SPC產(chǎn)品在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

一、        系統(tǒng)概述

國家“十二五”智能電網(wǎng)專項(xiàng)規(guī)劃指出，智能電網(wǎng)的建設(shè)重點(diǎn)將是通過現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的高度融合，全面提高大電網(wǎng)運(yùn)行控制的智能化水平，以及供電服務(wù)的能力和水平，從而較終實(shí)現(xiàn)我國電網(wǎng)的跨越式發(fā)展；采用遵循IEC61850標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的工控機(jī)計(jì)算平臺是建立智能電網(wǎng)動態(tài)信息的較佳方案，以實(shí)現(xiàn)信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化，使得多種發(fā)電方式可以有機(jī)地形成一個整體，互相彌補(bǔ)各自的不足，以獲得較優(yōu)的電網(wǎng)電力供應(yīng)方式。

國家電網(wǎng)制定的《堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃》，明確了堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)路線圖，是世界上首個用于引導(dǎo)智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的綱領(lǐng)性標(biāo)準(zhǔn)。國網(wǎng)公司的規(guī)劃是，到2015年基本建成具有信息化、自動化、互動化特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，形成以華北、華中、華東為受端，以西北、東北電網(wǎng)為送端的三大同步電網(wǎng)，使電網(wǎng)的資源配置能力、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。

“十二五”期間，國家電網(wǎng)將投資5000億元，建成連接大型能源基地與主要負(fù)荷中心的“三橫三縱”的特高壓骨干網(wǎng)架和13回長距離支流輸電工程，初步建成核心的世界一流的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。

二、        系統(tǒng)要求 

智能電網(wǎng)（Smart Power Grids），就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)；解決方案主要包括以下幾個方面：一是通過傳感器連接資產(chǎn)和設(shè)備提高數(shù)字化程度；二是數(shù)據(jù)的整合體系和數(shù)據(jù)的收集體系；三是進(jìn)行分析的能力，即依據(jù)已經(jīng)掌握的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，以優(yōu)化運(yùn)行和管理。

電網(wǎng)智能化的六大方面：智能化變電站、發(fā)電、智能輸電、智能配電網(wǎng)、智能用電和智能調(diào)度；

依據(jù)智能電網(wǎng)系統(tǒng)需求，對控制工控機(jī)的要求如下：

·         通過國家電科院電力四級認(rèn)證、符合IEC 61850-3和IEEE 1613認(rèn)證 ；

·         電源及接口滿足浪涌4級抗擾度、靜電4級抗擾度等要求；

·         電源輸入支持直流110V/220V，交流220V/50Hz供電，滿足冗余供電，支持整機(jī)不斷電更換、維護(hù)模塊電源;要求支持失電報(bào)警功能；

·         支持多種通訊接口和靈活的擴(kuò)展（10個串口：采用光電隔離電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)整機(jī)在惡劣、復(fù)雜多變的電磁環(huán)境中穩(wěn)定工作；6個網(wǎng)口；6個USB;1個VGA;1個擴(kuò)展槽）；

·         標(biāo)準(zhǔn)19寸上架無風(fēng)扇、低功耗、全密封產(chǎn)品；

三、        系統(tǒng)描述

從智能電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)看，智能變電站是智能電網(wǎng)運(yùn)行與控制的關(guān)鍵，作為銜接智能電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六大環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，智能化變電站是智能電網(wǎng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力流向和調(diào)整電壓的重要電力設(shè)施，是智能電網(wǎng)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”三流匯集的焦點(diǎn)，對建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)具有極為重要的作用。

 智能化數(shù)字變電站是由智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備在IEC61850通信協(xié)議基礎(chǔ)上分層構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。與常規(guī)變電站相比，智能化數(shù)字變電站間隔層和站控層的設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)接口只是接口和通信模型發(fā)生了變化，而過程層卻發(fā)生了較大的改變，由傳統(tǒng)的電流、電壓互感器、一次設(shè)備以及一次設(shè)備與二次設(shè)備之間的電纜連接，逐步改變?yōu)殡娮邮交ジ衅�、智能化一次設(shè)備、合并單元、光纖連接等內(nèi)容。

IEC61850將智能化數(shù)字變電站分為過程層、間隔層和站控層，各層內(nèi)部及各層之間采用高速網(wǎng)絡(luò)通信。圖1為智能化數(shù)字變電站系統(tǒng)框架圖，實(shí)現(xiàn)以下電網(wǎng)變電站智能化目標(biāo)：

·         實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的全面采集和實(shí)時共享，支撐電網(wǎng)實(shí)時控制、智能調(diào)節(jié)和各類高級應(yīng)用。

·         實(shí)現(xiàn)變電設(shè)備信息和運(yùn)行維護(hù)策略與電力調(diào)度全面互動。

·         實(shí)現(xiàn)全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、高級應(yīng)用互動化。

（圖1：智能化數(shù)字變電站系統(tǒng)框架）

隨著變電站自動化程度的提高，“四遙”功能（遙控、遙信、遙測、遙調(diào)）的普及，少人或無人值守模式在電力系統(tǒng)得到大力推廣，為電力部門節(jié)約了人力資源、提高了管理效率、提升了經(jīng)濟(jì)效益，變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案可以有效的解決應(yīng)用，此綜合監(jiān)控系統(tǒng)整合了視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、安全防范、消防報(bào)警、門禁、語音對講、智能控制、SF6 泄漏報(bào)警等子系統(tǒng)。

視變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用了工控機(jī)為技術(shù)平臺，搭配電力平臺軟件，通過網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)地區(qū)所轄變電站的統(tǒng)一管理，通過級聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)省市縣多級聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，部署方便，操作簡便。作為電力系統(tǒng)生產(chǎn)管理的重要輔助手段，集成化、高清化、智能化的系統(tǒng)給變電站傳統(tǒng)視頻監(jiān)控帶來了全新運(yùn)作模式，為無人值守模式提供了可靠的保障。

視變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有綜合監(jiān)控、高清監(jiān)控、智能分析、無線監(jiān)控四大特點(diǎn)。

 ·         綜合監(jiān)控改變了各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行的局面，進(jìn)行了整合優(yōu)化并智能聯(lián)動，滿足了電力系統(tǒng)“減員增效”的需求。·          高清監(jiān)控使圖像細(xì)節(jié)更清晰、監(jiān)控范圍更廣、單位面積監(jiān)控點(diǎn)更少，可以有效提高監(jiān)控效能，減少設(shè)備投資�！�         智能分析變“被動監(jiān)控”為“主動監(jiān)控”，防患于未然，在事件發(fā)生初期就能及時發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行控制。

·         無線監(jiān)控采用3G 技術(shù)，支持單兵系統(tǒng)的同時，還支持車載應(yīng)急指揮，能滿足惡劣環(huán)境下的監(jiān)控需求。

圖2為變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)示意圖：

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