基于IEC 61850标准的合并单元采样值中断分析与处理

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基于IEC 61850变电站网络频繁中断原因分析及解决方案

基于IEC 61850变电站网络频繁中断原因分析及解决方案罗凯文【摘要】IEC 61850代表了变电自动化系统的最新趋势,是数字化、智能化变电站的关键技术,各大厂商受限于当时研究深入程度及硬件条件的限制导致对于基于IEC 61850的第一代建设的变电站网络结构设计及硬件要求存在一定的局限性,导致影响监控系统稳定运行的网络中断问题越来越凸显,本文通过对问题进行原因分析,找出导致该问题的因素,并制定解决方案.【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2016(000)036【总页数】2页(P90-91)【关键词】IEC61850变电站;网络中断;原因分析;解决方案【作者】罗凯文【作者单位】中国南方电网超高压输电公司南宁局,广西南宁市530028【正文语种】中文【中图分类】TM63随着电网发展及电力需求的增加，线路扩建逐渐增多，挂接在监控系统的设备也越来越多，基于当时IEC 61850标准的建设变电站的设计的局限性及不足越来越明显，有时还还影响到监控系统的稳定运行，最典型的就是监控系统中有大量网络报文导致通信堵塞，引起设备频繁出现中断，导致数据不刷新、死机，以及测控装置之间的闭锁因GOOSE报文异常导致装置异常闭锁，同时引起装置通信中断随机性大，目前通过重启装置或经过长时间等待系统即可自动恢复正常，该问题已经影响到监控系统的稳定运行；本文针对该问题现象进行原因分析，找出导致该问题的几种因素，并正制定解决方案。

该变电站监控系统采用南瑞继保的RCS-9700分散式微机监控系统，RCS-9700系统采用最新的IEC 61850通信规约标准，按安装地点和功能，分位主控楼内的站控层和现场小室内的间隔层设备。

网络结构为开放式分层、分布式结构。

站控层通过光纤与间隔层相连。

该系统的网络全部采用光纤或屏蔽双绞线以太网组网，网络拓扑结构采用总线型。

站控层监控网络按双以太网配置，且按全站终期规模配置。

间隔层也采用双以太网，间隔层设备采用具备以太网接口的测控单元直接接入网络，与站控层设备通讯。

满足iec 61850-9-2的电子式互感器合并单元

满足IEC 61850-9-2的电子式互感器合并单元赵应兵，周水斌，马朝阳（许继电气技术中心，河南省，许昌市，461000）摘要：文章介绍了一种电子式互感器合并单元，该合并单元采用FPGA+DSP的硬件架构。

该合并单元利用FPGA的实时性能，保证接收互感器数据以及同步脉冲的实时性；利用DSP的数据计算能力，采用抛物线插值算法，同步各互感器的采样数据。

合并单元输出采样数据包目前支持IEC60044-8、IEC 61850-9-1、IEC61850-9-2等标准。

IEC60044-8标准的接口为串口，有通信方式落后，通信效率低等缺点；IEC 61850-9-1标准接口为以太网，合并单元与智能设备间采用点对点通信方式，其跨间隔通讯效率低；本合并单元采用IEC61850-9-2标准，采样数据包支持网络传输模式。

关键词：电子互感器；合并单元；IEC 61850；同步Merging Unit Meeting IEC 61850-9-2ZHAO ying-bing ,ZHOU shui-bin MA zhao-yang（XJ ELECTRIC T echnical Center，Xuchang 461000,Henan Province,China）ABSRACT：This paper presents a merging unit of electronic transformer, this merging unit uses FPGA + DSP hardware architecture. The merging unit using FPGA for real-time performance to ensure transformer data and synchronization pulse to receive real-time.The use of DSP computational power of data, using parabolic interpolation algorithm, synchronous sampling data on each transformer.Mergeing unit output sampled data packagets currently supports IEC60044-8,IEC 61850-9-1,IEC61850-9-2 standards. IEC60044-8 standard interface for serial, there are backward communication and low rate of defects; IEC 61850-9-1 standard interface for Ethernet, merging unit and intelligent use of point to point communication between devices, cross-interval of communication efficiency is low; this merging unit adopt IEC61850-9-2 standard, sampled data packagets of support the network transmission model.KEY WORDS：Electrical transformers；Merging unit；IEC 61850；synchronization0．引言随着电力系统传输容量的增加，运行电压等级越来越高，传统的电磁式电流电压互感器暴露出如绝缘要求高、磁饱和、铁磁谐振、动态范围小以及频带窄等一系列缺点。

