智能电网完整解决方案（19页）.pdf

1、智能电网完整解决方案风力发电典型应用智能变电站典型应用智能配电网典型应用馈线自动化终端应用自动抄表系统应用2工业设备联网首选品牌享誉全球，值得信赖我们的核心价值诚信正直 相互尊重 以客为尊 彻底执行我们的愿景To Be a World-class Leader and Reliable Partner in AutomationMoxa 创立于1987年，在欧洲、美国、中国和台湾各地均设有分公司。通过专业认证的经销商网络体系，Moxa 已成功将世界级工业联网产品推广给超过 60 个国家的系统集成商与最终用户。Moxa 在产品制造和环境运作方面也已通过 ISO 9001:2000 和 ISO 1

2、40001 认证，赢得了众多客户的信赖。我们的产品不仅获得多项国际标准认证，同时也能依据客户的个别需求获取特殊规格认证。20多年来，全球主要的工业系统集成商皆仰赖 Moxa 的产品解决方案，协助其在各种应用领域实现重要设备联网的需求。Moxa 不仅提供质量可靠的工业级解决方案，也为不同领域的应用提供专业技术支持。例如，连接PLC至无线网络控制、远距传输温度讯号，以及远程设备的自动化监视和控制等。3智能电网目 录Company Profile风力发电典型应用智能变电站典型应用智能配电网典型应用馈线自动化终端应用自动抄表系统应用我们的业绩 4812141618智能电网包括发电、输电、变电、配电、用

3、电和调度等，实现电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理。行业前瞻智能电网(smart power grids)，就是电网的智能化。在开放和互联的信息模式基础上，通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统，实现发电、输电、变电、配电、用电和调度等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理。现代电力供应商必须在商业需求、现代社会的能源需求和生活环境的可持续发展需求之间进行精准的平衡和指引。于是“智能电网”带来了革命性的突破，运用了更为先进的监控和通讯技术。这场电力革命为将来如何有效可靠的利用能源提供了新的思维方式。智能电网需要智能骨干网组成一个强大的通讯网络，对通讯网络的需求是和智能电

4、网密不可分的，包括带宽可扩展性、网络安全性、高可靠性和实用性，以及性价比等因素。如今，电力传输系统正逐步实现将本地变电站的LAN层和广域变电站的WAN采用共同IP和网络设施的目标。因此，基于以太网的变电站网络将彻底改变电力系统通信方式。4在智能电网中发电是整个电力系统的首要部分。而随着现代工业的飞速发展，人类对能源的需求明显增加，而地球上可利用的常规能源日趋匮乏。目前世界能源、电力市场发展最快的已不再是石油、煤和天然气，风力发电、太阳能发电等可再生能源异军突起，特别是风力发电，以其无污染，可再生，技术成熟的优势，近几年获得了高速发展。随着全球气候日趋变暖，绿色科技越来越受欢迎。风力设备制造商提

5、供的风力发电设备可以将风能转换为电能，从而取代以往的火力发电系统。一般而言，典型的风场包含约80台风力发电机组以及可靠的通信网络，方便进行远程监控。行业背景系统目标解决方案风电场远方监控系统场内电站综自系统信息风力发电机组运行信息风力场视频/安防系统通信网络场内通信网络变电站综自系统风机采集系统视频/安防系统变电站综自系统风机采集系统视频/安防系统场内通信网络1#风电场N#风电场主站子站在架构图中，主站和子站间交互的风电场所有信息按标准的IEC 61850模式运作，实现信息在运行系统和其他支持系统之间的共享，减少重复建设和投资，提高设备、系统的兼容性和稳定性，降低监测成本。为了能够实现主站和子

6、站间的通讯，通常系统中都会使用一台通讯控制器对不同子系统(风力发电机组监控系统，场内变电站监控系统，风电场视频/安防系统)实现集中监控和信息共享。同时实现遥测、遥调、遥控、遥信信息和图像、声音、安防报警等信息互不影响的传送，并且保证通信的时效性和可靠性。Moxa的V464工业级嵌入式计算机则是通讯控制器的不二之选。风力发电典型应用风力发电典型应用风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。风力发电也成为了智能电网不可或缺的重要部分。5智能电网PLCNPort S8455EDS-408AV2101触摸屏UPSCAN转以太网Wind System Station变流器风柱顶部整个风力发

