變電站自動(dòng)化

前言

　　20世紀(jì)80年代初，隨著微處理器技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，變電站自動(dòng)化開(kāi)始從概念走向產(chǎn)品。由于它能夠顯著提高變電站的運(yùn)行水平，增強(qiáng)變電站的各種功能，一經(jīng)推出即得到迅速的應(yīng)用。近30年來(lái)，其技術(shù)、功能和結(jié)構(gòu)不斷更新，從傳統(tǒng)的集中式RTtJ到目前的分層分布式系統(tǒng)，產(chǎn)品已經(jīng)數(shù)代。尤其是近年IEC 61850的推出更為變電站自動(dòng)化的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持，使其獲得了面向未來(lái)持續(xù)發(fā)展的能力?！　　蹲冸娬咀詣?dòng)化》（原書(shū)名是Substation Automation Handbook）一書(shū)是關(guān)于變電站自動(dòng)化的一本經(jīng)典之作。該書(shū)的三位作者是ABB公司的資深專家。他們集數(shù)十年在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，從理論與實(shí)踐、技術(shù)與應(yīng)用、工程與管理等各角度深刻地闡述了變電站自動(dòng)化的方方面面。需要指出的是，他們對(duì)IEC 61850這一里程碑式國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定和推出有著重大的貢獻(xiàn)。本書(shū)不但辟有專門的章節(jié)介紹這一標(biāo)準(zhǔn)，而且在全書(shū)中都始終貫穿著對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的理解、應(yīng)用和總結(jié)，因此也使得這部21世紀(jì)初出版的著作始終對(duì)變電站自動(dòng)化的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和工程實(shí)踐具有指導(dǎo)意義。書(shū)中對(duì)廣域系統(tǒng)保護(hù)中變電站自動(dòng)化的角色和作用進(jìn)行了深入的論述，從而將變電站自動(dòng)化納入電力系統(tǒng)的全局控制體系之中，凸顯其在未來(lái)電力系統(tǒng)中的全新作用。

內(nèi)容概要

本書(shū)的目的是提供全面的變電站自動(dòng)化知識(shí)，并為兩類讀者加高一座了解相互領(lǐng)域的橋梁。一類讀者對(duì)電力系統(tǒng)的變電站一次設(shè)備的管理具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，另一類讀者則更熟悉信息技術(shù)(IT)，專注于變電站自動(dòng)化的現(xiàn)代智能電子設(shè)備(IED)的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用。    作者在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域具有20余年的豐富經(jīng)驗(yàn)。他們親身參與了多用途控制保護(hù)IED綜合平臺(tái)的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)，以及相關(guān)系統(tǒng)工程工具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，并且在許多變電站自動(dòng)化項(xiàng)目中承擔(dān)了大量的任務(wù)。不僅如此，他們還積極參與了變電站通信標(biāo)準(zhǔn)IEC 61850的制定工作。    除了與變電站相關(guān)的問(wèn)題，該書(shū)還強(qiáng)調(diào)指出，實(shí)施變電站自動(dòng)化為執(zhí)行新的保護(hù)策略提供了可能，從而可以消除多重事故的擾動(dòng)，避免電力系統(tǒng)的崩潰。

