110831基于61850的数字化变电站
基于IEC61850规约的110kV数字化变电站及调试浅析
摘 要 :介 绍 了基 于 I C6 80规 约 的 1 0k E 15 1 V全 数 字 化 变 电 站 田乐 变 网络 结 构 ,测 控 装 置 、智 能 操 作
箱 、电 子式 互 感 器 等 配 置 和调 试 方 法 ,对 调 试 中碰 到 的 问 题 进 行 了分 析 ,提 出 了解 决 方 法 。 关键 词 :I C 6 8 0标 准 :数 字化 变 电 站 :保 护 调 试 E 15
F IYu -h n E n z o g,C HEN - n Yi g,F pi AN n Mig,JN h h h n I S a —o g
(i ig l tcP w r ueu J xn hj n 10 1 C ia J xn e r o e ra , i igZ ei g 4 0 , hn ) a E ci B a a 3
t n r f r d t r u h t e a ay i ft ep o lm sfu d d rn h o i sa eo e e h o g h n lsso h r b e 0 n u i gt e c mm iso i g p o e s o s in n r c s . Ke y wor s I 5 d : EC 61 0;dg tls b t t n;p oe t n a d c mm iso i g 8 ii u sa i a o r tc i n o o s in n
Ab t a t h sp p ri to u e h ewo k a d t e c n g rto s o a u e n n o to e ie ne - s r c :T i a e n r d c st e n t r n h o f u ain fme s rme ta d c n r ld vc ,i tl i
基于IEC61850数字化变电站通信管理机的研发
软件采用分层模块化结构 , 应用层和硬件驱动分 开, 便于软件 的移植和应用的扩展 。层次结构和各类模块的相互关系见图 2 。
硬动 件层
.
厂 ; ;
,
Байду номын сангаас
『 ;] _ _ ;
川 川
一 一 /端 Ⅲ’ 陵 厂 掌溉约 … 『 懈。 ]『( 务 涔 // l / 『 鞲 】 口 o 烫邑
Ⅱ彦 l / |
“
菇 晰
/
实 缉 够佯 多 够彩 跨 一 矛
图 2 软 件 构 成 框 图
图 1硬 件 构 成框 图
图 1中的各种功能插件都是可根据不同的设备需要 随意扩展 , 扩展灵活。 1 硬件 设 备 . 2 嵌 入 式 系 统 的 核 心 是 嵌 入 式 处 理 器 ,装 置 主 C U选 择 采 用 P R S 令 的 Fesa o eQ I C I 处理 器 ,该 处 理 器具 有 高 性 IC指 recl Pw r UC I e I 能 的 e0 3 0内核 、 D 1 D 2双速率 S R M存储 控制器 、独立的 D R/ R D DA 3K 2 B指 令 和 数 据 缓 存 cce4通 道 的 D ah 、 MA控 制 器 、双 P I 接 C桥 口、 串行周边接 口(P)双 IC接 口等外围接 口技术 , SI 、 2 使得处理器的 性能与 I / O系统输入之 间能够协调匹配工作具有丰富的硬件资源 , 能够完成智能变电站对硬件主处理器的要求。为满足 IC 15 E 6 80对 数 据存 储 的要求 , 置 5 2 内存 , 大可 升 级 至 18M; 置 52 配 1M 最 20 配 1M Fah盘 ;为 保 存 C M R D l s O T A E录 波文 件 配置 2 G电子 盘 。C U插 件 P 可 提供 2路 独立 MA C以太 网接 口 ,O /O M IO M 自适 应 电以 太 IM IO /OO 网 ; I — ( C 光纤 接 口 : I — ( C) 时 输 入接 口 , 收 来 自时 I GBD ) R I G BD 校 R 接 间 服务 器 的校 时 间信 息 。 ’ 交 换 机 插 件 , 可 满 足 智 能 变 电 站 组 网 要 求 。本 插 件 采 用 Fesae的 P wrC 系 列 MP 8 1 r cl e oo P C 3 5处 理 器 。 配 置 18 内 存 ; 2M 5 2 ls ;2B E P O 1M Fah盘 3k 2 R M。可提供 1 路独立 M C以太网接口, A 1M 10 /00 自适 应 电 以 太 网 ,0 M 10 M 光 以 太 网 。7 交 0 /0 M 10 M 10 /00 路 换端 口 ,非独 立 M C IM IO IOM 自适 应 电 以太 网 ,0 M A ,O /O M/ O O 10 / I0 M 光 以太 网。 O0 以太 网插件 ,为同样 采用 Fesa recl P w rC系列 MP 8 1 e的 o oP C35 处理器 。可提供 2路独立 M C以太 网接 口,O IO IO M 自适 A IM/OM/OO 应 电 以太 网 ,O M IO M 光 以太 网。 IO /OO 串 K转 换 插 件 , 成 串行 数 据 与并 行 数 据 的转 换 , 以 插 在 除 I 完 可 主 C U插 槽 外 的任 意 C C 插 槽 上 , 可 以扩 至 7 。可提 供 1 软硬件平台 , P PI 最多 块 2 通过实时性操作系统下 的编程来实现各个子系统 内部
浅论基于IEC61850的数字化变电站的应用技术
景 下 ,E 6 5 标 准 完 全 符 合 我 国 电 力行 互 作 用 及 响应 性 能 等 方 面 的要 求 , 且 在 IC l 0 8 并
体 化 改 造 , 多数 装 置 仅 能 满 足 某 一 特 而
