《智能变电站一体化监控系统规范》-国网版资料.pdf
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1、ICS xx.xxx 备案号: CEC 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q / GDWxxx 2011 智能变电站一体化监控系统 建设技术规范 Technical specifications for construction of integrated supervision and control system of smart substation (报批稿) 2011-xx-xx 发布2011-xx-xx 实施 Q/GDW Q / GDWXXX 20XX 国家电网公司发布 II 目次 前言 I I 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 总则 2 5 体系
2、架构及功能要求 2 5.1 智能变电站自动化体系架构. 2 5.2 一体化监控系统架构. 2 5.3 系统功能要求. 3 5.4 应用间数据流向. 6 6 一体化监控系统结构 7 6.1 系统结构 . 7 6.2 网络结构 . 9 7 系统配置 9 7.1 硬件配置 . 9 7.2 系统软件配置. . 10 7.3 时间同步 . . 11 7.4 性能要求 . . 11 8 数据采集与信息传输. 12 9 二次系统安全防护. 12 编制说明 13 Q / GDWXXX 20XX 前言 智能变电站是智能电网的重要环节,一体化监控系统是智能电网调度控制和生产管理的基础,是大 运行体系建设的基础,是
3、备用调度体系建设的基础。为规范智能变电站建设,按照“统一规划、统一标 准、统一建设”的原则,国家电网公司组织编写了智能变电站一体化监控系统建设技术规范。 本标准规定了智能变电站一体化监控系统体系架构、功能要求和系统配置等,为智能变电站设计和 建设提供技术标准和依据。 本标准由国家电力调度通信中心提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准主要起草单位: 本标准主要起草人: Q / GDWXXX 20XX 1 智能变电站一体化监控系统建设技术规范 1 范围 本标准规范了智能变电站一体化监控系统的体系架构、系统功能、网络结构、系统配置、数据采集 与信息传输、安全防护等建设技术要求,规定了
4、相关术语和定义。 本标准适用于110kV( 66kV)及以上电压等级智能变电站的设计、设备研制和工程调试。35kV及以 下电压等级变电站可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 20840.8 互感器第 8 部分:电子式电流互感器(GB/T 20840.8,MOD IEC60044-8: 2001) DL/T 634.5101 远动设备及系统第5-101 部分:传输规约基本远动任务配套标准 DL/T 634.5104 远动设备及系统第
5、5-104 部分:传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-101 网 络访问 DL/T 860 变电站通信网络和系统 Q/GDW 215 电力系统数据标记语言-E 语言规范 Q/GDW 383 智能变电站技术导则 Q/GDW 396 IEC61850工程继电保护应用模型 Q/GDW 416 电力系统同步相量测量(PMU )测试技术规范 Q/GDW 441 智能变电站继电保护技术规范 Q/GDW 534 变电设备在线监测系统技术导则 Q/GDW 622 电力系统简单服务接口规范 Q/GDW 623 电力系统动态消息编码规范 Q/GDW 624 电力系统图形描述规范 国家电力监管委员会第
