110kv智能變電站組網方案的探討

趙莉

(北京四方繼保工程技術有限公司,北京 100085)

110kv智能變電站組網方案的探討

趙莉

(北京四方繼保工程技術有限公司,北京 100085)

利用全站信息數字化、信息資源共享化以及通信平臺網絡化的特點，智能變電站可以自動地控制全站信息，并進行智能調節。以下對智能變電站的特點進行分析，并對智能變電站的組網方案加以探討。

110kv智能變電站 IEC 61850 組網方案

根據《智能變電站技術導則》中的描述，智能變電站自動化包括一體化監控系統和輸變電設備狀態監測以及輔助設備等。其中最為核心的部分是一體化監控系統，這關系到智能變電站能否安全有效的投入使用。110kv智能變電站組網與設備的實時控制以及一次設備傳輸有關，構建合理的組網方案有利于變電站更加穩定高效地運行。

1 智能變電站的特點

為了保證傳輸變電站的安全性和節能性，智能變電站對先進技術以及低碳環保材料加以利用。利用全站信息數字化、信息資源共享化以及通信平臺網絡化的特點，智能變電站可以自動地控制全站信息，并進行智能調節。智能變電站將智能化一次設備和網絡化二次設備相互關聯，同時不忽略自動化運行，使變電站能夠實現自動變電的功能。就其作用而言，智能變電站能保證電力系統安全運行，也能在遭受外力破壞的情況下對信息泄露進行防治，減少國家電力的損失。在智能電路中應用自動運行的傳感設備，能夠預測并處理局部損壞情況，降低電力系統的損失。

2 智能變電站所做的改變

2.1 信息傳輸

智能變電站利用光纖替換電纜，達到對相關信息傳輸進行保護的作用。同時利用網絡替換電纜在自動化信息傳輸中實現信息共享。

2.2 通信標準

從目前來看，智能變電站擯棄了早期的通信規約IEC60870-5-103標準，而改用IEC61850標準。其中IEC61850通信協議對傳統采樣值和實時開關量予以支持，并且其互操作性較高，能夠對高級應用予以支持。IEC 61850系列是新變電站自動化方式，并對通信行為與相關要求進行規范，對工程、維護、運行等有著影響。

2.3 端子連接

對于智能變電站而言，在一次設備和二次設備之間利用網絡通信技術，并放棄使用常規變電站物理端子，而改用虛端子。此外，智能變電站還利用邏輯連接對物理連接進行替換，目的是減少二次接線的復雜度和數量。

3 監控系統的站控層組網架構

3.1 網絡安全區劃分

在智能變電站的二次設備中，包括站控層、間隔層、過程層這三層網絡結構。依照相關管理規定的要求，站控層有四個安全區。對安全I區而言，對主機所采集的實時數據進行實時監控，并對其進行分析然后展示，在服務器中存入數據。在I區數據通信網關機中，在與調度中心進行數據傳輸時利用直采直送來實現。對安全II區而言，運用服務器與輸變電設備對通信設備進行監測和輔助，對電源、消防以及環境監測等方面的信息進行采集，并分析這些數據然后進行可視化展示，在服務器中存入數據。在II區數據通信網關機中，在對II區數據和模型這類信息獲取時要通過防火墻，同時與調度中心交互信息，可以查詢信息和遠程瀏覽。而對于III區和IV的數據通信網關機而言，應該利用正反向隔離裝置向其發布信息，并通過其將這些信息傳輸給其他主站系統。

3.2 監控系統的站控層組網架構

對主-子交換機級聯方式加以利用，兩臺智能電子設備之間的傳輸路由在4個交換機之間。在考慮間隔數量的前提下才能對交換機進行合理配置，且在交換機間配備備用端口。在間隔數量不多的情況下，應該對繼電器中的室主交換機進行取消，在主控室主交換機中接入室子交換機。

4 110kv智能變電站組網方案

4.1 MMS+SV+GOOSE三網合一

使SV、GOOSE和MMS端口合一，其中在交換機級聯口不配置SV，在交換機為MMS配置PVID=102，并根據過程層連線需求在交換機上完成靜態組播配置。GOOSE通用面向對象事件，SMV單播采樣值服務，MMS人工制造報文。SV、GOOSE、MMS實行“三網合一”，能夠確保控制上的可靠，并對智能站的二次通信網絡進行了簡化。且對站域保護控制、一體化測控裝置就行了研發，是的保護性能提高，保護控制策略得到優化。站域保護采用直采網跳方案。裝置接人3回110kV進線ECVT、1個110kV分段ECT、3臺主變高壓側ECVT和6個主變低壓側分支ECVT,共計l3個SV直采口。同時具備1個GOOSE組網口對于雙套配置的1 10kV主變高低壓側智能組件,僅第一套智能組件接入站域保護裝置。

4.2 點對點光纖+過程層網絡+站控層網絡

這種方式能夠對直采直跳進行保護，采用插值之后進行同步，保護設備十分可靠，在保護設備中不利來交換機。SVGOOSE和MMS分網傳輸，交換機的負載不大。但是卻存在投資大和系統復雜的不足之處。此外保護功能不高，自動化功能較高。對于該組網方案我們可以這樣進行改善：SV和GOOSE共網，減少風險，同時不依賴網絡，使投資減少并且變電站復雜性降低。SV和GOOSE共光纖并單元，并在智能終端化光纖中減少50%過程層的點對點光纖。對SV和GOOSE分時傳輸技術加以利用，避免插值再采樣同步誤差的現象發生。

4.3 無過程網

利用點對點光纖在過程層設備和間隔層設備之間傳輸信息，其中間隔層設備依靠站控層網絡實現信息交換，并利用間隔層設備對報文傳輸進行轉發。這樣做可以降低投資，使站控層網絡規模和網絡最簡化。

4.4 全網絡方式

三層兩網結構符合IEC61850通信協議的要求，滿足信息共享，使過程層SV與GOOSE共網。在組網過程中由于使用較少的光纖，因此功能分布更加靈活。但其也存在著一些缺點，比如：交換機和對時系統被保護功能和單元件故障可能護功能大大依賴，出現故障時會大范圍保護退出。

5 結語

就目前形勢來看，智能化變電站更適合發展要求。其中選擇合適的組網方案對于智能變電站來說至關重要。因此本文就智能變電站和傳統變電站進行了比較，并對智能變電站的特點進行說明，同時分析了各類組網方案，希望可以給智能變電站的建設提供參考。

[1]李瑞生,李燕斌,周逢全.智能變電站功能架構及設計原則[J].繼電器,2010,38(21)：24-27.

[2]常康,薛峰,楊衛東.中國智能電網基本特征及技術進展評述[J].電力系統自動化,2009,33(17)：10-15.