基于iec61850标准的数字化变电站通信技术.研究

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1、山东大学硕士学位论文1绪论随着现代电网结构日趋复杂，电网容量不断扩大，实时信息传送量成倍增多，对调度自动化系统和厂站自动化系统的数据通信提出了更高的要求。变电站自动化系统的传输规约和传输网络的标准化，是实现可靠快速通信的保证。目前变电站自动化系统通信规约的情况是：一个普通的变电站使用的产品可能是南瑞、东方电子、许继、四方：ABB或GE，采用的规约可能是CDT、60870．5．10I、102、103、104、Tase2。几乎每个产品供应商都具有一套自己的标准，整个电网里运行的规约就可能达到上百种。于是当一个变电站需要将不同厂商的产品集成到一个系统时，就不得

2、不花很大的代价做通信协议转换装置，这样，一方面增加了系统成本，另一方面增加了系统和后期维护的复杂性，同时也降低了系统的可靠性。因此，用户和厂商迫切希望有关权威组织制定出统一的标准，使不同厂商的产品具有互操作性(Interoperation)，使系统集成变得简单方便。所谓互操作性，指的是同一厂家或不同厂家的多个智能电子设备具有交换信息并使用这些信息进行正确协同操作的能力。IEC61850就是关于变电站自动化系统的通讯网络和系统的国际标准。制定IEC61850主要目的就是使不同制造厂商的产品具有互操作性，使它们可以方便地集成到一个系统中去，能够在各种自动化系

3、统内部准确、快速地收集，处理并传送从发电厂、变电站到最终用户接口的各种实时信息。该标准对于现在和将来的变电站自动化系统发展将产生重大影响，将是今后电力系统无缝通信体系的基础，国内外各大电力公司、研究机构都在积极调整产品研发方向，力图和新的国际标准接轨，以适应未来的发展方向。1．1IEC61850标准制定的背景变电站综合自动化是将变电站的二次设备经过功能组合和优化没计，利用先进的计算机技术，现代电力电子技术，通信技术和信号处理技术实现对变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量，自动控制和微机保护，以及调度通信等综合性的自动化功能。变电站综合自动化系统

4、由微机监控，微机保护，电能质量和自动控制等多个子系统组成。子系统则由能够进行功能处理和通信的智能电子设备(IED)组成。变电站综合自动化系统的应用使得变电站通信不只是变电山东大学硕十学位论文站和控制中心之间的通信。还包括变电站内IED之间的通信。目前比较常用的变电站通信规约有：1．IEC60870．5．101／104：基本远动任务的配套标准，定义了变电站之间以及变电站和控制中心之间的远动设备实现互操作性需要的功能性要求。IEC60870．5．101采用了增强性能的三层结构，为变电站和调度中心之间的信息传输制定了标准。而IEC60860．5．104则是IE

5、C60870．5．101采用标准的传输协议子集的网络访问协议，通过TCP协议实现网络传输远动信息。2．IEC60870．5．102：电力系统电能计量传输规约。3．IEC60870．5．103：继电保护设备信息接口配套标准，主要目的是为了在变电站或厂站中，不同继电保护设备(或间隔单元)和控制系统之间达到互换的目的。4．DNP3．0．-是由美国IEEE的电力工程协会PES在IEC的基础之上制定的美国国家标准，它的应用领域与IEC60870．5相同，主要是为了实现远动设备和系统的互操作性。5．UCA2．0(UtilityCommunicationArchite

6、cture)：在控制中心和厂站都采用MMS协议，因此可以支持互操作性。UCA2．0与以前电力系统协议的不同之处在于它采用了设备和设备组件的对象模型。这些模型定义了公共数据格式、标识、控制等，用于变电站和馈线设备，如开关，变电站和继电器。模型描述了大部分公共设备功能的标准行为(互操作性)。由于变电站内功能的实现需要使用不同通信协议的众多生产厂商的设备共同参与配合完成．多种协议的采用使的不同厂商的设备问通信必须通过大量的协议转换来完成，这增加了通信成本，影响系统的实时性，而且专用设备和规约的使用，也降低了用户选择系统解决方案的灵活性．不利于系统的升级和扩展。

7、因此，变电站综合自动化系统对开放式通信标准要求追在眉睫。为了适应变电站自动化技术的快速发展，从1995年起，IECTC57成立了3个工作组lO，11，12(WGl0／11／12)负责制定IEC61850标准。3个工作组分工明确：WGl0负责变电站数据通信协议的整体描述和总体功能要求的定义；WGll负责变电站层与间隔层之间数据通信的定义：WGl2负责过程层与间隔层之间数据通信的定义。1999年3月，3个工作组提出了IEC61850委员会草案(CD，CommitteeDraft)，并于2003年陆续出版。IEC61850参考和吸收了已有的许多相关标准，总结了

8、变电站自动化发展的历史和未来趋势，到目前为止已经成为关于变电站综合自动化系统完整