基于IEC61850标准的变电站通讯平台库设计与实现

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基于IEC61850变电站自动化通信系统研究

基于IEC61850变电站自动化通信系统研究

基于IEC61850变电站自动化通信系统研究发布时间:2022-10-17T06:48:50.372Z 来源:《中国建设信息化》2022年第11期6月作者:王幸之[导读] 针对颁布的IEC61850国际标准,对该标准进行了详细研究。

根据该标准,具体设计了一套变电站自王幸之辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛市125000摘要:针对颁布的IEC61850国际标准,对该标准进行了详细研究。

根据该标准,具体设计了一套变电站自动化通信系统,包括:结构介绍、网络选择以及设备配置。

关键词:变电站;自动化通信系统;国际标准;结构设计1. 引言在IEC61850国际标准颁布以后,变电站综合自动化系统已成为变电站乃至整个电力系统升级改造研究的重要内容[1]。

基于IEC61850标准的变电站综合自动化系统的建设,能够很好地解决常规变电站IED设备间不能完全兼容和数据信息不能实时通信互享间的缺陷,能确保变电站综合自动化系统中的测控、保护、故障录波等智能IED设备具有良好的实时通信互享功能[2]。

因此,结合实际工作经验,对基于IEC61850标准的变电站综合自动化系统的升级改造要点进行研究,就显得非常有工程实践应用研究意义。

2. IEC61850标准简介2.1 标准定义IEC61850标准是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准。

它通过标准的实现,实现了智能变电站的工程运作标准化[3]。

使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明。

不论是哪个系统集成商建立的智能变电站工程都可以通过SCD(系统配置)文件了解整个变电站的结构和布局,对于智能化变电站发展具有不可替代的作用。

该标准定义了采用设备名、逻辑节点名、实例编号和数据类名建立对象名的命名规则;采用面向对象的方法,定义了对象之间的通信服务,比如,获取和设定对象值的通信服务,取得对象名列表的通信服务,获得数据对象值列表的服务等。

面向对象的数据自描述在数据源就对数据本身进行自我描述,传输到接收方的数据都带有自我说明,不需要再对数据进行工程物理量对应、标度转换等工作。

基于IEC61850的变电站系统配置工具设计与实现

基于IEC61850的变电站系统配置工具设计与实现

基于IEC61850的变电站系统配置工具设计与实现
任翔;周心亮
【期刊名称】《江苏电机工程》
【年(卷),期】2012(31)1
【摘要】介绍了基于变电站配置描述语言(SCL)的模型构成以及SCL的语法结构,明晰了配置模型的生成规范和格式要求,从工程配置的实际需求出发,对配置工具预期实现的功能和操作方式进行了分析和梳理,借鉴基于MVC的界面软件开发思路,以保持功能模块的相对独立性和可复用性为依据,在跨平台的开发环境QT4.5.3下,设计并实现了一种基于IEC 61850的变电站系统配置工具.工程实际应用证明,该配置工具完全能满足变电站系统的配置需求.
【总页数】3页(P21-23)
【作者】任翔;周心亮
【作者单位】国网电力科学研究院,江苏南京210003;国网电力科学研究院,江苏南京210003
【正文语种】中文
【中图分类】TM76
【相关文献】
1.基于Lib IEC61850库的智能变电站SF6状态在线监测系统设计与实现 [J], 张旭;刘逸凡;寇新民;陈富国
2.基于IEC61850的变电站自动化系统配置工具的分析与实现 [J], 周世鹏
3.基于IEC61850标准的变电站通讯平台库设计与实现 [J], 韩滨
4.基于IEC61850变电站自动化系统的系统组态研究 [J], 王松;宣晓华;周华
5.基于IEC61850的变电站图形化系统配置器原型系统设计 [J], 苗斌
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基于IEC61850的智能变电站光信息网络设计

基于IEC61850的智能变电站光信息网络设计
HU AN G W a i ’ DOU Z e n g YAN G Gu a n g ’
( 1 . C h a n g c h u n P o we r S u p p l y C o mp a n y 。J i l i n 1 3 0 0 2 1 ,C h i n a ; 2 . J i I i n E l e c t r i c P o we r L i mi t e d I n f o r ma t i o n C o mmu n i c a t i o n C o mp a n y 。J i I i n 1 3 0 0 2 1 ,C h i n a )
I E C 6 l 8 5 0 标 准 为 电 力系统 自动化 产 品实 现
即 插 即用奠 定 了基 础 , 使 变 电站 信 息 网络标
准 化成 为可 能 。
但 目前 变 电 站 内 信 息 网络 大 部 分 采 用
电 缆 作 为 通 信 介 质 ,其 稳 定 性 差 ,易 受 干
扰。 因此 该 文 提 出了一 种 全 部 采 用 光 纤 通
1 . 1 智能 变电 站 系统 介 绍
智 能变 电 站 包括 系统 控 制总 机 、 检 测 装
置、 保 护 装 置、 同 步装 置 等。 这 些装 置 之 间需 要 互相 通信 , 因此 建 立一 个实 时 性 好 的信 息
网络 十分 必要 。随 着 光纤 技 术 和以 太 网技 术
的成 熟 , 借 助于 变 电站 原 有通 信 资源 和 以 太
信 的 信 息 网络 设 计 方 案 。 此 信 息 网 络 依 照
I E C 6 1 8 5 0 标准建 设, 使各 种 智 能 设 备 即 插
即 用, 维 护 简单 , 同 时具 有 抗干 扰 能 力强 和 传 输 距离远 的 优 点 。