业 的 发 展 需 求 , 其 是 在 数 字 化 变 电 站 建 技 术 条 件 许 可 的 情 况 下 , 立 适 合 我 国数 定 的 运 行 模 式 要求 , 必 然 降 低 了数 字 化 尤 建 这 设 中 的应 用 , 加 凸 显 了 I C6 5 标 准 的 字 化 变 电 站建 设的 通 信 模 型 与 数据 对 象 模 变 电 站 的 实 际 运 行 效 率 , 且 有 可 能导 致 更 E 1 0 8 而 优势 , 其根 本 目的 是 通过 对 于 技 术 的 合 理 型 。 在数 字 化 变 电站 的 设 备选 用 时 , 应根 据 数据 采集 的单一 性所 以 , 必须按 照I C 5 E 6 0 l 8
判 定 设 备 、 置 及 仪 器 的 基本 属 性 、 用方 术 的 改 革 与 完 善 。 装 使 法及 操 作 要 求 等 信 息 , 而 更 好 的应 用于 2 4 系统 分层分 布化 从 . 在 新 型 数 字 化 变 电站 的 建 设 中 , 统 传 的 集 中 式 和监 管 , 现 电 力 网络 的 优 质 、 全 、 实 安
经济 运 行 。 是 从 国 内 电 力 行 业 的 发 展 现 但
I C l 5 标 准 构 建 的 数据 对 象 模 型 , E 6 80 合理 标 准 的 相 关 要 求 , 强 数 据 采 集 数 字 化 技 加
摘 要 : 着我 国电 力体 制改 革 步伐的不 断加快 , 随 国内数 字化 变电站 的建设进入 了一个 崭新 的发展 时期 , 删是 IC 1 5 标准的 引入 , 特 E 68O 有 效提 升 国内电 力技术 的科 学化 , 规范 化应 用, 而且是 保证数 字化变 电站建 设质量 的重要技 术参考依据 。 本文结合 笔者 多年 电力工作 经验 , 简要 分 析 了基 于I C6 8 0 数 字 化 变 电 站 的 应 用 技 术 , 供 同 行 参 考 和 借 鉴 。 E 15的 仅 关键词 :E 6 8 0 数字化 变电站 应用技术 I C 1 5 中 图分 类 号 : M7 T 6 文献 标 识 码 ; A 文章编 号 : 6 4 0 8 ( 0 2 0 () O 8 - 1 1 7 - 9 X 2 1 ) 1c- 0 0 0
浅论基于IEC61850的数字化变电站的应用技术
浅论基于IEC61850的数字化变电站的应用技术摘要:随着我国电力体制改革步伐的不断加快,国内数字化变电站的建设进入了一个崭新的发展时期,特别是IEC61850标准的引入,有效提升国内电力技术的科学化、规范化应用,而且是保证数字化变电站建设质量的重要技术参考依据。
本文结合笔者多年电力工作经验,简要分析了基于IEC61850的数字化变电站的应用技术,仅供同行参考和借鉴。
关键词:IEC61850 数字化变电站应用技术1 IEC61850标准在国内推广的现状IEC61850标准是目前在国际电力行业中最为基础的标准之一,其基本原则是实现“同一世界、同一标准、同一技术”,进而有效提升全球电力技术的标准化、集成化、智能化发展。
在全球经济技术一体化的背景下,IEC61850标准完全符合我国电力行业的发展需求,尤其是在数字化变电站建设中的应用,更加凸显了IEC61850标准的优势,其根本目的是通过对于技术的合理应用和监管,实现电力网络的优质、安全、经济运行。
但是从国内电力行业的发展现状而言,IEC61850标准尚有许多与我国实际情况不相适应的地方,所以,在数字化变电站建设中,应有所取舍的进行应用,而不是“一股脑”的全盘引入。
随着我国电力体系的不断完善,国内以IEC61850标准为基础,对其进行了必要的修订,从而基本形成了符合中国实际国情的新型电力技术理念,特别是在数字化变电站的继电保护技术方面,国内已经制定了较为完善的应用技术体系,并且在很多大型工程中得以实践。
另外,随着国内数字化变电站建设经验的不断积累,特别是随着对于各种高新技术的熟练和掌握,形成了构建属于我国自己的电力技术标准的前提,但是对于相关问题的深入研究和探索仍是必不可少的。
因此,在IEC61850标准的引入和应用过程中,国内电力技术人员一定要保持“取其精华、去其糟粕”的原则,即拿来我们需要的部分,舍弃我们不需要的部分,从而在实现技术标准简化的基础上,进一步提升了实用性。
基于IEC61850标准的数字化变电站自动化系统介绍
服务器
100/1000Mbps 以太网
点通讯 - 对象描述的变革
现场设备A
点1 点2 点3
现场设备A
面向点表的数据与面 向对象的IEC 61850
模型之间的映射
点1 点2 点3
phsA cVal mag f[MX]
PQMR1 测量MMXU1
A phsB phsC phsA cVal cVal cVal mag mag mag f[MX] f[MX] f[MX]
基于IEC61850标准 的数字化变电站自动化系统介绍
▪ IEC61850技术-背景
全称《变电站通信网络和系统》,规范了变电站内IED之间的通信行 为。 由IEC TC57制订(1995~2004)。中国等同引用为DL/T860系列。 目标 “一个世界,一种技术,一个标准”。 代表了SAS技术的最新趋势,是实现数字化变电站的关键技术。 是一个十分庞大的标准体系,不仅仅是一个普通通信协议。
数字化变电站特征
数字化变电站是以变电站一、二次设备为数 字化对象,以高速网络通信平台为基础,将物理 设备虚拟化,对数字化信息进行标准化,实现信 息共享和互操作,满足安全可靠、技术先进、经 济运行要求的变电站。
数字化变电站两大支柱
IEC61850 电子式互感器
IEC61850 介绍
1. 变电站自动化系统现状 2. 电力自动化系统通讯体系的发展过程 3. IEC61850主要特点 4. IEC61850标准实施对电力自动化系统带来的益处 5. IEC61850标准全数字化变电站 6. IEC61850标准自动化系统进展情况
▪ LOGICAL-DEVICE (LD逻辑设备)— 包含由一组域特定应用 功能产生和使用的信息;功能定义为 LOGICAL-NODE.
