智能变电站二次系统研究及在青岛电网的应用实践
发布时间：2022-01-04 19:40
我国电网规模伴随经济水平的高速发展逐渐扩大,数字化、智能化水平也随之提高,与此同时,也对电网的安全稳定运行水平提出了挑战。国家电网相继提出了构建坚强智能电网和泛在电力物联网的发展战略,使得建设推进智能变电站势在必行。从2009年起开始推广第一代智能站,到2011年国家电网公司全面推行建设至今,智能站得到了长足发展。相较于常规数字化变电站,智能变电站所应用的设备更具智能化特征,包括电子互感器、智能终端、合并单元以及一体化监控设备等,通过SCD文件（全站系统配置文件）确定数据流向,体现设备间逻辑关系,大大减少了传统的二次接线;取消二次设备间电缆接线,转而采用光缆、网线实现采样及跳合闸出口。通过近年现场运行数据统计,智能变电站在系统集成、结构布局、装备适用、经济环保等技术方面优势显著,但在运行中也暴露出了一些问题。例如增加了合并单元、智能终端等环节,增加了调试成本,使用了新的通信技术,对于二次工作人员的技术水平也提出了更高要求。本论文针对国内外智能变电站的发展和现状,介绍了智能变电站三层两网的典型结构,SV采样值报文和GOOSE报文的格式以及SCL语言和SCD文件构成;基于已有的典型智能变电...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
智能变电站网络总体架构
青岛大学硕士学位论文9智能变电站是在就地将交流信号采集后，再以SV报文的形式发送给保护装置。由于采样的实时性和准确度对系统稳定运行具有重要作用，通信协议基于IEC61850-9-2规约，现在经过发展，已能可以很好满足实际情况的要求[57]。IEC61850-9-2报文过程中需要遵循一定的原则，尤其在订阅与发布过程中需要严格按照制度机制执行，发布者利用网络将信息发送出去，订阅方结合自身需求得到所需的信息内容。具体见下图，报文当中基本上都是采样信息，具有较为固定的结构。图2-3经过解析的IEC61850-9-2报文采样标准IEC61850-9-2报文将Destination后作为设备物理地址，Source后是源设备物理地址，源地址不可改变，目标地址可人为配置。其中明确规定：在目标地址方面SV报文的范围有48位，之前的36位不发生变化，具体是01-0C-CD-04；而之后12位取0~512任意数[58]，这就说明SV报文是具有很高自由度的。通过Type对报文类型进行定义。SV报文严格按照多种标准：Type如果是88BA的时候，则类型应该是IEC61850-9-2报文。APPID选择的是应用标示符，范围在IEC61850中进行定义。在具体的控制块可自行命名，但在本网络中，其数值应具有单一性，从而对数据源的设备进行更好的识别[59]。samplecount缩写smpcnt：采样计数。报文可以更好的进行判断与分析。smpSynchsample缩写synchronize：同步采样。在采样值此位有效的情况下已经达到了同步标准；反之不同步。
青岛大学硕士学位论文10合并单元采样一次数据值Value，属性值为quality，具备较为明显的性质，比如数据品质溢出与否等，具体见下图。Quality的所有位都是零时候，采样到的数据都有效，反之则都需要丢弃。图2-4解析的SV采样值品质位2.2.2SV采样报文工作机制SV采样工作机制主要根据同步与否来进行划分，共包括了如下两种不同的模式：首先是同步模式，此种模式的情况为：当时间同步的情况下，数据中包括了一次时标和数据；全部数据都需要通过算法进行计算，只允许应用相同时刻中的数据[60]。其次为异步模式，该模式的情况为：对于采样数据而言，无需打时标，然而需要对延时的情况进行详细的记录，各合并单元之间彼此独立；通过拉格朗日插值法完成数据计算，对某时刻所对应的近似值进行计算，然后展开算法运算。2.2.3IEC61850-9-2采样报文的技术特点通过以上阐述，可以看出IEC61850-9-2报文应用于变电站具有非常重要的影响，可以促使其更加数字化与智能化，更加方便与快捷，这些特点都适用于青岛电网智能站的要求当中。我们可以总结出IEC61850-9-2采样报文的技术优势如下:（1）摆脱传统电缆缺点，走线笨重和数量巨大；通过光缆、部分网线进行所有数据传输，数量、重量都得到了极大优化。（2）光纤传输使得站内的光电信号有效隔离，避免传统电缆受站内各种电磁干扰的问题，无论在信号的可靠性与稳定性方面都明显提升。（3）传输使数据过程中，数据的获取达到了多对一的标准，传输过程达到了一
