智能化變電站的概念及架構(gòu)-文庫吧資料
2025-06-29 22:34本頁面
【正文】 1) 智能化現(xiàn)場測控模塊, 它接受全網(wǎng)統(tǒng)一的同步時(shí)鐘信號, 實(shí)現(xiàn)對一次設(shè)備的模擬量、開關(guān)量與狀態(tài)量的同步采集, 也接受運(yùn)行控制模塊、繼電保護(hù)模塊等的控制命令, 實(shí)現(xiàn)對一次設(shè)備操作的控制與執(zhí)行。圖 1 綜合集成的智能化變電站的架構(gòu)在該架構(gòu)中, 變電站中每個(gè)控制和監(jiān)視設(shè)備都需要從過程輸入數(shù)據(jù) , 然后輸出控制命令到過程。智能化變電站的變電站層的功能主要包括各個(gè) CIID在站級的管理和協(xié)調(diào)應(yīng)用，站級的一體化數(shù)據(jù)管理以及與遠(yuǎn)方調(diào)度控制中心和其它智能化變電站的信息交互、協(xié)調(diào)控制的管理等。由于 CIID 內(nèi)綜合集成了各個(gè)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能模塊，因此可以實(shí)現(xiàn)并完成 IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)提出的變電站分層結(jié)構(gòu)中的過程層和間隔層的功能。智能設(shè)備層主要由綜合集成化智能裝置(CIID)和高壓一次設(shè)備構(gòu)成，二者之間通過非常規(guī)電流互感器、非常規(guī)電壓互感器以及各類傳感器建立直接聯(lián)系。為保證功能的獨(dú)立性，減少功能互相之間的影響，提高可靠性，這些模塊的功能都由各自的 CPU 處理?？紤]到今后新的技術(shù)與裝備出現(xiàn)及應(yīng)用的可能性，CIID 仍然保留標(biāo)準(zhǔn)化的功能擴(kuò)展接口和裝備配置空間。需要說明的是，上述功能模塊不是將各自動(dòng)化系統(tǒng)裝置在安裝位置上進(jìn)行簡單的捆綁和疊加，而是在將所有自動(dòng)化功能進(jìn)行全面綜合考慮后的升級優(yōu)化。流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化接口的信息包括由變電站層向綜合集成化智能裝置的查詢命令、控制指令、調(diào)用指令等，包括由 CIID 向變電站層的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息(包括模擬量、狀態(tài)量、開關(guān)量等)、故障錄波、事件報(bào)告等，以及各 CIID 間的互鎖和調(diào)用信息。裝置內(nèi)的各個(gè)功能模塊，需要與其它 CIID 的功能模塊進(jìn)行交互和協(xié)作，也需要向變電站層報(bào)告信息，并接受變電站層的指令。對外經(jīng)由通信模塊，通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口與變電站層和其它的 CIID 通訊交互。今后對CIID 功能的增加或提升，只需通過軟件升級實(shí)現(xiàn)。軟件管理模塊可以對所有的功能模塊軟件進(jìn)行管理、更改和升級。運(yùn)行控制模塊從統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲模塊獲取木地設(shè)備的狀態(tài)信息，也可接受來自變電站層的指令或利用其它CIID 的信息綜合判斷，實(shí)現(xiàn)對一次設(shè)備的自動(dòng)控制、緊急控制，故障錄波與事件記錄，非正常狀態(tài)與故障狀態(tài)的恢復(fù)等功能。統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲模塊是 CIID 的木地信息數(shù)據(jù)庫，測量得到的所有的標(biāo)準(zhǔn)化模擬量、開關(guān)量與狀態(tài)量信息都在此存儲，提供給其它功能模塊，并可按照時(shí)間軸、屬性軸等對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的歸類與管理。智能化現(xiàn)場測控裝置(模塊)接受全網(wǎng)統(tǒng)一的同步時(shí)鐘信號，實(shí)現(xiàn)對一次設(shè)備的模擬量、開關(guān)量與狀態(tài)量的同步采集，按照全網(wǎng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)( 如 IEC61850)處理，為測得數(shù)據(jù)統(tǒng)一打上同步時(shí)間標(biāo)簽；也接受運(yùn)行控制模塊、繼電保護(hù)模塊等的控制命令，實(shí)現(xiàn)對一次設(shè)備操作的控制與執(zhí)行。通過分析，認(rèn)為該綜合集成構(gòu)想以及智能化變電站架構(gòu)體系的實(shí)現(xiàn)，具有先進(jìn)性，能夠滿足未來智能電網(wǎng)發(fā)展的要求。