6、5 号令电力二次系统安全防护规定 国家电力监管委员会电监安全200634 号电力二次系统安全防护总体方案 3 术语和定义 Q / GDW 383 、 Q / GDW 441 、QGDW 215 、QGDW 396 、QGDW 416 、QGDW 534 、Q GDW 622 中界定的以及下列术语和定义适用于本规范。 3.1 智能变电站一体化监控系统integrated supervision and control system of smart substation 按照全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的基本要求,通过系统集成优化,实现全 站信息的统一接入、统一存储和统一展示,
7、实现运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能告警、运 行管理和辅助应用等功能。 3.2 全景数据panoramic data 反映变电站运行的稳态、暂态、动态数据、设备运行状态以及图像、模型等数据的集合。 3.3 数据通信网关机communication gateway 一种通信装置。实现智能变电站与调度、生产等主站系统之间的通信,为主站系统实现智能变电站 监视控制、信息查询和远程浏览等功能提供数据、模型和图形的传输服务。 Q / GDWXXX 20XX 2 3.4 综合应用服务器comprehensive application server 实现与状态监测、计量、电源、消防、安防和环境监测
8、等设备(子系统)的信息通信,通过综合分 析和统一展示,实现一次设备在线监测和辅助设备的运行监视、控制与管理。 3.5 数据服务器data server 实现智能变电站全景数据的集中存储,为各类应用提供统一的数据查询和访问服务。 3.6 计划管理终端 scheduled manage terminal 配备安全文件网关的人机终端,实现调度计划、检修工作票、保护定值单等管理功能。 4 总则 智能变电站一体化监控系统的基本技术原则如下: a)遵循 DL/T 860 ,实现全站信息统一建模; b)建立变电站全景数据,满足基础数据的完整性、准确性和一致性的要求; c)实现变电站信息统一存储,提供统一规范
9、的数据访问服务; d)继电保护配置及相关技术要求遵循Q/GDW 441 ; e)与调度主站通信的文件描述和配置遵循Q/GDW 622 、 Q/GDW 623 和 Q/GDW 624 ; f)变电站信息通信遵循国家电力监管委员会电监安全200634 号文中 电力二次系统安全防护 总体方案和变电站二次系统安全防护方案要求。 5 体系架构及功能要求 5.1 智能变电站自动化体系 智能变电站自动化体系由一体化监控系统和输变电设备状态监测、辅助设备、时钟同步、计量等共 同构成。一体化监控系统纵向贯通调度、生产等主站系统,横向联通变电站内各自动化设备,处于体系 结构的核心部分。 智能变电站一体化监控系统直
10、接采集 站内电网运行信息和二次设备运行状态信息,通过标准化接口 与输变电设备状态监测、辅助应用、计量等进行信息交互,实现变电站全景数据采集、处理、监视、控 制、运行管理等,其逻辑关系如图1 所示。 计 量 装 置 变压器在线监视IED 开关设备在线监视IED 避雷器在线监视IED 电源 设备 消防 设备 安防 设备 环境 监测 暖通 设备 调度(调控)中心 绿色 照明 门禁 设备 视频 设备 辅助应用 输变电状态监测 智能变电站一体化监控系统 保 护 装 置 测控 /PMU 稳 控 装 置 图 1 智能变电站自动化体系架构逻辑关系图 5.2 一体化监控系统架构 如图 2 所示,智能变电站一体化
11、监控系统可分为安全区和安全区。 Q / GDWXXX 20XX 3 在安全区中,监控主机采集电网运行和设备工况等实时数据,经过分析和处理后进行统一展示, 并将数据存入数据服务器。区数据通信网关机通过直采直送的方式实现与调度(调控)中心的实时数 据传输,并提供运行数据浏览服务。 在安全区中,综合应用服务器与 输变电设备状态监测和辅助设备 进行通信,采集电源、计量、消 防、安防、环境监测等信息,经过分析和处理后进行可视化展示,并将数据存入数据服务器。区数据 通信网关机通过防火墙从数据服务器获取区数据和模型等信息,与调度(调控)中心进行信息交互, 提供信息查询和远程浏览服务。 综合应用服务器通过正反
