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，簡要介紹數(shù)字化變電站的結構、技術特點、優(yōu)點及存在問題，延伸到什么是數(shù)字化水電站以及其國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。認為，基于IEC61850的數(shù)字化水電站將具有十分強大的生命力，將成為未來水利水電自動化的主導技術。關鍵詞：關鍵詞：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IBM公司曾與全球電力專業(yè)研究機構、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)”，電力公司可以通過使用傳感器、計量表、數(shù)字控件和分析工具，自動監(jiān)控電網(wǎng)，優(yōu)化電網(wǎng)性能、防止斷電、更快地恢復供電，消費者對電力使用的管理也可細化到每個聯(lián)網(wǎng)的裝置。這個可以看作智能電網(wǎng)最完整的一個解決方案，標志著智能電網(wǎng)概念的正式誕生。2007年10月，華東電網(wǎng)正式啟動了智能電網(wǎng)可行性研究項目，并規(guī)劃了從200

3、8年至2030年的“三步走”戰(zhàn)略。該項目的啟動標志著中國開始進入智能電網(wǎng)領域。2008年9月Google與GE聯(lián)合發(fā)表聲明對外宣布，他們正在共同開發(fā)清潔能源業(yè)務，核心是為美國打造國家智能電網(wǎng)。2009年2月10日，谷歌開始測試名為谷歌電表的用電監(jiān)測軟件。美國奧巴馬政府2009年4月宣布了一項新提議，計劃劃撥約40億美元的刺激資金用于開發(fā)新的電力傳輸技術，希望推動新的人工智能電網(wǎng)的開發(fā)，提高美國電力基礎設施的效率。智能電網(wǎng)、數(shù)字電網(wǎng)正方興

4、未艾，熱火朝天，引發(fā)了一場當今世界電力系統(tǒng)發(fā)展巨大變革，并被認為是21世紀電力系統(tǒng)的重大科技創(chuàng)新和發(fā)展趨勢。這場變革的核心是電力系統(tǒng)設施的智能化和數(shù)字互聯(lián)，關鍵技術是互聯(lián)標準。國際上先后也有許多通信接口標準不斷引入國內(nèi)，但沒有一個標準對電力行業(yè)乃至社會生活的影響如此之大，帶動了整個行業(yè)的思想變革和技術變革。本文試圖從什么是數(shù)字化變電站開始，簡要介紹數(shù)字化變電站的結構、技術特點、優(yōu)點及存在問題，延伸到什么是數(shù)字化水電站以及其國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)

5、狀。筆者認為，基于IEC61850的數(shù)字化水電站將具有十分強大的生命力，將成為未來水利水電自動化的主導技術。間的電纜連接，逐步改變?yōu)殡娮邮交ジ衅鳌⒅悄芑淮卧O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)絡通信。整個系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡可以分為：站控層和間隔層之間的間隔層通訊網(wǎng)、以及間隔層和過程層之間的過程層通訊網(wǎng)。站控層通信全面采用IEC61850標準，監(jiān)控后臺

6、、遠動通信管理機和保護信息子站均可直接接入IEC61850裝置。同時提供了完備的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行數(shù)據(jù)信息交互。間隔層通訊網(wǎng)采用星型網(wǎng)絡架構，在該網(wǎng)絡上同時實現(xiàn)跨間隔的橫向聯(lián)鎖功能。網(wǎng)絡采用IEC61850國際標準進行通信，非IEC61850規(guī)約的設備需經(jīng)規(guī)約轉換后接入?？紤]到傳輸距離和抗干擾要求，各繼電小室與主控室之間應采用光纖，而在各小室內(nèi)部設備之

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構3數(shù)字化數(shù)字化變電變電站的技術特點站的技術特點4.1一次設備的智能化一次設備中被檢測的信號回路和被控制的操作驅動回路都采用微處理器和光電技術的設計，這使常規(guī)機電式繼電器及控制回路的結構簡化了，傳統(tǒng)的導線連接被數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號網(wǎng)絡所取代。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)的強電模擬信號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用，克服了