書(shū)籍目錄

譯者前言中文版序1  目錄2  關(guān)于本書(shū)  2.1  前言  2.2  關(guān)于作者  2.3  致謝  2.4  期待您的批評(píng)  2.5  讀者指南  2.6  參考文獻(xiàn)3  導(dǎo)言與范圍  3.1  范圍  3.2  電力是當(dāng)今社會(huì)無(wú)所不在的基本要素  3.3  電力系統(tǒng)  3.4  電力系統(tǒng)的特殊方面  3.5  變電站在電網(wǎng)中的角色  3.6  變電站自動(dòng)化在電網(wǎng)管理中的角色  3.7  變電站自動(dòng)化系統(tǒng)  3.8  變電站自動(dòng)化方案  3.9  參考文獻(xiàn)4  引入變電站自動(dòng)化的挑戰(zhàn)  4.1  變電站自動(dòng)化，必然之路?  4.2  變電站數(shù)據(jù)的管理和使用  4.3  系統(tǒng)性能方面  4.4  采用變電站自動(dòng)化的正當(dāng)性  4.5  參考文獻(xiàn)5  變電站的一次設(shè)備  5.1  引言  5.2  開(kāi)關(guān)裝置  5.3  單線圖和母線的配置  5.4  變電站的結(jié)構(gòu)  5.5  開(kāi)關(guān)設(shè)備  5.6  電壓和功率因數(shù)的控制  5.7  靜止無(wú)功補(bǔ)償器  5.8  參考文獻(xiàn)6  變電站自動(dòng)化的功能  6.1  概述  6.2  過(guò)程的連接  6.3  運(yùn)行功能  6.4  系統(tǒng)配置和維護(hù)功能  6.5  通信功能  6.6  網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行相關(guān)的功能  6.7  參考文獻(xiàn)7  變電站自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)  7.1  概述  7.2  變電站層  7.3  間隔層  7.4  過(guò)程層8  變電站自動(dòng)化的體系  8.1  導(dǎo)言  8.2  從傳統(tǒng)的控制方式到智能自動(dòng)控制  8.3  變電站內(nèi)的通信  8.4  從RTU到變電站自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變  8.5  保護(hù)和控制系統(tǒng)的集成  8.6  功能的部署  8.7  一次設(shè)備的集成  8.8  設(shè)備管理支持  8.9  可靠性  8.10  參考文獻(xiàn)9  設(shè)備管理支持  9.1  設(shè)定新的商業(yè)目標(biāo)  9.2  維護(hù)  9.3  電力系統(tǒng)監(jiān)視  9.4  變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)視  9.5  參考文獻(xiàn)10  變電站自動(dòng)化的新角色  10.1  電力市場(chǎng)帶來(lái)的影響  10.2  變電站現(xiàn)代化改造的動(dòng)機(jī)  10.3  變電站的改造策略  10.4  變電站自動(dòng)化對(duì)電力生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的影響  10.5  參考文獻(xiàn)11  廣域保護(hù)  11.1  廣域保護(hù)的作用  11.2  電力系統(tǒng)中WAPS的效果  11.3  電力系統(tǒng)現(xiàn)象和可能的WAPS解決方案  11.4  WAPS的分類  11.5  各種WAPS措施的具體描述  11.6  電壓穩(wěn)定性評(píng)估準(zhǔn)則  11.7  在線VSA執(zhí)行方式  11.8  在線VSA用戶的要求  11.9  接口要求  11.10  廣域保護(hù)的實(shí)現(xiàn)  11.11  參考文獻(xiàn)12  變電站自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量  12.1  導(dǎo)言  12.2  開(kāi)關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)  12.3  質(zhì)量  12.4  電力工程標(biāo)準(zhǔn)  12.5  環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)  12.6  變電站自動(dòng)化系統(tǒng)  12.7  變電站以外的專用通信  12.8  電能質(zhì)量  12.9  數(shù)據(jù)與軟件標(biāo)準(zhǔn)  12.10  文件與代號(hào)  12.11  系統(tǒng)和項(xiàng)目管理  12.12  標(biāo)準(zhǔn)一致性的確認(rèn)  12.13  項(xiàng)目要求和試驗(yàn)  12.14  參考文獻(xiàn)13  IEC 61850——變電站自動(dòng)化系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)  13.1  用于變電站內(nèi)互操作的IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)  13.2  互操作性和開(kāi)放系統(tǒng)  13.3  IEC 61850是變電站自動(dòng)化的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)  13.4  標(biāo)準(zhǔn)的組成  13.5  實(shí)現(xiàn)的途徑  13.6  用于電力公司的無(wú)縫通信  13.7  標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)的好處  13.8  參考文獻(xiàn)14  變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的階段模型  14.1  生命周期與階段的概念和界定  14.2  系統(tǒng)或制造商的生命周期  14.3  項(xiàng)目或用戶生命周期  14.4  參考文獻(xiàn)15  變電站自動(dòng)化的益處  15.1  簡(jiǎn)介  15.2  改進(jìn)電力系統(tǒng)運(yùn)行提高性能  15.3  變電站自動(dòng)化可以提高可靠性和靈活性  15.4  采用電力系統(tǒng)監(jiān)視，挖掘潛能節(jié)約成本16  變電站自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范指南  16.1  簡(jiǎn)介  16.2  針對(duì)用戶具體要求的技術(shù)規(guī)范  16.3  在規(guī)范中引入IEC 6185017  針對(duì)技術(shù)快速變化的策略  17.1  簡(jiǎn)介  17.2  賣方義務(wù)  17.3  現(xiàn)場(chǎng)備件的可用性  17.4  使用標(biāo)準(zhǔn)化的通信  17.5  標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)描述語(yǔ)言的使用  17.6  功能的技術(shù)規(guī)范  17.7  參考文獻(xiàn)18  趨勢(shì)與展望  18.1  電力工業(yè)的變化  18.2  技術(shù)未來(lái)趨勢(shì)的影響  18.3  對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的專門研究  18.4  變電站自動(dòng)化業(yè)務(wù)展望  18.5  參考文獻(xiàn)19  參考文獻(xiàn)20  術(shù)語(yǔ)表21  附錄  21.1  系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范示例  21.2  廣域保護(hù)的評(píng)估