基于IEC61850标准的过程总线通信研究与实现

基于IEC61850标准的过程总线通信研究与实现

网络天地‖135‖基于IEC61850标准的过程总线通信研究与实现◆阴俊哲本文主要以基于IEC61850标准的过程总线通信概述作为切入点,分析了publisher/subscriber 通信结构,并从表示层和应用层两方面着手,探讨了过程总线通信系统的SA V 报文和GOOSE 报文,以期为加快新一代变电站自动化系统通信设计步伐提供一些参考和意见。

引言随着科技的提升和社会的进步,电子式电流和电压互感器逐步向自动化、系统化方向发展。

智能开关作为电压互感器的重要设备,智能开关的改进不仅提升了变电站系统的智能化水平,还实现了交换式太网通信网络代替了系统层与间隔之间的并行电缆连接方式。

这种通信方式被称之为过程总线通信。

1 过程总线通信在过程总线通信中,采样测量值和跳闸命令是其重要数据通信信息。

IEC61850标准定义了两种抽象模型:SA V 和GOOSE 。

即采样值传输和变电站事件模型。

前者主要应用于总线通信采样值传输领域,并未总线通信其他项目服务。

后者研究的主要对象是变电站事件,主要应用于变电站的命令和故障录波启动领域,实现事件信息的快速传递。

为简化叙述,以下将采样报文和跳闸命令报文分别简称为SA V 报文、GOOSE 报文。

无论是GOOSE 报文还是SA V 报文,publisher/subscriber 通信结构是报文传输的内部结构,基于IEC61850标准和通信结构构建SA V 模型和 GOOSE 模型,为实现通信堆栈机制奠定理论和实践基础,从而保障过程总线通信与服务质量。

2 publisher/subscriber通信结构在通信分布式系统中,publisher/subscriber 通信结构可使通信分布系统的节点之间实现点对多点的信息传输方式,进而实现总线通信和报文信息传输质量的目的。

publisher/subscriber 通信结构与点对点通信结构相比,该结构可以应用于一个或者多个数据通信系统,即实现一个或者多个发布者数据发送的目标,进而将通信数据有效传递至一个或者多个接受者。

基于IEC61850标准的变电站通讯平台库设计与实现

基于IEC61850标准的变电站通讯平台库设计与实现

基于IEC61850标准的变电站通讯平台库设计与实现【摘要】该通讯平台库将实现所有基于双边应用关联(TPAA)的所有ACSI 服务接口,实现IEC61850-8-1规定的具体通讯服务影射SCSM,完成IEC61850客户端和服务器端的服务交互过程。

【关键词】IEC61850;ACSI;IED;IEC61850客户端1.引言变电站通讯网络与系统--IEC61850标准体系将成为变电站自动化系统传输电力信息的全球唯一的标准,它是规范了变电站自动化系统与电力二次智能设备及智能一次设备(统称为IED设备)之间,以及IED设备之间交换的电力信息的模型(Model)和通讯应用程序接口(ACSI)。

实现该规范标准规定的数据模型和通讯服务接口,是该通讯软件平台库的最基本需求。

2.客户端应用程序总流程设计(如图2)3.ACSI服务设计ACSI服务接口包含的服务可以分为两种类型的服务,一个是带确认的服务类型,该类型服务的请求由IEC61850客户端系统发起,IEC61850服务器端响应客户端的请求。

所有客户端主动发起的服务都设计为异步服务,客户端在回调里接收返回值。

每个acsi服务对应三个接口:(1)ac_xxx_req,对外开放的服务调用接口,此接口把请求加到请求队列中,在未来某个时候发送;(2)ac_send_xxx_req,此接口调用mmslite相应的mms服务接口,把请求发到网络上;(3)ac_xxx_req_handler,在handler接口里处理返回结果,并调用用户回调u_xxx_req_done,最后释放服务过程中申请的资源。

一个典型的读服务的流程如图3所示:另一类服务类型是不带确认的ACSI服务接口,该类型服务的请求由IEC61850服务器端系统发起,客户端接收该服务数据。

该类型的服务接口在IEC61850TPAA关联类型的服务中只有报告Report一种服务如图4。

4.模块设计根据功能需求,可将通讯平台库划分为如下子模块:4.1 程序环境管理模块本模块提供程序环境初始化和终止化处理接口及接收网络数据接口。

基于IEC61850标准的智能变电站自动化系统实施问题分析

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 I E C 6 1 8 5 0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 I E C 6 1 8 5 0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 I E C 6 1 8 5 0 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 、 G OO S E、 S NT P时问同步三 网合 一、 共 网运行 , 过程层 网 络采 用星型结构 1 0 0 M 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 。I E C 6 1 8 5 0标
I E C 6 1 8 5 0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( S V) 和状态报文( G oOS E ) 。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 ; S V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 ; G O OS E 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 I E C 6 1 8 5 0标准的变 电站 自动化 系统实施 问题

基于IEC61850标准的数字化变电站通信网络

基于IEC61850标准的数字化变电站通信网络


由于 过程 网络的出现, 数字化变 电站通信 网络 (h)~ C m u ia in e w r s i D g t l S b t t o b s d 0 I C 6 8 0 与传统变 C ̄ S om n c to N t o k n ii a u s a i n a e n E 1 5 )
5数字化变电站通信 网络传输模式的选择 、
数字化 变电站通信 网络传 输模式有单播 、广播 以及分组广播三种模 式 。分组广播是指源节点将 一帧信息发送到 网络上 的一组节 点, 组内的各 个节 点都能接收到该信息, 组外的节 点则不接收所发送的信息。 而 使用分组广播模式的传输方案 中, 电站层 需要信息共享的 N个设备 变 使用 同一个组地址, 于同一帧信息 网关设备只需要用组地 址作 为 目标地 对 址 向变 电站层的 N个设备发送一遍 , 网络上 只有使用 了这 个组地 址的设备 才 能 接 收 到 该 信 息 。 因 此 , 文选 择 分 组 广 播 模 式 作 为数 字 化 变 电 站 网络 本 通信 的传输模式。 根据 开发系统互连 (S ) O I 模型, C / I TP P的传输层对 应用层提供 U P D 和 T P两种类型的服务。由于 U P方式 的高效率和分 组广播等特 点, C D 以太 网在工业控制领域应用时一般都采 U P方式 。 以建议选用 U P作为嵌入 D 所 D 式 以太 网的传输协议。
4数字化变电站通信 网络冗余方案 、
网络冗余是提高网络 容错 能力 的主要手段 , 包括链路冗余和设备冗余
2 个方面。网络冗余具有 3 项基本技术要 点: ①如何判断网络发生了故障;
②如何实现智能化的切换; ③如何缩短切换 时间。对 于 c D N S而言 , 除了由 交换机实现 网络冗余外 ,E ID自身多个 网口之间的互为冗 余也是实现 网络