基于IEC 61850的数字化变电站无线测温系统的研究
0 引 言
…
P 机变 电站监控平 台 C
一 一 一 一 一 一 一 一 一
监测层
I C 6 8 0是 I C T 5 E 15 E C 7制 定 的 有关 变 电站 自动 化系统 通信 的 国际标 准 ,代表 了变 电站 自动
化 的未 来 发 展 方 向 它 是 I C C 7 在 总 结 E T 5
用 无线 Zg e iB e技术 、 8 4 5总 线 、 S 2 2 以太 网相 R 一3 、
建立 全站统 一 的数据 模 型和数 据通 信平 台 ,实 现 站 内一 次设 备 和二 次 智 能 电 子 装 置 的数 字 化 通 信, 确保 智能 装置之 间 的互操作 性
结合 的通 讯方 式 ,使 系统 的扩展 与 其他 网络互 连 变得很 方 便 ; 扩展 测点 时 不受 布线 的 限制 . 以 在 可 方便地 应用 这些 面向对象 设计 的单 元 装置 ,把 它 们像 “ 积 木 ” 样 配 置在 系统 内 . 可 以根 据一 搭 一 并
活性 和功 能配 置方便 性 。 系统 整体上 分为 采集层 、 汇集 层 、 监测 层 三大部 分 , 图 1所示 如 无 线 实 时 温 度 监 测 报 警 系 统 ,以 S C为核 O 心 , 合 了先进 的计 算机 技 术 、 讯 技术 、 络技 集 通 网 术 、 电子技 术 , 微 构成 了功 能强 大 、 作 简便 、 操 安全
型 8 5 MC 3 /41 8K 0 l U、26 /2 B的 Fah内存 、 k l s 8 B的 R M、 D D A A C、 MA、 门狗等 。 看
度变送器 , 出一个 0 5V的电压信号或 4 2 输 ~ ~ 0mA
3 温 度 传 感 器模 块 硬 件 设 计
许继基于IEC61850的数字化变电站
61850规约
配置 Part 6: 变电站中智能电子设备通 信配置描述语言
抽象通信服务 变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构 Part 7-2: 抽象通信服务接口(ACSI) Part 7-1: 原理和模型
测试 Part 10:
一致性测试
特殊通信服务映射 (SCSM) Part 8-1: 映射到制造商报文 MMS Part 9-1: 通过单向多路点对点串行通信连接模拟采样 值 Part 9-2: IEEE 802.3 之上的模拟采样值
解决设备间的互操作问题
所有智能设备均按统一的标准建立信息模型和通信接口,设备间可实现 无缝连接。IEC 61850的信息自解释机制,在不同厂家设备使用各自扩展 的信息时也能保证互操作性
应用通信网络取代二次电缆
取消了传统保护测控装置的交流模块和控制模块,所有信息均通过过程 层网络来传输,缩减了变电站建设用于购买二次电缆和电缆铺设设计的 成本,同时也大幅度简化了传统变电站用于二次接线的工作量
许继 数字化变电站
罗柯夫斯基原理电流互感器
光电式互感器
许继 数字化变电站
罗柯夫斯基原理电流互感器的优缺点
罗柯夫斯基(Rogowski)线圈原理是种电磁耦合原理。与 传统的电磁式电流互感器不同,它是密绕于非磁性骨架上 的空心螺绕环。优点:
1. 罗柯夫斯基线圈电流互感器消除了磁饱和现象,提高 了电磁式电流互感器的动态响应范围。
许继 数字化变电站
NCIT对保护的影响
1. 促进保护新原理的研究。传统的CT由于频响范围较窄而不能 完全再现一次电流波形, 然而OCT 测量的频响范围宽, 能够真 实地反映一些高频信号, 可以为暂态量保护提供可靠的数据, 从而促进它的发展。 2. 提高继电保护的可靠性。CT饱和一直是影响保护正确动作的 重要因素。由于OCT不含铁芯, 它在一次大电流下不会饱和, 在大的动态范围内能保持良好的线性, 因而其二次侧能正确地 反映一次电流的值。 3. 为保护提供新的功能。由于OCT的动态范围大, 正常和故障时 均可较准确反映一次大电流的值, 因此许多测量的功能可在保 护中实现。 4. 提高现场的安全性。进出OCT 的都是光信号, 因此二次侧开路 时不会产生危险的高电压, 保证了现场人员的安全和设备的可 靠性。
基于IEC61850数字化变电站的研究
基于IEC61850数字化变电站的研究摘要变电站自动化技术的发展和微机保护的广泛应用极大地提高了电网的自动化水平和管理水平,但是由于变电站自动化系统和保护设备的通信协议不统一,造成系统无缝集成困难,生命周期缩短;设备之间互操作性差,维护工作量大,改造升级困难。
同时变电站的一、二次设备的控制信号发送、模拟量采集靠大量的电缆连接实现,不仅浪费了大量的财力,而且抗干扰性大大降低。
随着IEC61850 标准的发布,电子式互感器、智能化高压电气设备的发展,电气设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机网络技术的高速发展,使得建设数字化变电站具备了必要的技术条件。
本文在研究数字化变电站相关理论和技术的基础上,总结变电站数字化技术的现状、发展趋势,初步形成数字化变电站的整体模型,提出了数字化变电站的特征和需要实现的功能。
研究数字化变电站三层网络结构下通信的实现,运用前面的研究成果,探讨在现有技数条件下建设数字化变电站,如何实现与以往设备的兼容,使本文提出的数字化变电站改造方案更具有实用性和可操作性。
