数字化变电站二次系统配置方案分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇数字化变电站二次系统配置方案分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘 要】为适应经济社会发展对能源利用需求的步伐，我国国家电网建设公司一直以来都将建设数字化电网作为基本目标，而数字化变电站是数字化电网的基础。建设数字化变电站符合科技发展的信息化数字化趋势和潮流，符合建设有中国特色自主创新电网的要求数字式电网将是未来各大电网公司的追逐目标。本文以此为基点，以数字变电站二次系统配置方案研究与分析阐论通篇。

【关键词】数字变电站；二次系统；配置方案

前言

2011年国家电网公司已经提出将在“十二五”期间建设数千座数字化变电站，以极力推动数字化变电站及相关电力建设产业的高速发展，为实现国家智能电网夯实基础。我们知道，《智能变电站导则》中对智能变电站定义为应用先进的、可靠的、集成化的、低碳的和环保节能的智能电力设备，基于全站信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化等实际要求，自动实现并完成如数据采集、测量控制和计量保护等基本功能，同时又可依据工作需求智能化变电站又可支持即时自动监控、智能调节配置、即时分析决策、协调同步互动等高级功能的实现。数字化变电站与智能化变电站比较而言，数字化变电站其实是作为升级智能变电站的基础，升级后的智能化变电站更多地是强调对智能操作和对应用高端科学技术的适应能力，如电力设备运行状态监测和基于多信息渠道融合技术的故障诊断与维护等。下文以变电站二次系统设计X7000数字化变电站系统配置方案为例，深入浅出，分析数字化变电站二次系统配置。

1 数字变电站二次系统配置方案分析

以X7000数字化变电站系统配置方案为例。

1.1 概述

X7000数字化变电站的构成是基于目前广为应用的综合自动化变电站完成对一次电力设备的数字化转化，如数字化互感器和智能化开关的应用等。数字化一次电力设备利用IEC 61850协议被组合于整套数字化变电站系统当中，该系统构造采用新型的技术实现数字化、智能化即能保障用电的安全可靠又能实现良好的社会效益和经济效益。

图1 X7000数字化变电站具体的系统配置网架结构

基于X7000数字化变电站系统配置包含站控层、间隔层和过程层三种设备所组成。该系统是站控层至间隔层再至过程层满足数字化、智能化变电站要求的网架设备结构。其中，站控层和间隔层之间的通讯联络主要依靠协议层，目前比较通用的有IEC 61850协议和IEC 61870-5-103协议两种。后台系统则可同时兼容IEC 61850协议和IEC 61870-5-103协议间隔层的电力设备接入，同时仍可将部分不能附带的IEC 61850协议或IEC 61870-5-103协议的电力设备经规约转换器完成转换之后接入到后台中心监控系统中。数据采样的传送采取IEC 61850-9-1协议以点对点的方式进行传送，跨开间隔层采取IEC 60044-8协议以规定的高速串行FT3光纤方式进行传送。智能系统的开关终端和间隔层电力设备之间的连接以GOOSE报文的形式进行传送。X7000数字化变电站具体的系统配置网架结构如上图1。

如上图，本方案中站控层和间隔层的网络间均采用双星形式和IEC 61850通信协议。系统的过程层与间隔层、操作中心与间隔层之间的通信均采取点对点的传送方式。合并单元和间隔层之间的通信过程也采取IEC 61850-9-1通信协议和点对点的传送方式。跨开间隔层的通信传送则采取IEC 60044-8高速串行FT3光纤传送的方式。

1.2 站控层设备

X7000数字化变电站系统的站控层通常包含监控系统、远动系统、防误闭锁系统、信息保护中心、通信监控系统、电量远传系统、安全防护监视系统和火灾预警系统等内容，诸多中系统整合为一，从而达到网络信息共享、共用的目标。各个子系统均采取网络通信的方式键入到间隔层网络中，且适当设置一定数量的网络防火墙和物理隔离设备，由专用的网络途径向有联系的设备部门传送信号数据。站控层电力设备和间隔层电力设备二者之间采取的通信方式是IEC61850/IEC61870-5-103通信协议。

1.3 间隔层设备

间隔层电力设备的构成包括间隔对象的监测控制装置、防护装置、电流计量装置和其它电力设备与之相互连接的规约转换器等等。其中，XR700系列的监测控制装置是以IEC 61850通信协议来组建模型并与站控层电力设备形成通讯关系，这一装置同时也具备与间隔层电力设备相互传送GOOSE信息数据的跨开间隔闭锁的功用。防护装置涉及到X7100系列的电力线路、X7200系列的输电变压防护装置、X7300系列电力阻抗装置、X7400系列电容器的防护、X7500系列的备自投保护、X7600系列电动机的防护装置等等。凡涉及到防护装置的跳闸信息、开关的遥信采集信息和跨开间隔闭锁的信息都以GOOSE组网的方式来完成。防护功能的实现则以现有的防护功能作为基准，应数字化、智能化变电站二次系统的配置需求，防护装置均以IEC 61850通信协议的方式建立模型，并以组态的方式进行开发。

1.4 过程层设备

以现有的电力生产技术水平而言，智能变电站二次系统过程层电力设备应包含互感器与间隔层之间的接口合并器和智能操作单元两个主要组成部分。接口合并器与互感器的信号输出相连和完成部分跨开间隔接口合并器的数据传输过程。过程层电力设备的运作采取IEC 61850 9-1点对点的通信方式，并且放弃过程层信息采用网络，支持跨开间隔传送FT3输出方式。

1.5 低压开关智能保护计量系统

10kV部分由于安装在开关柜内（智能终端可以不再单独配置），低压设备应集成保护与合并器的功能，IEC 61850-9-1接口协议输出至电度表。

操作回路与传统操作回路一致。低压间隔保护装置具有采集电子式互感器和传统电压互感器的能力。通信协议采用IEC 61850协议与站控层通信。

2 结束语

综上所述，智能化变电站的推广集成了诸多新型技术和新型设备的应用，而现场配置试验方法的研究基于当前我国智能化变电站二次系统配置设计的要求，本文举证以X7000数字化变电站系统配置方案为例， 从其概述、站控层设备、间隔层设备、过程层设备分别分析阐述，实际上也为我国智能电网建设中对智能化变电站二次系统优化集成实现提出了部分建议。在未来拓展智能变电站发展过程中，我们还需在测控保护、过程层设备、一体化信息平台、故障录波及网络分析、网络配置、二次组屏等多个方面的优化集成进行有关可行性和经济效益最大化的研究，可谓任重而道远。

参考文献：

[1]周春霞，詹荣荣，姜健宁等；500 kV数字化变电站动模试验研究[J]；电网技术，201l，（06）.

[2]王涛，高厚磊，邹贵彬等；基于IEC 61850标准的数字化保护动模测试系统[J].电力系统保护与控制，2009（24）.

[3]周家旭，张延鹏；智能化变电站保护及过程层组网试验研究[J].东北电力技术，2010（10）.