基于IEC61850的配网自动化开放式通信体系

基于IEC61850的配网自动化开放式通信体系

基于IEC61850的配网自动化开放式通信体系一、本文概述随着电力系统的快速发展和智能化水平的持续提高,配网自动化已成为提升电网运行效率、保障供电质量的重要手段。

在这个过程中,通信技术的选择和应用显得尤为重要。

IEC61850作为国际电工委员会制定的电力系统自动化领域的国际标准,为配网自动化通信体系的建设提供了统一的技术框架和通信协议。

本文旨在探讨基于IEC61850的配网自动化开放式通信体系的设计原理、关键技术及其在实际应用中的优势与挑战,以期为我国配网自动化通信体系的建设提供有益的参考和借鉴。

文章首先将对IEC61850标准的基本内容进行介绍,包括其发展历程、核心特点以及在配网自动化中的应用意义。

随后,文章将详细阐述基于IEC61850的配网自动化开放式通信体系的结构组成和技术特点,包括通信协议的选择、网络拓扑的设计、信息模型的构建等方面。

在此基础上,文章还将对实际应用中遇到的关键技术问题进行深入探讨,如实时通信的保证、信息安全防护、系统互操作性等。

文章将结合国内外典型案例,分析基于IEC61850的配网自动化开放式通信体系在实际运行中的效果与影响,以期为我国配网自动化通信体系的建设提供有益的启示和建议。

二、IEC61850标准概述IEC61850,即国际电工委员会(IEC)制定的《电力系统自动化——变电站通信网络和系统》标准,是电力系统自动化领域的一项国际性标准。

该标准旨在通过统一的通信协议和数据模型,实现变电站内不同设备之间的互操作性,从而提高电力系统的运行效率和可靠性。

IEC61850标准的核心内容包括抽象通信服务接口(ACSI)、变电站配置语言(SCL)以及一系列的数据模型和服务。

其中,ACSI定义了变电站内部设备之间通信所需的服务接口,包括信息传输、访问控制等;SCL则提供了一种描述变电站配置和通信参数的语言,使得变电站的配置信息可以方便地生成、修改和交换。

IEC61850还定义了一系列的数据模型,如逻辑设备、逻辑节点、数据对象等,用于描述变电站内各种设备的功能和状态。

基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络的研究与实践

基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络的研究与实践

基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络的研究与实践基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络的研究与实践摘要:随着电网的快速发展,传统变电站的通信网络面临着诸多挑战,例如通信速度慢、可靠性低等问题。

因此,研究基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络,成为提高变电站通信效率和可靠性的关键技术。

关键词:IEC61850;变电站通信网络;数字化;效率;可靠性一、引言随着电力行业的快速发展和智能电网的建设,变电站作为电能转换和传输的关键环节,其在电力系统中的地位日益重要。

然而,传统变电站的通信网络存在着一系列问题,例如通信速度慢、可靠性低、通信协议不统一等。

这些问题严重影响了变电站的运行效率和安全性,亟需一种新型数字化变电站通信网络来解决这些问题。

二、IEC61850通信协议的介绍IEC61850是国际电工委员会制定的用于电气装置通信的标准。

相比传统的变电站通信协议,IEC61850采用了面向对象的编程思想,能够实现设备之间的多点通信和数据共享,提供了更高的通信速度和可靠性。

同时,IEC61850还支持通信网络的自动发现和协商,使得设备的接入和配置变得更加简单和灵活。

三、基于IEC61850的数字化变电站通信网络的设计与实现1. 网络拓扑设计:根据变电站的实际需求,采用星型、环型或混合型等拓扑结构进行设计,同时考虑网络的可靠性和扩展性。

2. 网络安全设计:采用虚拟专用网络(VPN)和数据加密技术,保障通信数据的安全性和机密性,防止黑客攻击和信息泄露。

3. 设备接入与配置:利用IEC61850的自动发现和协商功能,实现设备的自动接入和配置,减少了人工操作的复杂性和错误率。

4. 通信性能优化:通过合理设置通信参数和网络设备的优化,提高通信速度和稳定性,保证通信数据的及时性和准确性。

5. 维护与管理:建立完善的监控系统和报警机制,及时发现和解决通信故障,保障数字化变电站的正常运行。

四、实践案例分析以某变电站为例,通过改造其通信网络,采用了基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络。