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外舰艇综合电力系统研究综述[J]. 陈锋,曹洪涛,刘洋,宋杨. 舰船科学技术. 2017(17)
[2]智能变电站二次系统物理回路建模方法及设计实现[J]. 高磊,杨毅,苏麟,娄悦,曹卫国,李鹏. 电力系统保护与控制. 2016(24)
[3]新一代智能变电站技术综述[J]. 唐卫华,杨俊武,欧阳帆. 湖南电力. 2015(05)
[4]中欧智能变电站发展的对比分析[J]. 樊陈,倪益民,申洪,刘有为,徐明,杨威. 电力系统自动化. 2015(16)
[5]含分布式电源的配电网故障及保护方案[J]. 田洪磊,高博,丁津津,郑国强,高亮. 上海电力学院学报. 2015(04)
[6]智能变电站虚拟二次回路监视方案设计及应用[J]. 张巧霞,贾华伟,叶海明,肖亮,李江林,张庭,张道农. 电力系统保护与控制. 2015(10)
[7]智能变电站动态重构技术研究[J]. 路昱,高博,高亮,朱俐颖. 电气技术. 2015(04)
[8]智能变电站系统安全防护技术研究[J]. 翟峰,岑炜,赵兵,梁晓兵,曹永峰,付义伦. 自动化与仪表. 2015(03)
[9]变电站自动化系统通信结构及规约的研究[J]. 张家福. 数字技术与应用. 2014(12)
[10]智能变电站信息一体化应用[J]. 周宇植,陈剑. 电子世界. 2014(16)
硕士论文
[1]220kV智能变电站继电保护配置分析与研究[D]. 郭勇.华北电力大学(北京) 2016
[2]基于MMS的电力设备状态监测实时通信的研究[D]. 路红娟.华北电力大学 2012
[3]GOOSE报文及在电力系统中的应用[D]. 陈国旗.湘潭大学 2010
[4]电力建设项目国民经济评价理论与方法研究[D]. 高蕊.华北电力大学（北京） 2010
[5]基于SCL建立IED配置文件的研究[D]. 安志琴.华北电力大学（北京） 2006
本文编号：3568948
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
智能变电站网络总体架构
青岛大学硕士学位论文9智能变电站是在就地将交流信号采集后，再以SV报文的形式发送给保护装置。由于采样的实时性和准确度对系统稳定运行具有重要作用，通信协议基于IEC61850-9-2规约，现在经过发展，已能可以很好满足实际情况的要求[57]。IEC61850-9-2报文过程中需要遵循一定的原则，尤其在订阅与发布过程中需要严格按照制度机制执行，发布者利用网络将信息发送出去，订阅方结合自身需求得到所需的信息内容。具体见下图，报文当中基本上都是采样信息，具有较为固定的结构。图2-3经过解析的IEC61850-9-2报文采样标准IEC61850-9-2报文将Destination后作为设备物理地址，Source后是源设备物理地址，源地址不可改变，目标地址可人为配置。其中明确规定：在目标地址方面SV报文的范围有48位，之前的36位不发生变化，具体是01-0C-CD-04；而之后12位取0~512任意数[58]，这就说明SV报文是具有很高自由度的。通过Type对报文类型进行定义。SV报文严格按照多种标准：Type如果是88BA的时候，则类型应该是IEC61850-9-2报文。APPID选择的是应用标示符，范围在IEC61850中进行定义。在具体的控制块可自行命名，但在本网络中，其数值应具有单一性，从而对数据源的设备进行更好的识别[59]。samplecount缩写smpcnt：采样计数。报文可以更好的进行判断与分析。smpSynchsample缩写synchronize：同步采样。在采样值此位有效的情况下已经达到了同步标准；反之不同步。