12、向隔离装置向/区数据通信网关机发布信息,并由 /区数据通信网 关机传输给其他主站系统。 数据服务器存储变电站模型、图形和操作记录、告警信息、在线监测、故障波形等历史数据,为各 类应用提供数据查询和访问服务。 计划管理终端实现调度计划、检修工作票、保护定值单的管理等功能。视频可通过综合数据网通道 向视频主站传送图像信息。 图 2 智能变电站一体化监控系统架构示意图 5.3系统功能要求 5.3.1功能结构 智能变电站一体化监控系统的应用功能结构如图3 所示分为三个层次:数据采集和统一存储、数据 消息总线和统一访问接口、五类应用功能。 五类应用功能包括:运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、
13、运行管理、辅助应用。 Q / GDWXXX 20XX 4 统 一 访 问接 口 消 息 总 线 运行监视 运行工况监视 设备状态监测 远程浏览 操作与控制 调度控制 站内操作 无功优化 负荷控制 顺序控制 防误闭锁 信息综合分析与智能 告警 站内数据辨识 故障综合分析 智能告警 运行管理 源端维护 权限管理 设备管理 检修管理 辅助应用 电源监控 安全防护 环境监测 辅助控制 消 息 总 线 统 一 数 据存 储 硬 件 支 撑 设 备硬 件 支 撑 设 备 智能操作票 定值管理 图 3 智能变电站一体化监控系统应用功能结构示意图 5.3.2运行监视 通过可视化技术,实现对电网运行信息、保护信
14、息、一、二次设备运行状态等信息的运行监视和综 合展示。包含以下三个方面: a)运行工况监视 1)实现智能变电站全景数据的统一存储和集中展示; 2)提供统一的信息展示界面,综合展示电网运行状态、设备监测状态、辅助应用信息、事件 信息、故障信息; 3)实现装置压板状态的实时监视,当前定值区的定值及参数的召唤、显示。 b)设备状态监测 1)实现一次设备的运行状态的在线监视和综合展示; 2)实现二次设备的在线状态监视,宜通过可视化手段实现二次设备运行工况、站内网络状态 和虚端子连接状态监视; 3)实现辅助设备运行状态的综合展示。 c)远程浏览 调度(调控) 中心可以通过数据通信网关机,远方查看智能变电
15、站一体化监控系统的运行数据, 包括电网潮流、设备状态、历史记录、操作记录、故障综合分析结果等各种原始信息以及分析处理 信息。 5.3.3操作与控制 实现智能变电站内设备就地和远方的操作控制。包括顺序控制、无功优化控制、正常或紧急状态下 的开关 /刀闸操作、 防误闭锁操作等。调度(调控) 中心通过数据通信网关机实现调度控制、远程浏览等。 包含以下内容: a)站内操作 1) 具备对全站所有断路器、电动开关、主变有载调压分接头、无功功率补偿装置及与控制运 行相关的智能设备的控制及参数设定功能; 2) 具备事故紧急控制功能,通过对开关的紧急控制,实现故障区域快速隔离; 3) 具备软压板投退、定值区切换
16、、定值修改功能。 b)调度控制 1) 支持调度(调控)中心对站内设备进行控制和调节; 2) 支持调度(调控)中心对保护装置进行远程定值区切换和软压板投退操作。 c)自动控制 1) 无功优化控制 根据电网实际负荷水平,按照一定的策略对站内电容器、电抗器和变压器档位进行自动调 Q / GDWXXX 20XX 5 节,并可接收调度(调控)中心的投退和策略调整指令。 2) 负荷优化控制 根据预设的减载目标值,在主变过载时根据确定的策略切负荷,可接收调度(调控)中心 的投退和目标值调节指令。 3) 顺序控制 在满足操作条件的前提下,按照预定的操作顺序自动完成一系列控制功能,宜与智能操作 票配合进行。 d
