iec61850 变电站与iec61970主站无缝连接的研究与实现

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1、IEC61850 变电站与IEC61970主站无缝连接的研究与实现    摘要随着越来越多基于IEC61850标准的数字化变电站投入运行，传统的规约已不适合数字化变电站的接入。通过对IEC61850、IEC61970标准的深入分析，研究了变电站与调度中心之间采用扩展的IEC61850协议进行电力远动信息实时传输的可行性，同时提出了SCL模型转换CIM模型的方法以及适用于两者之间图形交换的SVG规范。　　1引言　　随着计算机技术、通信技术和电力电子技术的不断进步，电力系统对信息共享和应用集成的需求越发迫切。为此，国际电工技术委员会（IEC）的第57技术委员会（IECTC

2、57）制定了一系列标准，包括用于调度中心EMS（EnergyManagementSySTem）的IEC61970标准和用于变电站SAS（SubstaTIONAutomationSystem）的IEC61850标准。通过建立标准的、开放的电力系统信息模型，促进各应用间的互操作，降低生产和维护成本，提高系统可靠性。　　目前，IEC61850标准只应用于变电站内的智能电子设备，变电站与调度中心之间的通讯仍然采用传统的IEC60870-5-101或IEC60870-5-104规约，这就需要远动工作站进行协议转换。并且由于传统规约不支持面向对象的建模方法，必须将IEC61850

3、的对象转换为若干个信息点，导致需要极其复杂的转发信息配置工作，极大的增加了组态和调试的工作量，而且容易出错。此外，对于无法转换的信息，只能简单丢弃。　　本文介绍了如何解决IEC61850与IEC61970信息交互所要涉及到的通信、模型以及图形问题。调度系统采用基于IEC61850的扩展通信协议与变电站进行通信，这样就不需要经过协议转换，而且互操作性更好，可以减少调试、维护的工作。另外，调度系统可以直接访问IEC61850对象模型，转换为IEC61970模型，并自动导入生成数据库表，减少向EMS中新增厂站所需要的时间和工作。变电站与调度系统之间采用SVG格式来交换单线图

4、文件，在变电站端完成调试绘图工作后，可方便地用于调度系统。　　2扩展的IEC61850通信协议　　IEC61850采用面向对象方法和统一建模语言，通过所定义的逻辑设备、逻辑节点、数据对象、数据属性与公共数据类等来描述变电站及设备的信息，并为其建立基于对象的数据模型，同时借助于基于可扩展标记语言XML的变电站配置描述语言（SubstationConfigurationDescriptionLanguage，SCL）使模型的自描述成为了可能。另外使用特殊通信服务映射（specificcommunicationservicemapping，SCSM）与抽象通信服务接口（ab

5、stractcommunicationserviceinterface，ACSI）可以方便地适应底层通信技术的发展。　　以上所有的这些特性都是传统远动规约所不具备的。因此IEC61850不应仅仅局限于变电站内部，还应向远动系统扩展，以实现整个系统的无缝连接。　　最终过程层到间隔层、间隔层到站控层采用标准的IEC61850通信协议，从变电站到调度中心采用基于IEC61850标准的扩展IEC61850通信协议，变电站与调度中心之间经由通信网关进行通信，只需增加少量服务即可，从而可省去变电站与调度中心之间数据交换所需的规约转换。鉴于以上考虑，本研究提出了如图1所示的基于IE

6、C61850的远动系统网络结构。图1系统的网络结构。　　从系统网络和控制中心的角度来看，扩展的IEC61850协议应增加调度中心这个层次。　　从ASCI抽象通信服务接口考虑，协议需要增加一个Substation（变电站）类模型，该类具有如下结构：　　属性Server标识在整个变电站中由通信网关所代理的全部IED装置。属性File标识通信网关包含的文件，属性TPAppAssociation标识客户，它和通信网关维持双边应用关联。　　客户使用GetSubstationDirectory服务检索通信网关所代理的全部IED名或FILE名。为了支持全站的自我描述，整个扩展标准规

7、定了GetXXDirectory和GetXXDefinition服务如图2所示。图2目录和属性定义服务概述。　　客户使用这些服务检索变电站中全部类的全部实例和整个分层的定义。　　相应的，其他的ACSI抽象服务接口需要在请求以及响应结果的ObjectReference（对象引用）中增加所属IED这一层次，例如在DATA类中DataRef（数据ObjectReference）以前是LDName/LNName.DataName[.DataName[....]]，现在扩展为IEDName:LDName/LNName.DataName[.DataName[..