Análisis de puntos clave de la actualización tecnológica integral de automatización y transformación de subestaciones digitales
Subestación; sistema de automatización integrado; digitalización; actualización y transformación tecnológica
1. Principio de transformación de subestaciones digitales
Para garantizar la alta economía de lo digital. Proyecto de transformación de subestación. En principio, el equipo eléctrico primario de una subestación incluye equipos grandes como disyuntores, interruptores de aislamiento y transformadores. Cuando el rendimiento cumple con los requisitos de una subestación digital, generalmente no se reemplaza directamente, sino que se utilizan transformadores electrónicos de voltaje (corriente) en la capa de proceso para completar la recopilación en tiempo real de información de datos eléctricos en todo el sistema de la subestación. El protocolo de comunicación estándar C61850 se utiliza entre el equipo electrónico inteligente IED en la capa de bahía y la capa de control de la estación para realizar la interacción, el intercambio y la interoperabilidad de la información de datos. Los disyuntores tradicionales se combinan con cajas de control de operación automática inteligentes para realizar la transformación digital de los equipos de disyuntores y un control centralizado remoto en línea completo del control, la recopilación de datos, la manipulación y otras funciones. A medida que el sistema de red eléctrica evoluciona hacia parámetros elevados, gran capacidad y estructura compleja, el cableado de las subestaciones se vuelve cada vez más complejo durante el proceso de transformación digital. Para realizar la actualización técnica y la transformación de toda la estación sin cortes de energía, es necesario planificar y diseñar el sistema general para garantizar la seguridad, confiabilidad, eficiencia y estabilidad del proyecto de transformación.
2. Análisis de las ventajas de la transformación tecnológica de las subestaciones digitales.
El sistema de automatización integrada de la subestación digital tiene las ventajas de compartir completamente la información de datos, fuertes funciones de interoperabilidad y costos reducidos del ciclo de mantenimiento diario de la subestación. Seguramente se convertirá en una dirección importante para la investigación y el desarrollo. futuros sistemas de automatización de subestaciones. El sistema de automatización de subestaciones digitales toma como objeto de investigación la digitalización de la información del sistema primario y secundario de la subestación, virtualiza el equipo físico en la subestación de acuerdo con reglas de modelado unificadas y utiliza una plataforma de comunicación de red unificada y estandarizada para obtener información de datos entre sistemas inteligentes. Dispositivos IED La comunicación, el intercambio y la interoperabilidad en tiempo real pueden cumplir con los requisitos funcionales del despacho y operación de subestaciones inteligentes modernas, como seguridad, estabilidad, confiabilidad, ahorro de energía y economía.
3. Plan de actualización de la tecnología de las subestaciones digitales
La actualización de la tecnología digital de las subestaciones convencionales incluye principalmente tres partes: transformación digital de la capa de proceso, transformación digital de la capa de bahía y transformación digital de la capa de control de la estación. Sin embargo, todo el proyecto de transformación digital de la subestación involucra muchas especialidades y requiere una gran carga de trabajo. Por lo tanto, en el proceso de transformación digital real de la subestación, se debe formular un plan de transformación por fases basado en el estado actual de los sistemas de equipos primarios y secundarios existentes de la subestación.
En el proceso de transformación digital de subestaciones, líneas de entrada y salida de alta tensión, transformadores principales, etc. Se requieren uno o varios conjuntos de dispositivos centralizados de medición, control y protección que admitan el estándar internacional IEC61850 (cada grupo debe configurarse de acuerdo con el principio de diseño redundante) para formar la parte de alto voltaje del sistema de bahía de subestación digital basado en el Estándar IEC61850; para niveles de voltaje de 35 kV e inferiores, el proyecto real generalmente adopta el diseño del tablero y el alimentador generalmente está equipado con un transformador convencional. Por lo tanto, los dispositivos electrónicos inteligentes IED de capa de bahía que admiten el estándar IEC61850 se pueden distribuir en el gabinete de distribución para realizar las funciones de medición, control y protección de 35 kV y menos. Para sistemas de subestaciones grandes y complejos, se deben adoptar medidas de transformación paso a paso durante la transformación digital. Por ejemplo, un sistema de subestación de 220 kV debe dividirse en dos etapas: baja tensión y alta tensión para lograr la transformación digital de toda la estación. La primera etapa consiste en actualizar la tecnología digital de bajo voltaje de 35 kV y 10 kV; la segunda etapa consiste en actualizar la tecnología digital de 220 kV, 110 kV y el transformador principal a intervalos iguales. Al mismo tiempo, durante todo el proceso de actualización y transformación de la tecnología digital, toda la protección, registro de fallas, control remoto, equipos de servicios públicos secundarios, equipos de medición, etc. en el sistema de la subestación deben actualizarse y transformarse en estricta conformidad con el sistema estándar IEC61850. .
