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电力配电自动化创新产品方案

        发布时间:2016-08-13

电力配电自动化创新产品方案书

一、背景

1、中国电力系统电力自动化发展现状

    中国电力系统电力自动化规划路线是从高压到低压,从发电到变电到输电到配电,现状来看,35KV以上国家已完成基于IEC61850通讯规约的变电站或输电网改造或建设;发电厂除一部分小型私营的小电站外,国家控制的已导入基于IEC61850规约的标准化改造及建设。当下国家政策重点是配网自动化,也就是10KV的公共电网的自动化改造及建设!国家对此块投入了万亿级的资金,全国各地建设如火如荼!

那么下一步,还剩什么?

2、配电自动化将是未来电力自动化的蓝海和风口

A、什么是配电自动化

    配电通俗来讲就是分配电能,用户接入配网,建立分配电能的开闭所或用户变配电设施,将电能分配到相应的用电设备处,设备受能进行生产或提供电能转化的服务。

配电自动化就是相应从用户接入配网点开始到用电设备受能这一块的自动化。

自动化电力系统一般简述为四遥:遥测、遥信、遥调、遥控!

遥测:远程监测用电设备的电参量(电压、电流、功率、频率、电度、谐波等)

遥信:远程监测用电设备的信号量(实遥信和虚遥信),实遥信一般指需要监测的开关状态,虚遥信指由一系列逻辑形成的告警或动作信号,最终都以01的状态上送到监控端解析处理,为监控系统提供设备的状态量。

遥调:远程调整智能设备的参数以适应系统的变化。

遥控:在需要时远方控制相关开关设备的分合。

B、配电自动化的特点

1)对于用户来讲:我站内所有配电设备运行的状态及自动化控制,那么需要就地后台监控。

2)对于配网来讲:电力部门由于安全因素需要知道整个站的一些关键数据,那么需要数据远送电网调度。

3)对于配电设备较分散的场合(如配电室或箱变距离越过1KM),需要通讯子站收集就近智能设备数据并与其它子站通讯组网上传用户主站,用户主站接就地后台监控和转发电网调度。

3、配电自动化现状

以典型高配用户为例

110KV侧大部分新上项目已普及了微机型保护测控装置(带通讯),部分还配备了带通讯的电力仪表。部分压变柜或所变柜需要遥测及遥信的采集补充。

2)直流系统直流屏一般都配有带通讯的监控装置。

3)低压侧大部分主开关使用智能开关或配备带通讯的电力网络仪表,一般出线需要遥测及遥信的采集补充。

4)用户有要求实现配电自动化的,一般现在配置公共测控屏(补充系统智能设备没到位的遥测跟遥信),远动通讯屏(通讯管理+网络交换)。该方案造价高,占地面积大,不利于改造升级,专业分散维护沟通成本高。

二、创新产品----站所终端一体化智能装置

1、功能特征

A、公共测控保护+通讯管理功能+网络交换功能的一体化智能装置

B、公共测控保护部分

1)两至三侧的电量测量,不少于40个的硬遥信接入,不少于3路的遥控输出,不少于6路的环境量检测(温度、湿度)。

2)各回路的通用10KV电量保护和非电量保护。

3)各回路的电能质量监测(谐波畸变率,谐波含量)。

4)故障录波

5)事件报告

6)卫星或网络对时(由于自动化系统整个接入电力调度,因此统一的时钟非常必要,有利于以时间为单位调取故障线路上各智能装置某一时刻的故障信息,做对比分析。若时间不统一,则有可能装置自身的时钟误差,造成分析前因后果没有参考座标)。

C、通讯管理部分

1)不少于8个串口,因为配电智能设备(保护、仪表、直流屏等)多采用RS485串口通讯,考虑现场规约不同,设计多串口接入周边2KM范围内的智能设备,收集智能设备采样的相关数据。

2)不少于4个以太网口,可作为现场后台监控的接口,也可作为周边100米范围内以太网智能设备的数据收集。此口还可扩展用作现场视频监控接入端口。

3)装置具备各保护厂家IEC60870-5-101 103 104继电保护标准规约及远动规约,具备标准MODBUS协议规约,因为10KV及以下配电用户设备多采用以上规约,因此做为规约基本配置;至于IEC61850数字化变电站的通讯规约,做为可选项,需要时提供。另外,装置还可针对特殊规约进行开发配置。达到现场所有智设备均可与通讯管理模块正常通讯,实现规约的转换和数据的上传下发。

D、网络交换部分

1)具备两路光纤以太网接口,可接成自愈式环网,可与距离在50KM以内的其它子站(就是另一台类似的这种智能装置)或主站通信,实现数据的上传下发。

2)在不具备光纤专用通道的场合,可扩展GRPS无线通讯信号,进行无线数据远距离收发。有手机基站的地方就能到达。

2、技术特征

1)站所终端一体化智能装置是一款整合了保护、测控、电能质量、规约转换、通信技术各专业成熟技术的一款创新型产品。

2)在一套可以实现上述专业功能的硬件平台上,功能软件化,模块化,实现真正意义上的配电自动化系统集成。

3)整机采用6U半大机箱,可方便安装在开关柜仪表室或箱变低压仪表室。

三、创新产品的价值和意义

1、创新产品的价值

现有方案与新方案比较表:

物理配电单元自动化老方案

物理配电单元自动化新方案

对比结论

配置

造价

要求

配置

造价

要求

公共测控屏

远动屏

10万左右

专用安装位置

站所终端一体化装置一台

2-4万售价计

直接设计在开关柜仪表室上

使用新方案极大的降低了用户直接采购成本,同时为用户节约了空间,可以使用户变电站更加小型化,节约土建,提高土地利用面积。

子站通讯箱(测控+通讯+网关)

8万左右

专用安装位置

2、创新产品的意义

在物理单元上根据物理距离或接入智能设备数量两个维度,技术方案设置相应数量的站所终端一体化装置,使配电自动化的组网方案,后台方案成为一种标准方案,用户只需要在需要时配置当地监控系统和接入调度网即可,不必在实现配电自动化过程中进行二次改造,增加设备,重新布线等繁重的工作量。让配电自动化成为一种即插即用的选择!

3、站所终端一体化智能装置设计在哪里和设计原则是什么?

A、以物理距离为设计要素

1)接入配网的高配室设置一台站所终端一体化装置作为配电自动化主站

2)在低压配电室与主站相距超过1KM时在低压配电总柜上设置一台站所终端一体化智能装置做为子站,或距离不远且接入智能设备数量不多,低压配电部分直接接入高压自动化主站。

3)箱变内设置一台站所终端一体化智能装置做为自动化子站

4)距离较主站较远的变电所设置自动化子站。

B、以智能设备接入数量为考量

一般情况下一台站所一体化智能终端足以满足自动化主站要求,特别情况下,若接入智能设备过多,装置通道不够用时,可设置两台一体化智能装置。

四、创新产品的成本及技术可行性

1、元件成本预估不超过4000元。

2、售价要考虑服务费用。

3、各专业模块技术相对都是成熟技术,只是需要整合在一个装置中,对售后现场人员素质要求高。


综述:该站所终端一体化智能装置符合中国电网发展趋势,也符合现在世界潮流的智能电网,大数据,互联网+的概念。创新产品结合技术选型引导,此产品必将成为未来配网自动化主流关键元件!


本文由悍客电气(上海)有限公司原创发表,作者:张陇林 18800359205,有意者可联系,合作共赢共创未来!2016-8-13

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