数字化变电站冗余体系结构的改进及其可靠性和经济性评估

体系结构的冗余设计对保证数字化变电站各种保护和控制系统的可靠性具有重要意义.分析了数字化变电站的典型冗余结构,提出了集中备用和交叉备用两种改进方案,并对各种冗余结构的可靠性和经济性进行了综合比较分析.研究结果表明:本文所提两种改进方案要优于目前所采用的典型方案;而双重化配置的保护系统具有很高的可靠性,无需再对其中的每一单套保护进行网络冗余配置.     

基于LCC的海上风电场主变压器冗余配置经济性对比与分析

海上风电场存在建设投资大、设备故障率高以及运维不便等问题。为寻求建设与运营过程中投资成本与发电可靠性之间的平衡,提出了4种不同的电能传输系统冗余配置方案。以莱州湾某海上风电场工程为例,基于全寿命周期成本(LCC)理论建立了海上升压站主变压器的成本分析模型,并对模型中各组成部分进行分解计算。对比了各冗余配置方案中主变压器的LCC,并对折现率、上网电价以及故障率三个关键影响因素进行灵敏度分析,得出各因素变化区间内的最优冗余配置方案,为海上风电场电能传输系统的冗余配置方案最优选择提供了理论依据。     

基于PRP和HSR技术的数字化变电站设计

为满足数字化变电站对于可靠性和经济性的基本设计要求。提出了一个数字化变电站实用设计方案,并介绍了其全站通信网络、配置方法和对装置的具体要求。该方案采用了基于并行冗余协议（parallel redundancy protocol, PRP）和高可用性无缝环网结构（high availability seamless ring, HSR）的冗余通信技术,并使用了从系统到装置的一站式配置工具。提出的设计方案不仅能满足数字化变电站可靠性、经济性的要求,而且具有较好的可维护性和可扩展性。     

计及经济性和可靠性因素的区域综合能源系统双层协同优化配置

现有的区域综合能源系统优化配置方法在可靠性约束条件下求得经济性最优,容易产生过度投资或可靠性不足等问题,限制了配置方案的可选择性和实用性.为了解决上述问题,该文基于区域综合能源系统状态转移时序性模型,以经济性和可靠性作为优化目标,建立了区域综合能源系统规划与运行相结合的双层多目标优化配置模型.上层规划模型以系统年净成本和综合缺能率最小为目标,采用NSGA-II算法求取配置方案的Pareto最优解集;下层优化运行模型将上层模型确定的配置方案转换为线性约束条件,以系统切负荷量最低和运行经济性最优为目标实现系统的优化运行,采用序贯蒙特卡洛法对运行可靠性进行量化,并将运行成本和可靠性量化值反馈至上层模型.通过某区域综合能源微网系统进行算例验证,分析了不同配置方案经济性和可靠性之间的关系,并通过给出最优解集的方式实现了多目标优化方案的可选择性.     

数字化变电站系统可靠性评估与分析

为实现对结构较为复杂的数字化变电站系统进行全面、细致的可靠性评估,首先构建了基于并行冗余协议的数字化变电站整体结构模型。然后将一种新的可靠性评估方法———成功流法,引入数字化变电站的可靠性分析中,以数字化变电站结构模型为基础,建立用于可靠性评估的成功流模型,并根据该模型进行推导,得出变电站的全局可靠性参数。最后利用灵敏度分析方法,分析了不同元件的可靠性变化对整个系统成功概率的影响。     

基于PRP和HSR技术的数字化变电站设计（英文）

为满足数字化变电站对于可靠性和经济性的基本设计要求。提出了一个数字化变电站实用设计方案,并介绍了其全站通信网络、配置方法和对装置的具体要求。该方案采用了基于并行冗余协议(parallel redundancy protocol,PRP)和高可用性无缝环网结构(high-availability seamless ring,HSR)的冗余通信技术,并使用了从系统到装置的一站式配置工具。提出的设计方案不仅能满足数字化变电站可靠性、经济性的要求,而且具有较好的可维护性和可扩展性。     