关键词:数字化变电站,IEC61850 标准,电子式互感器,智能化高压电气设备DIGITAL SUBSTATION BASED ON IEC61850 RESEARCHABSTRACTWith the development of integrated substation automation technology and microprocessor-based protections,electrical power system automation is highly promoted. But the communication protocols among IEDs produced by different manufacturers are different,the SA system will not be integrated well.Also,IEDs from different manufacturers are difficult to achieve interoperability.Maintenance and upgrading such a SA system may cost much resource and time.In a substation,many cables made with copper are used to transmit control signal and analog data,so highly lower the anti-interference of a SA system. The IEC6185O standard electronic measurement transformers,intelligent control of high voltage electrical apparatus,computer network technology,etc,all these make it possible to build a digital substation. So,the thesis will study these key technologies and intelligence devices,and give a reference design project of digital substations. First,a digital substation model and main charaeters are formed in this thesis. Then a communication network construction principle of digital substations,including proeess buses and Station buses,are developed. According with the Principle,with the reaserch on the key technologies of 110kV wucun digital substation in Shenzhen Power Supply Bureau and 220kV sanxiang digital substation in nanfang Power Supply Bureau,this article analysis a digital substation’ s layered communication network framework. Deeply. Based on the investigation of intelligence devices of digital substations,selcetion and configuration principle of devices is summarized.KEY WORDS: digital subatation,IEC61850 standard ,electronictransformer ,intelligent control of high voltage electrical apparatus目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................... I I 第1章绪论. (1)第2章数字化变电站系统的发展及现状 (3)2.1 变电站自动化系统的发展 (3)2.2 变电站自动化系统通信规约现状 (6)2.3 小结 (9)第3章数字化变电站的技术优势及经济效益 (10)3.1 数字化变电站的技术优势 (10)3.2 经济效益 (13)3.3 小结 (14)第4章 IEC61850 标准介绍 (15)4.1 IEC61850 标准主要内容 (15)4.1.1 IEC61850 标准内容 (15)4.2.1 分层 (17)4.2.2变电站通信网络的实时性以及时延不确定性研究 (18)4.3 本章小结 (35)总结与展望 (36)1.全文工作总结 (36)2. 工作展望 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录1 (43)第1章绪论变电站自动化系统是在计算机技术和网络通信技术基础上发展起来的。
基于IEC61850的数字化变电站设计 肖永杰
基于IEC61850的数字化变电站设计肖永杰摘要:本文分析了IEC61850数字化变电站的特点,提出数字化变电站的的主要设计方案,包括网络的组网方案,设备的配置等。
关键词:IEC61850 数字化变电站设计方案0引言变电站自动化系统在我国应用发展十多年来,为保障电网安全经济运行发挥了重要作用。
但目前使用的标准比较繁杂,这样导致各个厂家的智能电子设备(IED)互联互通存在困难。
为适应变电站自动技术的迅速发展,实现不同厂商产品之间的互操作性,国际电工委员会(IEC)制定了IEC61850变电站通信网络和系统的系列标准,它代表了变电站自动化技术的发展方向,是实现数字式变电站自动化系统的基础。
1 IEC61850数字化变电站的特点数字化变电站的基本特征有4点:智能化一次设备;网络化的二次设备;自动化的运行管理系统;数字化的数据通信。
