110kV变电站数字化改造技术方案研究及实践
|
摘要
常规变电站的数字化改造是当前电网智能化建设的热点,近年来新型电子式互感器技术、IEC61850标准、智能断路器及网络通信技术的日趋成熟,为解决常规变电站向数字化方向发展提供了技术保证。本文着重110kV常规变电站的数字化改造问题的研究。
首先就数字化变电站系统概念体系、结构特点和技术特征进行研究,分析了IEC61850、GOOSE网络、智能断路器、电子式互感器等新技术的工作原理;进而展开与常规变电站间的比较,提出数字化变电站在互操作性、可扩展性、系统可靠性及状态检修等方面的优势。
其次,本文研究了数字化技术在110kV常规变电站中的应用方案,按照站控层、间隔层、过程层和组网方式四个部分,讨论具有通用性和实用化的数字化方案。文中提出基于IEC61850-9-1过程层解决方案,设备接口支持IEC61850间隔层解决方案,对内支持集中IEC61850、对外配置规约转换功能的站控层解决方案以及站控层与过程层网络分设、过程层分采样点对点和独立GOOSE网络的组网解决方案。
最后,本文以江苏某110kV常规变电站数字化改造项目为对象,进行方案实践,验证了方案具有可行、经济和稳定运行等方面的优势,能够满足110kV变电站数字化需求。同时,给出实践中遇到的试验调试过程的解决方法。提出方案的优化措施。
The digitized transformation of conventional substation has become the hot topic in intelligentizing grids. In recent years, new electronic mutualinductor technology, IEC61850standard, intelligent circuit breaker and network communication technology are becoming mature, which provides technical assurance to solve the problem.This article focuses on the the digitized transformation of conventional 110kV substation.
This paper, studied the concept of digital substation system, structural features and technical characteristics first, and analyzed the operating principle of IEC61850, goose networks, intelligent circuit breakers, electronic transformers and other new technology works; then this paper compared digital substation between the conventional substation, and proposed the vantage of digital substation in the interoperability, scalability, reliability and condition-based maintenance, and other areas.
Secondly, this paper studied the digitizing technique in conventional 110kV substation applications, according to station level, bay level, process level and networking four parts, with the versatility and practical discussion of the digital program. This paper proposed the solution based on IEC61850-9-1 process layer, device interface layer solution supporting IEC61850 interval, internal support for centralized IEC61850, conversion of external configuration of the Statute of the station control layer solution and stopping the process control layer and network layer divided the process layer of sub-sampling point and independent GOOSE network networking solutions. Finally, as an example of the restruction of conventional 110kV substation in Jiangsu, we tested and verified the vantage that the program is feasible, economic, and stable in operation. At the same time, this paper gives the solution to optimize the program.
首先就数字化变电站系统概念体系、结构特点和技术特征进行研究,分析了IEC61850、GOOSE网络、智能断路器、电子式互感器等新技术的工作原理;进而展开与常规变电站间的比较,提出数字化变电站在互操作性、可扩展性、系统可靠性及状态检修等方面的优势。
其次,本文研究了数字化技术在110kV常规变电站中的应用方案,按照站控层、间隔层、过程层和组网方式四个部分,讨论具有通用性和实用化的数字化方案。文中提出基于IEC61850-9-1过程层解决方案,设备接口支持IEC61850间隔层解决方案,对内支持集中IEC61850、对外配置规约转换功能的站控层解决方案以及站控层与过程层网络分设、过程层分采样点对点和独立GOOSE网络的组网解决方案。
最后,本文以江苏某110kV常规变电站数字化改造项目为对象,进行方案实践,验证了方案具有可行、经济和稳定运行等方面的优势,能够满足110kV变电站数字化需求。同时,给出实践中遇到的试验调试过程的解决方法。提出方案的优化措施。
The digitized transformation of conventional substation has become the hot topic in intelligentizing grids. In recent years, new electronic mutualinductor technology, IEC61850standard, intelligent circuit breaker and network communication technology are becoming mature, which provides technical assurance to solve the problem.This article focuses on the the digitized transformation of conventional 110kV substation.