数字化变电站的特征及关键技术问题

介绍了数字化变电站的发展技术基础,对数字化变电站的主要特点：数字化变电站具有数字化的数据采集系统、数字化变电站内一次设备的智能化、数字化变电站内部具有分层分布分散的系统结构、数字化变电站采用网络化的信息通信技术及数字化变电站能够实现设备状态检修和自动化的运营管理技术进行了分析,并从数字化变电站通信网络的可靠性和实时性、合并单覆数据同步问题、继电保护冗余配置问题三个方面探讨了数字化变电站关键技术问题。     

电能路由器冗余配置设计

电能路由器是未来能源互联网中的关键设备,其可靠性关系着未来配电网的安全可靠运行。配置冗余子模块可提升设备的可靠性,但同时会使成本增加。以目前主流电能路由器拓扑为基础,分析对比了设备不同冗余控制方式下的可靠性;引入成本-损失目标函数对冗余配置进行优化,研究了不同情况下目标函数最小值的求解,并以此得到可靠性与经济性最佳的冗余配置方案。最后通过对工程实例的分析计算,为子模块选型与冗余配置给出了建议,验证了所提方法的可行性与有效性。     

集成式中低压数字化变电站自动化系统设计

针对中低压变电站及IEC 61850标准的特点,开发了能够实现全站的保护和控制的集中式保护装置,并设计了集成式数字化变电站系统.阐述了集成式数字化变电站自动化系统的整体结构,讨论了过程层采样方案、通用面向对象变电站事件(GOOSE)跳闸方案和集中式保护装置设计方案.对过程层采样的可靠性和GOOSE网跳闸方案的实时性和可靠性进行的检验表明了设计方案能够满足实际工程运行的需求.所设计的集成式数字化变电站自动化系统已应用于实际工程.     

可靠性成本效益分析法在配电网开关配置方案优选中的应用

配电网中,通过开关设备的优化配置可有效提高节点和系统的可靠性。文章给出了开关投资费用、运行维修费用和停电损失费用的计算方法,进而计算各方案的综合总费用。应用成本效益分析法,以最小费用为目标评价开关配置方案的优劣,协调系统的可靠性和经济性,实现方案优选。应用成本效益分析法对宁夏回族自治区固原市某10kV中压配电网的12套开关配置方案进行评估,得出了最优方案,验证了该方法的工程实用性。     

数字化变电站GOOSE网络设计研究

介绍GOOSE通信机制,从物理层与数据链路层、网络结构、交换机配置方案三方面阐述数字化变电站GOOSE网络结构的设计,比较分析星型结构下的2种GOOSE网络结构冗余方式,提出提高数字化变电站GOOSE网络可靠性的措施及各电压等级变电站GOOSE网络推荐方案。     

高压直流输电保护系统冗余配置方案选择

直流保护系统在直流输电工程中至关重要,关系到整个电网的安全,因此,在特高压/高压直流输电工程中一般采用冗余配置的原则。本文针对目前主要采用的完全双重化和三取二冗余配置的可靠性进行分析比较,证实完全双重化的保护配置的可靠性和安全性比三取二的保护配置更好。为今后直流输电工程的保护系统冗余配置方案选择提供了重要参考。     

数字化变电站系统可靠性与可用性研究

基于IEC 61850的数字化变电站系统具有传统变电站系统所不同的结构与特点。现有的变电站可靠性分析方法多针对单装置或单间隔,鲜有针对整个变电站自动化系统。介绍了基于IEC 61850的数字化变电站系统的典型结构,分析了提高数字化变电站可靠性的主要方法,提出一种计算全站可靠性的方法。该方法将数字化变电站系统划分为通信系统、控制系统、保护系统以及站控层系统。利用可用性框图,分别计算每个子系统可靠性参数,然后通过系统可用性框图,计算出整个变电站的可靠性参数。利用该方法对一典型数字化变电站系统的可靠性进行了分析计算。结果表明,在合理采用装置冗余并采用基于IEC 62439-PRP的并行网络冗余后,数字化变电站系统的可靠性能够满足IEC 61508的要求。     

数字化变电站通信冗余实施方案的改进及可靠性分析

网络体系结构的冗余设计对提高数字化变电站系统可靠性有重要意义。从变电站自动化系统整体出发,分析了现阶段基于IEC61850数字化变电站的典型冗余结构,提出了可行的改进方案,集中备用改进模式和交叉备用改进模式。对各种冗余方案进行了实时性分析和经济性比较,并用故障树分析法进行可靠性定量评估。研究结果表明,改进方案在实时性和经济性上优于目前应用的典型方案,且不以牺牲系统可靠性为代价,有较高的应用前景,对于建设高效、可靠、经济的数字化变电站有一定意义。     

