iec61850标准与数字化变电站设备

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1、IEC61850标准与数字化变电站设备产品技术IEC61850标准与数字化变电站设备程成1曹军1李明全2(1.法国阿海珐输配电有限公司南京办事处,江苏南京210024;2.中共江苏省委办公厅,江苏南京210003)摘要:针对变电站通讯网络和系统的IEC61850标准,介绍了IEC61850标准的主要特点及数据建模,并分别从变电站的三个逻辑层面阐述实现开放式数字化变电站的设备及通讯方面的技术要求。关键词:IEC61850标准;数字化变电站设备;IED;电子式互感器1引言术;(2)使用分布、分层体系;(3)使用抽象通信服务接口、特殊通信服务映射SCSM技术;(4)使用MMS(ACSI)变电

2、站综合自动化系统自20世纪90年代以来,一直是我国电力行业中的热点之一。的确变电站自动化监控系统的应用大大提高了电网的自动化水平及供电的可靠性。但是其中也存在一个显著的问题,就是各厂家的自动化产品采用了不同的设计和不同的通讯规约,使得在工程实施过程中耗费了大量的时间和精力来实现———————————————————————————————————————————————多种通讯规约的系统接入,无法保证网络通讯的实时性和可靠性。因此迫切需要一个统一和开放的国际标准,终于在2003年正式发布了变电站自动化唯一的国际性标准———IEC61850标准。技术;(5)具有互操作性;(6)具有面向未

3、来的、开放的体系结构。3IEC61850标准的核心概念纵览IEC61850标准,从中又不难发现:IEC61850标准通信协议的核心概念之一是必须要在变电站内建立遵循IEC61850标准的数据模型。正如图1所示,建模的实现包括3个过程:(1)第一步是虚拟化。(2)第二步是抽象化,所谓抽象体现在2个方面:1)仅对可见的且可通过网络访问到的真实设备(例如断路器)或真实功能的特2IEC61850标准的特点性建模;2)仅定义了概念性的协调工作,不定义具体的交换信息。(3)第三步是分解,正如IEC61850-5中所描述IEC61850的主要特点是:(1)使用面向对象建模技的,为支持功能的自由配置,

4、对功能作了适当分解,分解机电信息2008年第2期总第176期47产品技术站的一次设备发生作用的功能;二是与接口相关的功能,主要指与远方控制中心、工程师站及人机界面的通信,通过逻辑接口完成通信功能。———————————————————————————————————————————————成相互通信的逻辑结点。由于IEC61850建模了大多数公共实际设备和设备组件,这些模型定义了公共数据格式、标识符、行为和控制。充分利用IEC61850的自我描述、可重复使用的建模用标准名和类型信息这一特性,降低整个系统设计、工程、运行、维护等费用,节约时间。4.1.1基于IEC61850标准的太网交换

5、机未来的IEC61850规约要求,变电站数据总线上的时间数据(SOE)传输延迟必须低于4ms。根据这个要4基于IEC61850标准的数字化变电站设备求,未来的计算机监控系统将具有2层以太网。第一层为变电站总线,在变电站的总线网络上,采用100MbpsIEC61850标准是全世界唯一的变电站网络通信标准,也将成为电力系统中从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝自动化标准,还可望成为通用网络通信平台的工业控制通信标准。当前,生产相关产品的国内外各大公司都在围绕IEC61850开展工作,纷纷推出基于IEC61850平台的相关产品及解决方案。———————————————————————

6、————————————————————————如图2所示,由于IEC61850将变电站从逻辑上分为3层:站控层、间隔层和过程层。因而各大电力设备公司都相继开发了针对这三层的全系列产品。包括针对站控级人机界面而开发的支持IEC61850的监控后台机软件;针对间隔级的支持IEC61850的以太网交换机、间隔测控单元、继电保护和测量装置;以及针对过程级的非传统互感器及状态检测装置等,甚至在构想未来的智能断路器。4.1站控层交换时以太网完全可以满足未来的IEC61850规约的实时要求。第二层为过程总线,由于数据量太大,未来的IEC61850规约把这层分成2个网络结构来处理,一是IEC6185

7、0-9-1,一台智能一次设备和相应的保护测控装置在一个以太网段。另一部分是IEC61850-9-2,智能一次设备和相应的保护测控装置可以在多个以太网段。为了满足IEC61850规约对网络的要求,以太网交换机必须支持VLAN(VirtualBridgedLocalAreaNet-works)技术。即按照逻辑而非物理连接划分网络,例如保护的智能设备IED和监控的智能设备IED可以分配在不同的VLAN中。VLAN的标准是IEEE提出的802.1Q协议

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