7、电机组，分风柱顶部和风柱底部两个部分。在顶部，包含一台发电机和各类串口设备，如水冷设备，高压变压器，超声波测速仪，齿轮箱，叶片轴承，转向装置及通信设备等。所有这些设备都是通过一台PLC进行控制，然后与地面主机进行通信。在将这些设备集成到以太网络的过程中，我们的客户提出将串口设备接入以太网的需求，并要求该系统可以稳定运行。Moxa 的NPort S8455或NPort 5232系列产品，实现串口转网口，接入风机内部交换机EDS-205A，交换机通过光口接入到位于风力发电柱底部控制室的EDS-408A交换机，同时所有风力发电柱底部的交换机构成一个通信网络，将数据传输到中心控制室。风柱底部在风柱的底

8、部，通常有变流器、UPS、各种传感器以及主控制器。作为主控制器单元Moxa 的V2101嵌入式计算机基于Atom Z510PT x86处理器，具有2个串口，双千兆以太网口，4个USB2.0接口，SD插槽。通过以上接口，V2101可以连接风柱底部的UPS、各种传感器单元以及变流器等设备。V2101负责对这些数据做规约转换，并将数据按照统一的格式送到远端的风电控制中心。在环境适应方面，V2101可支持-40到85的温度范围，可以适合严苛的户外环境。除此之外，V2101提供VGA和LVDS输出，也可用于现场的SCADA监控。Moxa V464是一款基于AMD x86处理器的嵌入式计算机，内建4个串口

9、，可以连接各种串口设备。借助4个10/100Mbps网口还可以组建可靠冗余网络，从而实现无间断的数据采集和传输。采用4个以太网口，既满足主站双网冗余架构和支持子站接入扩展，又实现主站和子站的分层管理。此外，还可以通过CF卡插槽和USB接口轻松扩展系统存储空间，满足工业应用数据存储和缓存的需求。在软件方面，V464预装WinCE 6.0或者嵌入式WinXP操作系统，为程序员提供了一个友好的程序开发界面，方便移植PC监控软件程序，保证主站和子站间交互的风电场所有信息按标准的IEC 61850模型运作。其他应用6推荐产品V464基于x86架构工业级嵌入式计算机AMD Geode LX 8000.9W

10、 CPU，500MHz 2个RS-232和2个RS-232/422/485串口，支持任意波特率 4个10/100Mbps以太网口，可以组建冗余网络 4个USB 2.0 host，支持系统导入 导轨安装或壁挂安装 坚固无风扇设计 NPort S8455系列交换型串口设备联网服务器支持串口QoS，优先配置串口数据传输 每个串口支持2 KV(DC)隔离保护 RS-485口的上拉/下拉电阻可调节 内建5口网管型以太网交换机 支持Turbo Ring(自愈时间 20 ms)或RSTP/STP(IEEE 802.1w/D)支持QoS，IGMP-snooping/GMR2P，VLAN，LACP，SNMPv1

11、/v2c/v3，RMON串口、电源和以太网口提供浪涌保护 V2101基于x86架构工业级嵌入式计算机Intel Atom Z510PT 1.1 GHz处理器，400 MHz FSB DDR2 SODIMM插槽，支持2GB的DDR2 400 2个独立显示器，VGA+LVDS 2个千兆以太网口，2个RS-232/422/485串口 4个USB2.0接口高速传输，3个DI/DO 内置CF(CompactFlash)，存储OS 风力发电典型应用7智能电网NPort 5232系列2口RS-232/422/485串口设备联网服务器让串口设备立即联网 通用的Socket操作模式 自侦测10/100 Mbps

