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在电力SCADA中应用ZigBee组网技术

2018年10月12日 10:26:49来源:RFID世界网作者:菲利科电子技术公司关键词:SCADA系统

​相对于电力微波通讯网、电力DDN数字数据和公网等长途通讯技术比较,电网数字化需要“就地”获取信息,并快速作出反应,同时需要和长途通讯技术合作。ZigBee无线自组网技术针对电力体系监测、操控的需要,在通讯容量、通讯时延、通讯牢靠性、能量损耗上正是这样一项满足电力SCADA需要的技术。ZigBee技术首要被运用在数字化变电站和电网监控上。本文仅就配网和变电站数字化为例介绍ZigBee组网技术在电力SCADA中的运用。

  ZigBee技术在智能电网中的运用得益于近年来配网和变电站本身技术的发展供给的有利条件:

  ■ 数据收集数字化:光电互感器的运用改变了监控体系的结构。

  ■ 体系结构涣散化:从集中操控、功用涣散逐步向户外型、涣散型网络发展。

  ■ 体系建模规范化:IEC 61850确立了电力体系的建模规范。

  ■ 体系分层散布化:通讯技术分层独立,为选用新式通讯技术供给便利。

  IEC 61850明确地将变电站体系分成3层:变电站层、距离层和进程层。介于变电站层与进程层之间的距离层智能电子设备(IED),环绕维护、丈量、计量、参数设置等功用与上基层设备交流信息,向上自动传送陈述记载、故障发动/动作、变位、模仿信号量、录波数据等报文,接纳上层宣布的各种操控块的参数设置(例如日志操控、陈述操控、GOOSE、GSSE等设置)、开断开关或断路器的操控指令、查询记载(或呼唤)、对时等操作恳求;向同一个距离单元或者不同距离单元的IED宣布互锁、报警、故障等信号,进行散布式功用的效劳调用;向下接纳进程层兼并单元传来的周期性实时模仿信号,将主站操控操作断路器的指令下传给智能断路器操控器,能对兼并单元的采样值操控块设置采样值周期、传输方法等参数,以改变传输质量。

  数字化变电站智能电子设备(IED)运用ZigBee技术是电力SCADA发展趋势之一,其间五防闭锁设备是电力安全生产的重要设备(IED)。随着电网的不断发展,技术的不断更新,防误设备得到不断改进和完善。防误设备的规划原则是:凡有或者引起误操作的高压电气设备,均应装设防误设备和相应的防误电气闭锁回路。

  电网中的五防是指:

  ■ 避免误分、合断路器。

  ■ 避免带负荷分、合阻隔开关。

  ■ 避免带电挂(合)接地线(接地开关)

  ■ 避免带接地线(接地开关)合断路器(阻隔开关)

  ■ 避免误入带电距离。

  80年代中期,计算机技术进入了防误闭锁范畴,其设备统称为“微机闭锁设备”,二十年来,通过了几代技术的发展变迁,已成为既老练又有用的一个技术分支。就微机五防产品而言,虽然各厂家的产品各有其特征,但基本原理和选用的技术手段大致相同,设备首要由PC机、智能模仿屏、工控机、电脑钥匙和各种锁具组成。 通过在PC机或智能模仿屏上模仿预演,由体系内预先存储的逻辑规矩和状况对每步预演进行判别,并通过串行接口通讯将操作过程输入电脑钥匙中,然后用电脑钥匙翻开装于现场相应设备上的编码锁,然后进行倒闸操作。

  微机闭锁通过十几年来不断的完善和发展,已开端在电力体系大面积推广运用,其归纳目标比较其它防误闭锁设备具有不行比较的优越性。特别是闭锁全面、操作便利、维护简略、功能牢靠、造价相对较低遭到电力体系的肯定。可是:实际上其本身还有许多缺乏,比方:

  ■ 离线操作形式的安全隐患问题;

  ■ 体系造价偏高,使微机防误闭锁无法向广度发展的问题;

  所谓“离线” 操作形式,是指在操作进程中电脑钥匙与主控体系之间没有通讯联系,此种形式下电脑钥匙只能顺序履行预存的操作票。因为离线形式而导致微机防误设备失掉防护作用,发生误操作事端的比如许多,比方某电厂对一条热备用线路转停电检修操作时,在运转人员前往现场操作的进程中因为二次的原因断路器重合,而运转人员未能及时接到通知,依然用电脑钥匙按预存的操作票翻开线路侧刀闸的防误锁具,然后拉开刀闸,形成同时带负荷拉刀闸事端。某变电站履行某线路停电检修操作时,运转人员持电脑钥匙接通电气锁回路并断开断路器,然后用电脑钥匙翻开线路侧刀闸的防误锁具,拉开刀闸,却形成同时带负荷拉刀闸事端,过后分析原因是因为断路器的触头没有彻底脱开形成的。此外,在综自站遇到代路、导母等操作时,运转人员遇到监控操作则有必要回来主控室才干承认操作过程,导致操作人员屡次往复奔波于主控室和现场之间,增加了人员的担负,也降低了操作功率。以上种种问题,在“离线”形式的微机防误闭锁设备中是无法处理的。

  选用ZigBee无线自组织网络技术,完成了微机防误闭锁体系的电脑钥匙与主控设备之间的无线信息同步,同时运用网络中心拓扑技术,成功处理强电磁搅扰环境中无线信息发送及接纳的稳定性和成功率等关键问题,并成功降低了发射功率,保证产品在变电站搅扰敏感区的安全运用。

  特征和立异之处在于:

  ■ 在不大幅进步产品造价的前提下,彻底处理了现有微机防误闭锁设备中普遍存在的离线操作存在安全隐患的问题;

  ■ 填补了“多组同一使命并行操作”的空白,使体系具有了真实意义上的并行操作功用。

  ■ 无线电脑钥匙在变电站无线网络覆盖的任何区域都能够轻松完成自学、接票、操作和回传等,无需像以往的五防形式运转人员来回跑上跑下进行操作。

  ■ 实时在线,实时防误:五防主机显示的一次设备状况是实时的,和现场设备的实际状况保持一致。在操作的进程中,五防主机始终进行实时逻辑判别,判别在操作进程中的任何时刻操作是否还满足五防逻辑,起到了真实实时有效的防误意图。

  总述

  根据牢靠ZigBee组网技术的电力SCADA的运用具有如下特色:

  ■ 具有无线组网的核心技术专利;

  ■ 契合世界和国内规范;

  ■ 批量运用后,比现有体系更高的性价比;

  ■ 设备维护极端便利,能够和现有体系无缝对接。

  在电力SCADA从微机操控向归纳智能化操控发展进程中,首要表现为电气设备的小型化、机电一体化,以及操控与维护的全体化,将操控、维护体系与一次设备就近设备在同时,向着智能型设备发展。高度归纳化和智能化的运用将日益加速,优点清楚明了,如紧凑的规划降低了空间要求;规范化、模块化的技术使维护、操控易于完成最优协调;功用自在的设置使之更具灵活性;优化测点能够降低成本和尽或者消除数据的不一致性;增强了的抗搅扰才能,进步了SCADA(数据收集和操控)的准确性。把低成本、低功耗的无线ZigBee技术运用于电力SCADA,不但满足了数字化电网就地获取信息、快速作出反应、和长途通讯技术合作的要求,同时还进步了体系运用的灵活性。

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