基于IEC61850变电站网络频繁中断原因分析及解决方案

基于IEC61850变电站网络频繁中断原因分析及解决方案作者：陈献政来源：《科技资讯》2018年第33期摘要：IEC61850标准是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准，是变电自动化系统的发展最新趋势。

同时，IEC61850也是建设智能化变电站的主要技术。

因为当时技术条件和硬件系统发展不够成熟，导致了大部分厂商对基于IEC61850的第一代建设的变电站网络结构的设计上存在局限性，进而在后期的工作中频繁地出现网络上的故障问题，因此，我们需要深入研究IEC61850变电站网络频繁中断的原因，同时找到有效的解决方案。

本文介绍了IEC61850监控系统的构成，探讨了IEC61850变电站网络频繁中断原因分析及解决方案。

关键词：IEC61850变电站网络中断原因分析解决方案中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（c）-0028-02因为当时的变电站是基于IEC61850标准而进行设计，又因为该技术当时存在一定的不足，也就导致了监控系统的稳定性受到了很大的影响。

其中最主要的影响就是流通大量的网络报文而造成通信堵塞，或者是报文异常而导致了网络的频繁中断。

当前，我们只能通过重启或是漫长的等待恢复的过程才能够使其恢复正常。

所以说，当务之急就是对网络中断的原因进行深入分析，找到与其对应的解决办法。

1 监控系统构成早期的基于IEC61850技术标准进行设计的变电站的监控系统所使用的是RCS-9700分散式微机监控系统，根据安装的地点和功能的不同可以分为主控楼内的站控层和室内间隔层设备。

其中网络结构则主要采用的是开放式分层和分布式结构。

站控层和间隔层的网络构造主要是由双以太网组成的，其中站控层是按照全站终期规模进行设置装备，间隔层则是利用具有接口的测控单元直接与网络相连接，从而达到与站控层通讯的目的。

2 原因分析及处理方案出现网络中断的原因有很多，对监控系统中的信息传输进行分析，我们得知网络通信频繁掉线的原因主要有下面几点：第一，系统内一些装置的MAC地址发生冲突，导致不能正常连接通信。

基于IEC61850标准的智能变电站自动化系统实施问题分析

所能达到的时间延迟却不能满足ＩＥＣ６１８５０标准对可靠性的要求；环型拓扑结构比总线型方式覆盖距离更远，处
理故障也更容易，可同样不能达到ＩＥＣ６１８５０所要求的时间延迟。而星型拓扑结构的消息传输延时能力符合ＩＥＣ６１８５０标准的要求，却很容易受到站内环境与电磁干扰的影响。目前，根据国内已有经验，站控层网络采用双星型拓扑结构，冗余网络采用双网双工方式运行，实现网络无缝切换。站控层网络采用ＭＭＳ、ＧＯＯＳＥ、ＳＮＴＰ时问同步三网合一、共网运行，过程层网络采用星型结构１００Ｍ以太网。（２）通信网络的性能问题。过程层网络负责传输开关场内各状态量、控制量及采样值，其通
信网络的性能主要取决于实时信息传输的延迟。ＩＥＣ６１８５０标
ＩＥＣ６１８５０标准将智能变电站内的数据传输分为３种，即监
控报文（ＭＭＳ）、采样值报文（ＳＶ）和状态报文（ＧｏＯＳＥ）。ＭＭＳ报文不用快速传输，一般用来实现保护、测控等装置与监控系统间的信息交互；ＳＶ报文须快速传输，主要用于保护、测控、录波和计量等装置所需的采样值信号，如电流、电压等；ＧＯＯＳＥ报文也须快速传输，用于传递开关量信号，如开入量状态信号、跳合闸信号等。１．１．３过程层合并单元
２基于ＩＥＣ６１８５０标准的变电站自动化系统实施问题

基于IEC61850保护装置双网通信中断的问题分析

基于IEC61850保护装置双网通信中断的问题分析发布时间：2021-05-19T02:49:37.607Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第2期作者：王化勇高翔朱小超[导读] 近年来，变电站技术的研究和工程应用正朝智能变电站方向快速推进。

云南电网有限责任公司红河供电局云南蒙自 661100摘要：2018年12月13日和12月18日，某站分别发生两起深圳南瑞保护装置黑屏并发双网通信中断的异常事件，发生后现场人员查看相关说明书开展对故障发生时相关异常信息的分析，发现深圳南瑞保护装置同批次产品皆存在由于投运年限较长、管理CPU运行程序与底板程序不兼容，管理程序跑死导致通信中断的问题，并提出解决措施。

