基于IEC61850标准的水电站智能化改造方案设计

摘要

根据国家电网公司建设智能化电网的统一要求和规划，国内传统型水电站将向智能化水电站方向全面发展，传统型水电站的智能化改造将是一个必然的发展趋势和全新的奋斗目标。为了适应全新电网的需求，国内智能化电网发展战略已经全面启动，对传统型水电站的生产管理和自动化水平的要求进一步提高。水电站是发电环节的重要组成部分，传统水电站的智能化改造建设，是配合国家智能电网建设战略发展的必然趋势，对于提高整个水电行业的建设及运营水平具有重要意义。
　　论文首先对国内外智能水电站的研究现状进行了分析，对传统水电站与智能水电站的差距进行了对比，提出了国内水电站的综合自动化系统存在的一些薄弱环节，从水电站智能化的必要性体现智能水电站是发展的必然趋势。
　　其次，本文以装机2台，单机容量为150MW的某蓄能电站为依托，构建了三层二网结构的智能水电站模型。该水电站智能化改造应按照建立的智能水电站模型采用分阶段分层实施，如过程层智能终端、合并单元以及网络的搭建、间隔层设备和站控层设备等。建议首先实现过程层网络的搭建、合并单元以及智能终端的建立。
　　最后，提出对该蓄能电站进行智能化改造的整体方案，包括设计方案、二次设备组盘方案和二次系统安全防护方案等。对于开关站的智能化改造，建议在常规水电站智能化改造期间完成。该抽水蓄能电站采用的是常规电磁式互感器，需要在保证不更换互感器情况下完成智能水电站的改造建设，本工程选用接入常规互感器形式的合并单元。发电机组分别配置保护装置（双配）和测控装置（单配）来实现机组保护测控功能。为满足智能化和可靠性要求，调速器智能终端应配置两套互为主备用，具有符合IEC61850的通信通道（也可通过协议转换设备）接入过程层和主控层冗余网络，保留现有调速器与液压伺服系统、导叶反馈信号的控制和采集接线。智能开关设备配置设计了三套方案，由于该水电站为已运行电站，根据目前情况在原开关内部另外安装传感器很困难，并且很难保证加装传感器后的开关可靠性。综合以上分析，建议在该水电站改造工程中，开关设备智能化改造采用方案一，机构执行器及其机电控制回路保持不变，按间隔设置智能单元和在线监测单元，分散安装于各断路器汇控柜。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 研究的背景与意义

1．2 智能水电站的研究现状

1．2．1 智能化水电站的特点

1．2．2 建设智能水电站的必要性

1．2．3 IEC 61850标准

1．2．4 智能水电站的国内外研究现状

1．3 本文的主要研究内容

第2章 智能水电站体系结构模型

2．1 传统水电站与智能水电站的主要差距

2．2 传统水电站体系结构

2．3 智能水电站体系结构

2．3．1 主控层

2．3．2 单元层

2．3．3 过程层

2．4 智能水电站网络通信结构

2．4．1 主控层网络

2．4．2 过程层网络

2．5 本章小结

第3章 水电站智能化改造方案设计

3．1 智能化改造设计原则

3．2 机电设备智能化改造配置方案

3．2．1 过程控制层方案

3．2．2 机组单元功能及配置

3．2．3 主变压器

3．2．4 开关站220kV系统过程层配置方案

3．2．5 智能开关设备配置方案

3．2．6 厂用电配置方案

3．2．7 交、直流控制电源系统

3．2．8 公用设备

3．2．9 计量

3．3 本章小结

第4章 水电站智能化改造实施方案

4．1 过程层设备

4．1．1 合并单元

4．1．2 交换机

4．1．3 智能终端

4．2 过程层及主控层网络构建

4．3 二次系统安全防护方案

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 工作总结

5．2 工作展望

参考文献

致谢

作者简介