SPC产品在智能电网中的应用

一、系统概述

国家“十二五”智能电网专项规划指出，智能电网的建设重点将是通过现代先进技术的高度融合，全面提高大电网运行控制的智能化水平，以及供电服务的能力和水平，从而最终实现我国电网的跨越式发展;采用遵循IEC61850标准设计的工控机计算平台是建立智能电网动态信息的最佳方案，以实现信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，使得多种发电方式可以有机地形成一个整体，互相弥补各自的不足，以获得最优的电网电力供应方式。

国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》，明确了坚强智能电网技术标准路线图，是世界上首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。国网公司的规划是，到2015年基本建成具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网，形成以华北、华中、华东为受端，以西北、东北电网为送端的三大同步电网，使电网的资源配置能力、经济运行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。

“十二五”期间，国家电网将投资5000亿元，建成连接大型能源基地与主要负荷中心的“三横三纵”的特高压骨干网架和13回长距离支流输电工程，初步建成核心的世界一流的坚强智能电网。

二、系统要求

智能电网(Smart Power Grids)，就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标;解决方案主要包括以下几个方面：一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度;二是数据的整合体系和数据的收集体系;三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。

电网智能化的六大方面：智能化变电站、发电、智能输电、智能配电网、智能用电和智能调度;

依据智能电网系统需求，对控制工控机的要求如下：

— 通过国家电科院电力四级认证、符合IEC 61850-3和IEEE 1613认证 ;

— 电源及接口满足浪涌4级抗扰度、静电4级抗扰度等要求;

—电源输入支持直流110V/220V，交流220V/50Hz供电，满足冗余供电，支持整机不断电更换、维护模块电源;要求支持失电报警功能;

— 支持多种通讯接口和灵活的扩展(10个串口：采用光电隔离电路设计，实现整机在恶劣、复杂多变的电磁环境中稳定工作;6个网口;6个USB;1个VGA;1个扩展槽);

— 标准19寸上架无风扇、低功耗、全密封产品;

三、系统描述

从智能电网体系结构看，智能变电站是智能电网运行与控制的关键，作为衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键，智能化变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施，是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，对建设坚强智能电网具有极为重要的作用。

智能化数字变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。与常规变电站相比，智能化数字变电站间隔层和站控层的设备及网络接口只是接口和通信模型发生了变化，而过程层却发生了较大的改变，由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，逐步改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。

IEC61850将智能化数字变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。图1为智能化数字变电站系统框架图，实现以下电网变电站智能化目标：

— 实现电网运行数据的全面采集和实时共享，支撑电网实时控制、智能调节和各类高级应用。

— 实现变电设备信息和运行维护策略与电力调度全面互动。

— 实现全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动化。

图1：智能化数字变电站系统框架