关键词：IEC61850、保护装置、通信中断引言近年来，变电站技术的研究和工程应用正朝智能变电站方向快速推进。

基于IEC61850标准和网络技术的智能变电站承担着电力变换、电能汇集、电能分配和控制等重要功能。

保护技术是智能电网技术的重要组成部分，包括其安全性在内的各方面性能直接关系到电力系统的整体性能。

而其中的继电保护和安全控制系统则更是直接关系到电力系统故障状态下能否安全切除故障恢复正常运行。

保护装置能迅速切断故障线路，将危害和损失降到最小，保护电力系统，应当重视其地位和发挥的作用。

一、保护动作情况及分析1.1动作前设备运行情况某变电站220kV母线并列运行，其二次设备保护装置正常投入且运行正常。

1.2保护动作及后台告警情况（1）2018年12月13日甲某线通信中断：22:13:07.605，IEC61850装置：220kV甲某线主二保护PRS753A网段通信中断；22:13:27.224，IEC61850装置：220kV甲某线主二保护PRS753B网段通信中断；22:13:27.224，IEC61850装置：220kV甲某线主二保护PRS753双网段通信中断。

（2）2018年12月18日220kV第一套母差保护通信中断：23:42:57.899，IEC61850装置：220kV第一套母差保护BP2CA网段通信中断；23:43:16.911，IEC61850装置：220kV第一套母差保护BP2CB网段通信中断；23:43:16.911，IEC61850装置：220kV第一套母差保护BP2C双网段通信中断。

基于IEC61850变电站网络频繁中断原因分析及解决方案

一
２．３交换机网口芯片老化
２原因分析及处理方案
是否出现频繁的网络报文重发现象。同理可以判断远动是否
存重发报文：另一方面通过检查查看交换机运行指示灯及登
监控系统中测控装置间采用ＧＯＯＳＥ报文进行间隔层联
生串联。则需要找到源头．从物理上断开。现场经过测试未发现存在ＩＰ，Ｍａｃ冲突及ＭＢ／Ｃ网络发生
机监控系统．ＲＣＳ一９７００系统采用最新的ＩＥＣ６１８５０通信规约标准，按安装地点和功能，分位主控楼内的站控层和现场小室
串联，正常运行时要求三网必须从物理上断开。
２．２．２ＭＡＣ地址冲突处理变电站监控系统采用南瑞继保的ＲＣＳ一９７００分散式微
如果判定ＩＰ／Ｍａｅ冲突．只需要将冲突的装置Ｍａｃ地址修改即可。并在后台重新做静态ＡＲＰ绑定。如果Ａ／Ｂ，Ｃ网络发
问题越来越凸显，本文通过对问题进行原因分析，找出导致该问题的因素，并制定解决方案。
【关键词】ＩＥＣ６１８５０变电站；网络中断；原因分析；解决方案【中图分类号】ＴＭ６３【文献标识码】Ａ【文章编号】２０９５ — ２０６６（２０１６）３６ — ００９０ — ０２

基于IEC61850过程层总线合并单元的研究

７８和ＩＣ１５－ — 等标准．并定义了采样值传输／Ｅ６８０９１
的通用数据集。通用数据集容纳了１２个通道的采样值．类型均为ｌ６位整数样频率在９１中也明确指采－
明，一般为２ｆ，０８，０ｆ等（为电网的额定０４，２ｏ，频率，５）为０Ｈｚ。合并单元通过串行点对点的方式
向间隔层装置发送数据．— ９１中也定义了具体的报
文格式．ｌ采样之后设置了２个ｌ在２路６位的整数表示开关状态量．具体如表１所示ｌ４］由于报文格式相对固定．多厂家的合并单元很
程层总线的合并单元的研究显得尤为迫切
总线的合并单元的研究．在实现上述功能的同时还
２ｌ１２２
采样计数器
采样速率
２２２配置版本号２２２１１
能实现不同间隔间数据的共享，使用前景十分广阔。
１合并单元的研究现状
站的发展．并为智能电网的数字化需求提供有力保障对合并单元的研究即是过程层与间隔层接口的
额定零序电流额定相电压额定延时采样值１１～２通道
状态字１状态字２
研究．有十分重要的意义．其是对基于过程层具尤
的合并单元有些厂家虽然按照ＩＣ１５Ｅ６８０标准来
“ ｔＶＣａｅ／ｅＭＳＣＶａｅ” ＧｅＭＳＢＶｌｓｔＶＢ１ｓ等控制服务．ｕＳｕ也不支持对数据对象的直接访问等服务因此．

