110kV模块化智能变电站二次系统的设计与研究

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导师姓名
陈恳  乐海洪
学科专业
电气工程(专业学位)
文献出处
南昌大学   2019年
关键词
智能电网论文  智能变电站论文  模块化论文  二次系统论文  设计论文  电力系统论文
论文摘要

伴随着中国经济的快速发展,电力工业正面对着新的挑战。电网结构变得越来越复杂。特别是近年来,间歇性清洁能源的集成以及风力发电和光伏发电等的波动性需要更大的灵活性和可控性。对多样化服务的需求需要变电站更良好的互动。经济和社会发展需要更安全,更可靠,更高质量的变电站。由于资源和环境的限制,变电站必须更加高效,经济和环保。在这种情况下,如何保证电网的安全稳定运行,电网发展方式如何改变成为了一项问题。然而,由于互操作性差以及来自不同制造商的设备的高管理成本,传统变电站多年来未能适应智能电网建设的需要。新能源技术,智能技术,信息技术和网络技术的突破性创新以及第三次工业革命的发展,使得强大的智能电网可以加速发展全球的联系。然后传统智能变电站的建设目前存在以下特点:1、建设周期长,主要体现在一二次设备的现场调试和联调时间长。2、土建工作量巨大,考虑到现场存在大量的建构筑物。3、变电站面积大,建设投资大。。模块化变电站采用标准化设计,工厂加工和装配化的施工方式,大程度的优化了工程施工周期,减少了施工成本。模块化智能变电站应用通用设计,通用设备图集和即插即用二次接线支持“大规模运行,大型检修”,采纳通用模块化标准化定制信息模型。同时采用组合式建筑,结构,预制仓式二次复合设备,实现一次、二次集成设备规模的生产,集成和调试。基于此背景,本文正在对110 kV模块化智能变电站进行二次设计和研究。二次系统优化,特别是变压器选择和二次参数,本地采样数字采样的实现,各站综合监控系统的网络结构,开关采样跳闸模式,继电保护装置,变电站二次虚拟电路设计,局部智能控制二次电路设计等。同时考虑二次系统柜的设计方法是非常必要的。根据本文研究的结论,实际项目设计方案对未来智能变电站设计具有重要的参考价值。

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摘要

ABSTRACT

第1章 引言

1.1 课题背景与研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内智能变电站发展现状

1.2.2 国外智能变电站发展现状

1.3 课题主要研究内容

1.4 课题主要创新点

1.5 本章小结

第2章 二次设备模块化设计

2.1 二次设备模块化设计概述

2.1.1 模块化设计总原则

2.1.2 二次设备模块划分原则

2.2 二次设备机架式模块化安装

2.3 装配式建筑预制式二次组合设备模块化设计

2.3.1 户内预制式模块化二次组合设备

2.3.2 户内模块化二次组合设备的技术方案

2.4 预制二次设备舱方案选择及应用

2.4.1 舱体尺寸类型

2.4.2 舱体屏柜布置方式

2.4.3 预制舱内布线方案

2.4.4 预制舱内辅助设施

2.5 本章小结

第3章 二次系统设备集成优化

3.1 站控层设备整合方案

3.1.1 安全I区服务器硬件及功能整合

3.1.2 安全II区服务器硬件及功能整合

3.2 间隔层设备整合

3.2.1 集成计量、pmu功能的多功能测控装置

3.2.2 保护、测控、计量、智能终端及合并单元多合一装置

3.3 智能终端与其它二次回路整合优化分析

3.3.1 二次回路接线精简及优化

3.3.2 智能组件与变压器的融合方案

3.3.3 智能组件功能模块插件化

3.4 本章小结

第4章 预制式光缆和电缆的选型及整合优化

4.1 预制光电缆概述

4.1.1 传统光电缆缺陷

4.1.2 预制光电缆特点及优势

4.2 预制光缆选型及连接方案

4.2.1 连接器选型

4.2.2 光缆选型

4.2.3 连接方案

4.2.4 整合可靠性分析

4.3 预制电缆

4.3.1 预制电缆基本特点

4.3.2 电连接器类型

4.3.3 电缆和连接器选型

4.4 电缆整合方案

4.5 本章小结

第5章 调控运维一体化监控及高级应用方案

5.1 智能化变电站一体化监控系统概述

5.1.1 智能变电站监控系统

5.1.2 一体化监控系统架构

5.1.3 一体化监控的网络构架

5.1.4 一体化监控安全区域的划分

5.2 基于“调控运维一体”的变电站一体化监控系统

5.2.1 一体化监控技术方案

5.2.2 现阶段可实施的高级应用

5.2.3 智能告警

5.2.4 设备在线监视及诊断

5.2.5 远程浏览/告警直传

5.2.6 事故追忆与全景事故反演

5.2.7 一体化监控五防

5.3 变电站运维支撑系统技术解决方案

5.3.1 系统配置和一致性校验

5.3.2 二次设备管理

5.3.3 运维信息安全

5.4 本章小结

第6章 交直流一体化电源推荐实施方案

6.1 智能变电站一体化电源系统概述

6.2 交直流一体化电源系统功能设计

6.2.1 智能开关模块化设计

6.2.2 一体化电源数字化设计

6.2.3 统一监控功能设计

6.3 变电站交直流一体化电源系统配置方案

6.3.1 总体配置

6.3.2 站用电源子系统

6.3.3 直流电源子系统

6.3.4 UPS电源子系统

6.3.5 通信电源子系统

6.3.6 蓄电池组智能管理系统

6.4 本章小结

第7章 户外二次设备的环境适应性设计

7.1 户外预制式智能控制柜环境适应性

7.1.1 环境控制需求分析

7.1.2 封闭式柜体设计

7.1.3 区域空调共用设计

7.1.4 设计特点小结

7.2 户外预制舱舱体环境适应性

7.2.1 温湿度控制系统设计

7.2.2 通风防尘设计

7.2.3 设计特点小结

7.3 技术经济分析

7.4 本章小结

第8章 总结

8.1 结论

8.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果

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