iec61850及數(shù)字化水電廠的概念與前景

1、IEC61850及數(shù)字化水電廠的概念與前景及數(shù)字化水電廠的概念與前景王德寬(北京中水科水電科技開發(fā)有限公司北京100038)摘要：要：本文從什么是數(shù)字化變電站開始，簡(jiǎn)要介紹數(shù)字化變電站的結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)及存在問(wèn)題，延伸到什么是數(shù)字化水電站以及其國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。認(rèn)為，基于IEC61850的數(shù)字化水電站將具有十分強(qiáng)大的生命力，將成為未來(lái)水利水電自動(dòng)化的主導(dǎo)技術(shù)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：IEC61850數(shù)字化智能化水電廠概念前景0引言引言200

2、6年，美國(guó)IBM公司曾與全球電力專業(yè)研究機(jī)構(gòu)、電力企業(yè)合作開發(fā)了“智能電網(wǎng)”解決方案。這一方案被形象比喻為電力系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”，電力公司可以通過(guò)使用傳感器、計(jì)量表、數(shù)字控件和分析工具，自動(dòng)監(jiān)控電網(wǎng)，優(yōu)化電網(wǎng)性能、防止斷電、更快地恢復(fù)供電，消費(fèi)者對(duì)電力使用的管理也可細(xì)化到每個(gè)聯(lián)網(wǎng)的裝置。這個(gè)可以看作智能電網(wǎng)最完整的一個(gè)解決方案，標(biāo)志著智能電網(wǎng)概念的正式誕生。2007年10月，華東電網(wǎng)正式啟動(dòng)了智能電網(wǎng)可行性研究項(xiàng)目，并規(guī)劃了從200

3、8年至2030年的“三步走”戰(zhàn)略。該項(xiàng)目的啟動(dòng)標(biāo)志著中國(guó)開始進(jìn)入智能電網(wǎng)領(lǐng)域。2008年9月Google與GE聯(lián)合發(fā)表聲明對(duì)外宣布，他們正在共同開發(fā)清潔能源業(yè)務(wù)，核心是為美國(guó)打造國(guó)家智能電網(wǎng)。2009年2月10日，谷歌開始測(cè)試名為谷歌電表的用電監(jiān)測(cè)軟件。美國(guó)奧巴馬政府2009年4月宣布了一項(xiàng)新提議，計(jì)劃劃撥約40億美元的刺激資金用于開發(fā)新的電力傳輸技術(shù)，希望推動(dòng)新的人工智能電網(wǎng)的開發(fā)，提高美國(guó)電力基礎(chǔ)設(shè)施的效率。智能電網(wǎng)、數(shù)字電網(wǎng)正方興

4、未艾，熱火朝天，引發(fā)了一場(chǎng)當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展巨大變革，并被認(rèn)為是21世紀(jì)電力系統(tǒng)的重大科技創(chuàng)新和發(fā)展趨勢(shì)。這場(chǎng)變革的核心是電力系統(tǒng)設(shè)施的智能化和數(shù)字互聯(lián)，關(guān)鍵技術(shù)是互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際上先后也有許多通信接口標(biāo)準(zhǔn)不斷引入國(guó)內(nèi)，但沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電力行業(yè)乃至社會(huì)生活的影響如此之大，帶動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的思想變革和技術(shù)變革。本文試圖從什么是數(shù)字化變電站開始，簡(jiǎn)要介紹數(shù)字化變電站的結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)及存在問(wèn)題，延伸到什么是數(shù)字化水電站以及其國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)

5、狀。筆者認(rèn)為，基于IEC61850的數(shù)字化水電站將具有十分強(qiáng)大的生命力，將成為未來(lái)水利水電自動(dòng)化的主導(dǎo)技術(shù)。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將數(shù)字化變電站分為過(guò)程層、間隔層和站控層如下圖所示，各層內(nèi)部及各層之間采用高速網(wǎng)絡(luò)通信。整個(gè)系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)可以分為：站控層和間隔層之間的間隔層通訊網(wǎng)、以及間隔層和過(guò)程層之間的過(guò)程層通訊網(wǎng)。站控層通信全面采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)控后臺(tái)

6、、遠(yuǎn)動(dòng)通信管理機(jī)和保護(hù)信息子站均可直接接入IEC61850裝置。同時(shí)提供了完備的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC618506規(guī)范的SCL文件，可在不同廠家的工程工具之間進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交互。間隔層通訊網(wǎng)采用星型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在該網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)實(shí)現(xiàn)跨間隔的橫向聯(lián)鎖功能。網(wǎng)絡(luò)采用IEC61850國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信，非IEC61850規(guī)約的設(shè)備需經(jīng)規(guī)約轉(zhuǎn)換后接入?？紤]到傳輸距離和抗干擾要求，各繼電小室與主控室之間應(yīng)采用光纖，而在各小室內(nèi)部設(shè)備之

7、間的通訊則可采用屏蔽雙絞線。圖1數(shù)字化變電站的層次結(jié)構(gòu)3數(shù)字化數(shù)字化變電變電站的技術(shù)特點(diǎn)站的技術(shù)特點(diǎn)4.1一次設(shè)備的智能化一次設(shè)備中被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路都采用微處理器和光電技術(shù)的設(shè)計(jì)，這使常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了，傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接被數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)所取代。可編程控制器代替了變電站二次回路中常規(guī)的繼電器和其邏輯回路，常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。尤其是電子式互感器的應(yīng)用，克服了