IEC 61850协议下采样值传输规范的分析与比较

（ＩＥＣ６００４４ — ８）、ＤＬ／Ｔ８６０．９２（ＩＥＣ６１８５０ — ９一Ｉ２）协议进行支持，提高数据通道的可配置性能，有效提高了电子式互感器的感应性能。当前智
ＣＰＵ处理数据能力作为基础考虑内容，实现数据处理。在这种处理方式共享网络宽带，无需考虑其
ＩＥＣ６１８５０ — ９ — １点对点传输技术简单，能化网络交换机技术的迅速发展，ＩＥＣ６１８５０ — ９＿２变电站逐渐增多，已他设备影响及数据流量影响。成本低廉，具有非常高的应用价值。但是随着人们生活对电网需求的不经在电网建设中取得良好成就。断加大，ＩＥＣ６１８５０－９－１暴露出许多问题，主要表现在：（１）光纤连线１、概述光纤结构架设不清晰；（２）跨间隔保护操作较为复杂；ＩＥＣ－６１８５０通信标准体系既包含ＩＥＣ６１８５０ — ９－１标准形式又包含整体较为复杂，ＩＥＣ６１８５０ — ９－２标准形式，具有非常高的兼容性。ＩＥＣ６１８５０ — ９一ｌ标（３）线路灵活性及安装灵活性较差。准主要是通过点对点形式进行传输，通过１个合并单元完成对多个智能电子元器件的处理，实现信号传输。ＩＥＣ６１８５０ — ９一ｌ传输方向多为单向
２．２．２ＩＥＣ６１８５０－９－２
ＩＥＣ６１８５０ — ９ — ２对网络管理功能交换机技术进行充分应用，将采

IEC 61850协议下采样值传输规范的分析与比较

IEC 61850协议下采样值传输规范的分析与比较作者：魏力来源：《科技与企业》2014年第02期【摘要】本文对数字化变电站采样值传输规范EC 61850-9-1、IEC 61850-9-2基础技术进行分析，对两者之间的异同进行对比。

【关键词】数字化变电站；IEC 61850；采样值传输；电子式互感器引言随着电子式互感器发展水平的不断提高，国际电工委员会开始对电子式互感器进行全面控制。

委员会通过制定IEC 60044—7/8，IEC 61850-9-1、9-2（采样值传输规范）等一系列国际标准及Q/GDW441 —2010智能变电站智能变电站继电保护技术规范，对电子式互感器与二次设备接口的组成部分——合并单元的接口标准进行了全面规范，从本质上提高了电子式互感器之间的应用效果。

MU能够对GB/T-20840.8（IEC60044-8）、DL/T860.92（IEC61850-9-2）协议进行支持，提高数据通道的可配置性能，有效提高了电子式互感器的感应性能。

当前智能化网络交换机技术的迅速发展，IEC 61850-9-2变电站逐渐增多，已经在电网建设中取得良好成就。

1、概述IEC-6l850通信标准体系既包含IEC 61850-9-l标准形式又包含IEC 61850-9-2标准形式，具有非常高的兼容性。

IEC 61850-9-l标准主要是通过点对点形式进行传输，通过1个合并单元完成对多个智能电子元器件的处理，实现信号传输。

IEC 61850-9-l传输方向多为单向传输，具有虚拟局域网和数据传输优先等级的概念。

IEC 61850-9-2主体遵循IEC 61850-9-l过程总线传输理念，与IEC 61850-9-l标准设备一致，两者过程和总线通信网络具有非常高的一致性。

2、IEC 61850-9-1与IEC 61850-9-2的区别IEC 61850-9-1与IEC 61850-9-2在进行数字化变电站采样值传输的过程中存在非常明显的差异，两者之间具有不同的传输采样值标准，具体主要表现在映射实现和实际应用两方面。

基于IEC61850变电站网络频繁中断原因分析及解决方案

动力与电气工程DOI：10.16661/ki.1672-3791.2018.33.028基于IEC61850变电站网络频繁中断原因分析及解决方案①陈献政(广东电网有限责任公司湛江供电局广东湛江 524000)摘要：IEC61850标准是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准，是变电自动化系统的发展最新趋势。

同时，IEC61850也是建设智能化变电站的主要技术。

本文介绍了IEC61850监控系统的构成，探讨了IEC61850变电站网络频繁中断原因分析及解决方案。

关键词：IEC61850变电站网络中断原因分析解决方案中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2018)11(c)-0028-02因为当时的变电站是基于IEC61850标准而进行设计，又因为该技术当时存在一定的不足，也就导致了监控系统的稳定性受到了很大的影响。

