水利电力配电自动化解决方案

水利电力配电自动化系统解决方案

一．智能化变电站自动化解决方案

系统简介：

数字化变电站是使变电站的所有信息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。它是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850标准和通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。

推荐方案：

数字化变电站的主要标志是采用数字化电气量测系统（如光电式互感器或电子式互感器）采集电流、电压等电气量，实现了一、二次系统在电气上的有效隔离，增大了电气量的动态测量范围并提高了测量精度，从而为实现常规变电站装置冗余向信息冗余的转变以及信息集成化应用提供了基础。

将数字化变电站通过IEC61850通讯协议将变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。

站控层网络通讯全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入支持IEC61850通讯协议的智能装置。

间隔层通过相关网络设备与本间隔其他设备通信、与其他间隔设备通信、与站控层设备通信；在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁

过程层网络（GOOSE 、SV ）通过相关网络设备完成间隔层与过程层设备、间隔层设备之间以及过程层设备之间的数据通信；过程层采用电子式PT/CT以及智能化开关设备，变电站所有的交流采样数据通过与MU 合并单元通信获得，通过GOOSE 网络传输实时跳合闸和保护间配合信号，全站使用IEC61850标准进行信息交互。

系统结构：

◆NSA3000T 风电综合自动化监控软件采用QT 软件进行开发，具有良好的跨平台特性、面向对象、丰富的API 、运行速度快、用户界面友好、易于操作、可靠性高、可移植性强、扩展方便等优点。

◆NSA3100G 型通信控制装置（简称总控单元）采用多CPU 分布式处理模式，提高了系统处理的速度，增强了系统的稳定性和可靠性。运用最先进的嵌入式操作系统VxWorks ，满足了变电站内各类保护装置及数据采集装置通讯，又可与站级计算机网络通讯，同时直接支持各种远动规约与调度端通讯，实现“四遥”功能。

◆NSA-3000G 系列分散式整合了新一代变电站自动化系统的必备功能：变电站的在线式微机五防功能；变电站的程序化操作功能；基于工业式以太网的过程层GOOSE 。模块化的硬件支撑平台和软件平台，为用户的不同应用需求，提供了差异化的选择范

◆交直流电源系统及卫星同步装置：

采用NSA2100DC 直流电源设备、NSA2100AC 交流电源设备及时间同步系统NSA2600。

NSA2100DC 直流电源设备是我公司新生产的一种全新的数字化控制、保护、管理、测量的新型直流系统；

NSA2100AC 交流电源设备是我公司新生产的一种可为现场提供方便、可靠的二次电源，并提高各种工作的质量、保障人身和设备的安全；

NSA2600卫星同步系统是我公司专为电力系统时间同步网提供的高精度、高可靠性同步设备。

◆及治理：

电能质量监测系统

采用我公司生产的NSA3100HQ 型电能质量监测系统。

电能质量治理设备

采用我公司生产的NSA100SVG 高压有源动态无功补偿装置及NSA200APF 有源电力滤波装置。

方案特点：

◆南京电研综合了以往NSA 系列变电站综合自动化设计方案，采用先进的数字化变电站设计理念及软、硬件技术，装置整体性能高。

二次设备采用加强型单元机箱，多层屏蔽等抗振动、强干扰设计，特别适应于恶劣环境。

◆本方案适用于有人值班或无人值班、新建或改建变电站的保护与测控系统。

◆监控后台采用NSA3000T 变电站综合自动化监控软件，系统采用QT 软件进行开发，具有优良的跨平台特性、面向对象、丰富的API 、运行速度快、用户界面友好、易于操作、可靠性高、可移植性强、扩展方便等优点。

二．常规变电站自动化解决方案

系统简介：

变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、，低压减载装置及远动装置等) 的功能进行组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。