12、 以太网接口 采用2线或4线RS-485数据流向自动控制(ADDC)所有端口都内建15 KV ESD保护 EDS-205A5口非网管型以太网交换机 10/100BaseT(X)(RJ45)，100BaseFX(SC或ST 接口，多模)支持IEEE802.3/802.3u/802.3x 冗余12/24/48 VDC，18 30VAC功率输入 IP30金属外壳 工作温度-10 60 EDS-408A8口网管型以太网交换机 多达3个光口(单模/多模，SC/ST接头)IPv6 Ready认证(IPv6 标志委员会认证)DHCP Opition 82，用于以不同策略分配IP地址 支持工业以太网协议Mod

13、bus/TCP 支持IEC 61850 GOOSE messaging 即插即用，冗余快速以太环网(全负载状态下恢复 时间20ms)和RSTP/STP(IEEE802.1W)能力 支持基于端口的VLAN，使网络规划简单易行 支持QoS-IEEE802.1p，1Q和TOS/DiffServ，增加决定权 RMON功能提供有效的监视和预测能力 SNMP V1/V2c/V3适用不同安全级别的网络管理 通过e-mail、继电器输出的自动报警功能 8变电站是电力网络的节点，它连接线路，输送电能，担负着变换电压等级、汇集电流、分配电能流向、调整电压等功能。变电站的智能化运行是实现智能电网的基础环节之一。智能

14、变电站以先进的信息化、自动化和分析技术为基础，灵活高效、可靠地完成对输电网的测量、控制、调节、保护、安稳等功能，实现提高电网安全性、可靠性、灵活性和资源优化配置水平的目标。智能变电站采用先进、可靠、集成、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，不仅能自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等常规功能，还能在线监测站内设备的运行状态，同时具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级应用功能。解决方案由于电力生产的连续性和重要性，站内通信网络的可靠性是第一位的，必须避免因某个装置故障而导致站内通信中断，因此智能变电站站控层推荐采用符合I

15、EC 61850标准的Moxa电力交换机PT-7728，组成环型网络或双星型网络，交换机之间光纤级联，交换机与设备之间用双绞线或光纤连接，若电力自动化设备仅有以太网电口，此处则推荐采用符合IEC 61850标准的Moxa光电转换器PTC-101，将设备的以太网电口传换成光口，以提高其抗干扰性。另外，Moxa电力交换机PT-7728还支持PTP（精确时钟协议），完全符合IEEE 1588 v2 的要求，实现智能变电站内各种设备时间同步。智能变电站相对传统变电站来说，最大的区别在于，智能变电站基本上是无人值守的变电站，这样一来，调度中心想实时了解站内设备的运行状况，就需要有一台稳定的“远动通讯管理

16、机”来将站内设备的状况，实时传送到调度中心。所以这台“远动通讯管理机”的稳定性要求就非常高。另外随着智能变电站的发展，站内智能设备的数量非常多，带来的信息量也会非常大，这样对“远动通讯管理机”的处理效能要求也很高，同时由于用户的需求在不断的变化，站内智能装置会不断的增加，要求远动通讯管理机在接口的配置上能足够灵活。基于以上几点的需求，我们推荐采用Moxa的“嵌入式电力专用计算机DA-710”做为智能化变电站“远动通讯管理机”。变电站把电力从发电厂输送到家庭、企业和工厂，是智能电网的一个重要组成部分。输配电系统的现代化建设为电力管理提供可靠稳定的输配电数据，因此也成为智能电网应用的主要目标。相比

17、如今的电网系统，智能电网将更聪明、反应更灵敏，更适应分散式布局。信息收集和决策制定由下一层，即站控层进行管理。电力调度控制中心负责监督智能电网的战略管理，输配电主要进行操作的自动化管理，智能变电站则负责信息管理，它主要将用电量、总机操作、信息收集，决策信息等上报至电力调度控制中心。系统目标行业背景智能变电站典型应用智能变电站典型应用智能变电站采用先进、可靠、集成、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，不仅完成常规功能，还具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级应用功能。智能电网9架构图DA-710系列DA-710采用Intel GM