基于IEC61850标准的智能变电站设计

基于IEC61850标准的智能变电站设计

议和统一的网路模式 ,实现智能化设备间的通信和资源共
享 ,简化 了二 次回路 ,完善 了微机 保护的抗干扰措施 , 提 高 了变 电站整体 的安全性和可靠性 ,优化 了变 电站信息资源 ,
司,主要从事变电运行 工作;蔡晓龙 ( 1 9 8 9 一),男,现就职 于 山西省 电力公 司检修 公司,主要从 事变电运行 工作。
真正意义 的智能化输 电网。 1 . 3 通信网络技术
1 . 2 智能变 电站概述 智能变 电站是采用先 进 、可靠 、集成 、低碳 、环保 的智 能 设备 ,以全站信 息数字化 、通信 平 台网络化 、信息共享标
准化 为基本要求 ,自动完成信 息采集 、测 量 、控制 、保护 、
智能化 变电站的 网络 通信 技术体系采 用I E C 6 1 8 5 0 5  ̄ 准, 该协议解决 了智能变 电站 的通信需 求和互操作性 问题 。该标 准根据变 电站网络通信的需要 ,采用了满足实时性要求很 高 的服务模型 : 采 用抽象通信服务接 口、 特 定通信服务映射 等 来满足 网络技术 的不 断发展 ;采用 面向对象建模技术 ,面 向
2 0 1 3 年6 月 总 第5 O 期
上 业 拼 和 信 息 化
Mo d e r n I n d u s t r i a l Ec o n o my a n d I n f o r ma t i o n i z a t i o n
J u n e ,2 0 1 3
设备建模和 自我描述 来适 应功能扩展 ,采用配置语言 ,配置 工具来满足应用开放互操作要求 。
2 基于 I E C6 1 8 5 0 标 准 的 智 能 变 电站 的 体 系建 构
计 量和 监测等基本功 能 ,并可根据 需要支持 电网实时 自动控 制 、智能调节 、在 线分析决策 、协同互动等高级 功能 ,实现 与相邻变 电站 、电网调度 等互动的变 电站 。 目 前 ,完整意义 上基于I E C 6 1 8 5 0 5 5 准的智能变 电站 自动 化系统 , 按 功能可将 设备分为过程层 ( 设备层 ) 、间隔层 、

基于IEC61850的通讯管理机与远动工作站一体化的设计与实现

基于IEC61850的通讯管理机与远动工作站一体化的设计与实现

基于IEC61850的通讯管理机与远动工作站一体化的设计与实现【摘要】随着嵌入式计算机技术、自动化技术、通信技术和网络技术等高科技的飞速发展,变电站自动化在技术上也不断提升,无人值守设备智能的数字化变电站取代或更新传统已经成为变电站发展的趋势。

在由传统变电站向数字化变电站改造过程中,IEC61850变电站自动化通信网络标准对通信管理装置提出了更高的要求,基于数字化平台要求设计完成的通信管理装置ARF850,采用远动工作站与通讯管理机一体化设计,具有可靠性高、适应性强、数据传送快等优点。

【关键词】IEC61850;通讯管理机;远动工作站;一体化1.引言作为全球统一的变电站网络与通信协议IEC 61850,其主要目标是实现“一个世界、一种技术、一种标准”,实现设备之间的互操作,实现变电站自动化系统无缝集成。

以往,几乎所有的设备生产商都具有一套自己的通信规约,通常一个传统变电站可能有多个厂商的协议同时在使用,一个变电站需要使用不同厂家的产品,整个电网里运行的规约多达上百种,因此在变电站智能化改造过程中,必须进行规约转换,ARF850通信管理装置既能以客户端模式与数字化保护装置通讯,作为远动系统、站级监控系统等,也能以服务器模式与不提供以太网通讯的间隔装置(如保护装置、电度表、直流屏、调度中心等)直接通讯,起到规约转换器的作用。

2.IEC 61850标准介绍IEC61850标准是基于通用网路通信平台的变电站自动化系统性的标准。

该标准主要特点有以下几个方面:(1)信息分层。

变电站通信网络和系统协议IEC 61850标准草案提出了变电站内信息分层的概念,无论从逻辑概念上还是从物理概念上,都将变电站的通信体系分为3个层次,即变电站层、间隔层和过程层,并且定义了层和层之间的通信接口。

(2)面向对象的数据对象统一建模。

IEC61850标准采用面向对象的建模技术,定义了基于客户/服务器结构数据模型。

每个IED包含一个或多个服务器,每个服务器本身又包含一个或多个逻辑设备。

基于IEC61850的变电站智能化通信网络建设的研究

基于IEC61850的变电站智能化通信网络建设的研究

基于IEC61850的变电站智能化通信网络建设的研究摘要:基于IEC61850标准,根据智能变电站通信网络的性能要求,分析了基于IEC61850标准的智能变电站信息模型的构建,并介绍了采样传输和通用变电站事件两类重要的通信服务模型。

基于IEC61850的变电站通信网络的特点,提出对实时性改进措施。

关键词:IED; IEC61850; 通信网络; 智能变电站随着变电站综合自动化技术和网络通信技术的发展,变电站设备之间的通信将是数字化变电站系统的全面实现。

配置将更加灵活,功能扩展会更方便。

然而,各种智能电子设备(IED)提供的数据格式,结果导致了大量的“信息孤岛”。

这不仅造成软件和硬件系统的重复建设,但同时也增加了系统的运行和维护成本。

从另一个角度来看,系统的复杂性使得网络连接和信息交换更困难。

这就需要建立一个统一的、标准的、开放的,能够满足各站之间的互连设备沟通的平台。

因此,研究和实践基于IEC 61850标准的变电站通信网络对合理应用现有设备,开发新设备都具有重要的现实意义。

1 IEC61850 的介绍IEC61850 是国际电工委员会TC57 工作组制定的《变电站通信网络和系统》新的国际标准,其目标是实现不同厂家IED 之间的互操作。

IEC61850 标准制定了变电站内部通信网络与系统。

由十大部分,十四个分册组成,规范了数据的命名、定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言,采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口。