IEC61850《变电站通信网络和系统》是新一代的通信网络和系统协议的系列标准,它所规定的内容已不限于规约范畴。
该系列标准具有一系列特点和优点:分层的IED和变电站自动化系统;根据电力系统生产过程的特点,制定了满足实时信息传输要求的服务模型;采用抽象通信服务接口(ACSI)、特定通信服务映射(SCSM)以适应网络技术迅猛发展的要求;采用对象建模技术,面向设备建模和自我描述以适应功能发展,满足应用开放互操作要求;采用配置语言,配备配置工具,在数据源定义数据和数据属性;定义和传输元数据,扩充数据和设备管理功能;传输采样测量值等。
IEC61850在逻辑结构上将变电站分为变电站层、间隔层和过程层三个层次。
各层次内部和层次之间采用网络通信。
站控层和间隔层之间通信采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范(MMS)。
间隔层设备间通过通用面向变电站事件对象(GOOSE)协议进行实时信息交互,实现间隔单元的防误闭锁功能。
过程层将电子互感器、开关及变压器等相关信息以IEC61850-9-1/2、GOOSE的方式送至间隔层保护和控制设备,并接受来自间隔层的控制命令来完成对智能一次设备的操作控制。
浅谈基于IEC61850数字化变电站的二次检修
佘波 潘勇
I E C 6 1 8 5 0 数 字化 变 电站 是 把 变 电 站 内的 数 字 化一 次 系 统 设备 能 检 验 GO OS E  ̄ E 文的 准 确性 。 另一 种 方法 是 利 用 数 字保 护 测 试仪 而 网络 化 二 次 设备 通过 I E C 6 1 8 5 0 标 准 和 不 同 的 网络 层 次 搭建 起 来 进 行检 测 , 利 用 该 方法 进行 检测 只需 要 简单 的光 纤 连接 和 接 线连 接 的, 是 一 种 技 术 非 常先 进 、自动 化 程 度 相 当之 高 的智 能 变 电 站 , 该 就 可 以了, 把 数 字保 护 测试 仪 连 接 到 保 护 装 置所 在 的 交换 机 上 , 在 变 电站 可 以 实 现 站 内各 种 设 备 的 信 息 共 享 和 实 时 控 制 , 是 传 统 变 利 用 计算 机 连 接 测试 仪 进行 系统 的环 评测 试 , 这 种 方 法简 单而 又有 电站 本 质上 的 飞 跃 。 但是I E C 6 1 8 5 0 数 字 化变 电站 的 二次 检 修 模 式 效 , 但 是不 能 模拟 出多 个合并 单元 进行 数据 处 理 。 不 能 适 应传 统 的 变 电站 检 修模 式 , 所 以 本 文 的 主 旨就 是 研 究 基于 ( 三) 电子互 感器
控 层、 间隔层和过程层, 每个结构层都有不同的作用。 站控层是负 的同步 性 。 责 站 内的 通信 及 运 行 的 ; 间隔 层是 负责 对 站 内各 个 设 备 的 测 控 ; 过 合 并单 元激 光 模 块 直接 会 影 响 到采 集 器的 工作 , 所 以要 从 采集 程 层负责对数字信号进行采集并处理, 而每个结构层均需要使用网 器人手, 利 用定期检验的方式 , 观察采集器的工作状 态, 以此来校 络 进 行通 信和 联 络 。 验 合并单 元 的激 光模 块 。 数字 化 变 电站 为了实现 信 息资 源 的共 享 , 加 强设 备互 相 之 间 的 通 过 电子互 感器 还 可以 检测 采集 器的精 度是 否满 足采 集 精度 , 操作性 , 所以会采用I E C 6 1 8 5 0 标准通信协议; 数字化变电站避免了 并且 采集 的 数 据 是 否满 足测 量 要求 。 合并单 元也 可 以利 用通 信信 号 测 试 合并 传 统 光 缆 的连 接 , 只需要 利 用光 纤把 一 次二 次 设 备进 行 连 接就 可以 中断 和恢 复 测试 的互 感 器把 信息 直接 传 输 到光 纤 同道 中,
基于IEC61850标准的数字化变电站通信技术研究的开题报告
基于IEC61850标准的数字化变电站通信技术研究的开题报告开题报告一、选题背景及研究意义随着能源互联网、智能电网建设的推进,数字化变电站得到了广泛应用。
数字化变电站建设与运行需要依靠通信系统,以实现变电站各设备之间的信息交换及控制。
传统的变电站通信方式采用基于串口或光口的串行通信或以太网通信,这种方式通信速度较慢、通信负载较大,不能满足数字化变电站通信的实时性、可靠性和安全性等要求。
因此,数字化变电站通信技术的研究和应用具有重要的现实意义和发展前景。
IEC61850是目前国际上最重要的数字化变电站通信标准,它具有面向对象、灵活、安全可靠等特点,已经成为数字化变电站通信技术的主要标准。
因此,本课题选择IEC61850标准为研究对象,探究基于IEC61850标准的数字化变电站通信技术。
二、研究内容和方法主要研究内容包括:IEC61850标准的基本原理、通信模型和数据模型;数字化变电站通信系统的设计与实现,包括通信网络的构建、通信协议的编写、通信测试方法的研究等;数字化变电站通信技术应用的实验验证,以某数字化变电站为例,验证基于IEC61850标准的通信技术在实际应用中的效果。
本研究将采用实验研究方法,通过搭建数字化变电站通信系统并在实验室环境下进行验证,评估其通信性能,对基于IEC61850标准的数字化变电站通信技术进行深入的研究。
三、研究预期结果及创新点本研究预期可以通过实验验证,证明基于IEC61850标准的数字化变电站通信技术在实际应用中的有效性和可行性,为数字化变电站的建设和运行提供技术支持。
同时,本研究还将探索更优的数字化变电站通信技术实现方案,具有一定的技术创新点。
四、预期工作进度及安排1. 文献综述:前期在研究领域内进行了大量文献综述和调研,并对IEC61850标准和数字化变电站通信技术进行深入理解。