若所有的間隔層設(shè)備與過程層設(shè)備之間的聯(lián)系完全依賴于光纖網(wǎng)絡(luò)，一旦光纖網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障或受到干擾，間隔層與過程層之間的聯(lián)系將非常不可靠，全站的所有自動(dòng)化功能都可能因此受到影響而不能正常工作。變電站層與間隔層之間現(xiàn)場距離長，數(shù)據(jù)交換量大，實(shí)時(shí)性要求高，需要與外部電網(wǎng)互聯(lián)互通。數(shù)字化變電站在過程層、間隔層和變電站層三個(gè)層次應(yīng)用的集成化技術(shù)，減少了變電站內(nèi)組件的數(shù)量，提高了元件質(zhì)量，增強(qiáng)自動(dòng)化功能的協(xié)調(diào)水平，簡化了站內(nèi)接線，提高了運(yùn)行與控制的可靠性。變電站層的集成是自動(dòng)化需要在站級處理的各個(gè)功能通過站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)組合在統(tǒng)一的系統(tǒng)中。測量變量的計(jì)算、故障錄波、事件記錄，雖然與保護(hù)過程同時(shí)發(fā)生，但可以延時(shí)或閉鎖。間隔統(tǒng)一多功能裝置集成了較多的功能，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按各功能響應(yīng)時(shí)間要求進(jìn)行分類，并確定優(yōu)先級別。數(shù)字化變電站集成化的另一個(gè)體現(xiàn)是間隔層的集成化:構(gòu)筑一個(gè)通用的硬件和軟件平臺即統(tǒng)一的多功能數(shù)字裝置(UMD)，將間隔內(nèi)的控制、保護(hù)、測量等功能集成在這個(gè)通用的平臺上，通過通用的硬件和軟件采集各功能需要的數(shù)據(jù)和狀態(tài)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。數(shù)字化變電站中，集成化的一個(gè)體現(xiàn)是過程接口被直接集成到了過程中，也就是開關(guān)設(shè)備中。變電站中每個(gè)控制和監(jiān)視設(shè)備都需要從過程輸入數(shù)據(jù)，然后輸出控制命令到過程。數(shù)字化變電站用微機(jī)處理和光纖數(shù)字通信優(yōu)化變電站層和間隔層的功能配置；控制、保護(hù)和運(yùn)行支持系統(tǒng)通過局域網(wǎng)彼此互相連接，共享數(shù)據(jù)信息；簡化單個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)保持各個(gè)系統(tǒng)的相對獨(dú)立性。四、 智能化變電站架構(gòu)數(shù)字化變電站的集成化集成化總是變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢。而智能化變電站設(shè)備集成化程度更高，可以實(shí)現(xiàn)一、二次設(shè)備的一體化、智能化整合和集成。IED 分布安裝于站內(nèi)，其功能的整合以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)為紐帶，利用網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)。需要建立全網(wǎng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化信息平臺，作為該平臺的重要節(jié)點(diǎn)，提高其硬件與軟件的標(biāo)準(zhǔn)化程度，以在全網(wǎng)范圍內(nèi)提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平為目標(biāo)。木文認(rèn)為智能化變電站與數(shù)字化變電站的差別主要體現(xiàn)在以下 3 個(gè)方面:數(shù)字化變電站主要從滿足變電站自身的需求出發(fā)，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)一、二次設(shè)備的數(shù)字化通信和控制，建立全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信平臺，側(cè)重于在統(tǒng)一通信平臺的基礎(chǔ)上提高變電站內(nèi)設(shè)備與系統(tǒng)間的互操作性。數(shù)字化變電站是智能化變電站的前提和基礎(chǔ)，是智能化變電站的初級階段，智能化變電站是數(shù)字化變電站的發(fā)展和升級。出于以上需求的考慮，智能化變電站必須從硬件到軟件，從結(jié)構(gòu)到功能上完成一個(gè)飛越。一二次設(shè)備集成后標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，模塊化安裝，對變電站的建造和設(shè)備的安裝環(huán)節(jié)而言是根本性的變革。智能化變電站的一二次設(shè)備進(jìn)行高度的整合與集成，所有的裝備具有統(tǒng)一的接口。智能化變
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