基于IEC61850标准的220kV数字变电站的建设研究

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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。

IEC61850标准在数字化变电站自动化系统中的应用与研究

IEC61850标准在数字化变电站自动化系统中的应用与研究

IEC61850标准在数字化变电站自动化系统中的应用与研究摘要:变电站是电网的重要节点,在整个电力系统的运行中是至关重要的。

变电站自动化系统的发展关系到我国电力的发展,IEC61850标准在数字化变电站中的应用为电力系统通信的提供了统一的标准协议,使电厂、变电站与调度中心之间的连接通信更加方便快速。

关键词:IEC61850 数字化变电站变电站自动化系统变电站是电网的重要节点,担负着对电能传输和分配进行控制和管理的任务,变电站的安全、可靠运行对电力系统的稳定性及供电可靠性至关重要。

过去的几十年中,变电站的一次系统和二次系统都发生了巨大的变化。

一次设备除容量增大之外,还呈现出电力电子化、智能化的趋势;二次设备则经历了从电磁式到模拟电路式,再到的微机智能式的发展。

这些变化是变电站发展的重要选择,是我国电力系统发展的里程碑式的改变。

1 变电站自动化系统简介变电站自动化是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等)经过功能的组合和优化设计。

利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术,实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的门动测量、监控和微机保护以及与调度控制中心通信等综合性的自动化功能。

通信系统是变电站自动化系统的基础,为实现变电站自动化系统站内通信网络的开放性和兼容性,最好的办法和途径就是采用标准的通信协议来实现各装置间的无缝通信。

在电力系统通信的早期没有统一的通信协议,电厂、变电站与调度中心之间只是根据简单的约定来实现通信过程,并且通信的内容和要求也没有统一的规定。

后来,电力系统通信发展到远动阶段,出现了电力调度通信“四遥”(遥测、遥控、遥调、遥信),分别完成模拟量采集、模拟量调节、数字量采集以及数字量控制的功能。

随着世界电力市场的不断发展以及通信技术与计算机技术的突飞猛进,电力系统通信仅仅完成“四遥”已经远远不能满足市场的需求了。

IEC61850应运而生,是至今为止最完善的变电站自动化标准,规范二次智能装置的通信模型、通信接口,而且还定义了数字式CT、PT、智能式开关等一次设备的通信模型、通信接口。

浅析IEC61850标准与数字化变电站

浅析IEC61850标准与数字化变电站

S r ie n e f c ) 变 电 站 应 用 相 e v c I tra e ̄ 关 的 公 共 属 性 类 型 和 公 共 数 据 类 以 及 与 变 电站 相 关 的 设 备及 功 能 的信
批 准 、 发 行 和 出 版 , 最 后 一 个 标 准
DL T8 0 电 站 通 信 网 络 和 系 统 / 6变 第 6部 分 : 与 变 电 站 有 关 的 I D的 E 通 信 配 置 描 述 语 言 已 经 过 全 国 电 力 系 统 控 制 及 其 通 信 标 准 化 技 术 委

要 :在数 字化 变 电站 系统 中为实 现其 控制 、监 视和 保护 功
能 ,要求不 同厂家 的设 备达到信息 的共 享 ,实现互操作 ,为此国 际 电工委员会 (E C)制定 了变 电站 内通信 网络和系统标准体系 1

I C 1 5 。通过I C 1 5 际准在数字化变 电站中的应用研究 , E 68 0 E 68 Q
S M , 到 间 隔 层 和 过 程 层 内 , 以 CS
通 信 标 准 , 实 现 各 个 厂 家 设 备 之 间 的 无 缝 通 信 和 互 操 作 , 实 现 “ 一 同 世 界 ,同一 技 术 ,同一 标 准” 。 2 0 年 国 际 电 工 委 员 会 第 5 技 04 7 术 委 员 会 ( 力 系 统 管 理 及 其 相 关 电 信 息 交 换 ) 制 定 的 I 6 8 0 列 标 EC 1 5 系 准 ( 电站 通信 网 络和 系统 ) 已全 变
电壁 ■, j垒 ■ 专 ■ 髓家 ● 息 ■_ 安 r
浅 析 I 6 准 EC 8 15 与 数 字 化 变 电 站
周 喜超’ 何世恩 ,刘 峻’1 甘 肃省 电力科 学研究院 ,甘肃 兰 州 7 0 5 (. 300 2 甘 肃省 电力公 司 。甘肃 兰州 7 0 5 ) . 3 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

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

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。

IEC61850标准在220kV三乡数字化变电站的应用

IEC61850标准在220kV三乡数字化变电站的应用
各 厂 家 生 产的 变 电站 智 能化 电 气设 备 会 逐 步 满 足 这 一 标 准 , 其 是 生 产 消弧 设 备 、 源设 备 等 厂 家 将 不 再 依 赖 变 电站 内 尤 电 的规 约转换装 置, 直接使用 I C 1 5 E 6 8 0标准进行 生产。IC 15 E 6 8 0标 准的 实施 , 将使 数 字化 变电站的发展 进入 一个崭新 的 阶段 。 文 中提 出 了 I C 15 E 6 80标 准及 其 在 2 0k 三 乡数 字 化 变 电站 的 实 际应 用 , 释 了 I C 1 5 2 V 浅 E 6 80标 准 在 变 电 站 内设 备
i t o u e h EC 8 0 s a d r n s a p ia in i h 2 V u s a i n i a x a g dg t 1 u s a i n n ic s e n r d c s t eI 61 5 t n a d a d i p l t t e2 0 k s b t t n S n in i ia b t t ,a d d s u s s t c o n o s o
( h n s a e ti Po rEn ie rn o Z o g h n Elcrc we gn e ig C .,Lt d,Z o g h n 5 8 0 0,Chn ) h n s a 2 4 0 ia
Ab ta t s r c :Th E 1 5 t n a d i iia u s a in a t ma in a p ia in e o e l y W i - e t e e r h eI C6 8 0 s a d r n d g t l b t t u o t p l t sb c me ar ai . t i d p h r s a c s o o c o t h n a d a p ia i n o h EC 8 0 s a d r n p l to f t e I 61 5 t n a d,s b t t n i t l g n lc rc le up n f e c n f c u e l g a u l c u s a i n el e t e e t ia q i me t o a h ma u a t r r wi r d a l o i l y me tt i s a d r e h s t n a d,e p cal h n f c u e sp o u t n o r l i a i g e u p n ,p we u p y e u p n l n s e il t e ma u a t r r r d c i fa c ei n t q i me t o r s p l q i me twi O y o m n l