2. 设计和实现数字化变电站通信系统:本阶段工作主要包括通信网络的构建、通信协议的编写、通信测试方法的研究等方面的工作,预计耗时3个月。
基于IEC61850的数字化变电站的研究与应用
Re e r h a d a p i a i n o i i l u sa i n a e i I s a c n p l t f g t b t t sb s d O l EC 1 5 c o d a s o 68 0
第3 6卷 第 2 4期 20 年 1 月 1 08 2 6日
电 力 系 统 保 护 与 控 制
P we y t m r t c i n a dCo t l o rS se P o e t n n r o o
V 1 6No 2 0 3 _ . .4 De .1 , 0 8 c 6 2 0
基于 lC 15 68 0的数字化变 电站 的研 究与应用 E
王 璐 ,王步华 ,宋丽君 。 ,郭志红
( . 州 电 力设 计 院 , 河 南 郑 州 4 1; 2 洛 阳供 电公 司, 河 南 洛 阳 4 1 0 ; 1郑 5 0 . 0 2 7 0 0
3 焦作 电力勘测设 计院 ,河 南 焦作 4 4 0 ; 4 河南省电力公 司安 阳供 电公 司,河南 安 阳 4 5 0 ) . 5 00 . 5 0 0 摘要:介绍 了数 字化 变电站 的特征和通信 网络结构 ,并 与常规 自动化 系统相 比较 ,分析 了郑 州 1 k 1 V吴河数字化变电站的 0 工程技术方案 ,最后 总结说 明 了数字化 变电站存在的 问题及发展 方向。
模型 , 以满 足装 置互 操作 性要 求 。它将变 电站 系统 明确地 划分 为站 控层 、 间隔层和 过程 层三 层 ,给 不 同层 间定 义 了清 晰 的接 口。 12 电子式 互感 器 . 克服 了传统 互感器 绝缘 复杂 、重量 重 、 体积 大 、 C 动 态范 围小 、易 饱和 、 电磁式 P 易 产生铁 磁 T T 谐振 、C 二 次输 出不 能 开路等 诸 多缺 点 。输 出 的 T 是数字 信 号,通 过光 纤 以太 网送 给二 次设 备使用 , 无 电磁 兼容 问题 ,测 量精 度高 ,可 靠性 高 。 1 一 次设备 智 能化 . 3 采 用数字 输 出 的电子式 互感 器 、智 能开关 ( 或传
基于IEC61850标准的数字化变电站通信技术研究概要
山东大学硕士学位论文基于IEC61850标准的数字化变电站通信技术研究姓名:张大涛申请学位级别:硕士专业:电气工程指导教师:王葵20090428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IEC60870.5.101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(Utility CommunicationArchitecture: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。
基于IEc61850标准开发数字变电站可编程的1印
多数厂家的I 采用2 个C U结构, D E 至3 P 一个C U P
用来实现数据采集和保护功能,一个用来实现
E 1 的 I 68O 通讯功能, C 5 另一个实现人机界面。 这样
做的优点是功能独立,通讯不影响保护,提高了保
万方数据
健 电器
采用单个 P C U结构,避免了多 C U之间的通 P 讯带来的软硬件开销,降低了装置成本,使得事件 响应的时间缩短了,提高了 通讯响应的快速性和可 靠性。 但所面临的问题就是保护的可靠性是否会受
E 65 IC 80除了通讯上能够互联实现互操作之 1 外,更核心的思想是面向对象的建模技术,并给出 了各种常用保护和控制功能逻辑节点的标准建模模
型 ( 680 一) 所以实现 680 正C 15一 4 。 7 15 通讯互联只是 第一步,只有保护和控制的各个功能模块也是按照 逻辑节点模型建立起来的才是真正的完全基于 E 680标准的微机保护装置。如果采用多 C U IC 15 P 方案,即使保护和控制功能是按逻辑节点建模实现 的, 在通讯 C U上也必需存在一个逻辑节点的映象 P 模型, 并要通过两个 C U之间的数据通讯实现数据 P 的传输,多采用双端口 R M 或串行总线实现数据 A 交换。这必然影响了数据传输的快速性,同时增加 了软硬件的复杂性。 O S G O E数据传输要求在事件 发生后 4 s m 的时间内发送出去, 可见对通讯快速性 的要求是相当高的。
通话等领域得到了广泛的应用。 在决定采用 x r 操作系统之前, V W6 S k 做了广泛 的调研。 和其他操作系统相比V WO s的健壮性、 x r k 实时性、组件的丰富性无疑是最适合本项目的开发 了,应用实践也证明了这一点。 D 一 0 系列采用通用软硬件平台设计, I 0 S5 0 是为 了适应半导体制造业和通讯技术的日 益快速发展需 要。 使用 V W6 s x r 操作系统, k 基于柔性设计思想开 发硬件、 可编程组态程序模块、 通讯协议程序模块, 很好的协调了 产品的高质量、高灵活性、低成本之 间的矛盾,易于实现向新平台系统的移植和升级。 基于IC 80 O S 协议可以实现ID之间 15 G O E E 6 E 的快速数据交换,使得全站的防误操作、备用电 源 自 投、失灵保护等功能可以采用分布方式实现。
基于IEC61850的智能变电站虚回路体系
基于IEC61850的智能变电站虚回路体系整套虚回路体系在网络化信息共享基础上已经成为一种现实。
对IEC 61850标准进行完善与扩充,是智能变电站虚回路体系得以有效发展的重要保证。
对此,文章通过下文对相关方面内容进行了论述,从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的帮助作用。