其中最主要的影响就是流通大量的网络报文而造成通信堵塞，或者是报文异常而导致了网络的频繁中断。

当前，我们只能通过重启或是漫长的等待恢复的过程才能够使其恢复正常。

所以说，当务之急就是对网络中断的原因进行深入分析，找到与其对应的解决办法。

其中网络结构则主要采用的是开放式分层和分布式结构。

论IEC 61850标准中的合并单元

占主流地位的以太网。
合并单元是上述两个标准都共同强调的电子式
互感器与二次设备接口的重要组成部分。２３数字化输出电子式互感器结构及其接口．
光纤或铜线传输。报文传输速度是２５ｂ／，．Ｍｉｓ采用ｔ
曼彻斯特编码，并规定：从低位转移到高位为二进制
６７・
维普资讯
２０第６０７年期
《州电力技术》贵
（总第９期）６
图３数字化输出电子式互感器结构及其接口
样率要求。
设备。
ｂ多路数据采集和处理模块。这是与ＥＴ、Ｃ／
技术是变电站自动化的关键，场总线和工业以太现网的应用提升了变电站自动化技术水平。以实现互操作性为首要目标的ＩＣ６０是迄今为止最为完Ｅ１５８
善的变电站自动化的通信标准，基于ＩＣ６８０研Ｅ１５究未来变电站自动化系统的体系结构有着十分重要
维普资讯
２００７年第６期
《贵州电力技术》
（总第９６期）
论ＩＣ６８０标准中的合并单元Ｅ１５
天生桥水力发电总厂王尚顺［６４０５２０］
ｌ引言
变电站自动化技术发展到今天，分层分布式的系统结构和面向间隔（ａ）Ｂｙ设计已成为主流。通信
５结论
基于电子学和光学原理的电子式电流、电压互
率，不适用于对采样率要求较高的计量和差动保护应用等，后者通过以太网进行发送，速度可达１００Ｍ甚至更高，用更为广泛。应

基于iec61850合并单元的研究

摘要IEC61850是迄今为止较为完善的变电站系统通信协议标准，为实现数字化变电站提供了基本的理论依据。

作为IEC61850体系结构中过程层的关键设备之一，合并单元解决了电子式互感器与二次保护、测控的装置的数字接口问题，其研究对普及电子式互感器、实践IEC61850协议标准均具有重要意义。

本文首先分析了IEC61850的主要特点与核心概念，以此为基础对合并单元的信息模型构建与映射进行分析，通过这些分析明确了合并单元在整个体系中要完成的具体功能。

然后，针对这些功能的特点，本文提出了一种通用化的合并单元实现方案，这个方案考虑到了一次传感原理的多样性与通信协议的灵活性等不确定因素；依据该方案设计出了以AT91RM9200处理器为核心的合并单元硬件实现电路，其中数据采集与处理模块针对的是有源电子式互感器，但可以方便地扩展为其它类型传感原理的接口；文中给出了该硬件电路的调试过程，及笔者的些许经验与教训。

之后，本文讨论了基于该硬件的程序设计思路，介绍了自引导、U-Boot引导与内部ROM引导三种引导程序实现方法，以及基于IEC61850-9-1的合并单元采样值传输与数字定标两个功能的应用程序实现方法。

文章最后介绍了合并单元主要性能的测试方法与结果，试验证明本文所设计的硬件与软件系统完全可以实现IEC61850-9-1对合并单元所要求的功能，并且能够满足IEC61850-9-2对合并单元硬件上的要求。

关键词： IEC61850；以太网；电子式互感器；数字接口；合并单元AbstractIEC61850 is presently the most perfect communication protocol standard in substation system, which presents basic theoretic foundation for realizing digital substation. As one of the key devices in process bus of IEC61850 system, merging unit (MU) resolves the problem of digital interface between electronic transformers and secondary devices, containing protection, measurement and control devices. The research of it will bring great significance to the popularization of electronic transformers and the practice of IEC60850 protocol standard.In this paper, the chief characteristic and core conception of IEC61850 is described at first. On the basis of these analyses, the modeling and mapping of MU is discussed, which helps understand the main functions of MU. In order to achieve theses functions, a universal scheme of accomplishing MU is then presented, which takes the diversity of sensor principle and the flexibility of communication protocol into account. To implement this scheme, a circuit based on AT91RM9200 micro processor is designed, in which the model of data collecting and processing is aimed to active electronic transformers. However, the circuit can be easily expanded to interface other kinds of electronic transformers. The course of the circuit debugging is also discussed, including some personal experience during the course. After that, the method of program design based on this circuit is discussed. Two kinds of program, boot program which contains self-boot, U-Boot and internal-boot and application program to implement the functions of sampled values transmission and digital scalar based on IEC61850-9-1, is introduced in this part. At last, the method of testing MU’ main performance is introduced, the result of which proves that the hardware and software system designed in this paper can absolutely realize the functions of MU in IEC61850-9-1, and the hardware system can also meet the need in IEC61850-9-2.Keywords: IEC61850; Ethernet; Electronic transformer; Digital interface; Merging unit独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