18、E965+ICH8的chipset组合，CPU支持Intel Celeron M 550 2 GHz&Intel T7500 Core 2 Duo 2.2 GHz，能满足不同电压等级智能化变电站的需求。另外，DA-710支持4个PCI(插针式)，可灵活的扩展现场各种接口需求。DA-710采用Moxa专利的L-TYPE散热技术，可在-10-60的环境下正常运行。存储部分，采用的是DOM和SSD的存储方式，整机无机械部件，极大的提高了“远动通讯管理机”的稳定性，机器自带4个10/100/1000M的网络，完全满足“智能化变电站”大数据量的通讯要求。基于x86架构机架式嵌入式计算机10推荐产品IEC

19、 61850-3 以太网交换机PT-7000系列、PT-500系列工业级以太网交换机符合IEC 61850-3,GOOSE 和 IEEE 1613 二级标准(KEMA 测 试)在强磁干扰下确保零丢包运行 硬件IEEE 1588 v2 纳秒级精确时间同步 GMRP过滤多播封包 支持VLAN划分 双隔离式冗余电源输入，24/48 VDC 或 110/220 VDC/VAC 快速环网恢复时间(250台交换机自愈时间20ms)-40 85 工作温度，595%相对湿度 DA-683系列基于x86架构Ready-to-Run工业级嵌入式计算机 Intel双核 Atom D510 1.66 GHz 处理器

20、DDR2 SODIMM 插槽,支持DDR2 667 最高可达 2 GB 6 个10/100/1000 Mbps以太网端口，2个 RS-232 串口 4个高速的USB 2.0接口，4个 DI,4个 DO 1个CF卡插槽，2个SATA-300 接口可用于扩展存储空间 配备个PCI插槽，可用于扩展外围设备 通过IEC 61850-3和IEEE 1588 v2 认证 Ready-to-run 嵌入式Linux或Windows EmbeddedStandard 2009平台IEC 61850-3 转换器PTC-101系列光电转换器自适应10/100BaseT(X)和MDI/MDI-X自动侦测 Link

21、Fault Pass-Through(LFP)电源故障时，继电器输出警报(仅LV型号)工作温度-4085 冗余双直流电源输入 集成高可靠性电源，无需外接电源转换器 智能变电站典型应用规约转换器对许多不同设备的规约进行转换 基本数据处理能力 连接众多串口设备 通讯处理机搜集其他协议转换处理机的信息，并提供给控制中心比正常的协议转换处理机拥有更 强大的处理器支持人机界面(根据需求)保护管理子站具备多种通讯接口，连接站内的保 护设备和故障录波设备通过以太网向子站监控后台转发 所有的数据，实现对本站的.装置参数、运行数据、故障信息等的监视。嵌入式计算机应用11智能电网DA-710系列基于x86架构工业

22、级嵌入式计算机Intel赛扬M 2.0 GHz 处理器，前端总线频率533 MHz 1个200 pin DDR2 SODIMM内存插槽，支持DDR2 400/533 类型最大2G 4个千兆网口，支持冗余网络 1个CF卡插槽，1个EIDE，2个SATA-150接口，可用于扩展存 储空间 4个高速的USB 2.0接口 配备4个DI，4个DO；4个PCI插槽，可用于扩展外围设备 19英寸机架安装，4U高度 DA-682系列基于x86架构工业级嵌入式计算机Intel赛扬1 GHz处理器，前端总线频率400/533 MHz 内置DDR2 SDRAM 和工业级闪盘 4个千兆网口，支持冗余网络 软件可选的R

23、S-232/422/485串口，带2 KV隔离保护 配备PCI插槽，可用于扩展外围设备 1个CF卡插槽，可用于扩展存储空间 高速的USB 2.0接口，支持系统引导 19英寸机架安装，2U高度 DA-681系列基于x86架构工业级嵌入式计算机Intel赛扬M 1 GHz处理器，前端总线频率400 MHz 1个200-pin DDR2 SODIMM接口，支持DDR2 400，最高 可 达1GB(内建 512 MB、6个10/100 Mbps以太网口 1个CF卡插槽，1个用于扩展存储空间的IDE ATA-150接头 高速USB 2.0接口 4 个光隔RS-232串口，8个光隔RS-485串口 19英