标签:IEC61850;智能变电站;虚回路体系在数字化变电站的基础上发展起了智能变电站,将有一种全新的要求抛向了变电站技术形态。
智能变电站的基本特征是:实现网络信息的共享,有效的实现了传统方法中不能达到的高度,因此可以说它的应用前景非常广阔。
一、论述分析虚回路体系有回路与设备共同确定传统的变电站功能。
有着特定的功能存在于设备中,并且对外部的输入输出接口进行了定义分析。
在建设变电站的过程中,变电站所需的各种功能是由电缆回路进行控制与实现的。
所以,围绕这些回路与设备,就成为了变电站生命周期内的重要工作。
为了能够有效的理解各方的工作,就需要将设计图纸作为重要的参考和依据,对其一定要进行有效的归档管控。
对应的将变电站系统在IEC 61850标准的基础上构建起来,能够自由的分布其功能,在通信网络的基础上,实现逻辑点的功能协同和信息的传递。
并且通过规划的变电站配置描述语言,将功能间的信息流向关系表达出来。
所以,在传统变电站的基础上,同电气回路归档联系起来,进行相应的分析与探究。
并且,文章主张使完整的虚回路体系在智能变电站中成为现实。
有着这样几个重要的部分被包含于该研究体系中:首先,将适用于系统与装置的SCL 模型标准、可以表达虚拟回路联系的体系构建起来;其次,将与信息共享要求相一致的自动化网络配置方案制定出来。
再次,对于智能变电站所需的一些工具进行分析,及其工具的具体应用情况及角色分工等。
网络的自动配置管理与SCL 虚回路模型标准是智能变电站虚回路体系的基础。
将调试诊断工具、设计/系统集成工具、智能电子设备(IED)配置工具为手段,其核心为涵盖虚回路信息的变电站配置描述。
浅谈基于IEC61850数字化变电站的二次检修 孙波
浅谈基于IEC61850数字化变电站的二次检修孙波摘要:随着数字化变电站的投产使用,如何进行传统检修模式的革新,以适应全新的数字化变电站逐渐成为变电站改革的难题之一。
基于IEC61850数字化变电站是在传统变电站的基础之上发展起来的数字化变电站,因此,变电站检修模式的革新应以传统检修模式为基础。
本文对数字化变电站进行了概述,并详细阐述了数字化变电站二次检修范围以及方法,旨在为研究数字化变电站的二次检修提供一些有价值的参考。
关键词:IEC61850;数字化变电站;二次检修前言:IEC61850数字化变电站是把变电站内的数字化一次系统设备而网络化二次设备通过IEC61850标准和不同的网络层次搭建起来的,是一种技术非常先进、自动化程度相当之高的智能变电站,该变电站可以实现站内各种设备的信息共享和实时控制,是传统变电站本质上的飞跃。
但是IEC61850数字化变电站的二次检修模式不能适应传统的变电站检修模式,所以本文的主旨就是研究基于IEC61850数字化变电站的二次检修。
1数字化变电站的主要技术特点1.1系统三层网络结构体系变电站自动化系统机构经历了由集中式向分布式系统的转变。
数字化变电站采用成熟的网络通讯技术和开放式互联规约,依据IEC61850标准体系的建模标准,在逻辑结构上分为过程层、间隔层和站控层的三层模型,各层次内部与层次之间采用高速网络通信。
在这三层中分别接入2类总线:过程总线以及变电站总线。
过程总线主要用于过程层与间隔层之间TA、TV以及控制数据的交换,变电站总线用于间隔层内部、间隔层之间、间隔层与变电站层之间、变电站层内数据交换。
1.2数据采集数字化传统的电磁式电流互感器存在绝缘结构复杂和磁饱和问题,而数字化的电流、电压量测系统(光电式互感器或电子式互感器),实现了一、二次系统在电气上的有效隔离,增大了电气量的静态及动态测量范围,提高了测量精度,为变电站信息集成化应用创造了条件。
1.3紧凑的系统结构将重量轻、体积小的数字化电气量测系统集成在智能开关设备中,进行功能优化组合和设备布置,体现了变电站机电一体化设计理念。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
TCTR
TVTR
XCBR
XSWI
图4 分布式母线保护设计方案
32
2009年第1期 总第260期
PCUn METERn PCUn PCU1 METER1
7 母线电压信息的共享
母线电压是系统的公共量,可能会被母线上每个间隔 的二次设备应用使用,由于过程总线按间隔分段,如何对 母线电压采集,并由各间隔单元共享就成为必需解决的问 题,图5是一种利用虚拟网(VLAN)技术实现的母线电 压信息的共享设计方案,该方案实现了母线电压一次采集 多间隔共享,不破坏各间隔过程总线相对独立,避免大量 的采样数据同网传输,是一种可行的设计方案。
母线保护主单元
9 结束语
如何充分发挥基于61850数字化变电站的技术、经济 优势,同时提供更高的可靠性及易用性是系统设计方案要
RURAL ELECTRIFICATION
母线保护 间隔单元
母线保护 间隔单元
母线保护 间隔单元
解决的主要问题。本文在研究IEC 61850及系统需求的基 础上提出了一套自己的设计方案,期望共同探讨,逐步完 善设计,以促进基于61850数字化变电站的发展。 (责任编辑:张峰亮)
按间隔和功能单元形式组网。
2 220 kV进出线间隔设计方案
当线路电压互感器按单相配置时,每条出现所配备的 电压二次回路复杂,给运行管理带来不便,且由于电子式 电压互感器成本更低,因此推荐采用220 kV线路装设专用 三相电压互感器方案。 考虑到220 kV进出线的重要程度,仍按双主双后的原 则配置线路保护,且每套保护的电压回路、电流回路相互 独立,且过程层总线按间隔分段,实现本间隔设备故障不 影响其他间隔,本套保护回路故障不影响另一套保护;操 作回路则完全冗余,从而保证系统的可靠性。 电能计费系统配置独立的电流电压回路,保证其独立 性,亦可从任一冗余的的控制保护MU的独立端口接入, 以降低成本及回路的复杂程度。
子网100 PU BCU PU BCU
子网200
馈线智能终端 PISA