This paper, studied the concept of digital substation system, structural features and technical characteristics first, and analyzed the operating principle of IEC61850, goose networks, intelligent circuit breakers, electronic transformers and other new technology works; then this paper compared digital substation between the conventional substation, and proposed the vantage of digital substation in the interoperability, scalability, reliability and condition-based maintenance, and other areas.
Secondly, this paper studied the digitizing technique in conventional 110kV substation applications, according to station level, bay level, process level and networking four parts, with the versatility and practical discussion of the digital program. This paper proposed the solution based on IEC61850-9-1 process layer, device interface layer solution supporting IEC61850 interval, internal support for centralized IEC61850, conversion of external configuration of the Statute of the station control layer solution and stopping the process control layer and network layer divided the process layer of sub-sampling point and independent GOOSE network networking solutions. Finally, as an example of the restruction of conventional 110kV substation in Jiangsu, we tested and verified the vantage that the program is feasible, economic, and stable in operation. At the same time, this paper gives the solution to optimize the program.
引文
【1】陈天香,王若醒,魏勇.数字化变电站新技术的发展现状及其对行业影响浅探[J].系统保护与控制.2009,37(7):86-90
【2】汪强.基于IEC61850的光纤工业以太网交换机的设计及应用[J].电力系统保护与控制. 2010,38(13):120-122
【3】苏麟,周小勇.建设数字化变电站必要性和亟待解决的问题[J].江苏电机工程.2007,26(Z1):14-16
【4】郑翔.从数字化变电站看保护自动化专业发展[J].电力信息化.2009,27(3):15-27
【5】丁文书.数字化变电站自动化系统的网络选型[J].继电器.2003,31(7):40-43
【6】杨凯.变电站自动化系统未来的发展方向[J].电力系统通信.2007,28(12):5-9
【7】袁敬中.数字化变电站自动化系统[J].华北电力技术.2006,10:46-48
【8】涂崎,邵能灵,薄志谦.国内数字化变电站发展及应用[J].供用电.2009,12:15-18
【9】李文升.220kVGIS用电子式电流电压互感器在午山数字化变电站中的应用[J].电力系统保护与控制.2010,38(16):164-169
【10】陈文升,唐宏德.数字化变电站关键技术研究与工程实现[J],华东电力,2009,37(1):124-128.
【11】汪熙珍.浅谈数字化变电站电气二次架构设计[J],四川电力技术,2009,32(3):68-70
【12】樊陈,陈小川.IEC61850和IEC60870-5-103标准的比较[J],东北电力技术,2006,27(9):47-49
【13】高翔.数字化变电站应用技术[M].北京:中国电力出版社,2008.
【14】吴在军,胡敏强.基于IEC61850标准的变电站自动化系统研究[J],电网技术,2003,27(10):61-65
【15】刘宁.110kV佟村变改造数字化技术的应用及分析[J].江苏电机工程.2010,29(1):54:58
【16】赵园.非常规互感器对二次系统的影响[J].山西电力.2010,(3):27-30
【17】黄学卫,董玉玲,董丽丽.数字化变电站中的非常规互感器[J],电力系统保护与控制,2009,37(8):89-92.
【18】蔡吉文,赵娟,钱家政,乔华.数字化变电站技术浅析[J],陕西电力,2009,37(11):48-51
【19】谭文恕.变电站通信网络和系统协议IEC61850.电网技术25(9):10-13
【20】任雁铭,秦立军,杨奇逊.IEC 61850通信协议体系介绍和分析[J],电力系统自动化,2000,24(8:62-64
【21】Anderson L,Brunner C.Substation automation based on IEC 61850 with new process-close technology[C].IEEE PowerTech Conference,Bologna,Italy,2003.26-28
【22】王松,陆承宇.数字化变电站继电保护的GOOSE网络方案[J],电力系统自动化,2009,33(8):108-111
【23】殷志良,刘万顺,杨奇逊,秦应力.基于IEEE 1588实现变电站过程总线采样值同步新技术[J],电力系统自动化,2005,29(13):60-63.
