變電站自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用

目錄
總序
序言
前言
第1 章 概論 1
1.1 變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展歷程 1
1.2 智能變電站自動(dòng)化發(fā)展背景與現(xiàn)狀 3
1.3 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成 5
第2 章 變電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù) 8
2.1 概述 8
2.2 監(jiān)控系統(tǒng)體系架構(gòu)及其構(gòu)成 9
2.2.1 系統(tǒng)硬件配置 10
2.2.2 系統(tǒng)軟件環(huán)境 12
2.2.3 系統(tǒng)軟件架構(gòu) 12
2.3 關(guān)鍵技術(shù) 14
2.3.1 基于SOA 的平臺(tái)軟件架構(gòu) 14
2.3.2 主子站交互技術(shù) 18
2.3.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù) 21
2.3.4 數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳技術(shù) 24
2.3.5 人機(jī)界面接口技術(shù) 24
2.3.6 順序控制技術(shù) 26
2.3.7 源端維護(hù)技術(shù) 29
2.3.8 智能告警技術(shù) 31
2.3.9 故障信息綜合分析決策技術(shù) 33
2.3.10 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與優(yōu)化控制技術(shù) 34
2.3.11 數(shù)據(jù)校驗(yàn)技術(shù) 37
2.3.12 二次設(shè)備狀態(tài)診斷技術(shù) 39
2.3.13 智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)技術(shù) 40
第3 章 變電站測(cè)控及保護(hù)測(cè)控集成技術(shù) 42
3.1 概述 42
3.2 測(cè)控原理及實(shí)現(xiàn) 43
3.2.1 硬件設(shè)計(jì) 44
3.2.2 多種量測(cè)的綜合采集 46
3.2.3 開(kāi)關(guān)量時(shí)標(biāo)標(biāo)注方法 48
3.2.4 數(shù)字化采樣的同期檢測(cè) 50
3.2.5 智能變電站防誤閉鎖 51
3.2.6 多功能統(tǒng)一建模 52
3.3 保護(hù)測(cè)控集成裝置構(gòu)成及實(shí)現(xiàn) 53
3.4 關(guān)鍵技術(shù) 57
3.4.1 交流量采集技術(shù) 57
3.4.2 狀態(tài)量采集技術(shù) 59
3.4.3 控制輸出技術(shù) 60
第4 章 合并單元及智能終端技術(shù) 63
4.1 概述 63
4.2 過(guò)程層設(shè)備構(gòu)成及實(shí)現(xiàn) 64
4.2.1 互感器 64
4.2.2 合并單元裝置構(gòu)成及實(shí)現(xiàn) 65
4.2.3 智能終端裝置構(gòu)成及實(shí)現(xiàn) 67
4.3 關(guān)鍵技術(shù) 69
4.3.1 合并單元技術(shù) 69
4.3.2 智能終端技術(shù) 73
第5 章 時(shí)間同步技術(shù) 76
5.1 概述 76
5.2 時(shí)間同步技術(shù)在電力系統(tǒng)中的作用 77
5.3 電力系統(tǒng)授時(shí)技術(shù)和時(shí)間同步系統(tǒng) 77
5.4 智能變電站常見(jiàn)對(duì)時(shí)方式及對(duì)時(shí)原理 78
5.4.1 直流IRIG ? B 碼對(duì)時(shí) 78
5.4.2 IEEE 1588 對(duì)時(shí) 80
5.4.3 SNTP 對(duì)時(shí) 82
5.5 時(shí)間同步方法 82
5.6 關(guān)鍵技術(shù) 83
5.6.1 多時(shí)間源信號(hào)選擇技術(shù) 83
5.6.2 異常時(shí)鐘輸入信息的防誤及守時(shí)技術(shù) 86
5.6.3 時(shí)鐘同步狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù) 86
第6 章 同步相量測(cè)量技術(shù) 87
6.1 概述 87
6.2 廣域相量測(cè)量系統(tǒng)子站 87
6.3 同步相量測(cè)量裝置功能 88
6.3.1 交流量數(shù)據(jù)采集 88
6.3.2 發(fā)電機(jī)功角采集 89
6.3.3 直流量采集 89
6.3.4 開(kāi)關(guān)量采集 89
6.3.5 告警開(kāi)出 90
6.3.6 低頻振蕩監(jiān)測(cè) 90
6.3.7 次同步振蕩監(jiān)測(cè) 90