24、寸机架安装，1U高度 DA-660系列基于RISC架构工业级嵌入式计算机Intel Xscale IXP-422 266 Mhz处理器 128 MB板载RAM，32 MB Flash Disk 8/16个RS-232/422/485串口 2个10/100 Mbps以太网口 标准19英寸机架安装，高度为1U LCM显示屏和键盘方便操作 12智能配电网是智能电网的重要组成部分。它以灵活、可靠、高效的配电网网络架构和高可靠性、高安全性的通信网络为基础，支持灵活自适应的故障处理和自愈，可满足高渗透率的分布式电源、储能原件接入和用户提高电能质量的要求。智能配电网技术有机集成和融合现代计算机与通信、高级传

25、感和测控等技术，满足未来配电系统集成、互动、自愈、兼容、优化的要求。智能配电的通信网络是一个覆盖所有节点的基于IP的实时通信网，支持各种配电终端与系统“上网”，它将彻底解决配电网的通信瓶颈问题，实现实时通信，给配电网保护、监控与自动化技术带来革命性的变化，并影响一次系统技术的发展。考虑到配电网设备运行环境恶劣，通信节点数量大，网络拓朴复杂，未来持续扩容等情况，推荐Moxa三层交换机PT-7828组成骨干网，运行路由协议，便于网络管理，二层交换机PT-7710组成接入网，运行Turbo Chain协议，故障时可自愈恢复。系统描述方案介绍智能配电网典型应用智能配电网典型应用智能配电网使配电网从传统

26、的供方主导、单向供电、基本依赖人工管理的运营模式向用户参与、潮流双向流动、高度自动化的方向转变。智能电网13推荐产品配电通信工业以太网交换机PT-7000系列、PT-500系列工业级以太网交换机符合IEC 61850-3,GOOSE 和 IEEE 1613 二级标准(KEMA 测试)-40 85 工作温度，595%相对湿度 支持Turbo Ring 和Turbo Chain VLAN、GMRP过滤多播封包 SNMP V1/V2c/V3用于不同级别的网络管理 在强磁干扰下确保零丢包运行 IEEE 1588 v2 纳秒级精确时间同步 双电源输入，24/48 VDC 或 110/220 VDC/VA

27、C 架构图配电通信工业以太网交换机PT-7800/7700系列 PT-7700-PTP系列PT-500系列14智能配网中馈线自动化也是不可或缺的部分之一。在馈线自动化实施过程中，故障定位、隔离及自动恢复供电是馈线自动化的主要实施目标。馈线自动化终端（DTU/FTU)，是自动化系统与一次设备联结的接口，主要用于配电系统变压器、断路器、重合器、分段器、柱上负荷开关、环网柜、调压器、无功补偿电容器的监视和控制，与主站通信，提供配电系统运行控制及管理所需的数据，执行主站给出的对配电设备的控制调节指令，以实现馈线自动化的各项功能。配电自动化终端(DTU/FTU)实质上是介于远方终端(RTU)与继电保护之

28、间的一种自动化终端，它包括：开关操作控制电路、不间断供电电源、馈线自动化控制器(测控模块)、通信接口终端(通信模块)、控制箱体。在配电自动化终端(DTU/FTU)中，Moxa的EM-2260嵌入式模块作为通讯模块，通过CAN口和串口将数据收集，并进行统一的规约转换后，从网口将数据传送到远方的调度系统中，从而实现FTU与远方的通信。配电自动化终端(DTU/FTU)厂家可直接利用Moxa的EM-2260嵌入式模块作为配电自动化终端通讯单板的解决方案，其简单易用，大大节省了设备开发的时间，并降低了成本。系统描述方案介绍馈线自动化终端应用馈线自动化终端应用利用自动化装置或系统，监视配电线路的运行状况，