馈线智能终端
子网300
MU
PISA
MU
PISA
PISA
PISA
PISA
PISA
MU
图5 母线电压信息的共享设计方案 图3 10 kV系统设计方案
8 间隔层设备的信息交互
在变电站中,不仅过程层与间隔层设备、间隔层设 备与站层设备间要交互信息,间隔层设备间也需要交互 信息,如失灵保护、启动重合闸、操作闭锁等,在传统 的变电站中这种信息交互是通过电缆实现的,在数字化变 电站中则由网络通信的方式实现,考虑到网络配置管理等 原因,在站层网络中实现更为合理,因此,站层网络应 支持VLAN及优先级传送功能,以控制网络流量,并保证 GOOSE信息的传输实时性。
BCU
PU
PU
BCU
PU
PU
Process BusProcess usPIMU1
MU3 PI
来自母线PT 交换机
PI
RURAL ELECTRIFICATION
PI
Switchgear Modern CT/VTs
PI
Switchgear Modern CT/VTs
BCU PU PI
Bay Control Unit 间隔测控单元 Protection Unit 保护单元 Precess Interface 开关设备智能接口 图1 数字化变电站系统结构图
Control Center HMI Engineering
4 110 kV出线间隔设计方案
110 kV出线间隔设计原则与220 kV出线间隔类似,只 不过保护按单套配置,相对应的电流电压回路及操作回路 亦只配置一套,如图2所示。
CU PU Meter 电能质量
远动接口
100 Mbit/s 光纤自愈环网
Automation
农网自动化
基于61850的数字化变电站
王惠文,宁夏自治区石嘴山供电局
摘要:基于61850数字化变电站的特点及实际系统的需求,针对220 kV变电站提出一套包括总体设计和各种典型间 隔的详细设计方案。 关键词:61850;数字化;变电站;设计方案 中图分类号:TM63 文献标志码:B 文章编号:1003-0867(2009)01-0031-02
基于61850数字化变电站主要由网络化的二次设备、 智能化的一次设备(智能开关、在线监测等)、电子式互感 器(有源、无源等不同原理)构成,当然还要有IEC61850的 应用。由于这些先进技术的应用,与传统的变电站对比, 基于61850数字化变电站将有诸多优势。 采用61850的优势:自描述的设备应用且所有设备应 用标准对象模型及命名减少手工配置和I/O 信号到电力系 统变量映射,工程、调试及维护工作量大幅度减少,安装 维护成本低。使用标准的设备配置文件开发及升级设备, 成本低,响应时间快。设备间 Peer-to-Peer 直接交换数 据,可以实现先进的保护性能,同时降低布线成本。通过 高速过程层总线在设备间共享互感器信号降低了互感器及 开关设备布线成本。采用通用的TCP/IP和Ethernet技术, 成本低,可靠性高。提供完善的应用服务,如报告、数据 存取、时间日志 、控制等;高互操作性使得产品的选择 余地更大。
5 10 kV间隔设计方案
10 kV间隔包括10 kV进出线间隔、电容器间隔、厂变 等间隔。数字化变电站应用时,应不推荐保护控制单元安 装在开关柜上,在开关上安装的应只是开关柜的智能接口 单元,这种安装方式能更好地解决保护控制单元安装于开 关柜要解决的问题——减少二次电缆,同时还减少了包括 TV回路及主变、备用电源自投回路相关的二次电缆,且 避免了保护控制单元安装于开关柜所带来的调试维护困难 (恶劣的环境,安装位置及接线方式等)的问题。 按这种思路配置每个间隔将包含 PCU ( Protection Control Unit)一台、表计一只、交换机一台及开关柜智 能接口一台,如图 3 所示。图中 PISA 为 Process Interface Sensors & Actuators即开关柜智能接口,更进一步方案是 PCU 与 Meter 合二为一,此时,配置成本将有较大的降 低,并且从技术上应是完全可行的,同时符合未来的发展 方向。
图2 110 kV出线间隔设计方案
2009年第1期 总第260期
31
农网自动化 Automation
采样数据经过滤波、抽样形成满足母线保护要求的低采 样速率的同步数据,然后通过间隔单元与母线保护主单 元之间的通信网络送给母线保护主单元,如采用20点/周 波的采样速率,100 Mbit/s的以太网将允许接入24个间隔 单元,此时,网络的数据速率为(20×50)×984×24=29.5 Mbit/s<<100 Mbit/s,满足母线保护对规模的要求。
6 母线保护设计方案
依据IEC 61850-9-2LE合并单元输出的采样值的典型 采样速率将为 80 点 / 周波和 256 点 / 周波,如将这种高采样 速率的数据直接接入母线保护,过程总线需要很高的带 宽,100 Mbit/s的以太网尚不能胜任,同时还会给母线保 护更多的数据处理压力,而母线保护的判据又不需要这 种数据(目前的母线保护普遍采用 24 点采样),为此, 在数字化变电站中应采用分布式母线保护,如图4所示, 通过母线保护间隔单元从间隔保护过程层总线上获取的
3 主变间隔设计方案
主变间隔的配置方案与220 kV出线间隔的差异在于主 变间隔有高、中、低三侧,因此三侧的电流、电压及操作 回路要通过公共的过程层总线接到主变保护及间隔控制单 元。
1 总体设计
数字化变电站系统结构如图 1 所示,系统由站层设 备、站层网络、间隔层设备、过程层网络及过程设备 三层分层分布式的系统,站层设备与间隔层设备间采 用 100 Mbit/s 光纤自愈环网以太网通信,协议采用 IEC 61850-8-1;同时作为间隔设备间Peer-to-Peer通信网络, 采用IEC 61850的GOOSE通信协议;间隔层与过程层间通 信采用网络100 Mbit/s以太网,协议采用IEC 61850-9-2,