近日,貴州電網省級邊緣集群主站系統通過邊緣網關,成功實現了對35千伏李官水電站2號機組的遠程開停機遙控測試,驗證了小水電站機組遠程集約控制的可行性。標志著南方電網貴州電網公司建設的“云邊融合智能調度運行平臺(CEP)"具備了小水電數據集中監控能力,監控場景進一步豐富,取得的新成效,有力支撐了源網荷儲資源的“可觀、可測、可控"。
南方電網公司2024年打造的云邊融合智能調度運行平臺,邊緣集群主站系統是其中的重要組成部分。平臺采用“云大腦+邊緣節點"兩級協同運作架構。“云大腦"即部署在調度云的云端系統,主要提供全景數據、人工智能和高性能計算服務,支持源網荷儲資源的建模監視和分析決策、新能源集中監視和超短期功率預測,以及新興并網主體的全局優化和云邊協同控制。“邊緣節點"即部署在各級調度的邊緣集群和廠站側的邊緣網關,實現傳統廠站、集中式新能源和新興并網主體的彈性接入、實時監視及協同控制。這一平臺在南方電網的整體水平上處于先進地位,顯著提升了調度域的數字化和智能化水平。
1章 概 述(LYDN9000B電力調試標準產品“三相電能質量監測系統"設計精巧,結構簡單)
隨著電力電子技術的發展,直流輸電、大功率單相整流技術在工業部門和用電設備上被廣泛應用,如大功率可控硅器件、開關電源、變頻調速等,這些典型非線性負荷將從電網吸入或注入諧波電流,從而引起電網電壓畸變,使電網波形受到污染,供電質量惡化,附加損失增加,傳輸能力下降。在電網中,三相負荷不平衡、電力系統諧振接地等會產生負序,大功率整流和非線性設備等會產生諧波。電能質量下降,嚴重威脅供電、用電設備的可靠運行。
電能質量監測裝置是我公司針對電能質量監測難題,研究總結國內外電能質量監測特點和實踐經驗基礎上,嚴格按照國家頒布的相關技術標準,自主設計開發的新一代嵌入式電能質量在線監測終端。采用*工控板+DSP+FPGA處理器,是具有高速采樣、計算、分析、統計、通訊和顯示等功能相結合的電能質量監測裝置。
該裝置可全天候不間斷監測電網的諧波含有率、諧波總畸變率、三相電壓不平衡度、閃變、電壓偏差、電壓波動、頻率、各次諧波有功功率、無功功率、功率因數、相移功率因數、有效值、正負序、暫態事件等電能質量數據。
對電能質量監測裝置的監測數據進行分析,可反映公用電網供到用戶受電端的交流電能質量,各種用電設備在不同運行狀態下對公用電網電能質量的影響。對電力設備調整及運行過程動態監視,幫助用戶解決電力設備調整及投運過程中出現的問題。監測分析電力系統中動態參數,并對相關設備的功能和技術指標作出定量評價,保護系統中重要設備的用電可靠,避免因電能質量問題帶來引起的重大事故。
第2章 裝置功能特點(LYDN9000B電力調試標準產品“三相電能質量監測系統"設計精巧,結構簡單)
LYDN9000B電能質量在線監測裝置除具有常規的電能質量穩態指標的監測外,還對電能質量的暫態擾動,主要是電壓的驟升、驟降進行監測和記錄。并且具有完善的電能質量數據統計分析功能,方便用戶及時準確的了解線路電能運行狀況。
2.1 裝置監測項目
基本測量 | 電網頻率;電壓、電流有效值;總的有功、無功功率、功率因數 |
基本監測指標 | a) 三相基波電壓、電流有效值,基波功率、功率因數、相位等; b) 電壓偏差; c) 頻率偏差; d) 三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度、負序電 壓、電流; e) 諧波(2~100次)。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波含有率、幅值、相位,各次諧波的有功、無功功率等; f) 電壓波動、閃變; |
監測指標 | a) 間諧波; b) 電壓驟升、驟降、短時中斷; |
2.2電能質量統計分析功能
分鐘統計功能
裝置具有對電能質量數據的分鐘統計功能,可按設定時間(1分鐘~10分鐘)統計電能質量數據的大值、小值、平均值、95%概率大值等。
日報表統計功能
在電能質量分鐘統計基礎上,進行日報表統計分析功能,統計電能質量數據的大值、小值、平均值、95%概率大值等。
2.3事件記錄功能
暫態事件記錄
當發生暫態事件,裝置能夠準確地記錄該事件,包括事件類型、事件發生時刻、發生相別、特征幅值、暫態發生持續時間等。
穩態事件記錄
裝置具有對電能質量穩態指標越限的判斷,并能夠根據配置文件靈活配置要記錄的穩態指標越限事件,事件內容包括事件類型、事件發生時刻、特征幅值。
2.4錄波功能
暫態觸發錄波
暫態事件自動觸發錄波,可同時記錄事件發生前后10周波和事件結束前后10周波波形數據。
2.5數據存儲功能
電能質量數據存儲
可按設定間隔保存分鐘電能質量統計數據,保存間隔按3~60分鐘可配置。32G電子盤,保存時間長度根據設定保存間隔及監測路數自由伸縮。數據存儲按“先進先出"原則,循環覆蓋。數據停電不丟失,保存時間不小于10年。
數據拷貝
支持USB拷貝數據文件,且能夠自動新建相應文件夾。
2.6通訊功能
支持RS485、USB、以太網接口,并且支持雙網口通訊方案;
通過IEC61850協議與主站系統交換數據(需定制);
根據主站要求上傳實時電能質量分析數據,在固定時間段內的電能質量分析數據;
2.7對時功能
具備GPS硬對時接口,可以接受IRIG-B碼對時。
2.8界面顯示功能
實時數據
