智能变电站计量系统接口方案研究.pdf

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1、湖南电力第33卷增刊1HUNANELECTRICPOWER2013年7月doi：10．3969／j．issn．1008—0198．2013．Z1．007智能变电站计量系统接口方案研究陈浩，陈福胜，申丽曼，李娥英，徐先勇(湖南省电力公司科学研究院，湖南长沙410007)摘要：从智能变电站计量系统的要求出发，研究符合IEC61850规范的数字接口．分析合并单元的功能模型。为了兼容传统电能表，设计一种功率模拟输出接口，对其电压、电流控制原理进行阐述。关键词：智能变电站；计量系统；接13'；电子式互感器；合并单元；IEC6

2、1850中图分类号：TM932文献标识码：A文章编号：1008．0198(2013)S1．0028．03在智能变电站中，传统的电磁式互感器逐渐被传输，则使用lObase—FL。采用以太网来传输数据电子式互感器所取代，电子式互感器不再传输模拟报文，可选择10M或者100M的通讯速率。报文格信号，而是IEC61850规定的数字信号，因此二次式为：总固定长度包含103字节，加上以太网中的设备也逐渐实现了数字化。目前，符合IEC61850帧间隔(12字节)以及帧前导位(8字节)，则总规范的数字电能表已经出现．为了实现计量系

3、统的字节数为123字节(984位)。若电网信号为数字化，需要研究能够与数字电能表通信的接口，50Hz，每个周期采样24点，则数据传输率为(24将电子式互感器的电压、电流等采样值传输到数字~50)~984bps=1．1808Mbps<10Mbps．采用10M电能表进行计量。同时，为了兼容传统的电能表，以太网可以满足通信速率要求J。还需要研究一种适应传统电能表的模拟接口1]。2)数据链路层：IEC61850—9—1中使用了IEC8802—3以及IEEE802．1Q等相关标准IEC1数字接口设计8802—3对以太网的数据

4、帧结构作出了如下规定：1．1数字接口标准每帧数据主要包括前同步信号部分、起始帧界定标IEC61850标准对智能变电站所有设备的通信识符部分、源地址、目标地址、数据字段部分、长接口提出了要求。从变电站自动化系统的基本功能度字段部分和各个帧校验序列字段部分等。另外(即在线监测、继电保护与实时控制等)出发，在IEEE802．1Q还规定在源地址与帧长度字段部分之逻辑结构上将变电站描述为变电站层、间隔层和过间加人优先级标签字符和虚拟局域网信息部分程层3个层面。过程层与间隔层的通信由过程级总(共4个字节)。线完成，间隔层与变电

5、站层的通信由站级总线来完3)应用层：IEC61850—9—1中规定采用应用成。协议还提出了一种电子式互感器与二次设备的服务数据单元来实现信息交互，其类型标识符与相接口方案，即单向多路串行点对点链接的映射方应的项目是紧密联系的，是一种严格的“标准化”式，描述了间隔层与过程层通信服务的映射。报文传输应用。在通用数据段部分，IEC61850—9—各层要求是：1与IEC60044—8中规定的数据帧内容是一致的，1)物理层：对于合并单元与二次设备连接的主要包括i相电压和三相电流、相电压和相电流的网络，若采用光纤传输，则使用I

6、EEE802．3中定额定值、中性点电压和中性电流、额定时延值、采义的lObase～FL或者100base—FX；若采用铜电缆样速率、状态字部分、采样计数器等部分。IEC收稿日期：201204—15·28·第33卷增刊1陈浩等：智能变电站计量系统接口方案研究2013年7月61850—9—2协议采用的是混合协议栈的抽象模型，定的采样速率对该信号进行采样，并将采样值发送其采样值传输以ISO／IEC8802—3为标准，可以对至数据处理模块。输入多路开关信号时，对开关状ISO／IEC8802—3定义的链路进行直接访问。因为9

7、态进行识别．并将协议中规定的状态位置位。—2部分传输介质是面向过程层网络总线，故应考3)以太网通讯控制模块：按照标准规定的帧虑进行数据通信时的网络流量控制。格式对处理模块输出的数据进行组帧和打包，再通1．2合并单元功能模型描述过标准规定的数字接口传输到间隔层设备。若采用从IEC60044—7／8标准和IEC61850—9—1／2标FT3帧格式．按照IEC60044—7／8定义，应进行曼准出发，可以定义一台合并单元应该实现的基本功彻斯特编码发送，传输速率采用2．5Mbps。若采用能一：IEC61850—9—1／2中规

8、定的以太网接口．则应采用1)能够与高压侧接口。实时接收一次设备的IEEE8802—2和ISO／IEC8802—3规定的帧格式。其信息．包括由电子互感器输出的采用曼彻斯特编码数据传输率可达100Mbps。为增强合并单元的应用格式发送的采样值数字量，以及由传统电磁式互感范围．适应高采样率的场合，本文使用以太网接器输出的模拟量和开关状态信号量。与二次设备的口．则依