基于iec61850变电站自动化系统通信网络

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1、2010年第6期上海电力基于IEC61850的变电站自动化系统通信网络吴琼(上海市电力公司超高压输变电公司，上海200063)摘要：基于IEC61850标准的变电站自动化系统通信网络不仅需要基于标准中特殊通信服务映射所规范的网络技术，而且网络设备和数据信息的建模需要利用面向对象技术，遵循标准中提供的模型，并通过一致性测试的检验，使设备具有互操作性，实现数据的共享。文章介绍了IEC61850一一变电站通信网络和系统系列国际标准的制定背景，分析了标准的内容和主要特点，总结了IEC61850标准与现有其它电力系统通信协议的关系与区别，提出了以IEC61850为

2、基础的电力系统无缝通信体系结构。关键词：变电站自动化系统；IEC61850标准；交换式以太网中图分类号：TM771文献标识码：A1引言信网络体系结构如图l所示。IEC6l850标准按照变电站所要完成的功能和变电站自动化系统设备通信的需要，在逻辑概念上把变电站内的设备分为了三个层次即变电站层、问隔层和过程层，从而在层与层之间形成了两个通信网络：变电站层通信网络和过程层通信网络。经过大量的研究与实践，现阶段变电站层已经具有了符合IEC61850标准的基于以太网的通信网络，而过程层网络化进程基本还停留在理论阶段，工程实践并不多。图1变电站层实现网络化的通信网络

3、结构2．1过程层网络化2变电站层网络化正如图1所示，现有变电站的过程层设备与变电站层通信网络连接变电站层和问隔层的间隔层设备间都是通过二次电缆点对点的连接，所有设备，实现变电站层设备和间隔层设备之间，进行“专线专用”的通信，大量过程信息无法共享；以及间隔层设备之间、变电站层设备之间的数据设备间的接线不仅消耗了大量的铜线电缆，而且交换。变电站层通信的网络化实现得比较早，早接线方式复杂，安装维护困难；互感器有限的二次期变电站自动化技术应用时就开始使用简单的串输出功率，也限制了其驱动二次设备的数量。行通信总线进行设备间的网络化通信，随后通过近些年来，电子式电流

4、、电压互感器和光电式不断的技术更新又产生了基于现场总线和基于以电流、电压互感器的研究迅猛发展。但是由于电太网技术的组网方式。但是即便变电站层网络使子式互感器的输出信号一般是低功率的模拟信用以太网技术进行组建，也不能就认为其符合号，为了使信号不受恶劣环境的干扰，必须就地数IEC6l850标准。符合IEC61850标准的变电站字化，通过光纤传输，这就对互感器和间隔设备间自动化系统通信网络，不仅需要基于标准中特殊的数字接口设备提出了新的要求。这时合并单元通信服务映射所规范的网络技术，而且更重要的(MU)技术应运而生。是网络设备和数据信息的建模需要利用面向对象作

5、为电流、电压互感器与保护、控制设备问数技术，遵循标准中提供的模型，并通过一致性测试字接口的合并单元，它的主要功能是同步采集三的检验，这样才能使设备具有互操作性，实现数据相电流和电压互感器输出的数字信息，并汇总后的共享。变电站层网络化的变电站自动化系统通按照一定格式输出给间隔内的保护、控制等二次一347—上海电力2010年第6期速传输给其它设备进行记录与分析。a*l电流互感器输出二次变换(保护)将智能断路器等设备配置到过程层b相电流互感器输出二次变换(保护)中，使所有过程层设备都具备了统一的网c相电流互感器输出二次变换(保护)络接口，过程层设备与间隔层设备

6、使用统======================a相电流互感器输出二次变换(测量)一网络连接成为了可能，形成了真正意义b相电流互感器输出二次变换(测量)上的过程层网络(又称过程总线)，其结构电源如图4所示。c相电流互感器输LH二次变换(测量)合并单元过程层网络化是具有划时代意义的。中性点电流输f}{二次变换首先，随着过程层设备逐渐具有运算、控制时钟a相电压传感器输出二次变换等智能化的能力，使得原来在间隔设备内b*l电压传感器输出二次变换实现的部分功能可以分散到过程层设备中c相电压传感器输H{二次变换去完成，比如合并单元完成了对电流、电压互感器二次输出值

7、的滤波、采样功能，直接中性点电压输出二次变换输出数字式的采样值信号；其次，传统复杂母线电压输出二次变换的电缆接线方式被简单拓扑结构的网络所取代．减少了导线的使用量，降低了变电站图2合并单兀的通用定义设备。IEC在IEC60044—7／8标准和IEC61850的建造成本，同时也使通信网络便于管理—9标准中均对合并单元做出了定义，如图2所控制中心f．．示。其中IEC6l850—9标准所定义的合并单元路由器壬输出的数据报文中不仅包括反映12路电流、电压砸信息的通用数据集的内容，而且还包括了状态指网交换机示数据集的内容，同时通信接口采用了以太网技术。合并单元即可

8、以连接新型的电子式、光电式互感器，也能作为传统互感器的数字接口，也可以同时连接新