可實時查看對應監測點的電壓電流有效值、諧波、間諧波、閃變、功率、不平衡度等電能質量數據。
實時波形
實時顯示對應監測點的矢量圖以及實時波形圖。
事件記錄
可查看對應監測點暫態事件記錄和穩態事件記錄。錄波文件以Comtrade文件存儲。
參數管理
主要包括定值設置、變比設置。該部分主要用于裝置對應監測點的電壓等級、PT、CT以及越限限值的界面配置。
歷史數據
主要包括日報表數據、日合格率數據等歷史數據的查看。
系統設置
主要包括通訊設置、統計間隔設置、時間設置、PQDIF配置、密碼設置、文件管理以及運行工況查詢。該部分可進行對裝置的維護操作,如裝置通訊IP地址的設定、PQDIF文件生成機制的設置以及版本信息的查看等。
第3章 主要技術指標(LYDN9000B電力調試標準產品“三相電能質量監測系統"設計精巧,結構簡單)
項目 | 參數 | ||
通道數量 | 單路/兩路 | ||
主機類型 | 工控機 | ||
工作電源 | 交流 | 220V±10% ;50Hz±0.5Hz;諧波畸變率不大于15% | |
直流 | 220V±10%,紋波系數不大于5% | ||
電流信號輸入 | 輸入方式 | 電流互感器輸入 | |
額定值In | 5A/1A | ||
測量范圍 | AC 200mA~5A或AC 50mA~1A | ||
功率消耗 | 不大于0.5VA/路 | ||
過載能力 | 1.2In 連續工作 2In 允許1s | ||
電壓信號輸入 | 輸入方式 | 電壓互感器輸入 | |
額定值Un | 220V/380V | ||
測量范圍 | AC 0.5V~450V | ||
功率消耗 | 不大于0.5VA/路 | ||
過載能力 | 1.73Un 連續工作 2Un 允許1s | ||
輸入阻抗 | 大于100kΩ | ||
開關量輸出 | 工作電壓 | AC220V 3A/DC30V 3A; | |
輸出方式 | 無源接點 | ||
監測指標精度 | 電壓 | 0.2% | |
電流 | 0.2% | ||
功率 | 0.5% | ||
功率因數 | 0.5% | ||
頻率偏差 | 0.01Hz | ||
電壓偏差 | 0.2% | ||
三相電壓不平衡 | 0.2% | ||
三相電流不平衡 | 0.2% | ||
諧波 | 符合GB/T 14549-1993 中附錄D 中的1 級要求 | ||
間諧波 | 參照/T 14549-1993 附錄D 中對諧波要求的1級 | ||
閃變 | 5% | ||
電壓波動 | 5% | ||
通訊接口 | 以太網 | 接口速率 | 10/100M 自適應 |
接口類型 | 100Base—T | ||
協議 | 支持TCP/IP,FTP | ||
RS 485 接口 | 接口速率 | 300~115200bps 帶光電隔離 | |
對時接口(選配) | 裝置接口 | IRIG-B碼對時 | |
存儲 | CF卡 | 標配32G,可擴展 | |
工作環境 | 正常工作溫度 | -10℃~+55℃ | |
極限工作溫度 | -20℃~+65℃ | ||
相對濕度 | 5%~95% | ||
大氣壓力 | 86kPa~106kPa | ||
海拔 | 3000 米以下 |
第4章 系統應用方案(LYDN9000B電力調試標準產品“三相電能質量監測系統"設計精巧,結構簡單)
整個網絡分為采集單元、變電站監測層和上級監測層三個部分。采集單元為監測終端,通過以太網將數據傳送至當地監控系統。用戶可通過上級監測層和當地監控系統進行管理。
第5章 機械結構及電氣安裝(LYDN9000B電力調試標準產品“三相電能質量監測系統"設計精巧,結構簡單)
5.1 安裝開孔圖
裝置為嵌入式安裝方式,可以集中安裝于控制室的屏柜上,也可分散安裝于開關柜上。
5.2 模擬量輸入回路
裝置交流電流回路必須用可靠壓接的不小于2.5mm2的帶色標的導線連接至屏柜的電流輸入端子處,裝置端子上的螺絲必須有彈簧墊圈并擰緊,以防止交流電流回路開路;交流電壓回路必須用可靠壓接的不小于1.5mm2的導線連接至屏、柜的電壓輸入端子處。
5.3 通訊網絡的連接
裝置適用于電力系統各電壓等級變電站和工礦企業變電站,由網線連接構成通訊網絡。本裝置提供兩個獨立的、互為備用的以太網接口,通過專用的屏蔽網絡連接線按照國際通用的EIA/TIA 568B 標準接入網絡交換機后組網。網絡拓撲圖請參見上節。以太網連接線的兩個端頭都需按照EIA/TIA 568B 標準制作,其接線示意如圖16 所示。
南方電網廣西新電力集團岑溪供電公司負責建設的中央投資農網工程首條長線路——吉太區線順利完成第三次割接并正式投入運行。
據悉,該線路工程總投資474.53萬元,全長16.49千米。自項目開工以來,施工團隊歷時兩個多月攻堅克難,充分發揮兵團作戰優勢,較原計劃提前一個月完成建設任務。“該線路采用機械化作業模式,投入兩臺鉤機同步施工,更新運用無人機一次性完成3條線路的放線架設,每日安排專人現場協調,高效解決各類施工難題,有力保障了工程進度與質量。"
該線路投運后,不僅為天龍頂、君垌村、吉太社區等重點區域提供穩定可靠的電力保障,還為岑溪天龍頂山地公園風景區旅游經濟發展提供有力支撐,有效提高當地居民的生活品質。
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