电力系统运行可靠性成本价值评估

电力系统运行可靠性评估的最终目标是辅助运行人员进行调度决策,因此,制定合理的决策依据至关重要,但常用的可靠性指标却难以直接作为决策判断的依据。文中提出了运行可靠性成本价值评估的概念和指标,指出“期望社会成本最小”可以作为运行人员选择最优调度方案的决策依据,并为此建立了发输电系统运行可靠性成本价值评估的模型和算法,实现了运行可靠性成本和效益的综合评价。通过对IEEE RTS测试系统的最优旋转备用分配方案选择的计算分析,验证了所述算法的有效性,说明了运行可靠性成本价值评估的实用价值。     

数字化变电站系统可靠性与可用性研究

基于IEC 61850的数字化变电站系统具有传统变电站系统所不同的结构与特点.现有的变电站可靠性分析方法多针对单装置或单间隔,鲜有针对整个变电站自动化系统.介绍了基于IEC 61850的数字化变电站系统的典型结构,分析了提高数字化变电站可靠性的主要方法,提出一种计算全站可靠性的方法.该方法将数字化变电站系统划分为通信系统、控制系统、保护系统以及站控层系统.利用可用性框图,分别计算每个子系统可靠性参数,然后通过系统可用性框图,计算出整个变电站的可靠性参数.利用该方法对一典型数字化变电站系统的可靠性进行了分析计算.结果表明,在合理采用装置冗余并采用基于IEC 62439-PRP的并行网络冗余后,数字化变电站系统的可靠性能够满足IEC 61508的要求.     

采用集群测控的智能变电站新型监控方案技术经济性分析

以间隔层集群测控装置为核心的智能变电站新型监控方案，可减少间隔层装置数量、实现测控装置的冗余热备用，为了将新型监控方案推广应用，亟须深入分析新型监控方案的技术经济性能。在分析间隔层集群测控技术和新型监控体系架构构成原理的基础上，从设备投资、调试工时和运维效率等3个维度对比分析新型监控方案与现有监控方案的经济性。根据典型变电站成本算例，发现新型监控方案可以大幅减少工程成本；利用成功流（Goal Oriented,GO）法对新型监控方案进行可靠性分析，发现新型监控系统采用间隔层集群测控装置的冗余配置，其遥测、遥信和遥控的成功概率也高于传统监控系统。采用集群测控装置的新型监控系统不仅完全满足智能变电站监控技术需求，而且具有明显的经济效益和更高的可靠性，并与现有监控系统在管理和运维模式上完全兼容，具有较高的推广应用价值。     

数字化变电站双测控实现方案探讨

针对目前数字化变电站建设中出现的双测控配置要求,分析了双测控配置给变电站自动化系统带来的问题,提出了2种变电站双测控装置冗余配置的实现方案.对2种实现方案的优缺点进行分析,提出1种满足双测控配置的实时性无缝切换方案.该方案在广东茂名文冲口变电站的应用表明,其能很好地解决测点选择和遥控操作冲突的问题,安全、可靠.     

阀冷控制系统变频器冗余模拟量设定值的研究

特高压直流输电工程中换流阀配套的阀冷系统采用冗余化设计,阀冷系统中的冷却风机通常配置变频器,冗余控制系统同时输出两路模拟量信号给变频器,处理后实现变频器的频率设定.研究了几种变频器冗余模拟量设定值的处理过程,通过比较各自优缺点,确定最优的冗余信号处理方案.     

数字化变电站继电保护的GOOSE网络方案

根据数字化变电站继电保护的面向通用对象的变电站事件（GOOSE）需求,针对速动性分析了网络传输延时后提出了改进方法,并针对可靠性和安全性分别分析了不同冗余方式和交换机分配模式的特点。提出根据系统一次接线形式及继电保护配置特点合理规划继电保护GOOSE网络方案的方法,并给出了典型接线形式下的GOOSE网络方案。此外,应根据一次接线形式及继电保护配置特点对交换机虚拟局域网（VLAN）划分、优先级及多播报文过滤进行合理配置。