6.3.8 通信功能 90
6.3.9 歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 90
6.4 相量數(shù)據(jù)集中器功能 90
6.4.1 主要功能 90
6.4.2 冗余通信架構(gòu) 91
6.5 同步相量測(cè)量技術(shù) 92
6.5.1 同步相量測(cè)量算法 92
6.5.2 發(fā)電機(jī)功角測(cè)量算法 93
第7 章 IEC 61850 技術(shù) 95
7.1 概述 95
7.2 標(biāo)準(zhǔn)體系框架與概貌 95
7.3 關(guān)鍵技術(shù) 96
7.3.1 服務(wù)和通信映射技術(shù) 97
7.3.2 模型和自描述技術(shù) 102
7.3.3 MMS 通信技術(shù) 105
7.3.4 GOOSE 通信技術(shù) 107
7.3.5 采樣值通信技術(shù) 109
7.3.6 一致性測(cè)試技術(shù) 110
7.4 IEC 61850（第2 版） 114
第8 章 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 116
8.1 概述 116
8.2 智能變電站網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)及主要構(gòu)成 116
8.2.1 智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 116
8.2.2 智能變電站網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 116
8.3 關(guān)鍵技術(shù) 117
8.3.1 站控層網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 117
8.3.2 過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 118
8.3.3 以太網(wǎng)交換機(jī)關(guān)鍵技術(shù) 122
8.3.4 網(wǎng)絡(luò)通信報(bào)文記錄分析技術(shù) 128
第9 章 數(shù)字化計(jì)量技術(shù) 131
9.1 概述 131
9.2 數(shù)字化計(jì)量系統(tǒng)主要構(gòu)成 131
9.2.1 計(jì)量合并單元 132
9.2.2 數(shù)字化電能表 133
9.2.3 電能量采集終端 136
9.3 關(guān)鍵技術(shù) 138
9.3.1 數(shù)字化電能表技術(shù) 138
9.3.2 電能量采集終端技術(shù) 139
第10 章 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù) 141
10.1 概述 141
10.1.1 測(cè)量方法的分類 141
10.1.2 測(cè)量的電氣量和電能質(zhì)量參數(shù) 142
10.1.3 測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 142
10.2 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)原理 142
10.2.1 頻率偏差 142
10.2.2 電壓偏差 143
10.2.3 三相不平衡 144
10.2.4 諧波 144
10.2.5 電壓波動(dòng)與閃變 145
10.3 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要構(gòu)成 145
10.3.1 監(jiān)測(cè)終端 145
10.3.2 數(shù)據(jù)中心 147
10.3.3 后臺(tái)主站 147
10.4 關(guān)鍵技術(shù) 151
10.4.1 頻率測(cè)量技術(shù) 151
10.4.2 諧波測(cè)量技術(shù) 151
10.4.3 波動(dòng)閃變測(cè)量技術(shù) 151
10.4.4 暫升暫降事件檢測(cè)技術(shù) 151
第11 章 輔助監(jiān)控技術(shù) 152
11.1 概述 152
11.2 輔助監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)及主要構(gòu)成 152
11.2.1 輔助監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu) 152
11.2.2 輔助監(jiān)控系統(tǒng)功能 154
11.3 關(guān)鍵技術(shù) 156
11.3.1 視頻圖像監(jiān)控技術(shù) 156
11.3.2 安全防護(hù)與門禁技術(shù) 157
11.3.3 消防火災(zāi)監(jiān)控告警技術(shù) 159
11.3.4 交直流電源一體化技術(shù) 159
11.3.5 環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù) 162