基于IEC 61850的智能变电站通信异常分析

第41卷第6期2020年12月电力与能源771D()I：10. 11973/dlyny202006026经验交流基于IEC 61850的智能变电站通信异常分析李启本，许菲菲，俞玲(国网上海市电力公司松江供电公司，上海200090)摘要：35 k V其昌变电站站控层采用IEC 61850协议通信，针对该站出现遥信报文丢帧的通信异常情况进行故障分析.确定了该变电站通信异常原因为缓存区数据溢出造成的遥信位置报文的丢帧，进而查找到缓存区数据溢出的原因，并优化了IEC 61850报告控制块使能机制，提高了该变电站站控层通信的稳定性。

关键词：智能变电站；IEC 61850;站控层作者简介：李启本（1987—），男，工程师，主要从事电力系统继电保护工作。

中图分类号：T P206 文献标志码：A 文章编号：2095 —1256(2020)06 —0771-03Analysis of Communication Anomalies in Intelligent Substation Based on IEC 61850LI Q i b e n,X U Feifei,Y U Ling(S ta te Grid Songjiang Pow er Supply C o m p a n y，S M E P C，Shanghai 200090，China)A b s tra ct：IEC 61850 protocol communication is adapted in the substation control level of 35 kV Qichang Intelligent Substation. T his paper m akes fault analysis of the communication anomaly of m essage fram e drop. T h e cache data overflow was detersm ined to cause the m essage frame drop at the remote communication p o sitio n»then the causes for cache data overflow were detected. T h e IEC 61850 report control block mechanism was o ptimized, improving the communication stability of the substation control layer.Key w o rd s：intelligent su b s ta tio n；IEC 61850;substation control layer35 k V其昌变电站采用某国产保护测控装置，该变电站站控层采用I E C 61850协议通信，投运于2014年7月。

基于IEC61850-9-1标准的光电互感器合并单元设计的开题报告

基于IEC61850-9-1标准的光电互感器合并单元设计的开题报告摘要：随着电力系统的智能化不断发展，IEC61850成为了电力通信领域最为常见的标准之一。

其中IEC61850-9-1标准为基于GOOSE通道的采样值传输提供了技术支持。

本文针对光电互感器的数据采集和合并问题，提出一种基于IEC61850-9-1标准的光电互感器合并单元设计方案。

在该方案中，将采用光电互感器实现电压和电流的采集，并通过GOOSE通道将采集到的数据传输至合并单元。

合并单元将采集到的数据进行处理和合并，最终输出完整的遥测信息，为电力系统的智能化发展提供技术支持。

关键词：IEC61850-9-1标准；光电互感器；GOOSE通道；遥测1.研究背景当前电力系统正面临着诸多挑战，如电力消费量快速增长、新能源接入以及电网运行安全等问题。

在电力系统智能化的过程中，数据采集和处理成为一个至关重要的环节。

IEC61850标准作为现代电力系统通信基础之一，提供了开放、互操作性和基于网络的电力信息处理平台。

其中IEC61850-9-1标准则提供了基于GOOSE通道的采样值传输方案，为电力系统数据采集和处理提供了技术支持。

2.研究内容本文将针对光电互感器数据采集和合并问题，提出一种基于IEC61850-9-1标准的光电互感器合并单元设计方案。

具体来说，采用光电互感器分别对电压和电流进行采集，通过GOOSE通道将采集到的数据传输至合并单元。

合并单元将采集到的数据进行处理和合并，并输出完整的遥测信息。

设计方案具体内容包括以下步骤：1）选择合适的光电互感器，进行电压和电流采集。

2）搭建符合IEC61850-9-1标准的GOOSE通道传输网络。

3）设计合并单元的硬件和软件结构。

4）验证合并单元的有效性和稳定性。

3.研究意义本文提出的基于IEC61850-9-1标准的光电互感器合并单元设计方案，可以为电力系统的数据采集和处理提供技术支持。

具体来说，该方案具有以下几点重要意义：1）基于光电互感器实现了对电压和电流的采集，有效解决了传统电力系统中使用的CT和PT存在的不足。

IEC61850规约报文分析

IEC61850规约报文分析IEC61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准，它是由国际电工委员会第57技术委员会(IECTC57）的3个工作组10，11,12（WG10/11/12)负责制定的。

此标准参考和吸收了已有的许多相关标准，其中主要有:IEC870-5—101远动通信协议标准；IEC870—5-103继电保护信息接口标准；UCA2.0(UtilityCommunicationArchitecture2。

