【摘要】：智能變電站是智能電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的核心,其發(fā)展趨勢之一為集成化。智能變電站集成化的目標(biāo)是在應(yīng)用功能不縮減、設(shè)備可靠性能不降低的前提下,精簡站內(nèi)設(shè)備數(shù)量和降低后續(xù)運維成本。目前的集成化方案主要集中在間隔層或過程層,如繼電保護功能和測控功能的融合,或者合并單元和智能終端的融合等。本論文提出了一種更為全面的集成方案,將單間隔內(nèi)的間隔層功能和過程層功能合并至單一裝置內(nèi),即二次多功能合一裝置。論文分析了全面集成方案下裝置內(nèi)外部的通信需求及數(shù)據(jù)流向,理論分析了三網(wǎng)合一的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載及可行性。二次多功能合一裝置的方案在實現(xiàn)單間隔內(nèi)功能全面集成的同時也改變了智能變電站的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在標(biāo)準(zhǔn)的三層架構(gòu)智能變電站中,間隔層設(shè)備和過程層設(shè)備間通過光纖互連來傳遞SV、GOOSE等過程層信息。由于多功能合一裝置的方案囊括了單間隔內(nèi)間隔層和過程層的全部功能,因此設(shè)備間光纖互連的通信方式轉(zhuǎn)變?yōu)檠b置內(nèi)部的總線通信。本論文提出了一種基于M-LVDS的裝置內(nèi)部高速通信總線,用于替代之前的光纖互連;根據(jù)過程層功能和間隔層功能的數(shù)據(jù)交互特點,此總線設(shè)計為多主并發(fā)競爭模式,通過令牌和優(yōu)先級機制保證總線上設(shè)備均等會占有總線,因此能夠保證過程層和間隔層間數(shù)據(jù)通信的實時性要求。智能變電站的交流量采樣系統(tǒng)呈現(xiàn)分布態(tài),但此分布式系統(tǒng)在橫向和縱向兩個角度需要協(xié)調(diào)處理。橫向角度上,由于電流差動保護功能的需求,相關(guān)間隔的采樣需要進行同步處理;縱向角度上,采樣值從過程層向間隔層傳遞時需要進行采樣頻率的轉(zhuǎn)換。不論是采樣同步還是采樣率轉(zhuǎn)換均涉及到對于采樣值的插值處理,即重采樣技術(shù)。目前應(yīng)用較為廣泛的插值算法為一階線性插值,即用直線擬合采樣波形曲線,因此插值算法會帶進插值誤差,進而會影響到智能設(shè)備的可靠運行。本論文創(chuàng)新性地分析了重采樣技術(shù)中,一階線性插值算法帶來的采樣值誤差問題;通過理論計算和實際驗證兩個環(huán)節(jié),著重研究了采樣頻率、插值位置這兩個核心要素在插值算法中對于各次諧波造成的幅值誤差和相位誤差,并針對于此提出了工程可實施性的改進建議。論文針對全面集成的方案進行了二次多功能合一裝置的樣機設(shè)計和工程驗證。裝置架構(gòu)以平臺化概念為基礎(chǔ),自下而上設(shè)計了硬件平臺、軟件平臺、應(yīng)用軟件和輔助調(diào)試軟件。硬件平臺以功能模塊為單元采用標(biāo)準(zhǔn)化接口設(shè)計,使其具有伸縮性和可裁剪性;軟件平臺以實時操作系統(tǒng)為基礎(chǔ),搭建適用于電力系統(tǒng)自動化產(chǎn)品的軟件庫,并將應(yīng)用軟件嵌入其中;輔助調(diào)試軟件包含邏輯圖等配置軟件,便于產(chǎn)品的快速開發(fā)和調(diào)試。二次多功能合一裝置已在某省級220kV戶外GIS智能變電站投入運行,其性能指標(biāo)均優(yōu)于非集成方案,達到了設(shè)計之初的目標(biāo),可進行推廣使用。
【圖文】：

第二章 裝置總體方案第二章 裝置總體方案能合一裝置的需求分析紀(jì)初 IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以來，國內(nèi)的電力系統(tǒng)自動化工作者便開展和工程實施，目前國內(nèi)新建變電站的自動化系統(tǒng)均為參照 IEC 61850間隔層和過程層網(wǎng)絡(luò)通信的交互方式來說，，大體分為“直采直跳”、“網(wǎng)跳”、“三網(wǎng)合一”四種模式，分別見圖 2-1，圖 2-2、圖 2-3 和圖 2

直采網(wǎng)跳示意圖
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM63

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本文編號：2698612