17、)防误闭锁 根据智能变电站电气设备的网络拓扑结构,进行电气设备的有电、停电、接地三种状态的 拓扑计算,自动实现防止电气误操作逻辑判断。 e)智能操作票 在满足防误闭锁和运行方式要求的前提下,自动生成符合操作规范的操作票。 5.3.4信息综合分析与智能告警 通过对智能变电站各项运行数据(站内实时 /非实时运行数据、辅助应用信息、 各种报警及事故信号 等)的综合分析处理,提供分类告警、故障简报及故障分析报告等结果信息。包含以下内容: a)站内数据辨识 1)数据校核 检测可疑数据,辨识不良数据,校核实时数据准确性。 2)数据筛选 对智能变电站告警信息进行筛选、分类、上送。 b)故障分析决策 1)故障
18、分析 在电网事故、保护动作、装置故障、异常报警等情况下,通过综合分析站内的事件顺序记 录、保护事件、故障录波、同步相量测量等信息,实现故障类型识别和故障原因分析。 2)分析决策 根据故障分析结果,给出处理措施。宜通过设立专家知识库,实现单事件推理、关联多事 件推理、故障智能推理等智能分析决策功能。 3)人机互动 根据分析决策结果,提出操作处理建议,并将事故分析的结果进行可视化展示。 c)智能告警 建立智能变电站故障信息的逻辑和推理模型,进行在线实时分析和推理,实现告警信息的分类 和过滤,为调度(调控)中心提供分类的告警简报。 5.3.5运行管理 通过人工录入或系统交互等手段,建立完备的智能变电
19、站设备基础信息,实现一、二次设备运行、 操作、检修、维护工作的规范化。具体内容如下: a)源端维护 1)遵循 Q/GDW624 ,利用图模一体化建模工具生成包含变电站主接线图、网络拓扑、一二次 设备参数及数据模型的标准配置文件,提供给一体化监控系统与调度(调控)中心; 2)智能变电站一体化监控系统与调度(调控)中心根据标准配置文件,自动解析并导入到自 身系统数据库中; 3)变电站配置文件改变时,装置、一体化监控系统与调度(调控) 中心之间应保持数据同步。 b)权限管理 1)设置操作权限,根据系统设置的安全规则或者安全策略,操作员可以访问且只能访问自己 被授权的资源; 2)自动记录用户名、修改时
20、间、修改内容等详细信息。 c)设备管理 1)通过变电站配置描述文件(SCD)的读取、与生产管理信息系统交互和人工录入三种方式 建立设备台账信息; 2)通过设备的自检信息、状态监测信息和人工录入三种方式建立设备缺陷信息。 Q / GDWXXX 20XX 6 d)定值管理 接收定值单信息,实现保护定值自动校核。 e)检修管理 通过计划管理终端,实现检修工作票生成和执行过程的管理。 5.3.6辅助应用 通过标准化接口和信息交互,实现对站内电源、安防、消防、视频、环境监测等辅助设备的监视与 控制。包含以下四个方面内容: a)电源监控 采集交流、直流、不间断电源、通信电源等站内电源设备运行状态数据,实现
21、对电源设备的管 理。 b)安全防护 接收安防、消防、门禁设备运行及告警信息,实现设备的集中监控。 c)环境监测 对站内的温度、湿度、风力、水浸等环境信息进行实时采集、处理和上传。 d)辅助控制 实现与视频、照明的联动。 5.4 应用间数据流向 智能变电站五类应用功能数据流向见图4: 标 准 数 据 总 线 与 接 口 运行监视 操作与 控制 信息综合分 析与智能告 警 运行管理辅助应用 告警信息 历史数据 状态监测 数据 保护信息 辅助信息 PMU 数据 分析结果 实时数据 录波数据 计量数据 当地 / 远 方操作控 制指令 实时数据 辅助信息 保护信息 控制指令 实时数据 / 历史数据 状态
22、监测 数据 PMU 数据 设备基础 信息 辅助信息 保护信息 录波数据 告警信息 保护定值单 配置文件 设备操作记 录 设备铭牌 告警简报 故障分析 简报 故障报告 设备基础 信息 操作票 检修票 联动控制 指令 辅助信息 调度(调控)中心 远程操作与 控制指令 实时 / 历史数据 分析结果 监控画面 告警简报 故障分析报告 环境信息 . 数 据 传 输 接 口 安全防护措施 其他主站系统 远程浏览 参数设置 控制指令 计量数据 在线监测数据 PMU 数据 视频数据 设备基础信息 保护定值 安全防护措施 图 4 智能变电站五类应用功能数据流向图 5.4.1内部数据流 运行监视、操作与控制、信息
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