對象和服務(wù)，以及這些模型對象和服務(wù)到ISO/IEC8802-3幀之間的映射。

3.1 表達虛回路配置的文件

智能變電站反映虛回路配置的4個文件分別是SSD （ System Specification Description，系統(tǒng)規(guī)范文件）、ICD文件（ IED Capability Description，能力描述文件）、SCD文件（Substation Configuration Description，全站系統(tǒng)配置文件）、CID文件(Configured IED Description，IED實例配置文件）。SSD文件描述變電站的一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及關(guān)聯(lián)的邏輯接點。該文件系統(tǒng)集成商工具設(shè)計提供的一次主接線圖來編制。ICD文件描述IED提供的基本數(shù)據(jù)和服務(wù)，不包括IED實例和通信參數(shù)。ICD文件應包括模型自描述信息。SCD文件描述所有IED設(shè)備之間實例配置和通用參數(shù)、IED之間的通信配置以及變電站一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由系統(tǒng)集成廠商完成，SCD文件及其配置工具應能完成GOOSE、SV等信號連接信息的配置。CID文件是IED實例配置文件，每個裝置有一個CID文件，由裝置廠商根據(jù)SCD文件中本IED相關(guān)配置生成。

3.2 虛端子

GOOSE、SV輸入輸出信號為網(wǎng)絡(luò)上傳遞的變量，與傳統(tǒng)屏柜的端子存在著對應的關(guān)系，為了便于形象地理解和應用GOOSE、SV信號，將這些信號的邏輯連接點稱為虛端子[1]。表達方式虛端子圖，以CAD文件表示。GOOSE和SV配置用EXCEL表格表示，下表以主變壓器高壓側(cè)智能終端GOOSE輸出設(shè)計為例展示了GOOSE的配置表示。

4 結(jié)束語

智能變電站是未來變電站發(fā)展的方向，智能變電站以網(wǎng)絡(luò)化信息共享替代了傳統(tǒng)的二次回路，使原有可見的二次回路變得不可見， 這無疑給二次設(shè)計和施工帶來不便。目前缺乏針對智能變電站的二次設(shè)計軟件。在如此背景下“虛回路”及虛端子的表示給智能變電站二次設(shè)計提供了一種較好的過渡。

參考文獻

胡道徐，沃建棟.基于IEC 61850 的智能變電站虛回路體系[J].電力系統(tǒng)自動化.2010.34(17):78-82

高湛軍，陳青等.應用于電網(wǎng)故障診斷的統(tǒng)一信息模型[J].電力系統(tǒng)自動化，2010，34（9）：49-52.