智能變電站二次設計探討

摘要:智能變電站以網絡化信息共享替代了傳統的二次回路，使原有可見的二次回路變得不可見，二次回路設計發生較大變化。本文重點討論智能變電站二次設計的要求和“虛回路”的表示方法。

關鍵詞：智能變電站；二次設計；虛回路

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2011)12(a)-0000-00

1緒論

隨著數字式互感器技術和智能一次電氣設備技術的日臻成熟并開始實用化，以及計算機高速網絡在電力系統實時網絡中的開發應用，智能變電站技術于2010年開始在我國逐步試點并推廣。智能變電站是變電站整體技術的跨越。智能變電站是在數字化變電站的基礎上，是由智能化一次設備和網絡化二次設備分層構建，建立在IEC61850通信規范基礎上實現智能電氣設備間信息共享和互操作，最重要的特征是其能夠實現變電站設備的智能化及高級應用。智能變電站是智能電網的重要組成部分。智能變電站以網絡化信息共享替代了傳統的二次回路，導致原有的設計圖紙難以指導變電站的二次施工調試。目前缺乏針對智能變電站的二次設計軟件。本文重點討論智能變電站二次回路的設計要求及“虛回路”的表示方法。

2 智能變電站二次設計要求

智能變電站二次設計主要包括全站的網絡圖、VLAN劃分、IP配置、虛端子設計、虛端子的二次接線圖、同步系統圖等。智能變電站的設計應按照DL/T 1092三道防線要求，滿足DL/T 755三級安全穩定標準；滿足GB/T 14285繼電保護選擇性、靈敏性、速動性、可靠性的要求；遵守《電力二次系統安全防護總體方案》。智能變電站的測量、控制、保護等單元應滿足DL/T 769、DL/T 478、GB/T 14285、GB/T 13729的相關要求，后臺監控功能應參考DL/T 5149的相關要求。智能變電站的通信網絡與系統應符合DL/T 860標準。應建立包含電網實時同步運行信息、設備狀態、保護信息、電能質量等各類數據的標準化信息模型，保證基礎數據的一致性性及完整。按照智能變電站的要求和各層所需要達到的功能，針對一個具體的變電站，建立智能變電站模型，并給出系統結構及配置方案。設計方案應具有先進性，同時作為一種實際應用，還應充分考慮目前國內外高壓電氣設備和二次設備(IED)的發展情況和運行經驗。設計過程分以下幾個步驟實現：

(1)建立變電站模型，給出電氣主接線和IED配置。

(2)分析智能變電站的分層網絡特點，建立智能變電站自動化系統網絡。

(3)針對已建立智能變電站自動化系統網絡，選擇智能變電站高壓電氣設備和二次設備。

3 虛回路的表達方法

常規變電站開關量是通過電信號接點、交流電流電壓信號通過模擬電量信號來實現。智能變電站以網絡化信息共享替代了傳統的二次回路，導致原有的設計圖紙難以指導變電站的二次施工調試。“虛回路”以IEC 61850標準為依據，設計出一整套適用于網絡化時代的回路表達和工程實施辦法，通過網絡自動配置和系列工具軟件，可有效解決智能化變電站邏輯回路的“可設、可校、可配、可用”問題。是智能/數字化變電站的開關量及采樣值信息通信的表達方式。在智能變電站，因為開關量及采樣值已經就地數字化，開關量以GOOSE報文來表達，交流電流電壓信號以采樣值報文實現（按DL/T860-9-2或FT3格式）。保護測控裝置的信息交換均是基于發布/訂閱機制，快速和可靠交換數據集中的GOOSE和SV對象和服務，以及這些模型對象和服務到ISO/IEC8802-3幀之間的映射。

3.1 表達虛回路配置的文件

智能變電站反映虛回路配置的4個文件分別是SSD （ System Specification Description，系統規范文件）、ICD文件（ IED Capability Description，能力描述文件）、SCD文件（Substation Configuration Description，全站系統配置文件）、CID文件(Configured IED Description，IED實例配置文件）。SSD文件描述變電站的一次系統結構以及關聯的邏輯接點。該文件系統集成商工具設計提供的一次主接線圖來編制。ICD文件描述IED提供的基本數據和服務，不包括IED實例和通信參數。ICD文件應包括模型自描述信息。SCD文件描述所有IED設備之間實例配置和通用參數、IED之間的通信配置以及變電站一次系統結構，由系統集成廠商完成，SCD文件及其配置工具應能完成GOOSE、SV等信號連接信息的配置。CID文件是IED實例配置文件，每個裝置有一個CID文件，由裝置廠商根據SCD文件中本IED相關配置生成。

3.2 虛端子

GOOSE、SV輸入輸出信號為網絡上傳遞的變量，與傳統屏柜的端子存在著對應的關系，為了便于形象地理解和應用GOOSE、SV信號，將這些信號的邏輯連接點稱為虛端子[1]。表達方式虛端子圖，以CAD文件表示。GOOSE和SV配置用EXCEL表格表示，下表以主變壓器高壓側智能終端GOOSE輸出設計為例展示了GOOSE的配置表示。

4 結束語

智能變電站是未來變電站發展的方向，智能變電站以網絡化信息共享替代了傳統的二次回路，使原有可見的二次回路變得不可見， 這無疑給二次設計和施工帶來不便。目前缺乏針對智能變電站的二次設計軟件。在如此背景下“虛回路”及虛端子的表示給智能變電站二次設計提供了一種較好的過渡。

參考文獻

胡道徐，沃建棟.基于IEC 61850 的智能變電站虛回路體系[J].電力系統自動化.2010.34(17):78-82

高湛軍，陳青等.應用于電網故障診斷的統一信息模型[J].電力系統自動化，2010，34（9）：49-52.