章節(jié)摘錄

　　4　引入變電站自動(dòng)化的挑戰(zhàn)　　4.1　變電站自動(dòng)化，必然之路？　　20年前，在變電站中出現(xiàn)了第一套就地自動(dòng)裝置。在這些裝置中，有些通過(guò)反復(fù)投切高中壓變電站的饋線來(lái)消除接地故障，其它的則負(fù)責(zé)自動(dòng)輪換超高壓/高壓變電站的變壓器。它們的反應(yīng)都非常緩慢，以至操作人員和用戶完全可以跟蹤這些保護(hù)和優(yōu)化的過(guò)程?！　‖F(xiàn)在，信息技術(shù)已經(jīng)進(jìn)步到可以實(shí)現(xiàn)廣域保護(hù)，依靠協(xié)調(diào)防御計(jì)劃來(lái)保護(hù)整個(gè)電力系統(tǒng)。這些方案是防止失步擴(kuò)展到全網(wǎng)的最后防線，其涵蓋了分布式計(jì)算機(jī)、基于衛(wèi)星的時(shí)間同步與通信、寬帶網(wǎng)絡(luò)和智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)以及功角測(cè)量裝置（PMU）。在緊急情況下，運(yùn)行人員依據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)作出的反應(yīng)很慢，而緊急控制采用上述所有的自動(dòng)控制系統(tǒng)卻可在0.5s內(nèi)完成全局的調(diào)度。　　目前，繼電保護(hù)技術(shù)從機(jī)電、靜態(tài)到電子和全數(shù)字都先后在變電站成功使用。終端用戶的平均停電時(shí)間已從每年2天降到10min。電力公司目前更多是依靠質(zhì)量而不是數(shù)量（即功率，譯者注）來(lái)銷售電力?！　∪澜绲碾娏径荚谧詥?wèn)：我們必須這樣做嗎?我們能這樣做嗎?安裝具有先進(jìn)功能的全數(shù)字變電站控制系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)哪些好處和不便?筆者在本書(shū)中將努力回答這些問(wèn)題，并根據(jù)用戶收益、運(yùn)行方式、商業(yè)環(huán)境等分析各種方案。　　4.1.1 在變電站采用新技術(shù)的必要條件　　我們認(rèn)為在變電站中實(shí)施新技術(shù)必須考慮相關(guān)的四個(gè)不同方面，包括對(duì)電網(wǎng)、社會(huì)和終端用戶的影響，以及電力公司的政策。所有這些都需要詳細(xì)分析。　　4.1.1.1 對(duì)電網(wǎng)的影響　　數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)可以改善電網(wǎng)的控制。其所有的基本功能，如遠(yuǎn)動(dòng)、就地控制、事件記錄、故障錄波、數(shù)字式保護(hù)及自動(dòng)化功能等，與整個(gè)電力系統(tǒng)的控制在以下方面相互作用：　　遠(yuǎn)動(dòng)功能使主站操作人員可以對(duì)電網(wǎng)有良好的全面控制。

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