特高壓變電站1000kV過程層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種過程層網(wǎng)絡(luò)的連接方案，尤其是指一種應(yīng)用于特高壓變電站的100kV等級的過程層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]構(gòu)建以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是國家電網(wǎng)公司的戰(zhàn)略目標(biāo)，智能變電站是統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐。目前，國家電網(wǎng)公司110 (66)-750kv新建變電站均按照智能變電站設(shè)計(jì)。根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，變電站自動化系統(tǒng)從功能上可分為三層:站控層、間隔層、過程層。間隔層設(shè)備與過程層設(shè)備之間通過過程層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，在邏輯功能上，過程層網(wǎng)絡(luò)覆蓋間隔層與過程層數(shù)據(jù)交換接口 ；在物理設(shè)備上，過程層網(wǎng)絡(luò)由交換機(jī)和光纖構(gòu)成；在傳輸內(nèi)容上，過程層網(wǎng)絡(luò)用于傳輸SV(電流電壓的采樣值)和GOOSE(控制、跳合閘等開關(guān)量)信息，單獨(dú)傳輸SV信息的過程層網(wǎng)絡(luò)稱為SV網(wǎng)絡(luò)，單獨(dú)傳輸GOOSE信息的過程層網(wǎng)絡(luò)稱為GOOSE網(wǎng)絡(luò)。
[0003]對于已投運(yùn)和在建的特高壓變電站，智能化技術(shù)得到了大量應(yīng)用，如一次設(shè)備在線監(jiān)測、智能輔助控制系統(tǒng)、站控層與間隔層之間基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的信息交換、信息綜合分析與智能告警等，都在特高壓變電站得以運(yùn)用。但是，出于可靠性和技術(shù)成熟度考慮，智能變電站的關(guān)鍵技術(shù)一一過程層數(shù)字化，尚未在特高壓變電站中應(yīng)用。建設(shè)特高壓智能變電站，構(gòu)建高可靠性的過程層網(wǎng)絡(luò)是關(guān)鍵。目前特高壓變電站過程層網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)研宄較少，更無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
[0004](<110(66)-750kV智能變電站通用設(shè)計(jì)》提出750kV及500kV變電站高壓側(cè)過程層網(wǎng)絡(luò)配置原則如下:
[0005](I)采用一個半斷路器接線時，分別設(shè)置SV和GOOSE星形雙網(wǎng)；SV和GOOSE每網(wǎng)按串配置交換機(jī)；每串共需配置4臺或6臺交換機(jī)。
[0006](2)雙重化保護(hù)與雙重化網(wǎng)絡(luò)按照——對應(yīng)的方式連接。
[0007]圖1為基于上述原則的750kV/500kV電壓等級過程層網(wǎng)絡(luò)示意圖。
[0008]特高壓變電站特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求:
[0009](I)特高壓電網(wǎng)正處于起步階段，相對薄弱，對特高壓變電站的可靠性要求極高。
[0010](2)站內(nèi)一般設(shè)置1000kV、500kV和IlOkV三個電壓等級。100kV和500kV均采用3/2斷路器接線，IlOkV采用單母線接線。
[0011](3)站內(nèi)500kV等級二次設(shè)備配置原則與500kV變電站相同；100kV等級除每套線路保護(hù)需采用雙通道外，其余配置原則同500kV等級。
[0012]根據(jù)特高壓變電站特點(diǎn)，特高壓變電站的過程層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，首先要考慮技術(shù)統(tǒng)一性，所謂技術(shù)統(tǒng)一性是指特高壓變電站過程層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則應(yīng)與相應(yīng)等級保護(hù)裝置的技術(shù)原則統(tǒng)一，體現(xiàn)二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性。目前，特高壓變電站中低壓側(cè)過程層網(wǎng)絡(luò)可采用如下方案:1)特高壓站內(nèi)500kV等級過程層網(wǎng)絡(luò)采用500kV智能變電站相應(yīng)等級設(shè)計(jì)原則，雙重化保護(hù)與雙重化網(wǎng)絡(luò)按照一一對應(yīng)的方式連接，與保護(hù)的配置和通道組織原則統(tǒng)一。2)特高壓站內(nèi)IlOkV等級過程層網(wǎng)絡(luò)采用220kV智能變電站中的IlOkV等級過程層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則，主進(jìn)設(shè)備配置雙重化網(wǎng)絡(luò)，無功設(shè)備配置單套網(wǎng)絡(luò)。
[0013]其次還有考慮特高壓變電站的過程層網(wǎng)絡(luò)的高可靠性。即特高壓變電站100kV過程層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有比750kV/500kV過程層網(wǎng)絡(luò)更高的可靠性。
[0014]目前特高壓變電站還沒有100kV過程層網(wǎng)絡(luò)方案，而現(xiàn)有的750kV/500kV過程層網(wǎng)絡(luò)方案存在以下冋題:
