基于IEC61850的变电站自动化系统设计

论文摘要

随着电网规模的不断扩大,现代电网运行的可靠性、安全性越来越依赖于电网控制技术,作为电网控制系统基础的变电站自动化系统将承担着关键作用。目前国内采用较多的是分布式变电站自动化系统,其特点是采用传统电磁互感器,二次系统采用单元间隔的布置方式,而且接线比较复杂,装置之间相互独立,装置间缺乏整体的协调和功能优化,站内信息不能共享,容易形成“信息孤岛”,系统扩展困难,为了解决这些问题,国际电工委员会制定了IEC61850变电站自动化系统统一通信标准,极大的推动了数字化变电站的建设。论文介绍了变电站自动化系统的发展现状和设计原则,分析了常规变电站自动化系统的集中式、分层分布式体系结构和存在的不足。论文介绍了基于IEC61850数字化变电站的技术特征,详细介绍了数字化变电站基本架构体系,和基于IEC61850标准过程层数据采集、运行控制的非常规互感器、合并单元及智能断路器相关技术。论文介绍了数字化变电站组网的基础技术,分析了数字化变电站二次系统点对点通信、过程总线通信和站总线通信,详细分析了数字化变电站组网方案和网络冗余配置方案,重点介绍了数字化变电站SNTP和IEEE1588协议两种对时机制及其具体实施方案。论文重点分析了IEC61850标准中对实际IED装置进行建模的方法和具体步骤,最后以变电站动力变保护装置WDB-892为例,对该装置进行具体的建模,并结合四川绵阳南塔110kV变电站实例提出一种数字化变电站改造设计方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 变电站自动化系统国内外发展与研究现状
• 1.3 基于IEC61850的变电站自动化系统概述
• 1.3.1 IEC61850标准概述
• 1.3.2 基于IEC61850的变电站自动化系统现状与发展趋势
• 1.4 论文研究的主要内容
• 1.5 总结
• 第2章 变电站自动化系统结构
• 2.1 变电站的分类及设计原则
• 2.1.1 变电站分类
• 2.1.2 变电站自动化系统设计原则
• 2.2 常规变电站自动化系统结构分析
• 2.2.1 集中式变电站自动化系统结构
• 2.2.2 分层分布式变电站自动化系统
• 2.2.3 常规变电站自动化系统存在的不足
• 2.3 基于IEC61850的数字化变电站系统结构
• 2.3.1 数字化变电站系统技术特征
• 2.3.2 数字化变电站基本架构体系
• 2.3.3 IEC61850标准数字化变电站过程层技术分析
• 2.4 小结
• 第3章 基于IEC61850数字化变电站自动化系统通信网络与信息同步
• 3.1 目前常用变电站网络通信结构
• 3.1.1 Lonworks网络
• 3.1.2 CAN网络
• 3.1.3 高速以太网络
• 3.2 IEC61850标准数字化变电站二次系统通信结构
• 3.2.1 数字化变电站组网基础技术
• 3.2.2 点对点通信结构
• 3.2.3 过程总线通信结构
• 3.2.4 变电站总线通信结构
• 3.2.5 变电站网络冗余方案
• 3.3 IEC61850标准数字化变电站信息同步技术分析
• 3.3.1 信息同步机制概述
• 3.3.2 SNTP与IEEE1588同步原理
• 3.3.3 数字化变电站网络对时方案
• 3.4 小结
• 第4章 基于IEC61850的变电站保护装置建模
• 4.1 建模术语
• 4.2 IEC61850标准建模方法
• 4.2.1 IED建模概述
• 4.2.2 IED的建模方法
• 4.3 装置数据建模步骤
• 4.3.1 逻辑节点和数据建模
• 4.3.2 逻辑设备模型建模
• 4.4 实际装置的建模举例
• 4.4.1 保护装置功能与逻辑节点划分
• 4.4.2 逻辑节点数据建模
• 4.4.3 数据对象分析
• 4.5 小结
• 第5章 基于IEC61850数字化变电站设计规划实例
• 5.1 绵阳南塔110KV数字化变电站设计要求
• 5.2 绵阳南塔110KV数字化变电站设计方案
• 5.2.1 站控层方案
• 5.2.2 间隔层方案
• 5.2.3 过程层方案
• 5.3 绵阳南塔110KV变电站数字化改造系统配置
• 5.4 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献