基于IEC61850标准的微电网信息交互_邓卫.pdf

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1、第３７卷第３期Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．３２０１３年２月１０日Ｆｅｂ．１０，２０１３ＤＯＩ：１０．７５００／ＡＥＰＳ２０１２０３１１１基于ＩＥＣ６１８５０标准的微电网信息交互邓卫，裴玮，齐智平（中国科学院电工研究所，北京市１００１９０）摘要：针对基于ＩＥＣ６１８５０标准的微电网信息交互需求，建立了一种分布式能源环境下的微电网分层信息体系结构，阐述了各层级设备信息模型的通用设计方法，并提出了包含模型提取、模型构建、模型下载以及模型识别等步骤的物理设备信息模型实现方法。开发了微电网测试平台及智能电子设备样机，并对微电网分

2、层信息体系结构下的信息交互进行实际测试。测试结果验证了所建立信息体系的可行性，为微电网的设备集成、运行分析及智能控制提供了有效的技术手段。关键词：ＩＥＣ６１８５０；微电网；分布式能源；智能电子设备；信息模型０引言研究涉及ＤＥＲ设备的逻辑建模、ＩＥＣ６１８５０标准在［９－１１］微电网通信中的应用等。上述研究尚未给出微随着能源危机的日益突出，清洁可再生能源领电网自上而下完整的信息体系结构，以及域受到广泛关注，对分布式能源（ＤＥＲ）的研究正逐ＩＥＣ６１８５０标准在微电网信息建模过程中的设计及步深入。微电网作为分布式

3、能源系统的新型网络结具体实现方法。构形式，其能量管理以及运行控制的方式灵活多样，智能变电站按照ＩＥＣ６１８５０标准可以划分为主［１－４］可以增强系统的供电安全性与可靠性，实现站层、间隔层及过程层，具有结构层次分明，概念清ＤＥＲ的规模化接入，为提高能源利用效率、创建清［１２］晰等特点，可以为微电网信息体系结构设计提供洁能源结构提供有效的技术基础。借鉴。本文针对ＩＥＣ６１８５０标准在微电网信息交互目前，微电网ＤＥＲ、监控、计量以及保护等装置中的应用，设计一种ＤＥＲ环境下的微电网信息体系的生产厂家多数自定义设备的信

4、息规范，且通信接结构，提出该体系下各层级设备信息模型的通用设口类型各异，使得微电网在信息集成、运行控制以及计及实现方法，并通过开发的测试平台及ＩＥＤ验证调度管理等方面受到诸多制约。ＩＥＣ６１８５０系列标信息体系的可行性和有效性。准采用面向对象的建模技术以及灵活可扩展的通信架构，具备良好的设备特性自描述能力，能够满足多１微电网信息体系设计［５－６］种应用的开放性和互操作性需求。ＩＥＣ６１８５０微电网将微型燃气轮机、光伏电池或风力发电标准第１版主要针对变电站通信网络和系统，第２机等ＤＥＲ与储能单元、负荷有效地组织

5、起来，可以版（ＩＥＣ６１８５０Ｅｄ２．０）则将覆盖范围扩展至水电自治运行，也可以通过静态开关与外部电网并网运站、ＤＥＲ以及变电站自动化等电力公用事业自动化行。微电网的分层信息体系包括过程（现场）设备［６－９］领域的多个方面，可以为微电网实现其设备集成层、过程管理层、微电网管理层及电网调度管理层。的即插即用、信息模型的灵活扩展与互操作等重要微电网的分层信息体系结构如图１所示。功能提供行之有效的技术手段，进一步降低系统通１．１过程（现场）设备层信与控制接口标准化工作的难度及成本。该层是微电网运行的执行基础，由基本

6、物理设目前，针对ＩＥＣ６１８５０标准的研究大多围绕变备组成，主要包括发电设备（如光伏电池、风力发电电站远动、保护等装置的建模以及协议转换，例如数机等）、保护与控制设备（如无功控制器）、量测监控字化变电站或传统变电站内间隔层智能电子设备设备（如电流互感器、电压互感器）及辅助设备（如电（ＩＥＤ）的建模、ＩＥＣ６１８５０标准通用网关的设计、与力变压器、电缆）等。其中，发电设备将风能、太阳能ＩＥＣ６１９７０等通信协议的信息一体化集成等，部分等多种形式的一次能源转换为电能，并依据上级管理层调度指令或本地控制策略实现ＤＥ

7、Ｒ同步并网、收稿日期：２０１２－０３－１４；修回日期：２０１２－０６－０４。微电网运行模式切换以及功率潮流调节等功能；保国家自然科学基金资助项目（５０９０７０６５）；中国科学院知识创护与控制设备实现微电网的稳定电力输送、故障保新工程重大项目。—６—·绿色电力自动化·邓卫，等基于ＩＥＣ６１８５０标准的微电网信息交互以减少硬件成本，又可以提高控制过程的安全性与可靠性。１．３微电网管理层该层包括自动化中心、本地监控中心或能量管理系统等组成部分，主要负责微电网的运行监测、稳定控制以及能量优化等任务，并与电网调度管理层

8、交互发电计划与调度指令等信息，实现微电网与外部电网的并网／自治运行控制。ＩＥＣ６１８５０标准第６部分规范了变电站配置文件（ＳＣＤ），说明了ＩＥＤ以及系统配置工具的工作流程，为微电网基于系统功能的对象分层提供了包含过程（现场）设备层、过程管理设备层、应用通信系统、ＩＥＤ以及逻辑关联在内的整体模型参考框架。１．４电网调度管理层图１微电网信息体系结构该层包括电网数据采集与监控（ＳＣＡＤＡ）系统、Ｆｉｇ．１