[0015](I) 750kV/500kV過程層網(wǎng)絡(luò)方案中，雙重化保護(hù)與雙重化過程層網(wǎng)絡(luò)——對應(yīng)連接，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有I臺交換機(jī)發(fā)生故障時(交換機(jī)N-1故障)，將造成一個網(wǎng)絡(luò)的信息交換中斷，某些重要功能(失靈聯(lián)跳等)可靠性會降低50%，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行不利。即當(dāng)某一臺交換機(jī)發(fā)生故障，會影響保護(hù)信息的傳輸?shù)目煽啃浴?br>[0016](2) 750kV/500kV過程層網(wǎng)絡(luò)方案中，雙重化保護(hù)與雙重化過程層網(wǎng)絡(luò)——對應(yīng)連接結(jié)構(gòu)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有2臺交換機(jī)發(fā)生故障時(交換機(jī)N-2故障)，可能造成兩個網(wǎng)絡(luò)的信息交換中斷，失去某些重要功能(失靈聯(lián)跳等)，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重威脅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種過程層網(wǎng)絡(luò)方案，用于特高壓變電站100kV系統(tǒng)，滿足交換機(jī)N-1和N-2故障方式下過程層網(wǎng)絡(luò)可靠性問題。
[0018]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0019]特高壓變電站100kV過程層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括同時傳輸SV信息和GOOSE信息的四個獨(dú)立的星形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)以及測控裝置、電能表、雙重的保護(hù)裝置、雙重的智能終端、雙重的合并單元，每個網(wǎng)絡(luò)主要由中心交換機(jī)、按串配置的串交換機(jī)、配套光纖構(gòu)成，各串交換機(jī)與中心交換機(jī)相連；雙重的保護(hù)裝置的一個保護(hù)裝置、雙重的智能終端的一個智能終端以及雙重的合并單元一個合并單元同時連接到四個獨(dú)立串交換機(jī)的其中兩個串交換機(jī)上，雙重的保護(hù)裝置的另一個保護(hù)裝置、雙重的智能終端的另一個智能終端、雙重的合并單元另一個合并單元、電能表同時連接到四個獨(dú)立串交換機(jī)的另兩個串交換機(jī)上，測控裝置同時連接到四個串交換機(jī)上，并采用基于FPGA的雙網(wǎng)雙工應(yīng)用層處理方案或基于PRP的鏈路層處理方案對雙重的保護(hù)裝置的冗余信息進(jìn)行處理。
[0020]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述四個獨(dú)立的串交換機(jī)分別是Al網(wǎng)交換機(jī)、A2網(wǎng)交換機(jī)、BI網(wǎng)交換機(jī)、B2網(wǎng)交換機(jī)，雙重的保護(hù)裝置分別是保護(hù)裝置A和保護(hù)裝置B，雙重的智能終端包括智能終端A和智能終端B，雙重的合并單元分別是合并單元A和合并單元B ;保護(hù)裝置A、智能終端A、合并單元A連接到Al網(wǎng)交換機(jī)和A2網(wǎng)交換機(jī)上，保護(hù)裝置B、智能終端B、合并單元B連接到BI網(wǎng)交換機(jī)和B2網(wǎng)交換機(jī)上；所述測控裝置分別和Al網(wǎng)交換機(jī)、A2網(wǎng)交換機(jī)、BI網(wǎng)交換機(jī)、B2網(wǎng)交換機(jī)連接，電能表連接到BI網(wǎng)交換機(jī)、B2網(wǎng)交換機(jī)上，Al網(wǎng)交換機(jī)、A2網(wǎng)交換機(jī)、BI網(wǎng)交換機(jī)、B2網(wǎng)交換機(jī)上。
[0021]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述保護(hù)裝置A包括邊斷路器I保護(hù)A、中斷路器保護(hù)A、邊斷路器2保護(hù)A、線路I保護(hù)A、線路2保護(hù)A ;所述智能終端A包括邊斷路器I智能終端A、中斷路器智能終端A、邊斷路器2智能終端A ;所述合并單元A包括邊斷路器I合并單元A、中斷路器合并單元A、邊斷路器2合并單元A、線路ITV合并單元A、線路2TV合并單元A ；
[0022]所述測控裝置包括邊斷路器I測控、中斷路器測控、邊斷路器2測控；
[0023]保護(hù)裝置B包括邊斷路器I保護(hù)B、中斷路器保護(hù)B、邊斷路器2保護(hù)B、線路I保護(hù)B、線路2保護(hù)B ;所述智能終端B包括邊斷路器I智能終端B、中斷路器智能終端B、邊斷路器2智能終端B ;所述合并單元B包括邊斷路器I合并單元B、中斷路器合并單元B、邊斷路器2合并單元B、線路ITV合并單元B、線路2TV合并單元B ;
[0024]所述電能表包括線路I電能表、線路2電能表，線路I電能表、線路2電能表分別和BI網(wǎng)交換機(jī)、B2網(wǎng)交換機(jī)連接；
[0025]Al網(wǎng)各串交換機(jī)與Al網(wǎng)中心交換機(jī)連接，A2網(wǎng)各串交換機(jī)與A2網(wǎng)中心交換機(jī)連接；
[0026]BI網(wǎng)各串交換機(jī)與BI網(wǎng)中心交換機(jī)連接，B2網(wǎng)各串交換機(jī)與B2網(wǎng)中心交換機(jī)連接。
[0027]本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述保護(hù)裝置A還包括線路I電抗器保護(hù)A、線路2電抗器保護(hù)A，保護(hù)裝置B還包括線路I電抗器保護(hù)B、線路2電抗器保護(hù)B，智能終端還包括線路I電抗器本體智能終端、線路2電抗器本體智能終端，合并單元A還包括線路I電抗器合并單元A、線路2電抗器合并單元A，合并單元B還包括線路I電抗器合并單元B、線路2電抗器合并單元B，測控裝置還包括線路I電抗器測控、線路2電抗器測控，電能表還包括線路I電抗器電能表、線路2電抗器電能表；
[0028]其中，邊斷路器I保護(hù)A、中斷路器保護(hù)A、線路I保護(hù)A、線路I電抗器保護(hù)A、邊斷路器I智能終