La importancia de las subestaciones digitales y las tecnologías clave Investigación sobre tecnologías clave de subestaciones inteligentes
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Usar 1 para darse cuenta de la importancia de la subestación digital
Después de más de diez años de desarrollo, la tecnología de automatización de subestaciones ha alcanzado un cierto nivel, lo que ha mejorado en cierta medida el nivel de modernización de la construcción de la red eléctrica y ha mejorado la confiabilidad de la transmisión y distribución de energía y el despacho de la red eléctrica. Sin embargo, los sistemas de automatización de subestaciones tradicionales todavía tienen los siguientes problemas:
Problemas de interoperabilidad
Debido a que los sistemas de automatización de subestaciones de diferentes fabricantes utilizan diferentes tecnologías y protocolos de comunicación, existe una falta de interoperabilidad entre los productos. operatividad, lo que resulta en mayores costos de integración y mantenimiento y una menor confiabilidad del sistema.
Problemas con los transformadores electromagnéticos
Los transformadores tradicionales tienen deficiencias como saturación del núcleo, características transitorias deficientes y tamaño voluminoso, lo que dificulta satisfacer las necesidades de la tecnología de automatización moderna.
Problemas con los equipos primarios tradicionales
Actualmente, la mayoría de las subestaciones no cuentan con equipos de monitoreo de condición instalados. Debido a la falta de información de monitoreo de la condición del equipo primario, generalmente solo se puede adoptar el mantenimiento planificado y no se puede lograr el mantenimiento de la condición. Al mismo tiempo, los equipos de disyuntores no inteligentes no pueden realizar las funciones de controlar el ángulo de cierre y monitorear en línea según la forma de onda.
Los costos de inversión, operación y mantenimiento de la televisión por cable son altos.
Las subestaciones digitales han resuelto con éxito los problemas mencionados anteriormente de las subestaciones tradicionales. Son una tendencia inevitable en el desarrollo de los sistemas eléctricos y un resultado inevitable del desarrollo de la tecnología de la comunicación, la tecnología de la información y la tecnología informática. La promoción y aplicación integral de los estándares IEC61850 y la tecnología digital en las subestaciones será la clave para resolver estos problemas. Actualmente, el grupo de trabajo TC57 de la Comisión Electrotécnica Internacional ha desarrollado una serie de estándares: IEC 61850, que proporciona una plataforma unificada y un marco estándar para los sistemas de automatización de subestaciones. Con la madurez de los transformadores electrónicos de corriente y voltaje, la detección en línea del estado de los equipos operativos primarios, la capacitación y simulación del funcionamiento de las subestaciones y el desarrollo y aplicación de redes informáticas de alta velocidad en sistemas en tiempo real, la tecnología de automatización de subestaciones existente inevitablemente tendrá un impacto. Con un impacto de gran alcance, pronto se utilizarán ampliamente los sistemas de automatización de subestaciones totalmente digitales. A través de la investigación e implementación de tecnología de subestaciones digitales, se ha mejorado el nivel técnico y el nivel de operación segura y estable del sistema de automatización de la subestación y de toda la red eléctrica.
Actualmente, nuestro país está construyendo vigorosamente un país innovador y la State Grid Corporation de China se ha convertido en una "empresa piloto innovadora" nacional. La State Grid Corporation de China concede gran importancia al progreso científico y tecnológico y a la innovación independiente, tomándolo como un apoyo estratégico para el desarrollo de la empresa y de la red eléctrica. Se esfuerza por dominar una serie de tecnologías clave y tecnologías centrales con intelectuales independientes. derechos de propiedad, ocupar las alturas dominantes del desarrollo de tecnología energética del mundo y ejercer activamente su liderazgo en la innovación de tecnología energética al servicio de la construcción de un país innovador. Las subestaciones digitales cumplen con los requisitos del progreso tecnológico y la innovación independiente en todos los aspectos. En primer lugar, en términos de reservas técnicas, los avances en las tecnologías de la información y las comunicaciones de los últimos años han hecho posibles las subestaciones digitales desde un punto de vista técnico y económico. El desarrollo de equipos eléctricos inteligentes, especialmente la aparición de equipos electromecánicos inteligentes, como disyuntores inteligentes y transformadores electrónicos, ha llevado a las subestaciones a una nueva etapa de desarrollo digital. En segundo lugar, en términos de nivel de desarrollo, la investigación, las pruebas y la promoción de proyectos de subestaciones digitales por parte de empresas extranjeras acaban de comenzar. En particular, la investigación nacional sobre ECT/EPT y la automatización de subestaciones no va a la zaga de las empresas extranjeras. Se puede decir que la realización de subestaciones digitales es un requisito para construir una red eléctrica innovadora y una oportunidad para que la industria energética de China se ponga al día con los estándares internacionales.
