数字化变电站背景材料资料

数字化变电站设计建设研究工作素材

一、数字化变电站的主要特征和特点

（一）主要特征

1．一次设备数字化

采用数字输出的电子式互感器、智能开关（或配智能终端的传统开关）等智能一次设备。一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。

2．二次设备网络化

二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，取消常规自动化系统一次设备和二次设备之间的控制电缆，采用光纤网络直接通信。

3．管理系统信息化、自动化

应包括自动故障分析系统、设备健康状态监测系统

和程序化控制系统等自动化系统，提升自动化水平，减少运行维护的难度和工作量。

（二）近、中、远景特征

近期数字化变电站的建设主要是基于IEC61850的二次设备发展。一次智能设备明显滞后于二次智能设备的发展，一次设备的数字化仅依靠二次设备厂家的附加设备将一次设备数字化后接入数字化变电站二次采集系统，而基于IEC61850的二次设备取得全面提升。此阶段电子式互感器的应用还处于试用和起步阶段。而数字化变电站的建设和管理正处于积累经验的阶段，开始对基于现阶段技术水平的数字化变电站提出一些运行、管理上的规范。

中期数字化变电站的电子式互感器的发展已经较成熟，开始全面应用于数字化变电站，由此带动二次智能设备装置性能提升、功能分布更加合理。有革命性变革的智能一次设备开始逐渐应用于变电站中，但技术和应用

程度都有待进一步提高。基于IEC61850的二次系统更加完善，互操作、网络技术等发展已经趋于成熟和稳定。整个数字化变电站管理体系已经逐渐成熟。

远景智能一次设备已经基本发展成熟，在数字化变电站中全面应用，完全意义上的数字化变电站开始出现，基本掌握与之相适应的数字化变电站技术、管理系统。

（三）关键技术

1．数字化变电站体系研究

电网发展对数字化变电站的要求研究

数字化变电站及其架构研究

2．数字化一次设备应用研究

电子式互感器在数字化变电站中的应用研究

数字化高压电器在数字化变电站中的应用研究

一次设备在线监测

3．数字化变电站自动化系统研究

基于IEC61850标准的变电站自动化系统总体方案研究

数字化变电站继电保护技术研究

数字化变电站测控技术研究

数字化变电站故障录波技术研究

4．数字化变电站电能计量技术研究

5．数字化变电站安全可靠性研究

数字化变电站系统安全可靠性研究

数字化变电站信息安全及对策研究

6．数字化变电站相关技术标准、规范研究数字化变电站相关认证、试验及验收标准研究数字化变电站设计规范研究

数字化变电站运行及管理规范研究

数字化变电站典型设计制订

二、数字化变电站相关规程规范

（一）已有国家、行业、国际标准

IEC61850《变电站通信和网络系统》IEC60044-7《电子式电压互感器》

IEC60044-8《电子式电流互感器》

IEC62063《电子及相关技术在高压开关设备和控制设备辅助回路中的应用》

IEC62271-3《基于IEC61850标准的高压断路器及其附件的数字接口》

IEEE1588《网络时间同步系统》

DL/T860《变电站通信和网络系统》

（二）需要研究编制的技术标准

三、数字化变电站关键设备

(一) 交换机

交换机在数字化变电站中的应用使用其重要性日益凸现，交换机的选型原则：1）符合IEC61850-3；2）支持IEEE1588（可选）；3）保证GOOSE报文传输零丢包；4）保证网络实时性，支持优先级；5）支持VLAN；6）支持

RSTP网络冗余； 7）带端口镜像功能；8）支持组播管理；9）支持SNTP；10)宜通过KEMA认证。目前通过KEMA测试的厂家有罗杰康、赫斯曼、GE，国内的东土以及MOXA。国外交换机的价格较贵，国内的交换机价格相对便宜。

（二）智能终端产品

国内主流继电保护生产厂商都有智能终端产品在变电站中的应用业绩，其价格也相对较便宜。国外如GE公司的BRICK产品也有类似智能终端的功能，但价格相对较高。

（三）电子互感器

国内外公司基于IEC 61850 标准、电子互感器应用的保护测控装置均已有产品，国内基于61850和电子式互感器的测控和保护装置与常规测控保护装置在价格上基本持平。

四、推荐工程实施方案

（一）数字化变电站系统设计原则

根据目前数字化变电站应用的实际情况，以及数字化技术发展的成熟程度，数字化变电站系统设计原则如下：1．监控系统采用开放式分层分布式系统，计算机监控系统体系面向对象而不是面向功能，整合二次控制、保护、测量设备。

2．全站二次系统采用IEC 61850通信标准，通信介质采用电缆或光纤。

3．为保证变电站的可靠运行，对有双重化要求的保护，其对应的CT、PT采样器、智能终端以及网络配置需按双重化配置。

4．可采用数字信号输出的电子式互感器，简化二次模拟量采集设备的结构。

5．信息共享采集的唯一性，所有保护故障信息、

远动信息不重复采集。保护信息子站支持IEC61850标准，接入监控网收集各保护装置的信息，并通过调度数据网接入调度保护信息管理系统。

6．配置支持IEC61850标准的故障录波器。故障录波器单独组网接入保护信息子站。

（二）数字化变电站设计原则性方案

1．采用智能终端、保护GOOSE跳闸，不采用电子式互感器

采用常规一次设备和智能终端以及符合IEC61850标准的智能二次设备结合的模式；监控、保护跳合闸命令的输出、保护间动作信息的交互由网络完成，通过GOOSE 报文实现间隔层联闭锁和保护跳合闸功能。联闭锁信号可MMS网中传输，也可以在GOOSE网中传输。建议在500kV、220kV枢纽变电站中应用。