11.3.6 智能照明技術(shù) 163
11.3.7 系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)技術(shù) 163
第12 章 變電站運(yùn)維技術(shù) 165
12.1 廣域運(yùn)維技術(shù) 165
12.1.1 概述 165
12.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 165
12.1.3 服務(wù)管理中心 167
12.1.4 運(yùn)維中心功能 168
12.1.5 變電站功能 169
12.2 巡檢機(jī)器人技術(shù) 171
12.3 配置工具 175
12.3.1 概述 175
12.3.2 總體要求 176
12.3.3 軟件功能 177
第13 章 信息安全技術(shù) 181
13.1 概述 181
13.2 信息安全原理 181
13.3 關(guān)鍵技術(shù) 182
13.3.1 IEC 62351 通信安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 182
13.3.2 安全分區(qū) 183
13.3.3 縱向加密技術(shù) 183
13.3.4 單向隔離技術(shù) 185
第14 章 二次模塊化技術(shù) 187
14.1 概述 187
14.1.1 概念及定義 187
14.1.2 特點(diǎn)與意義 187
14.2 常見(jiàn)方案 188
14.2.1 模塊劃分原則 188
14.2.2 預(yù)制艙式二次組合設(shè)備 189
14.2.3 模塊化二次設(shè)備 189
14.2.4 預(yù)制式戶外智能控制柜 190
14.3 關(guān)鍵技術(shù) 190
14.3.1 即插即用技術(shù) 190
14.3.2 預(yù)制光纜 190
14.3.3 預(yù)制電纜 194
14.4 二次艙及設(shè)備 196
14.4.1 預(yù)制艙艙體尺寸 196
14.4.2 預(yù)制艙外形 197
14.4.3 預(yù)制艙的主體及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 198
14.4.4 預(yù)制艙墻體及其裝飾 200
14.4.5 預(yù)制艙艙內(nèi)電氣設(shè)備 200
14.4.6 二次設(shè)備布置方案 201
14.4.7 預(yù)制艙結(jié)構(gòu)技術(shù) 202
14.4.8 預(yù)制艙使用維護(hù) 203
14.4.9 預(yù)制艙運(yùn)輸及吊裝 204
14.4.10 預(yù)制艙智能輔助系統(tǒng) 204
第15 章 工程應(yīng)用案例 206
15.1 智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)案例 206
15.1.1 站控層應(yīng)用 206
15.1.2 間隔層應(yīng)用 207
15.1.3 過(guò)程層應(yīng)用 207
15.1.4 PMU 應(yīng)用 207
15.1.5 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 208
15.2 BSJ2000 自動(dòng)化系統(tǒng)改造案例 209
15.2.1 更新站控層監(jiān)控主機(jī)、操作員站等設(shè)備 210
15.2.2 更新遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)等設(shè)備 210
15.2.3 更新保護(hù)公用信息管理機(jī)設(shè)備 211
15.3 NS2000 自動(dòng)化系統(tǒng)改造案例 214
15.4 NSD26X 自動(dòng)化系統(tǒng)差異化改造案例 216
15.5 智能變電站二次模塊化技術(shù)案例 217
15.6 數(shù)字化計(jì)量技術(shù)應(yīng)用案例 221
第16 章 未來(lái)發(fā)展展望 223
16.1 寬頻測(cè)量技術(shù) 223
16.1.1 寬頻測(cè)量裝置結(jié)構(gòu) 223
16.1.2 寬頻測(cè)量原理及算法 224
16.1.3 寬頻測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸 225
16.2 內(nèi)網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)技術(shù) 227
16.2.1 概述 227
16.2.2 現(xiàn)狀分析 228
16.2.3 內(nèi)網(wǎng)安全監(jiān)視與管理體系 229
16.3 集群測(cè)控技術(shù) 230
16.3.1 集群測(cè)控裝置結(jié)構(gòu) 230
16.3.2 集群測(cè)控裝置運(yùn)行模式 230
16.3.3 集群測(cè)控裝置關(guān)鍵技術(shù) 231
參考文獻(xiàn) 233
索引 237