0）(由美国电科院制定的变电站和馈线设备通信协议体系)；ISO/IEC9506制造商信息规范MMS （ManufacturingMessageSpecification).变电站通信体系IEC61850将变电站通信体系分为3层:变电站层、间隔层、过程层。

在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范(MMS)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)以太网或光纤网。

在间隔层和过程层之间的网络采用单点向多点的单向传输以太网。

变电站内的智能电子设备(IED，测控单元和继电保护）均采用统一的协议，通过网络进行信息交换。

IEC61850的特点是1)面向对象建模;2）抽象通信服务接口;3)面向实时的服务;4）配置语言;5)整个电力系统统一建模。

IEC61850建模了大多数公共实际设备和设备组件。

这些模型定义了公共数据格式、标识符、行为和控制,例如变电站和馈线设备（诸如断路器、电压调节器和继电保护等)。

1 IEC 61850—5中的报文类型和特性分类功能与框架概述以上为IEC61850规约报文类型框架概述，其中 SV 表示采样值报文使用以太网组播方式;GOOSE 表示通用面向对象变电站事件报文使用以太网组播方式；TimeSync 表示时间同步报文使用UDP组播(广播）方式传送；MMS Protocol 表示核心的ACSI服务报文采用TCP/RFC1006方式传送; GSSE 表示通用变电站状态事件报文使用自定意的GSSE传输层;2 传输层框架分析GOOSE 传输层框架TimeSync 时间同步的传输层—框架无连接的UDP数据报格式SV采样值传输层—框架IEE802。

IEC61850-9-2标准下合并单元的研制

IEC61850-9-2标准下合并单元的研制田丽平【摘要】针对当前合并单元的研究现状,分析了合并单元的采样值映射模型IEC61850-9-2及其实现方法,在此基础上设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的合并单元装置.该装置通过在FPGA芯片上配置NiosⅡ软核处理器和相关接口,完成合并单元同步、多路数据接收和处理以及以太网通信等功能,能满足电子式互感器数字接口的要求.%Aiming at the current research situation of the merging unit, the value of the merging sampling unit mapping model IEC61850-9-2 and its implementation are analyzed. A merging unit based on FPGA is designed. This device realizes the functions of merging unit synchronization, multi-channels acquisition, and Ethernet communication by configuring NiosⅡ soft core CPU and some modules on a PFGA. This method can fulfill the requirements of reliability for electronic transducer.【期刊名称】《华东交通大学学报》【年(卷),期】2012(029)003【总页数】4页(P36-39)【关键词】IEC61850-9-2;合并单元;FPGA【作者】田丽平【作者单位】华东交通大学电气与电子工程学院,江西南昌330013【正文语种】中文【中图分类】TM45数字化变电站建设是当前电力建设的一个热点。

基于IEC61850_9_1的合并单元的设计

Vol.26,No.1,J an.2009文章编号:167323851(2009)0120114206基于IEC618502921的合并单元的设计赖登群,袁嫣红(浙江理工大学机械与自动控制学院,杭州310018) 摘　要:传统电磁式电流互感器的体积、安全性以及输出接口等指标已经难以满足电力系统小型化、数字化、智能化的发展。

文章根据新型电子式互感器标准IEC618502921,在考虑低成本的情况下,对互感器合并器的硬件选择进行了可行性分析。

针对基于以法拉第旋光效应的光学电流互感器,设计了一套可靠的可控制采样频率的硬件电路对光信号进行滤波、采样。

给出了核心处理器以及以太网控制器的硬件选择方案。

最后对IEC618502921的帧格式进行说明,并且对软件进行了优化性的设计。

关键词:IEC61850;合并单元;滤波;采样;法拉第旋光效应;光学互感器中图分类号:TM63 文献标识码:A0　引　言IEC61850是国际电工委员会为变电站自动化系统制定的标准,目的是解决不同厂家所制造的不同电子设备间的互操作。

合并单元是IEC6004427/8中首次提出的针对电子式互感器输出的模型,在IEC61850中,它有IEC618502921和IEC6518502922两套方案。

后者由于总线化以及线路负载等各方面的原因,实现还有一定难度。

而前者正是一个中间过渡段标准,是过程层设备可以顺利的朝高自动化方向发展的保障。

本文正是基于IEC618502921对合并单元进行了硬件可行性分析,针对基于旋光效应的光电流互感器,进行了合并单元的软硬件的设计。

图1　合并单元功能简图1　合并单元的功能及其实现IEC618502921作为一个过渡型的标准,继承了6004427/8,基于串行单向多路点对点的通信链路,帧格式固定,这被目前大多数的改造或投运的数字变电站所接。