La actualización de la tecnología digital de las subestaciones se basa en realidad en los requisitos de digitalización de equipos primarios, integración de redes de equipos secundarios y estandarización de plataformas de datos de comunicación a través de equipos primarios inteligentes y equipos secundarios en red integrados, información de datos en tiempo real entre equipos eléctricos inteligentes. en el sistema de subestaciones se realiza comunicar, compartir e interoperar.
4. Puntos clave de la actualización tecnológica de las subestaciones digitales
4.1 Puntos clave de la transformación digital a nivel de proceso
Los terminales inteligentes son una garantía importante para hacer realidad lo digital Transformación tecnológica de equipos primarios en subestaciones convencionales. El terminal inteligente incluye principalmente la unidad de fusión MU, la unidad inteligente del transformador principal y la caja de operación inteligente. Para reducir el costo integral de la transformación digital, en el equipo primario original de la subestación, las señales eléctricas convencionales se convierten en señales ópticas a través de terminales inteligentes, y luego la interacción de información de datos entre el equipo primario convencional de la subestación y la medición y El dispositivo de protección de control en el entresuelo se completa a través de la red de fibra óptica y se comparte. La caja de operación inteligente resuelve efectivamente el problema de la interfaz de conversión del protocolo de comunicación entre el equipo primario de la subestación convencional y las redes de comunicación digital. Como terminal inteligente para la operación remota del gabinete de distribución principal en sitio de la subestación digital, la caja de operación inteligente puede interconectar orgánicamente el gabinete de distribución principal convencional con los dispositivos de protección y medición y control en la unidad de bahía a través de la red de fibra óptica para complete el disyuntor y el interruptor de aislamiento (interruptor de puesta a tierra) en el sitio. Espere la operación de apertura y cierre del disyuntor. Después de que la caja de operación inteligente reciba los comandos de apertura, cierre y bloqueo correspondientes enviados por el dispositivo de protección de control y medición de la capa de bahía al disyuntor o interruptor de cuchilla a través de la red GOOSE, se convertirá en la señal de pulso correspondiente y accionará el relé. Contacto duro para completar la operación remota correspondiente.
4.2 Puntos clave de la transformación digital de la capa de bahía
Basado en el estándar IEC61850, se utiliza un dispositivo de medición, control y protección con funciones de entrada y salida de red de comunicación GOOSE para actualizar digitalmente Equipos de mezzanine de subestaciones convencionales. Los dispositivos de medición, control y protección en los compartimentos intermedios del sistema de automatización integrado de la subestación deben estar interconectados de acuerdo con una estructura Ethernet dual. Los dispositivos IED inteligentes en cada compartimento pueden compartir la información analógica y de conmutación en el sistema a través de la red dual, y luego procese los datos internos del DSP. Después del análisis y cálculo de la unidad, se completa la lógica de acción de la acción de protección y la función de bloqueo entre las unidades del compartimiento. La transmisión analógica en el sistema de subestación digital adopta el servicio de valor de muestreo de unidifusión (SMV) en el estándar IEC61850, y la transmisión de valor de conmutación adopta el servicio de evento de subestación orientado a objetos general (GOOSE) en el estándar IEC61850. El estándar CC61850 realiza la transmisión rápida de información de datos en el sistema de subestación a través del mecanismo de servicio de comunicación GOOSE. A través de la red GOOSE, se puede realizar la transmisión rápida y el intercambio interactivo de información relevante de datos de señalización remota, control remoto y disparo de protección en el sistema de la subestación, simplificando efectivamente el sistema secundario de la subestación y mejorando la confiabilidad general de la automatización integral de la subestación. sistema.
4.3 Puntos clave de la transformación digital de la capa de control de la estación
En la capa de control de la estación, el host de monitoreo, la estación de ingeniería, la máquina remota, la subestación Baoxin y la red GPS están conectados orgánicamente a través de Ethernet industrial 1000/100M Para la interconexión, la red se configura utilizando principios de diseño de redundancia dual. La capa de bahía y la capa de control de estación intercambian datos a través de Ethernet industrial 1000/100M según el formato de especificación de mensaje MMS.
5. Conclusión
La construcción y actualización tecnológica de subestaciones digitales se han convertido en la dirección inevitable para el desarrollo futuro de las subestaciones. De acuerdo con el estado actual de los equipos primarios y secundarios originales de la subestación, combinado con estándares nacionales como IEC61850, cómo adoptar soluciones de transformación de tecnología digital apropiadas y efectivas para lograr una transición fluida, estable, segura y confiable de las subestaciones convencionales a las digitales. Las subestaciones de información se han convertido en una actualización tecnológica para las subestaciones digitales. Problemas prácticos que deben resolverse durante la renovación.
Referencia
[1] Gao Xiang. Tecnología de aplicación de subestaciones digitales [M]. Beijing: China Electric Power Press, 2008.