新一代智能变电站网络结构设计方案研究

发布时间：2020-03-18 00:57

【摘要】：社会经济的快速发展,对电能的安全、可靠、优质提出了更高要求。变电站作为电能汇集和控制的核心节点,在保证可靠供电中发挥着不可替代的作用。随着电网智能化不断深入,变电站技术经历了从常规变电站到“综自站”再到“智能变电站”的递进。保护、控制、计算机监控系统等变电站关键设备经历了飞速的更新换代,随之带来的是变电站网络架构的不断调整和优化。智能变电站采纳的网络通信技术须满足变电站交易体系信息传输时间、带宽的要求,同时应适应一、二次装置深度整合等技术发展的趋势。目前传统变电站大多采取常用的站控层、间隔层及过程层“三层两网”的网络架构,变电站站端通信信息种类繁多、数据庞大,不仅造成交换机二次装置费用投资很大,而且对输变电工程的生产建设和运维造成了安全隐患,容易产生不确定性因素。因此,如何合理设计智能变电站二次系统网络结构是必须深入的问题。本文首先查阅文献等资料,第二章介绍了变电站自动化系统架构和特征,第三章介绍了变电站自动化系统组网及设备配置方案,对目前智能变电站的设备运行进行资料收集,掌握大量信息。然后对智能化设备、网络结构、交换机技术的现状进行了阐述和分析,针对存在问题,结合组网方式论证、网络拓扑比较、交换机配置等研究,提出了智能变电站网络“三层一网”优化方案。第四章通过计算机仿真计算,测试了“三层两网”与“三层一网”在“稳态”、继电保护动作、二次系统扰动故障的网络性能,分析了两者的优劣,证明了“三层一网”方案的可行性和有效性,为后续研究工作奠定了良好的基础。最后将该优化方案应用于国家电网公司新一代智能变电站试点工程中,对该方案的合理性和适用性进行了全面验证,证明了该方案具备现场实际应用条件,能够减少交换机及光纤的数量,简化全站二次接线,提升智能变电站网络设备的可靠性和利用率,降低智能变电站网络的运维工作量,压缩了智能变电站网络的建设和运营成本。试点工程的应用表明,变电站网络响应速度明显提升,经济效益显著,具有一定的推广价值。
【图文】：

示意图,网络结构,方案,示意图

图 4-1 终期方案网络结构示意图2）组网方式据变电站电压等级的分布，为便于“一层网络”的实施，将站内“一层网接入和输出区，其分层结构如图 4-2 所示。图 4-2 一层网络分结构展示图

过渡方案,结构示意图

图 4-4 过渡方案结构示意图电气二次装置保护、测控装置、智能操作箱等设备下放至就地智能汇控柜布能装置之间采用间隔内信息交互并汇聚后接入站内核心网络。采用该方案后，每一功能间隔增加一接入层设备，就近将本间隔内 IED 装置接本间隔内各装置的信息交互，同时检查收到报文的有效性，检测该报文的通否异常（例如广播风暴，异常流量等）。有效报文直接进入转发模块，异常理后进入转发模块。4.2.4 网络特点相比目前的变电站信息网络，“一层网络”结构具有以下显著特点：（1）结构简单。将目前的站控层网络与过程层网络合并，，GOOSE/SV/MMS/信息共网，变电站信息网络简单化。（2）网络设备减少，降低成本，便于管理维护。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM63

【参考文献】