合并单元的作用同步整合多路电流电压信号,按照特定格式输出给二次测控设备。

本文设计的合并单元输出标准按照IEC618502921,能够与目前数字变电站中能够识别IEC618502921的间隔层数字设备直接互连见图1。

基于IEC61850过程层总线合并单元的研究

基于IEC61850过程层总线合并单元的研究樊陈;吕晓荣;高春雷【摘要】针对当前合并单元的研究现状,对基于IEC61850-9-2标准的过程层总线的合并单元进行了探讨.阐述了过程层总线合并单元的通信服务功能,设计了其内部模块及数据结构,讨论了采样频率、交流采样以及开关状态量的接入问题,并设计了基于IEC61850-9-2标准的过程层总线合并单元的总体结构.【期刊名称】《江苏电机工程》【年(卷),期】2010(029)002【总页数】5页(P25-29)【关键词】IEC61850;合并单元;过程层总线;数据集【作者】樊陈;吕晓荣;高春雷【作者单位】国电南瑞科技股份有限公司,江苏,南京,210003;国电南瑞科技股份有限公司,江苏,南京,210003;国电南瑞科技股份有限公司,江苏,南京,210003【正文语种】中文【中图分类】TP393随着电力系统向大容量、超高压和特高压方向发展，一次、二次设备向小型化、智能化、高可靠性方向发展。

电子式互感器以其体积小、重量轻、抗电磁干扰能力强、动态范围宽不易饱和、绝缘结构简单、易于数字信号传输等优点，顺应了电力工程的发展要求，得到了越来越广泛的应用[1-3]。

电子式互感器通过光纤与合并单元相连，并由合并单元将采样值上送给间隔层智能电子设备（IED），合并单元的使用能够简化施工现场的电缆连接，减少占地面积，具有较大的工程价值，同时也能够促进数字化变电站的发展，并为智能电网的数字化需求提供有力保障。

对合并单元的研究即是过程层与间隔层接口的研究，具有十分重要的意义，尤其是对基于过程层总线的合并单元的研究，在实现上述功能的同时还能实现不同间隔间数据的共享，使用前景十分广阔。

1 合并单元的研究现状当前国内对合并单元的研究多基于IEC60044-7/8和IEC61850-9-1等标准，并定义了采样值传输的通用数据集。

通用数据集容纳了12个通道的采样值，类型均为16位整数。

采样频率在9-1中也明确指明，一般为20fr，40fr，80fr，200fr等（fr为电网的额定频率，为50 Hz）。

61850调试常见故障分析

61850调试常见故障分析IEC61850规约渐成趋势，现在我们的直流系统和一体化电源大多采用61850与后台通信。

可是我们很多同事都没接触过61850，而且我们的61850调试相对繁琐一点，上个月我在吉林长春使用61850调试过二套一体化电源，在调试的过程遇到很多问题，在这与大家分享一下，同时希望大家一起完善，共同进步。

我这次主要分析一下常见故障，基本的操作还需大家仔细学习“61850智能监控配置说明”。

配置前我们需要后台通讯协议，里面有遥信量和遥测量对应的点号。

61850智能监控配置步骤：1、模型文件的配置。

注1：在DOI里面增加数据对象时，我们一般先复制一个数据对象再修改，修改时请注意，DAI里面的du也是描述需要修改哦。

注2：不是后台通讯协议中所有遥信量我们都需要添加，为了减少模拟实验的麻烦，一些不重要的遥信量尽量不要添加，模板中有的我们都应该删除。

比如开关状态（客户强调需要除外）、各系统总故障、DC/DC设备故障（在长春只有一个开关控制所有DC/DC模块电源，这个故障无法模拟）、频率过高过低等等，自己把握哈。

2、工程文件的配置。

注1：点号一定要正确，请检查三遍。

注2：下行通道中其它里面的block需要修改，十进制和十六进制转换可以使用计算器，在查看中选择科学型。

3、修改映射文件objects.xml。

以上都是可以在出发前做好的。

到达现场后，固定61850转换器，连接通信线（连到主监控，一般出厂前已经引到端子上）和电源线（48V）。

询问后台厂家，我们设备的IP地址和IEDname。

修改IP的方法：1,telnet 现有IP2，进入系统后，输入用户名、密码（均为admin）3,输入修改IP的命令：config ip ipaddr 新IP 回车4，重新打开一个终端，用telnet 新IP5，输入用户名，密码，6，输入保存命令：sa 回车提示OK 就可以了修改对时服务器的IP地址1,用UE打开startup.cfg文件2，修改SNTP后面的IP地址为现场的对时服务器IP3，改完后将startup.cfg文件重新下入设备4，重新下载一次配置生效。