A través de la construcción e investigación de subestaciones digitales de 66 kV, se ha propuesto una solución completa de sistema de subestación digital de 66 kV adecuada para la estructura de la red eléctrica y el modo de operación de China, lo que tendrá un impacto positivo en la construcción digital de Anshan y Incluso toda la red eléctrica de Liaoning.
La importancia y las tecnologías clave de la subestación digital
La tecnología de subestación digital se refiere al establecimiento de un modelo de datos unificado y una plataforma de comunicación de datos para toda la estación basado en el estándar IEC61850 para realizar equipos primarios y El equipo secundario en la estación. La comunicación digital entre dispositivos proporciona una configuración unificada de funciones de protección y automatización para todo el sitio.
Las características principales incluyen:
——Modelo de datos unificado de estación completa y plataforma de servicios de comunicación basada en IEC61850;
-Equipo eléctrico primario inteligente;
-Equipo secundario en red basado en servicio horario unificado para todo el sitio.
Creemos que las tecnologías clave para realizar una "subestación digital" incluyen los siguientes puntos:
●Arquitectura IEC61850
●Configuración unificada de todas las funciones de la estación
●Controlador de sistema funcional integrado
●Arquitectura de red de comunicación
●Transformador electrónico de corriente/tensión
●Equipo primario inteligente
●Sistema de cronometraje unificado para todo el sitio.
Contenido básico de la subestación digital
El análisis de los requisitos anteriores de la subestación digital muestra que una solución completa de subestación digital debe incluir la implementación de todos los sistemas primarios y secundarios que cumplan con la norma IEC61850. estándar. Generalmente, se puede dividir en las siguientes partes:
Parte principal
●Transformador
●Interruptor e interruptor de cuchilla
● CC espera del sistema.
Parte secundaria
El sistema secundario se puede dividir lógicamente en capa de proceso, capa de bahía y capa de subestación. La estructura se muestra en la Figura 1:
● Hardware. equipo
Para realizar las funciones lógicas que se muestran en la Figura 1, el equipo del sistema secundario incluye:
A. Transformador electrónico y unidad de fusión
B. Unidad de inteligencia
C. Controlador de interruptores y disyuntores
D. Unidad inteligente para sistema de CC
E.
F. Host de monitoreo (estación de operador, estación de ingeniero)
G. Servidor de impresión
1. Conmutadores Ethernet y transceptores ópticos para comunicaciones por fibra óptica
●Sistema de software
El sistema de software adopta un diseño de estructura multiplataforma y se pueden seleccionar los sistemas operativos Windows, Unix y Linux. La estructura de la base de datos se define e implementa de acuerdo con el modelo IEC61850 y todos los programas son compatibles con el modelo IEC61850. Las herramientas de ingeniería de integración de sistemas brindan a los ingenieros o usuarios medios completos y convenientes de configuración, prueba y mantenimiento, incluida la configuración del sistema, administración de bibliotecas en tiempo real, modelos, pruebas de coherencia de la comunicación, archivos de configuración SCL y administración parametrizada.
●Red de comunicación dentro del sitio
El sistema debe basarse en tecnología Ethernet de conmutación de red. El bus a nivel de estación utiliza Ethernet de fibra óptica en estrella de 10M/100M y el método de conexión en red es. VLAN virtual Ethernet, con función de autorreparación. Se selecciona Ethernet de fibra óptica Star 100/1000Mb como bus de proceso para evitar que la información en tiempo real colisione en la red y afecte los requisitos de respuesta en tiempo real. Si es necesario, considere utilizar la priorización de VLAN para coordinar la operación de múltiples redes Ethernet en múltiples conmutadores.
En el plan de diseño de la subestación digital de 66 kV, según los resultados del cálculo de la cantidad de datos a transmitir, tanto el bus a nivel de estación como el bus de proceso adoptan Ethernet de 100 M de fibra óptica en estrella.
●Sistema de sincronización
El sistema de sincronización del reloj consta de un servidor de hora de red (reloj principal) y un dispositivo de salida de expansión del reloj (reloj extendido). El sistema de sincronización de reloj tiene dos servidores de tiempo de red de respaldo. La cantidad específica de dispositivos de salida de expansión de reloj se adapta de acuerdo con la situación real en el sitio para cumplir con los requisitos del sistema de tiempo para la cantidad y el tipo de señales. El servidor de hora de red y el dispositivo de salida de expansión del reloj se pueden montar de forma centralizada o independiente según la situación real en el sitio.
Referencia
[1] Xie Xingguo. Investigación e implementación del marcado de hardware de mensajes de sincronización de reloj IEEE1588 [A] Tesis de maestría de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong [D] 2008 (06).
[2]Empresa de automatización de protección de redes eléctricas de Jixu. Especificaciones técnicas clave para subestaciones digitales[Z].2011(06).
Él Yongan. La importancia del estándar IEC61850 para el sistema de automatización de subestaciones digitales [J] Universidad de Energía Eléctrica de Beijing, 2011 (03).