青岛大学硕士学位论文10合并单元采样一次数据值Value，属性值为quality，具备较为明显的性质，比如数据品质溢出与否等，具体见下图。Quality的所有位都是零时候，采样到的数据都有效，反之则都需要丢弃。图2-4解析的SV采样值品质位2.2.2SV采样报文工作机制SV采样工作机制主要根据同步与否来进行划分，共包括了如下两种不同的模式：首先是同步模式，此种模式的情况为：当时间同步的情况下，数据中包括了一次时标和数据；全部数据都需要通过算法进行计算，只允许应用相同时刻中的数据[60]。其次为异步模式，该模式的情况为：对于采样数据而言，无需打时标，然而需要对延时的情况进行详细的记录，各合并单元之间彼此独立；通过拉格朗日插值法完成数据计算，对某时刻所对应的近似值进行计算，然后展开算法运算。2.2.3IEC61850-9-2采样报文的技术特点通过以上阐述，可以看出IEC61850-9-2报文应用于变电站具有非常重要的影响，可以促使其更加数字化与智能化，更加方便与快捷，这些特点都适用于青岛电网智能站的要求当中。我们可以总结出IEC61850-9-2采样报文的技术优势如下:（1）摆脱传统电缆缺点，走线笨重和数量巨大；通过光缆、部分网线进行所有数据传输，数量、重量都得到了极大优化。（2）光纤传输使得站内的光电信号有效隔离，避免传统电缆受站内各种电磁干扰的问题，无论在信号的可靠性与稳定性方面都明显提升。（3）传输使数据过程中，数据的获取达到了多对一的标准，传输过程达到了一
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外舰艇综合电力系统研究综述[J]. 陈锋,曹洪涛,刘洋,宋杨. 舰船科学技术. 2017(17)
[2]智能变电站二次系统物理回路建模方法及设计实现[J]. 高磊,杨毅,苏麟,娄悦,曹卫国,李鹏. 电力系统保护与控制. 2016(24)
[3]新一代智能变电站技术综述[J]. 唐卫华,杨俊武,欧阳帆. 湖南电力. 2015(05)
[4]中欧智能变电站发展的对比分析[J]. 樊陈,倪益民,申洪,刘有为,徐明,杨威. 电力系统自动化. 2015(16)
[5]含分布式电源的配电网故障及保护方案[J]. 田洪磊,高博,丁津津,郑国强,高亮. 上海电力学院学报. 2015(04)
[6]智能变电站虚拟二次回路监视方案设计及应用[J]. 张巧霞,贾华伟,叶海明,肖亮,李江林,张庭,张道农. 电力系统保护与控制. 2015(10)
[7]智能变电站动态重构技术研究[J]. 路昱,高博,高亮,朱俐颖. 电气技术. 2015(04)
[8]智能变电站系统安全防护技术研究[J]. 翟峰,岑炜,赵兵,梁晓兵,曹永峰,付义伦. 自动化与仪表. 2015(03)
[9]变电站自动化系统通信结构及规约的研究[J]. 张家福. 数字技术与应用. 2014(12)
[10]智能变电站信息一体化应用[J]. 周宇植,陈剑. 电子世界. 2014(16)
硕士论文
[1]220kV智能变电站继电保护配置分析与研究[D]. 郭勇.华北电力大学(北京) 2016
[2]基于MMS的电力设备状态监测实时通信的研究[D]. 路红娟.华北电力大学 2012
[3]GOOSE报文及在电力系统中的应用[D]. 陈国旗.湘潭大学 2010
[4]电力建设项目国民经济评价理论与方法研究[D]. 高蕊.华北电力大学（北京） 2010
[5]基于SCL建立IED配置文件的研究[D]. 安志琴.华北电力大学（北京） 2006
本文编号：3568948
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