110kV 、35kV 电压等级变电站是电力系统的重要组成部分，因此对该等级变电站运行状况进行监控和保护具有重要意义。

推荐方案：

针对35kV~110kV不同电压等级变电站，南京电研基于

NSA3000G 系列保护测控装置、NSA3100G 通信控制装置(简称总控单元) 、NSA3900H 型规约转换装置、NSA3000T 变电站综合自动化

监控软件、千兆/百兆以太网交换机等系列产品为用户提供了整套全面的解决方案。

系统机构：

◆组网模式

1) 三层传统模式

站控层分布配置SCADA 服务器（主、备）、操作员站、

维护工程师站、保护工程师站及五防主机等，可按需求单独配置特定角色机器，也可将功能模块集成到少量机器上运行。

通信机NSA3100G 双机互为热备用，兼作远动工作站连接调度，也可配置为单机。

间隔层装置可选择配置为双网或单网组网，按用户要求和

设备间距选择CAN 、485或工业以太网方式。

2）两层直连模式

站控层分布配置操作员站/工作站、继保工作站、五防主

机及远动工作站等模块。

110KV 保护、主变保护、测控或保护测控装置通过工业以

太网方式直接接入监控网；其他10KV/35KV分散部分，以CAN 总线、RS-485总线或工业以太网组网，通过前置机接入站控层监控网，条件具备时也可通过工业以太网方式直接接入监控网。

远动工作站通过远动专线连接远方调度，或通过防火墙接

入路由器，再通过网络通道与调度连接；继保工作站由网络通道经防火墙，再经网络通道与主站联接。

3）集控中心模式

集控中心分布配置操作员站、工程师站、远动工作站等模

块。

集控中心内，设备或直接连入监控网，或通过协议转换器

接入监控网。

各子站/分站配置主备前置机，经转换设备和光缆连入集

控中心监控主网交换机。

方案特点：

◆系统综合考虑了继电保护、当地监控、远动、顺序控制、电压无功控制、传统微机五防、在线式五防、小电流接地选线、设备运行、设备管理等功能；

◆系统采用了强大灵活的通信手段，采用百兆以太网双网通讯结构以实现高速数据传输；采用IEC60870-5-103及61850标准规约，具有极强的融合性。配置了采用高性能CPU 结构的NSA3100K 及3100G 通信管理装置，提供各种标准接口，可方便地实现与其他设备的互连，保证用户对产品的灵活选择；

◆系统采用了面向对象、模块化的思想设计的后台监控系统:

A, 后台监控软件采用WINDOWS 操作平台，用户界面友

好，使用方便。

B, 系统支持可视化顺控流程；

C, 系统支持Web 发布，实现Web 远程监视功能；

D, 系统支持操作监视及五防功能一体化；

E, 系统支持自动电压无功控制（VQC ）；

F, 系统支持事故追忆功能，便于事故原因分析；

三．风电场站自动化系统解决方案

系统简介：

根据联合国《京都议定书》减少温室气体排放协议的关系，世界各国相继将发展再生能源列为重要目标，而在此情形下，风力发电凭借其绿色环保、资源丰富、容易开发、性价比逐步提高等优势得到了世界各国的广泛重视，是目前世界上发展得最快的可再生能源。

风电场升压站应用场景包括陆上风电和海上风电。风电场升压站自动化系统采用分层、分布、开放式网络结构，主要由站控层设备、间隔层设备和网络设备等构成。站控层设备按风场升压站远景规模配置、间隔层设备按风电场阶段实际建设工程规模配置。

本公司厂站综合自动化系统、微机保护、交直流电源系统、时钟同步GPS 系统、有源电力滤波设备、电能质量监测及治理，可为风电场站提供优良的解决方案。

推荐方案：

我们在多年研发微机保护和综合自动化系统的基础上，结合国内电网及风电场站多年的运行经验，采用NSA3000T 综合自动化系

统、NSA3000G 系列保护微机保护测控装置、交直流电源系统、卫星同步装置、有源电力滤波设备及电能质量监测及治理，针对陆上和海上风电场的规模不同，南京电研提供了整套全面的解决方案。

◆NSA3000T 采用QT 软件进行开发，具有良好的跨平台特性、面向对象、丰富的API 、运行速度快、用户界面友好、易于操作、可靠性高、可移植性强、扩展方便等优点。

◆NSA3100G 型通信控制装置（简称总控单元）采用多

CPU 分布式处理模式，提高了系统处理的速度，增强了系统的稳定性和可靠性。运用最先进的嵌入式操作系统VxWorks ，满足了变电站内各类保护装置及数据采集装置通讯，又可与站级计算机网络通讯，同时直接支持各种远动规约与调度端通讯，实现“四遥”功能。