基于IEC61850 的变电站通信网络主要有以下特点:1) 三层结构网络协议划分,完成了控制、监视和继电保护三大功能;2) 采用面向对象的建模技术,定义了基于客户/服务器结构数据模型;3) 完善的自我描述,传输到接收方的数据都带有自我说明;4) 采用抽象通信服务接口ACSI,从而网络独立;5) 智能化的一次设备的应用;6) 采用XML 配置技术作为配置描述语言信息的交换格式等。

基于IEC61850标准的数字化变电站通信技术研究概要

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IEC 61850标准开发数字变电站可编程的IED

基于IEC 61850标准开发数字变电站可编程的IED

基于IEC 61850标准开发数字变电站可编程的IEDDSI-5000系列微机保护装置是为满足数字化变电站的整体要求而策划设计的,采用通用的软硬件平台。

本文主要介绍了平台的软硬件特点,比较了采用单CPU和多CPU方案实现IEC61 80通讯协议的优缺点,给出了可编程模块的建模实例和实现方法。

阐述了在VxWorks操作系统下任务优先级、中断优先级的分配方法以及任务调度机制。

介绍了IEC 61850通讯规约的实现过程。

1引言IEC制定的变电站内通信网络与系统的通信标准体系IEC61850标准,充分考虑了变电站自动化系统的功能和要求,为不同厂商的智能设备IED实现互操作和系统无缝集成提供了有效的途径。

它采用分层分布式体系、面向对象的建模技术,使得数据对象能够自描述。

目前基于IEC61850通讯协议建设数字化变电站的技术研究正在逐步深入,也上马了许多试点工程,各家的实现方法和特点各异。

IEC61850通讯协议硬件是基于工业以太网,软件是基于TCP/IP的MMS(制造报文规范)协议集的通讯协议。

硬件上要求CPU的处理速度更高、存储器容量更大,软件平台也要有操作系统的支持。

多数厂家的IED采用2至3个CPU结构,一个CPU用来实现数据采集和保护功能,一个用来实现IEC61850的通讯功能,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,提高了保护的可靠性。

在逻辑上相当于在传统的微机保护装置上增加了一个规约转换板,这样做能够加快厂家推出基于IEC61850通讯规约的保护装置的速度,迅速在市场上占据一席之地。

IEC61850除了通讯上能够互联实现互操作之外,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(IEC61850-7-4)。

所以实现61850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IEC61850标准的微机保护装置。

基于IEC61850智能变电站MMS通信仿真平台的研制与应用

基于IEC61850智能变电站MMS通信仿真平台的研制与应用

具 ,该工具 主要 完 成 抓 取分 析 间 隔层 与 站 控 层 之 间 的
MMS报 文 ,通 过 MMS报 文 进 行 统 计 和 对 比,确 保 上 送
监控主站的信息的完整性 。通信仿 真平 台系统结构 如图 1
所示 。
6 1 8 5 0智能变 电站 MMS 通信仿真平台 。智能变电站 MMS 通信仿 真平台不仅能为监控主站 、远 动主站 的基本 功能测 试和拷机测试等提供网络节点和数据流量,还 能依靠其稳

图 1 通 信 仿 真 平 台 系统 结构 图
通信仿真平台硬件部分采用标准的 6 U 机箱,每个机 箱安装 1 O 块 N P U- 8 2 3 插件 ,5 块为 1 组 ,每组都 由 1 个 独立 电源带载 。通信仿真平 台软件部分是根据测试需求专 门设计的 ,实现了 1 块N P U - 8 2 3 插件仿真 1 个保护测控一 体 的实际装置通信数据 。单板程序开发充分考虑通信仿 真 平台运行可靠性和稳定性,兼顾 MMS通信测试 自动化。
1 . 1 通信 仿 真平 台构成
基 于《 I E C 6 1 8 5 0工 程 继 电 保 护 应 用 模 型 》 、《 2 2 0 ~
5 0 0 k V变电所计算机监控系统设计技术规程》 等标准 , 确定了通信仿真平台结构及方案设计 。该通信仿真平 台主
要 是仿 真 智 能变 电站 中 的间 隔层 装 置 ,为站 控 层 主 站 测 试
定 、可控 、 自动等 性 能完 成 大 数 据 、 多节 点 相 关 功 能及 性 能 测试 ,对 推 动坚 强 智 能 电 网建设 具 有重 大 现 实 意义 _ 2 ] 。
1 智 能变 电 站 MMS通信 仿 真 平 台功 能 实现

基于IEC61850的数字化变电站服务器端模拟系统及实现

基于IEC61850的数字化变电站服务器端模拟系统及实现
模拟系统终端为每个模型数据对象分配一个数 据 生 成 器 ,数 据 生 成 器 采 用 脚 本 语 言 描 述 ,以 中 间 件 形式提供,可以动 态 加 载、创 建;提 供 数 据 生 成 器 内 容 编 辑 的 人 机 交 互 接 口[8],可 以 编 辑 模 型 数 据 对 象 的状态序列,与模型 引 用 路 径 一 同 存 储 在 虚 拟 数 据 库 ,以 模 型 引 用 路 径 为 检 索 依 据 ;数 据 生 成 器 的 编 辑 记录通过 XML 序 列 化 的 方 式 存 储 管 理,方 便 历 史 查询。 4.3 与 模 拟 系 统 控 制 台 的 通 信 和 调 度
· 研 制 与 开 发 · 唐 喜 ,等 基 于IEC 61850 的 数 字 化 变 电 站 服 务 器 端 模 拟 系 统 及 实 现
为分布式控制器,每个控 制 台 用 于 模 拟 一 个IED 角 色,根据模拟系统 终 端 传 递 的 数 据 生 成 器 内 容 刷 新 IEC 61850 数 据 库 ,实 时 与 站 控 层 交 互 通 信 。
2 系 统 功 能
实 际 的 IED 功 能 模 拟 包 括 制 造 报 文 规 范 (MMS)和通用面向 对 象 变 电 站 事 件 (GOOSE)2 部 分。其 中 MMS 包 括 遥 信、遥 测、遥 控、定 值、录 波 。 [6] 对于遥信、遥测、定值上送只需要根据模 型 数 据属性判断数据生 成 器 需 要 填 充 的 数 据 类 型,数 据 内容由使用者编辑;遥 控 的 处 理 由 模 拟 系 统 终 端 提 供 遥 控 过 程 应 答 接 口 ,也 可 以 由 系 统 默 认 自 动 处 理 ; 录波的上送由模拟系统终端提供文件选择对话框, 选择指定的文件后,通 知 模 拟 系 统 控 制 台 通 过 文 件 传 输 协 议 (FTP)进 行 录 波 传 递 过 程 的 模 拟。 GOOSE 的处理包括 GOOSE 输入和 GOOSE 输出, 由模拟系统终 端 提 供 GOOSE 接 口 端 子,由 使 用 者 进行连线映射,生成 GOOSE 连线报表,完成后为每 个 GOOSE 输入、输出节点均配置一个数据生成器, 虚拟 GOOSE 参数设置,形成 GOOSE 虚拟报 文,通 过模拟系统控制台完成 GOOSE 通信。