【24】吴在军,胡敏强.基于IEC 61850标准的变电站自动化系统研究[J],电网技术,2003,27(10):61-65.
【25】笃峻.基于IEC61850标准的变电站防误闭锁系统的实现[J].电力系统保护与控制. 2009,37(24):129-133吴在军,胡敏强.基于IEC 61850标准的变电站自动化系统研究[J],电网技
【26】术,2003,27(10):61-65.
【27】国家电网公司.Q/GDW393-2009 110(110(66))kV~220kV智能变电站设计规范[S].北京,2009.
【28】侯登旺.220kV数字化变电站在内蒙古电网的应用[J].内蒙古电力技术. 2007,25(1):10-15
【29】潘珍.数字化变电站中电子式互感器接口研究[J].电气开关.2009,47(6):8-11
【30】李九虎,郑玉平,古世东,须雷.电子式互感器在数字化变电站的应用[J],电力系统自动化,2007,31(7):94-98.
【31】尹慧敏.数字化变电站技术应用研究[J].云南电力技术.2010,38(6):83-84
【32】张沛超,高翔,顾黄晶,霍超.全数字化保护系统的主要问题及解决方案[J],电力自动化设备,2007,27(6):104-107
【33】马临超.数字化变电站浅析[J].河南机电高等专科学校学报.2009,17(3):11-13
【34】韩海昕.基于数字化技术的超高压变电站自动化系统[J].电气时代.2010(2):83-85
【35】贾巍,曹津平,李伟.数字化变电站中过程层的技术研究[J],电力自动化设备,2008,28(10):71-74
【36】闫晓丽.浅析传统变电站的数字化改造[J].机电信息.2010,282(36):18-19
【37】段秦刚.数字化变电站程序化操作模式的研究[J].广东电力.2009,22(10):50-52
【38】樊陈.基于IEC61850的变电站配置研究[J].继电器.2007年35(8):46-49
【39】蔡子亮.IEC61850的配置方法探讨和IED配置器的实现[J].继电器.2006,34(22):58-60
【40】马晓军.变电站GPS对时方案[J].农村电气化.2007(3):25-26
【41】殷志良,刘万顺,杨奇逊.基于IEEE 1588实现变电站过程总线采样值同步新技术[J].电力系统自动化,2005,29(13):60-63
【2】汪强.基于IEC61850的光纤工业以太网交换机的设计及应用[J].电力系统保护与控制. 2010,38(13):120-122
【3】苏麟,周小勇.建设数字化变电站必要性和亟待解决的问题[J].江苏电机工程.2007,26(Z1):14-16
【4】郑翔.从数字化变电站看保护自动化专业发展[J].电力信息化.2009,27(3):15-27
【5】丁文书.数字化变电站自动化系统的网络选型[J].继电器.2003,31(7):40-43
【6】杨凯.变电站自动化系统未来的发展方向[J].电力系统通信.2007,28(12):5-9
【7】袁敬中.数字化变电站自动化系统[J].华北电力技术.2006,10:46-48
【8】涂崎,邵能灵,薄志谦.国内数字化变电站发展及应用[J].供用电.2009,12:15-18
【9】李文升.220kVGIS用电子式电流电压互感器在午山数字化变电站中的应用[J].电力系统保护与控制.2010,38(16):164-169
【10】陈文升,唐宏德.数字化变电站关键技术研究与工程实现[J],华东电力,2009,37(1):124-128.