◆NSA-3000G 系列分散式保护测控装置整合了新一代变

电站自动化系统的必备功能：变电站的在线式五防功能；变电站的程序化操作功能；基于工业式以太网的过程层GOOSE 。模块化的硬件支撑平台和软件平台，为用户的不同应用需求，提供了差异化的选择范围。

采用NSA2100DC 直流电源设备、NSA2100AC 交流电源

设备及时间同步系统NSA2600。

NSA2100DC 直流电源设备是我公司新生产的一种全新的

数字化控制、保护、管理、测量的新型直流系统；

NSA2100AC 交流电源设备是我公司新生产的一种可为现

场提供方便、可靠的二次电源，并提高各种工作的质量、保障人身和

设备的安全；

NSA2600卫星同步系统是我公司专为电力系统时间同步

网提供的高精度、高可靠性同步设备。

◆电能质量监测及治理：

电能质量监测系统

采用我公司生产的NSA3100HQ 型电能质量监测系统。

电能质量治理设备

采用我公司生产的NSA100SVG 高压有源动态无功补偿

装置及NSA200APF 有源电力滤波装置。

四．水电站自动化解决方案

系统概述：

水电站是将水能转换为电能的综合工程设施，随着水利水电技术取得了很大的进步。随着当前国内计算机监控、保护及自动化系统的技术水平不断提高，对水电站和机组运行、控制、监控、管理及维护提出了更高的要求。

南京电研是一家专业从事电力系统自动化设备研发及制造

的企业，有着近20年的行业经验。NSA3000D 是我公司开发的新一代水电站综合自动化系统，有着几十座水电站的成功投运经验。自上市以来，用户和业主对该产品的设计、服务及项目实施总体综合满意率高达95%以上。

系统结构：

NSA3000D 水电站计算机监控系统结构以网络为基础，由电站控制级设备发电机保护系统和现地控制级设备组成。

电站控制级站级设备包括数据服务器（主机）、操作员工作站、通信工作站、工程师工作站、五防工作站、Oncall 工作站、GPS 卫星时钟、不间断电源系统（UPS ）等组成，安装在电站中控室或计算机房，完成电站所有数据处理和运行监视控制功能。

现地控制级设备通常称为下位机设备，或直接称为LCU

（Local Cotrol Unit ，现地控制单元），它是由控制器、I/O模件、通信模件、测量设备、同期设备等组成的屏柜，分布式安装在监控对象的近旁，按被监控的对象类型分为机组LCU 、开关站LCU 、公用LCU 、闸门LCU 等，完成监控系统对现场设备的数据采集、监视和控制功能。

网络设备采用网络交换机，为电站控制级设备和现地控制级设备提供相互连接的快速数据通道。理论上它既不归属于电站控制级，也不归属于现地控制级。但由于星型网络设备通常与电站控制级设备一起安装在中控室或计算机房，所以习惯上常将它放入电站控制级设备中。

推荐方案：

根据水电站的设计要求及规模，南京电研提供了整套全面的解决方案。综合自动化系统结构图如下：

◆单网结构监控系统

这是中小型水电站监控系统普遍使用的网络结构，如图所

示。

实践证明：由于网络设备可靠性较高，网络电缆敷设完毕

后，只要网络接口制作时保证接触良好，网络接口转换设备工作正常，网络基本上不会发生故障。因此，单网络结构是一种投资少可靠性高的系统结构。

单网络结构通常采用星型网，也可以采用环型网。用户可以根据设计要求和投资情况任意选择。

◆双网结构监控系统

在要求监控系统网络运行绝对无故障发生或网络数据吞

吐量较大的情况下，可采用双网络结构，如图所示。

冗余双网络结构下，只要其中有一个网络能正常工作，即

可保证监控系统正常工作。

冗余双网平时一个网络工作，另一个网络热备用。当系统发现工作网数据吞吐量过大时，会自动启动热备用网传输数据，以减轻工作网的负载率。当系统发现工作网络有故障时，会自动将热备用网络切换为工作网络。网络的自诊断检测与切换是软件完成的，切换时对外部系统无扰动。

双网络结构可以采用星型网，也可以采用环型网。用户可以根据设计要求和投资情况任意选择。