基于IEC61850的智能变电站一体化电源系统的通信接口的设计分析

基于IEC61850的智能变电站一体化电源系统的通信接口的设计分析

基于IEC61850的智能变电站一体化电源系统的通信接口的设计分析发表时间:2018-08-13T14:26:26.093Z 来源:《基层建设》2018年第19期作者:王新晶彭贻飞[导读] 摘要:随着电力事业的快速发展,近年来我国智能变电站领域实现了较为长足的进步,IEC61850规约的提出便是这种进步的最直观体现,基于此,本文简单分析了IEC61850规约特点,并详细论述了基于IEC61850的智能变电站一体化电源系统的通信接口硬件平台选择与具体设计,希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。

珠海泰坦科技股份有限公司广东省珠海市 519015摘要:随着电力事业的快速发展,近年来我国智能变电站领域实现了较为长足的进步,IEC61850规约的提出便是这种进步的最直观体现,基于此,本文简单分析了IEC61850规约特点,并详细论述了基于IEC61850的智能变电站一体化电源系统的通信接口硬件平台选择与具体设计,希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。

关键字:IEC61850规约;通信接口;智能变电站前言:作为世界电力发展的新趋势,智能电网的建设离不开智能变电站的支持,而为了避免智能变电站建设过程中出现不同厂家的产品设备无法互通问题,基于“同一个世界,同一种技术,同一种标准”理念的IEC61850规约开始广泛应用于智能变电站领域,由此可见本文围绕基于IEC61850智能变电站一体化电源系统通信接口设计开展研究具备的较高现实意义。

1. IEC61850规约特点 IEC61850规约主要由概述、术语、整体要求、系统和项目管理、功能和设备的通信要求、变电站与馈线设备的基本通信结构等内容组成,而对比传统变电站的通信标准不难发现,IEC61850规约具备分层分布式结构、面向高速以太网技术、采用面向对象的统一建模技术、体系结构开放、IED互操作性强等特征,如分层分布式结构的应用能够赋予智能变电站自我诊断功能,并能够简单实现各层和各设备之间的信息共享,单元原件故障对智能变电站的影响也能够得到较好控制,由此即可更深入了解IEC61850规约[1]。

基于IEC61850标准的变电站自动化系统模型设计及生成的开题报告

基于IEC61850标准的变电站自动化系统模型设计及生成的开题报告

基于IEC61850标准的变电站自动化系统模型设计及生成的开题报告1. 研究背景与意义随着能源需求的增长和电力市场的竞争,变电站的运营和管理越来越关键。

为了降低运营成本、提高可靠性和安全性,变电站自动化系统已成为必要的选择。

IEC61850是针对电力自动化系统的通信标准,它采用现代通信技术和数据模型,为变电站自动化系统的数据交换、设备保护、监控控制等提供了基础。

因此,基于IEC61850标准的变电站自动化系统模型设计及生成是目前电力系统智能化建设的热点问题,对实现智能电网的建设有重要意义。

2. 研究内容本文的研究内容包括以下几个方面:(1)IEC61850标准的理解及其在变电站自动化系统中的应用;(2)变电站自动化系统模型的设计方法和标准;(3)通过分析变电站结构和设备信息,利用IEC61850数据建模语言,构建变电站自动化系统模型;(4)模型生成技术的研究与实现,实现变电站自动化系统模型的自动生成。

3. 研究方法本文主要采用文献调研、案例分析和数学建模等方法,分析IEC61850标准、变电站设备及其功能,结合现有的变电站自动化实践案例,构建变电站自动化系统模型,进而实现模型的自动生成。

4. 预期成果(1)深入理解IEC61850标准及其在变电站自动化系统中的应用;(2)建立符合IEC61850标准的变电站自动化系统模型;(3)研究变电站自动化系统模型的自动生成技术;(4)实现并测试生成变电站自动化系统模型的软件系统。

5. 计划进度第一年:完成文献调研和IEC61850标准的研究,理解变电站自动化系统的需求和功能。

第二年:结合实际的变电站应用,构建变电站自动化系统模型并实现自动生成技术。

第三年:完成系统的实现和测试,撰写论文并开展论文答辩。

6. 参考文献[1] 陈辉. 基于IEC 61850 标准的电力自动化系统[M]. 电子工业出版社, 2015.[2] 吴家朝. IEC61850 标准及其在电力自动化中的应用[J]. 电力系统保护与控制, 2007, 35(22): 3-7.[3] 刘泽邦, 陈爱芹. IEC 61850 在云南智慧电网中应用与实践[J]. 电力系统保护与控制, 2017, 45(22): 127-133.。

