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                            基于IEC 61850的直流屏建模與實現

                            2021-03-26

                            智能變電站是堅強智能電網的重要基礎和支撐,智能變電站技術總則給出了智能變電站的定義,并可以根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等功能[1]。近年來,基于IEC61850標準、以太網的數字化智能變電站技術成為發展趨勢,并開發了很多產品,取得了系統開發、工程實踐應用經驗。利用傳感器對關鍵設備的運行狀況進行實時監控,進而實現電網設備可觀測、可測控和自動化是智能設備的核心任務和目標[2]。直流屏是變電站的重要二次設備,通過通信接口可遠程獲得直流電源系統的運行參數,可以設定和修改運行狀態及其定值,滿足電力系統自動化和無人值守變電站安全運行的需要。直流屏是數字化變電站的重要組成部分,主要作用是為數字化變電站的控制負荷、動力負荷以及直流事故照明負荷等提供電源。本文介紹了基于IEC61850標準的直流屏建模和產品研制。IEC61850標準已經涵蓋直流屏的全部數據要求,根據目前直流屏的數據使用特點,建立其通信模型。1直流屏信息采集與監控1.1直流屏智能變電站是以變電站一、二次系統為智能化對象,對數字化信息進行統一建模,將物理設備虛擬化,實現信息共享和互操作[3]。一般變電站所使用的直流屏都是提供基于串口方式的統一通信協議。IEC61850智能化系統取代傳統變電站二次系統,已經成為當前電力系統的發展方向[4]。作為間隔級智能裝置的直流屏由交流配電單元、充電模塊、蓄電池組、降壓單元、絕緣監測單元、有源逆變單元和交流防雷裝置等部分構成,其基本功能包括測量電壓、電流、電阻、溫度、充電時間和采樣時間間隔。直流屏提供以太網接口,符合變電站間隔級智能裝置的IEC61850通信協議的規范。1.2直流監控系統的構成智能變電站中基于微電子、計算機技術、網絡技術的繼電保護設備強大的自檢能力為狀態檢修技術的實現提供了良好的基礎[5]。直流監控系統是智能變電站重要的組成部分,直流監控系統包括一個主站和多個遠動子站,主要由主控室公用測控屏、遠動屏、調度網絡設備屏、繼電保護故障信息處理系統屏、通信蓄電池屏、全球定位系統(globalpo-sitioningsystem,GPS)同步時鐘屏、直流電源屏、通信標準機柜和多媒體視頻監控機屏組成。子站將直流電源屏上傳的數據經過智能協議轉換單元轉換成TCP/IP后,再上傳到主站的服務器上。主站服務器對子站傳遞的數據進行處理后,通過以太網發布出去,以太網內的計算機通過監控軟件可以查看子站中的直流屏運行情況[6]。直流監控系統主要分為站控層、間隔層和過程層[7]。寧夏某變電站的直流監控系統結構如圖1所示。PLC可編程式邏輯控制器,programmablelogiccontroller的縮寫;CDT循環遠動,cycledistancetransmission的縮寫。圖1直流屏監控系統結構站控層由監控服務器等系統設備組成,負責系統的監控和維護,將各種信息進行分類存儲和管理,可以向多個子站發送報文。間隔層由通信管理機和現場直流電源監控器等設備組成,通信管理機和電源監控器之間采用RS-485或RS-232進行通信。過程層由直流電源、蓄電池監測裝置、絕緣監測儀等智能設備組成。2直流監控系統的通信2.1直流監控通信網關智能變電站作為一種性能更優良的結構體系,有利于站域保護、站域控制等功能的實現[8]。在智能變電站中,智能電子設備充當IEC61850標準服務器;站控層主站充當IEC61850標準客戶端,采用以太網與IEC61850標準進行網絡通信。

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