【11】汪熙珍.浅谈数字化变电站电气二次架构设计[J],四川电力技术,2009,32(3):68-70
【12】樊陈,陈小川.IEC61850和IEC60870-5-103标准的比较[J],东北电力技术,2006,27(9):47-49
【13】高翔.数字化变电站应用技术[M].北京:中国电力出版社,2008.
【14】吴在军,胡敏强.基于IEC61850标准的变电站自动化系统研究[J],电网技术,2003,27(10):61-65
【15】刘宁.110kV佟村变改造数字化技术的应用及分析[J].江苏电机工程.2010,29(1):54:58
【16】赵园.非常规互感器对二次系统的影响[J].山西电力.2010,(3):27-30
【17】黄学卫,董玉玲,董丽丽.数字化变电站中的非常规互感器[J],电力系统保护与控制,2009,37(8):89-92.
【18】蔡吉文,赵娟,钱家政,乔华.数字化变电站技术浅析[J],陕西电力,2009,37(11):48-51
【19】谭文恕.变电站通信网络和系统协议IEC61850.电网技术25(9):10-13
【20】任雁铭,秦立军,杨奇逊.IEC 61850通信协议体系介绍和分析[J],电力系统自动化,2000,24(8:62-64
【21】Anderson L,Brunner C.Substation automation based on IEC 61850 with new process-close technology[C].IEEE PowerTech Conference,Bologna,Italy,2003.26-28
【22】王松,陆承宇.数字化变电站继电保护的GOOSE网络方案[J],电力系统自动化,2009,33(8):108-111
【23】殷志良,刘万顺,杨奇逊,秦应力.基于IEEE 1588实现变电站过程总线采样值同步新技术[J],电力系统自动化,2005,29(13):60-63.
【24】吴在军,胡敏强.基于IEC 61850标准的变电站自动化系统研究[J],电网技术,2003,27(10):61-65.
【25】笃峻.基于IEC61850标准的变电站防误闭锁系统的实现[J].电力系统保护与控制. 2009,37(24):129-133吴在军,胡敏强.基于IEC 61850标准的变电站自动化系统研究[J],电网技
【26】术,2003,27(10):61-65.
【27】国家电网公司.Q/GDW393-2009 110(110(66))kV~220kV智能变电站设计规范[S].北京,2009.
【28】侯登旺.220kV数字化变电站在内蒙古电网的应用[J].内蒙古电力技术. 2007,25(1):10-15
【29】潘珍.数字化变电站中电子式互感器接口研究[J].电气开关.2009,47(6):8-11
【30】李九虎,郑玉平,古世东,须雷.电子式互感器在数字化变电站的应用[J],电力系统自动化,2007,31(7):94-98.
【31】尹慧敏.数字化变电站技术应用研究[J].云南电力技术.2010,38(6):83-84
【32】张沛超,高翔,顾黄晶,霍超.全数字化保护系统的主要问题及解决方案[J],电力自动化设备,2007,27(6):104-107
【33】马临超.数字化变电站浅析[J].河南机电高等专科学校学报.2009,17(3):11-13
【34】韩海昕.基于数字化技术的超高压变电站自动化系统[J].电气时代.2010(2):83-85
【35】贾巍,曹津平,李伟.数字化变电站中过程层的技术研究[J],电力自动化设备,2008,28(10):71-74
【36】闫晓丽.浅析传统变电站的数字化改造[J].机电信息.2010,282(36):18-19
【37】段秦刚.数字化变电站程序化操作模式的研究[J].广东电力.2009,22(10):50-52
【38】樊陈.基于IEC61850的变电站配置研究[J].继电器.2007年35(8):46-49
【39】蔡子亮.IEC61850的配置方法探讨和IED配置器的实现[J].继电器.2006,34(22):58-60
【40】马晓军.变电站GPS对时方案[J].农村电气化.2007(3):25-26
【41】殷志良,刘万顺,杨奇逊.基于IEEE 1588实现变电站过程总线采样值同步新技术[J].电力系统自动化,2005,29(13):60-63