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求。
参 数 :请求 结构 指针 。 返 回 :返 回布 尔值 。 ( )按时 间读 日志 请求 构造 函 数 。 4 功 能 :按 时 问读 日志 服 务请 求构 造 、 并 加入 待发 送请 求 队列 。 参 数 :服 务 I ;请求 信 息 ;请求 超 时 D 时间 ;请求 输 出结 构 。 返 回:返 回布 尔值 。 ( )按条 目读 日志请 求构 造 函数 5 功 能 :按条 目读 臼志服 务请 求 构造 、 并加 入待 发送 请求 队 列 。 参 数 :服务 I :请 求信 息 ;请 求超 时 D 时间 :请 求输 出结 构 。 返 回:返 回布 尔值 。 5 结语 . 本 文 的 目的在于 为 项 目管 理人 员 、平 台库 设计 人 员 、平 台库 开 发人 员和 测试 人 员提 供 参考 的依 据 。该 通讯 平 台库 将 实现 所 有 基 于 双 边 应 用 关联 ( P A 的所 有 TA )











皇工研究_( (I ( -
基 于IC 1 5 标 准 的 变 电站 通 讯 平 台库 设 计 与 实现 E 6 80
哈 电集团阿城继 电器科技发 展 中心 韩 滨
【 摘要 】该通讯平 台库将实现所有基于双边应用 关联 ( P A 的所有A S服务接 1 ,实现I C 1 5——规定的具体通讯服 务影射S S TA ) CI : I E 6 808 1 C M,完成I C 1 5客户端和服 E 68 0 务器 端的服务 交互过程。 【 关键词 】I C 1 5 ;A S ;I D;I C 15 客户端 E 68 0 C I E E 6 80
at n 瓤 珊 O i  ̄ mt o : a e . s

…… ’ ~ ~… … 】 。 … 站 管初化 I 点理始
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管理关联 t自 重联,断 开 接届 氟 动 连 扁 l 空间数据, 通过 目 录创 建对象空闻
一 一
参数 :要 输 出 的 日志 信息 。 ( )按条 目 日志 函数 2 读 功 能 :发送 一个 按 条 目读 日志 服 务请
求。
参数 :请 求 结构 指针 。 返 回: 返回布 尔值 。 ( )按 时 间读 日志 函数 3 功 能 :发送 一 个按 时 间读 日志服 务请
1 引 言 .
4 1程序 环 境管 理模 块 .
变 电站 通讯 网络与 系 统 一 IC 15 标准 体系 将 成 为变 电站 自动化 系 统传 输 电力 信 E 68 0 设 备 ( 称 为 lD 统 E 设备 )之 间 , 以及 ID 备之 间交换 的 电力信 息 的模 型 (o e ) 通 讯 E设 M d 1和
— — — 一
程序启 动
甄程初艚化时钟初蚰化内存初 蚰

