簡(jiǎn)述智能變電站采樣跳閘模式的應(yīng)用

高世偉

小【摘 要】智能變電站與常規(guī)變電站相比，不同之一就是采用跳閘模式的變化，智能變電站電量信號(hào)傳輸由電纜傳輸變化為數(shù)字共享，光纖傳輸，由于數(shù)字量信息方便共享，數(shù)據(jù)共享就可以使用網(wǎng)絡(luò)保護(hù)，從而智能變電站的采樣跳閘模式可以有多種靈活的組合方式，主要有直采直跳、網(wǎng)采網(wǎng)跳、直采網(wǎng)跳方式。這三種跳閘方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。從而進(jìn)行了比較。

【關(guān)鍵詞】智能變電站 直采直跳 網(wǎng)采網(wǎng)跳 直采網(wǎng)跳

智能變電站與常規(guī)綜合自動(dòng)化變電站相比，智能變電站最大的變化在于二次系統(tǒng)，其中之一就是采樣跳閘模式的變化。常規(guī)變電站電流電壓和開(kāi)入開(kāi)出通過(guò)電纜傳輸，每根電纜芯只能傳輸一個(gè)電量，因此常規(guī)變電站具有天然的直采直跳模式；而智能變電站的電流電壓和開(kāi)入開(kāi)出由電量信號(hào)改為了通過(guò)光纖傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，這使得變電站發(fā)生了質(zhì)的變化，其中數(shù)字量信息方便共享，數(shù)據(jù)共享就可以使用網(wǎng)絡(luò)保護(hù)，故智能變電站的采樣跳閘模式可以有多種靈活地組合方式。

1 智能變電站采樣跳閘模式經(jīng)歷階段

智能變電站在采樣模式方面經(jīng)歷了幾個(gè)階段：2005-2008年，以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方案為主，單間隔采用IEC61850-9-1的報(bào)文格式或IEC60044-8 FT3報(bào)文格式，跨間隔采用IEC60044-8 FT3報(bào)文格式；2009年出現(xiàn)組網(wǎng)模式（網(wǎng)采模式），既是合并單元將采集的電流電壓上傳給交換機(jī)，保護(hù)測(cè)控裝置從網(wǎng)上下載所需的電流電壓，因此交換機(jī)是網(wǎng)采模式的重要設(shè)備，但由于擔(dān)心交換機(jī)一旦出現(xiàn)故障即可導(dǎo)致全站保護(hù)裝置采集不到電流電壓，因此在2009年末，又回到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式（直采模式），但區(qū)別之前是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、直采直跳模式，要求合并單元與保護(hù)裝置為直采模式。

2 三種采樣跳閘模式比較

IEC61850提出了GOOSE和SV采樣值兩種概念。GOOSE是一種面向通用對(duì)象的變電站事件，主要用于在多IED間傳遞信息，包括傳輸跳合閘信息（命令）；SV是基于發(fā)布/訂閱機(jī)制，交換采樣數(shù)據(jù)、集中采樣值的相關(guān)模型對(duì)象和服務(wù)。GOOSE和SV解決了智能變電站的數(shù)據(jù)從源頭就數(shù)字化的問(wèn)題。

由于采用了數(shù)字信號(hào)，因此數(shù)據(jù)共享非常方便，故智能變電站的采樣跳閘模式可以有多種靈活地組合方式。主要有直采直跳、網(wǎng)采網(wǎng)跳、直采網(wǎng)跳方式。以下是三種不同模式的優(yōu)缺點(diǎn)。

直采直跳方案特點(diǎn)：保護(hù)裝置以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式和MU通信（合并單元），獲取交流采樣數(shù)據(jù)。保護(hù)跳閘，保護(hù)開(kāi)入量通過(guò)保護(hù)裝置和智能終端點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式實(shí)現(xiàn)，用于測(cè)控的信號(hào)、告警、位置等信息通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共享。

網(wǎng)采網(wǎng)跳方案特點(diǎn)：保護(hù)裝置以組網(wǎng)模式和MU通信（合并單元），獲取交流采樣數(shù)據(jù)。保護(hù)跳閘、開(kāi)入量、信號(hào)、告警、位置等信息通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共享。

直采網(wǎng)跳方案特點(diǎn)：保護(hù)裝置以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式和MU通信（合并單元），獲取交流采樣數(shù)據(jù)。保護(hù)跳閘、開(kāi)入量、信號(hào)、告警、位置等信息通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共享（表2-1）。

表2-1三種方案優(yōu)缺點(diǎn)比較

跳閘方案 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)

直采直跳 1、裝置之間直接用光纖連接，連接更可靠。

2、交流采樣傳輸延時(shí)固定，交流采樣同步較易實(shí)現(xiàn)。

3、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式應(yīng)用工程較多，工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)較豐富。 1、系統(tǒng)可擴(kuò)展性較差，不符合二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的方向。

2、裝置光纖接口較多，光纖連接復(fù)雜，維護(hù)不方便。

網(wǎng)采網(wǎng)跳 1、系統(tǒng)可擴(kuò)展性好，符合二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的方向。

2、與直采直跳相比，節(jié)省大量光纖連接與光纖接口，成本較低。 1、交流采樣同步依賴(lài)與外部時(shí)鐘，且交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)不固定，對(duì)網(wǎng)絡(luò)采樣的同步及實(shí)時(shí)性影響較大。

2、GOOSE傳輸依賴(lài)于GOOSE網(wǎng)，GOOSE網(wǎng)傳輸延時(shí)不固定，對(duì)跳閘出口時(shí)間有一定影響。目前光纖接口交換機(jī)成本較高，且交換機(jī)需留一定備用口，總體成本需綜合考慮。保護(hù)交流采樣依賴(lài)于SV網(wǎng)，SV網(wǎng)現(xiàn)階段雙網(wǎng)模式還不成熟。

直采網(wǎng)跳 1、與直采直跳相比，節(jié)省了保護(hù)與智能終端光纖連接與光纖接口，成本較低。

2、與網(wǎng)采網(wǎng)跳相比，保證了交流采樣的可擴(kuò)展性，且采樣同步較易實(shí)現(xiàn) 1、交流采樣系統(tǒng)的可擴(kuò)展性差，不符合二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的方向。

3 結(jié)語(yǔ)

直采直跳方案是現(xiàn)階段主推模式，直采網(wǎng)跳方案屬于過(guò)渡方案，當(dāng)二次設(shè)備特別是交換機(jī)技術(shù)成熟運(yùn)行很可靠時(shí)，網(wǎng)采網(wǎng)跳方案是一種最理想的方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]高翔.數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù).北京：中國(guó)電力出版社，2007.

[2]國(guó)家電網(wǎng)公司基建部.智能變電站建設(shè)技術(shù).北京：中國(guó)電力出版社2011.

[3]殷志良，劉萬(wàn)順，楊奇遜 等.基于IEC61850的通用變電站事件模型[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2005.

[4]徐錕耀，范昭勇，趙蔚娟 等.IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下采樣值傳輸?shù)膽?yīng)用[J].電力系統(tǒng)及自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2009.