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基于IEC 61850的直流屏建模与实现

2021-03-26

智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑,智能变电站技术总则给出了智能变电站的定义,并可以根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等功能[1]。近年来,基于IEC61850标准、以太网的数字化智能变电站技术成为发展趋势,并开发了很多产品,取得了系统开发、工程实践应用经验。利用传感器对关键设备的运行状况进行实时监控,进而实现电网设备可观测、可测控和自动化是智能设备的核心任务和目标[2]。直流屏是变电站的重要二次设备,通过通信接口可远程获得直流电源系统的运行参数,可以设定和修改运行状态及其定值,满足电力系统自动化和无人值守变电站安全运行的需要。直流屏是数字化变电站的重要组成部分,主要作用是为数字化变电站的控制负荷、动力负荷以及直流事故照明负荷等提供电源。本文介绍了基于IEC61850标准的直流屏建模和产品研制。IEC61850标准已经涵盖直流屏的全部数据要求,根据目前直流屏的数据使用特点,建立其通信模型。1直流屏信息采集与监控1.1直流屏智能变电站是以变电站一、二次系统为智能化对象,对数字化信息进行统一建模,将物理设备虚拟化,实现信息共享和互操作[3]。一般变电站所使用的直流屏都是提供基于串口方式的统一通信协议。IEC61850智能化系统取代传统变电站二次系统,已经成为当前电力系统的发展方向[4]。作为间隔级智能装置的直流屏由交流配电单元、充电模块、蓄电池组、降压单元、绝缘监测单元、有源逆变单元和交流防雷装置等部分构成,其基本功能包括测量电压、电流、电阻、温度、充电时间和采样时间间隔。直流屏提供以太网接口,符合变电站间隔级智能装置的IEC61850通信协议的规范。1.2直流监控系统的构成智能变电站中基于微电子、计算机技术、网络技术的继电保护设备强大的自检能力为状态检修技术的实现提供了良好的基础[5]。直流监控系统是智能变电站重要的组成部分,直流监控系统包括一个主站和多个远动子站,主要由主控室公用测控屏、远动屏、调度网络设备屏、继电保护故障信息处理系统屏、通信蓄电池屏、全球定位系统(globalpo-sitioningsystem,GPS)同步时钟屏、直流电源屏、通信标准机柜和多媒体视频监控机屏组成。子站将直流电源屏上传的数据经过智能协议转换单元转换成TCP/IP后,再上传到主站的服务器上。主站服务器对子站传递的数据进行处理后,通过以太网发布出去,以太网内的计算机通过监控软件可以查看子站中的直流屏运行情况[6]。直流监控系统主要分为站控层、间隔层和过程层[7]。宁夏某变电站的直流监控系统结构如图1所示。PLC可编程式逻辑控制器,programmablelogiccontroller的缩写;CDT循环远动,cycledistancetransmission的缩写。图1直流屏监控系统结构站控层由监控服务器等系统设备组成,负责系统的监控和维护,将各种信息进行分类存储和管理,可以向多个子站发送报文。间隔层由通信管理机和现场直流电源监控器等设备组成,通信管理机和电源监控器之间采用RS-485或RS-232进行通信。过程层由直流电源、蓄电池监测装置、绝缘监测仪等智能设备组成。2直流监控系统的通信2.1直流监控通信网关智能变电站作为一种性能更优良的结构体系,有利于站域保护、站域控制等功能的实现[8]。在智能变电站中,智能电子设备充当IEC61850标准服务器;站控层主站充当IEC61850标准客户端,采用以太网与IEC61850标准进行网络通信。

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