.。 :1 。 。
化,设置 内存出错 蕾 拙指针 1 。
始化冈络初 始化一解析 g 飙l .
■■r■_
sd c文件解析 ,
a c a s ( 『 口 R ,c 锄e 虹 s p r e s- , s , c _nf ) d  ̄ o sDI : c _ 盯0
本模 块 提供 程序 环 境初 始 化和 终止 化
含 以下 函数 :
息 的全 球 唯一 的标 准 , 它是 规 范 了变 电站 自动 化 系统 与 电力 二 次智 能 设 备及 智 能 一 次 处理 接 口及 接 收网络 数 据接 口。模 块应 包
应 用 程 序接 口 (C I A S )。 实现 该 规 范 标准 规 定 的 数据 模 型 和 通 讯服 务 接 口, 是该 通 讯 软 件平 台库 的最基 本 需求 。 2 客 户端 应 用程 序 总流 程设 计 ( 图2 . 如 ) 3 A S服 务设 计 .C I A S  ̄ 务接 口包 含 的 服 务可 以分 为 两种 类 型 的 服务 ,一 个 是 带确 认 的服 务类 型 , C IE 该 类 型 服 务 的请 求 由 IC 1 5 客 户 端 系 统 发起 , I C 1 5  ̄ 务 器 端 响 应 客 户 端 的 请 E68 0 E6 80E 求 。所 有客 户 端 主 动 发起 的服 务 都 设计 为 异 步 服务 ,客 户 端在 回调 里 接 收返 回值 。每 个 as 服 务对 应三 个接 口: ci ( )a X XX r q 1 c e ,对 外开 放 的服 务 调用 接 口,此 接 口把 请 求加 到 请求 队列 中 ,在 未 来某 个 时候 发送 ; ( ) a s n X XX r q 2 c ed e ,此 接 口调用 m s i e 应 的m sE m 1t 相 m  ̄ 务接 口 ,把请 求 发 到 网
45 对象 管 理模 块 . 本 模块 完 成对 对象 空 间 的各种 操作 , 包 括 增 加 和 查 找 逻 辑 设 备 , 增 加 逻 辑 节
构。
41 . 1定 值服 务模 块
客 户 端 定 值 首 先 定 义 基 本 的 a S 服 AS  ̄ 务接 口,实现 IC 15 —一 规 定 的 Ci CI E 6 80 8 l
点 ,创 建 、查 找和 删 除数据 集 , 以及释 放 务 ,然 后封 装 出两 个应 用扩 展 接 口。基 本 具体 通 讯服 务影 射S S ,完成 IC 15客 CM E 68 0 a s接 口有 :选 择 激活 定值 区、选 择 编辑 户端 和 服务 器端 的服 务交 互 过程 。 ci 对象 空 间等 功 能。 定 值 区 、读 定 值 、 写 定 值 、 确 认 编 辑 定 读 服务 信 息结 构应 包 括命 名变 量 I数 值 、读 定值 控制 块 。 D 读 写 定值 即是 普通 的读 写服 务 ,不用 组 、命 名变 量 个数 ( 如果 是数 据 集 ,那 么 该 变量 则 是数 据集 的数据 成 员个 数 )、用 再 实现 ,为应 用方 便 ,我 们提 供 两个 扩展 户 回调 函数 指针 。 的读写 定值 的接 口: 4 7写 服 务处 理模 块 . 读 定值 组 ,支 持读 某 个 定值 区 的所 有 写服 务信 息 结构 应包 括 命名 变量 的 值 定 值 ,可 以是 当前 激 活 区也 可 以是非 激 活 信 息 结构 指针 、 命名 变量 总 数 、用 户回 调 区,且 支 持一 次性 读 完某 个逻 辑 设备 下 所 函 数 指 针 。本 模 块 应 包 括 以下 的 处 理 函 有 定值 。可通 过配 置 选择 一 次下 发读 一 个 定 值 的请 求或 一 次下 发整 个 逻辑 设备 下 所 数: 有 定值 的请 求 。 ( )写服 务 函数 1 写定值 组 ,本 接 口支 持 一次 写 多个 定 功 能 : 写服 务请 求构 造 、并 加入 待 发 值 , 可 写 当 前 区 ( 个 需 要 服 务 器 端 支 这 送 请求 队列 。 持 ,根 据6 8 0 值 组 状态 机 , 当前 激 活 15 定 参 数 :服 务 I ;请 求信 息结 构变 量 ; D 区的 定值 是不 能 写 的 )。实 现 时也是 通 过 请 求超 时 时 间:请 求输 出结 构 指针 。 配 置分 两 种情 况 :一 次 写一 个定 值 ,循 环 ( )释放 信 息结 构 函数 2 写直 到写 完 ,或 一次 就 下发 多个 定值 的写 功能 :释 放结 构成 员所 占资源 。 服务。 参数 :请 求 结构指 针 。 4 1 日志服 务模块 .2 4 8 本地 目录 接 口模块 . 本模 块 是用 来实 现 多种 日志 信 息 的输 提供 本 地对 象 空 间 目录 查询 接 口,通 4 6读 服 务处理 模块 .
终止 化 站 点管 理 ,释放 所 有站 点管 理
数据 结构 。
对于 客 户端 来 说 ,它只 能 关联 服务 器 生 日志 时会调 用此 接 口输 出 日。
报 告控制 块 的 一个 实例 ,不 管 服务 器端 是 ( )客 户端 状态 处理 接 口 3 隐式还 是 显 示 ,客户 端 只要 正确 配 置 了这 客户 端状 态 处 理函 数接 口,检 查连 接 个 实 例 的参 引 ,都 可 以完成 报 告控 制块 的 状 态 、对 象 空 间创 建状 态 、数据 刷 新状 态 读 写 。如 果 服务 器 是显 示方 式 ,简 单 的修 改 客户 端 S D 件 中控 制 块 的 名字 ,加 上 C文 并进 行请 求 队列 的处 理 。 实例 号 即可 ;如 果 是 隐式方 式 ,则 无 限修 ( )站 点结 构各 属性 值 读写 接 口 4 站 点结 构 各属 性值 的 读写 接 口 ,通 过 改 。 这些 接 口访 问各属 性值 ,在接 口内加 同步 41 . O文 件服 务模 块 处理 ,防止 多线 程 的情况 下读 写 出错 。 本 模块 是用 来 处理 IC 15 ̄ 务 器端 E 68 0 4 3SD . C 文件 解 析模 块 和 客户 端之 间 文件 传输 的,包 括 以下 的 函 根 据 S D 件 的 内容 , 模 块 的 数 据 数 接 口: C文 结 构 中 应 包 括 I D 备 个 数 ,数 据 模 板 E设 () 文件 函数 1读 功 能 :从 服务 器读 取 一个 文 件存 到本 节 点 , 节 点 链 表 等 。 模 块 中 的 基 本 处 理 函 数 应 包 括 解 析 函 数 ( 析 其 中 的 地 。 解 C m ni ti n、 I D、 D t Ty e mp at s o mu ca o E a a p Te l e 参 数 :服 务器 i;读 取 的文 件名 ,可 d 三 部分 )和释 放结 构空 间 的函数 。 带 路径 ;存到 本地 时用 的名 字 ;请 求超 时 4 4 实现 对象 I机 制模 块 . D 时间 ;传 出 的请求 控制 结构 。 为 快 速 访 问对 象 , 给 虚 拟 制 造 设 备 () 文件 函数 2写 功 能:将 本 地 的一 个文 件写 到 服务 器 ( M ) 内每 个对 象 进 行 编 号 ,通 过 编 号 VD ( 即对象 I )实现 快速 索 引对 象 ,减少 程 中 。 D 序运 行 过程 中通 过 参 引 比较 来 查找 对象 的 参数 :服务 器 i ;写文 件请 求 信 息 ; d 次数 ,提 高 程序 性 能 。一 个V D 的每 个 请 求超 时 时 间;传 出的请求 控 制结 构 。 M内 对 象 都有 一个 与 众 不 同的I ,每 个 I对 应 D D () 除文 件 函数 3删 个 数据 结 构 ,里 面存 储 了此对 象 相关 的 功能 :删 除文 件请 求 。 参 数 :服 务 器 i ;删 除文 件 请 求 信 d 些 信 息 ,如对 象 的指 针 ,实 时数 据类 型 息 ; 请 求 超 时 时 间 ;传 出 的请 求 控 制 结 等。
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