29、及时发现线路故障，迅速诊断出故障区间并将故障区间隔离，快速恢复对非故障区间的供电。智能电网15EM-2260 基于RISC架构的嵌入式模块采用32位Cirrus Logic EP9315 ARM9 RISC CPU，主频 200MHz内建32MB NOR Flash ROM和128MB SD内存 具备4个RS-232/422/485三合一串口 2个CAN口、2个以太网口 8个DI/DO通道 CF卡插槽 可以直接集成在FTU内部，作为FTU的通信处理单元 立即可用的Linux操作系统 全功能开发套件，程序员可轻松实现程序编写 推荐产品LAN主站GPRSEM2260CPU主板EM2260扩展底板C

30、OMCAN直流屏电表等COM设备DSP同步数据采集CPU主板DI/DOCPU主板32AI，1416bit采集精度电压/电流：010V010mADI:64点DO:32点接点类型:干接点架构图主服务器配电自动化终端(DTU、FTU、TTU)环网柜MIS工作站SCADA工作站GIS工作站WEB服务器数据库服务器EM-226016自动抄表系统应用自动抄表系统应用随着我国电力系统的改造深化，电力事业的迅速发展，电力已作为商品进入了市场。用电核算、用电收费以及相应的电能电量的计算，计费系统的控制和管理都有待进一步改造和完善。现有的电网主要依靠现场的人员来手动从物理电表读取并记录用电量，这种方法相当耗时，并

31、且在系统维护上需要极大的人力成本。集中自动抄表系统是当代微电子技术，智能仪器、通信、计算机技术等多项专业范围内先进技术的集成。一个自动抄表(AMR)系统将增加整个电网的高效性和响应时间，达到及时抄表，避免错抄、漏抄、估抄和偷、送现象的发生，提高了计量精度，采用高效的统计分析手段，解决了抄表难、收费难、统计分析及管理难等一系列的问题，从而有效提高抄表质量、抄表效率和经济效益。自动抄表系统是电网实现信息化、智能化的主要组成部分，其技术、市场及发展情况等均被业界所关注。电力自动抄表(AMR)系统，通常会通过有线或无线的方式，将分散的电表集中监控。Moxa的 NPort 5130 或MGate MB3

32、180可将分散在各处的电表立即连接至以太网上，当电表到控制中心需要走Modbus协议时，Moxa 的Modbus 网关MGate MB3180不但在硬件上可以立即连接，也可完全支持监控中心的组态软件。方案介绍系统描述智能电网17NPort 5130A系列低功耗，1口RS-422/485串口设备联网服务器功耗全球最低，仅1W左右 仅三步，即可通过Web快速配置 串口、网口和电源线提供浪涌保护 COM口分组和UDP广播 电源接口螺旋连接，连接更安全 Real COM/TTY驱动程序，适用于 Windows和Linux推荐产品MGate MB31801口标准型Modbus网关完成Modbus TCP

33、和Modbus RTU/ASCII协议之间的转换提供1个以太网口和1/2/4个 RS-232/422/485串口同时支持16个TCP master连接，每个 master最大同时支持32个命令请求安装快速简单 架构图18我们的业绩 上海徐行500KV智能变电站 苏州常熟南500KV智能变电站 无锡西泾变220KV智能变电站 浙江吴宁变500KV智能变电站 浙江云会变220KV智能变电站 浙江云林110KV智能变电站 内蒙古茂名风电场 朱尔河风电场 上海风电场 京都风电场 八医敖包风电场 大理风电场智能变电站风力发电我们的业绩 多伦风电场 东海风电场 内蒙古百兴风电场 内蒙古乌力吉风电场 宁夏宁东风电场 北方龙源朱日和风电场 扎鲁特旗乌力吉木人风电场19智能电网 广州供电局配电自动化 深圳供电局配电自动化 中山供电局配电自动化 贵阳供电局配电自动化 遵义供电局配电自动化 南宁供电局配电自动化 厦门市电业局配电自动化 重庆市电力公司配电自动化智能配电 福建汇展变110KV智能变电站 福建柯井变110KV智能变电站 江西南昌110KV智能变电站 广东茂名110KV智能变电站 广东潮州110KV智能变电站 辽宁鞍山66KV智能变电站