数字化变电站实用化研究

论文摘要

变电站自动化技术的发展和微机保护的广泛应用极大地提高了电网的自动化水平和管理水平,但是由于变电站自动化系统和保护设备的通信协议不统一造成系统无缝集成困难,生命周期缩短；设备之间互操作性差,维护工作量大,改造升级困难。同时变电站的一、二次设备的控制信号发送、模拟量采集靠大量的电缆连接实现,不仅浪费了大量的财力,而且高、低压设备之间不能实现电气隔离。IEC61850标准的发布,电子式互感器的逐步推广应用,智能化高压电气设备的发展,电气设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机网络技术的高速发展,使得建设数字化变电站具备了必要的技术条件。因此有必要对数字化变电站的建设方案以及与常规系统的兼容模式进行深入的研究,为数字化变电站的进一步推广打下基础。本文在研究数字化变电站相关理论和技术的基础上,总结变电站自动化系统的发展过程及数字化技术的现状、发展趋势,初步形成数字化变电站的整体模型,提出了数字化变电站的特征和需要实现的功能。研究数字化变电站三层网络结构下通信的实现,针对一个常规的220kV变电站,提出了过程总线和变电站总线的组网原则,并按照提出的组网原则构建数字化变电站的通信网络结构,讨论将来采用更先进的网络技术后的简化方案。对构建数字化变电站的主要产品和关键技术进行调研基础上,提出了数字化变电站关键设备的配置原则和选择方案,形成了先进、可靠的数字化变电站建设方案。对国内某些进行试点研究的数字化变电站建设方案进行总结和归纳,运用前面的研究成果,探讨在现有技术条件下建设数字化变电站需要采取的一些过渡方案和技术措施,并进一步讨论在目前大量常规一次设备和现有综合自动化系统存在的情况下,如何实现与这些设备的兼容,使本文提出的数字化变电站建设方案更具有实用性和可操作性。最后对建设数字化变电站带来的影响和经济效益进行了探讨。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 第1章 绪论
• 1.1 立题意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 IEC61850标准及相关智能设备研制
• 1.2.2 变电站自动化技术的应用
• 1.2.3 电子式互感器及接口设备的应用
• 1.2.4 智能断路器技术的应用
• 1.2.5 计算机网络技术的应用
• 1.2.6 数字化变电站的建设情况
• 1.3 结论和发展方向
• 1.4 本文主要工作
• 第2章 变电站自动化系统及规约的现状
• 2.1 变电站自动化系统的发展阶段及存在问题
• 2.2 变电站自动化系统通信规约简介
• 第3章 IEC 61850标准主要内容及特点介绍
• 3.1 IEC 61850标准主要内容
• 3.2 IEC61850标准的特点
• 3.2.1 使用分布、分层体系
• 3.2.2 采用与网络独立的抽象通信服务接口和特定通信服务接口
• 3.2.3 采用面向对象、面向应用的自描述
• 3.2.4 具有互操作性
• 3.3 IEc61850标准对数字化变电站的影响
• 第4章 数字化变电站分层网络及主要协议
• 4.1 过程层网络及数据交换方式
• 4.1.1 过程层总线及组网方式
• 4.1.2 数据交换模式
• 4.2 变电站总线及组网方案
• 4.2.1 间隔层及变电站层网络
• 4.2.2 变电站总线结构
• 4.3 MMS协议简介
• 第5章 高压电气智能设备及接口设备的发展状况
• 5.1 电子式互感器
• 5.1.1 有源互感器
• 5.1.2 无源互感器
• 5.1.3 电子式互感器的特点
• 5.2 电子式互感器接口设备
• 5.2.1 合并单元
• 5.2.2 扩展仪用传感器单元ITU
• 5.2.3 数据接口标准
• 5.3 智能断路器
• 5.3.1 智能断路器的特点及功能
• 5.3.2 智能断路器技术的应用前景
• 第6章 数字化变电站的具体建设方案及过渡方案
• 6.1 数字化变电站的特征和功能
• 6.2 数字化变电站的方案设计
• 6.2.1 变电站主接线及IED配置
• 6.2.2 变电站各层网络组网原则
• 6.2.3 数字化变电站网络结构的建立及优化方案
• 6.3 电气设备配置和选择
• 6.3.1 电子式互感器及合并单元选择配置
• 6.3.2 智能开关设备的选择
• 6.3.3 交换机选择
• 6.3.4 保护、测控装置及其他智能设备
• 6.4 数字化变电站的过渡方案及与常规设备的兼容
• 6.4.1 数字化变电站的过渡方案
• 6.4.2 数字化变电站与常规设备的兼容
• 第7章 数字化变电站的影响及效益
• 7.1 数字化变电站的影响
• 7.1.1 对二次系统应用的影响
• 7.1.2 对变电站整体建设方案的影响
• 7.1.3 变电站数字化后给设备试验带来的影响
• 7.2 开放式系统的安全问题
• 7.3 经济效益
• 第8章 总结与展望
• 8.1 总结
• 8.2 展望
• 参考文献