,业务相互影响;光口发热,数据同步复杂等弊端。鉴于此,介绍了肇庆110 kV港口输变程电气二次专业中对纵向集成、小型化二次设备等智能化变电站新技术的试点应用方案,希望能促进技术迭代,推动创新发展,总结积累经验及技术推广应用条件,形成有效模式,为探索南方电网智能变电站未来发展趋势贡献一份力量。

  南方电网公司提出全面打造“安全、可靠、绿色、高效”的智能电网,变电站作为电网的基础运行单元,其智能化水平是影响智能电网建设成效的关键环节。为落实南方电网智能电网“智能化、模块化、集成化”的设计理念,本着趋势明确、技术先进、方案合理、运维便捷的原则,开展智能变电站试点项目建设,通过试点项目促进技术迭代,推动创新发展,总结积累经验及技术推广应用条件,形成有效模式,指导南方电网智能变电站未来发展[1]。

  电气二次设备从早期的机械电磁式、晶体管式、集成电路式发展到微机自动化装置,再到应用数字化采样、支持IEC 61850规约,经历了很长的发展时间。现如今的智能变电站,电气二次设备仍然以面向间隔配置设备的方式为主,保护、自动化功能分层分布于间隔层、过程层、站控层多个装置中,以实现信息数字化和数据共享。但智能变电站也存在很多问题:由于光纤连接复杂、虚端子配置工作量大,虚回路难以维护,采样值同步复杂;电气二次设备功能纵向分布可靠性迅速下降;过程层设备功能横向耦合,业务相互影响;光口发热,数据同步复杂;每个间隔均配置保护设施、测控装置、合并单元或智能终端、录波、计量等装置,各装置功能相互独立,使得硬件配置重复、全站接线复杂、信息共享不充分、缺乏全站系统层的协调和功能优化、投资所需成本大等。

  本文主要介绍肇庆110 kV港口输变电工程电气二次专业中对纵向集成、小型化二次设备等智能化变电站新技术的试点应用方案。

  肇庆110 kV港口变电站采用常规互感器+合并单元,实现数字化采样;SV与GOOSE共同组网,实现信息共享,网采网跳。网络结构如图1所示。

  肇庆110 kV港口变电站采用“三层两网”网络结构,三层分别为站控层、间隔层、过程层,两网分别为站控层网络、过程层网络。站控层网络采用双星型冗余网络结构,配置MMS A、MMS B网;过程层网络GOOSE网与SV网合并,采用双星型冗余配置,实现通信环节N-1故障不影响任何一套保护功能。间隔保护采用直采直跳,跨间隔保护如主变保护、母差保护,通过过程层GOOSE+SV网络采集电流、电压、测量及控制信息,并通过GOOSE网络发出跳闸报文,实现网采网跳。

  站控层设备基本功能是利用互联网汇集全站的实时数据信息,不断刷新实时数据库,并定时将数据转入历史数据记录库;按需要将有关实时数据信息送往调度端;接收电网调度或控制中心的控制调节命令并下发到间隔层、过程层执行;具有全站操作闭锁控制功能和站内当地监控、人机联系功能;具有对间隔层、过程层二次设备的在线维护、参数修改等功能。

  间隔层配置主要设备包括各种保护设施、测控装置、智能录波器、站域保护等,其基本功能是各个间隔过程层实时数据信息的汇总;完成各种保护、自动控制、逻辑控制功能的运算、判别、发令;完成各个间隔及全站操作联/闭锁以及同期功能的判别;执行数据的承上启下通信传输功能,同时完成与过程层及站控层的网络通信功能。

  过程层主要设备为合并单元、智能终端以及保测合智一体化设备,其基本功能是完成设备正常运行状态的监测、控制命令的执行等。

  纵向集成方案是基于间隔硬件集成装置,面向间隔将合并单元、智能终端、保护、测控等设备集成,就地布置,简化间隔内逻辑,实现跨间隔信息网络共享,以间隔就地控制柜的形式实现与一次设备的标准化接口,预制光电缆连接,跨间隔信息网采网跳,信息共享,网络优化,解决电气二次设备面临的难题。

  肇庆110 kV港口变电站采用基于间隔硬件集成装置,110 kV线路面向间隔将合并单元、智能终端、保护、测控等设备集成,就地布置,简化间隔内逻辑,跨间隔信息网络共享。

  集中布置,通过小型化设备组建二次设备柜,优化整合屏位,实现标准化接口。网采网跳,信息共享,网络优化。

  3.1  110 kV小型化母线 kV港口变电站配置一套110 kV小型化母线 kV分段过流保护功能,SV网络采样,GOOSE网络跳闸,采用4U高度19/2英寸插件式机箱。110 kV小型化母线所示。

  现阶段南方电网V2.1版智能变电站110 kV母线 kV母线保护(含分段保护功能)1台、打印机1台;110 kV母线 kV母线 kV母线 kV小型化母线 kV小型化分段测控装置1台,110 kV小型化母线保护(含分段保护功能)1台,网络打印,对比南方电网V2.1版智能变电站节约1面屏柜、1台110 kV母线 kV小型化主变保护方案

  肇庆110 kV港口变电站主变配置双重化的主、后一体小型化变压器电气量保护和一套本体非电量保护,本体非电量保护集成于本体智能终端,非电量保护采用就地直接电缆跳闸,信息通过本体智能终端上送过程层GOOSE网。主变保护屏内取消打印机,改为采用网络打印的方式,设备是采用4U高度19/2英寸插件式机箱。110 kV小型化主变保护方案如图3所示。

  以单分支主变为例,现阶段南方电网V2.1版智能变电站110 kV主变保护屏A配置主变保护1台、打印机1台;主变保护屏B配置主变保护1台、打印机1台;主变测控屏配置高压侧及本体测控装置1台、低压侧测控装置1台。

  肇庆110 kV港口变电站110 kV主变保护屏A小型化主变保护1台,小型化主变高压侧及本体测控1台,小型化主变低压侧测控1台,采用网络打印;主变保护屏B小型化主变保护1台,采用网络打印;对比南方电网V2.1版智能变电站节约1面屏柜、2台打印机。

  肇庆110 kV港口变电站作为南方电网示范工程,除纵向集成及小型化二次设备外,在该项目中还包括如表1所示的智能化试点应用。

  纵向集成装置,单装置实现间隔保护、测控、合并单元/智能终端的功能,采样环节少,响应快速,装置光口数量少,发热量小,SCD工作量较少,集成和调试简单清晰,节约了装置数量,减少了,减少了光纤量;小型化二次设备,减少了屏柜数量和装置间电缆光缆长度,节约了占地面积,降低了造价成本。肇庆110 kV港口变电站中,纵向集成、小型化二次设备和其他智能化应用的试点,可以在一定程度上促进技术迭代,推动创新发展,总结积累经验及技术推广应用条件,形成有效模式,为探索南方电网智能变电站未来发展趋势贡献一份力量。

  目前,利用计算机技术、控制技术、制造技术及通信技术已实现了对电力系统运行的综合自动

  ,实现自愈、自适应、自校验,自动诊断,自动调度等多种功能,以此来实现了运行更高效、安全、可靠的特点。

  的监测和管理。其包括自动化装置、通讯系统、计算机与软件和人机界面等多个角度,实现对

  技术,包括远程通讯、故障诊断、数据采集、分析和调度等。通过软硬件的配合,对

  内的各项工作进行监控、调节和控制,以优化电力系统运行效率和稳定能力,提高

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  市场需求、技术创新与公共政策的协同推动下,我国数字化的经济发展规模将进一步扩大。

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