基于IEC-61850的220kV变电站监控系统建模与实现

基于IEC-61850的220kV变电站监控系统建模与实现

通 过 网络 进 行 信 息 交 换 , 图 1 示 。 如 所
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2 监 控 系统 建 模
21 E 一 1 5 . I C 6 8 0简 介
I C 6 8 0标准是基于通用 网络通信平台的变 电站 自动化 E 一 15 系 统 新 …代 国 际标 准 。E 一 15 一 IC 6 8 0的主 要特 点 是 : 面 向对 象 建 ①
和 间隔 层 。 控 层 主 要 包 括 一 台 以太 网交 换 机 R ge wt r 站 ugdS ihM e R G 10 S 2 0 ,以及 SM TC机架式 P L4 IA I CI 3作为后台处理士机 , 两 台 2 L D液晶显示器作为人机交互界面 。 1C 其核心是罗杰康公 司 的 R ge wth S 20 , 是 一 款 强 化 的工 业 级 全 管 理 u gdS i T R G 10 它 cM 型模块式 以太 网交换机 ,连 接站 控层 各个设备 以及 间隔 单元 。 间隔 层 为 五 条 光 纤 环 网 , 用 IC 6 80协议 双 光 纤 环 网 冗 余 使 E 一 15 配 置, 接 2 0 V控 制单元 、 连 2k 主变保 护 、5 V间隔等各个保 护 3k 测控装置 。
图 1 基 于 l E 6 8 0标 准 的 变 电 站 监控 系统 模 型 E 一 15
IC 6 8 0标准采用面向对象 的建模技术 ,定义 了基于客 E 一 15 户机/ 务器 结构数据模型 。每个 ID包含一个或多个服务器 , 月 侵 E 每个服务器本身又包含一个或 多个逻辑设备 。逻辑 设备包含逻 辑 节 点 , 辑 节 点包 含 数 据 对 象 。 逻

基于IEC61850标准的数字化变电站自动化系统介绍

基于IEC61850标准的数字化变电站自动化系统介绍

标准规约 IEC 61850国际标准
公开规约 •DNP developed by westronics •UCA developed by EPRI •High speed media – ethernet •IEC 60870 - x
私有和工业 Modbus,CDT,U4f,8890 私有的规约
1970
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
普通通信协议。
变电站自动化系统现状
采集资源重复、设计复杂 变电站内存在多套系统 数据采集要求不一致 大量设备都有数据采集单元
变电站自动化系统现状
系统、设备之间互操作性差 通信规约繁杂 缺乏一致性测试、权威认证 数据含义不明
变电站自动化系统现状
信息不标准不规范,难以充分应用 原理、算法、模型不一致导致信息输出不一致 装置信息输出不平衡 通讯规约的信息承载率低
复杂一次、二次设备接口
•1 抗干扰能力差、运行维护工作量大、工程调试周期长。 •2 电磁型电流互感器出现二次线圈开路,二次侧产生高电压;电磁型电压互感
器出现短路或二次反送一次设备时,均危及设备和人身的安全。 •3 防误闭锁实现复杂。 •4 投资大。

许继基于IEC61850的数字化变电站

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IE61850标准的数字化变电站建设实践

基于IE61850标准的数字化变电站建设实践

基于IE61850标准的数字化变电站建设实践摘要:介绍数字化变电站建设如何解决一次设备智能化、二次设备网络化、IEC61850标准等问题,实现站内智能电气设备间信息共享和互操作,提高变电站运行智能化水平。

关键词:数字化变电站IEC61850 二次设备网络化一次设备智能化变电站在电力系统向用户供电的过程中承担着重要的作用,为了保证供电的可靠性,目前在国内电网变电站中自动化技术已经广泛普及使用,带来了良好的社会经济效益。

但是现有的一些变电站自动化技术也存在很多需要解决的问题,其中比较突出的是:互操作问题、传统电磁式互感器带来的问题、二次回路复杂的问题、一次设备智能化等问题,不能方便地接入变电站自动化系统实现信息共享。

1 数字化变电站的概念数字化变电站是由电子式互感器、智能化终端、数字化保护测控设备、数字化计量仪表、光纤以太网及IEC61850规约(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)组成的全智能化分层分布式变电站,能够实现站内智能电气设备间信息共享和互操作,具有“一次设备智能化、二次设备网络化、符合IEC61850标准”的三个重要特征。

数字化变电站要求电气设备之间的通信是以数字方式传递和共享,由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等)和网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层)构建,建立在IEC61850通信规范基础上,能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。

电子式互感器具备体积小、重量轻;具备数字接口,便于和数字设备连接;不含铁芯,消除了磁饱和、铁磁谐振等问题;暂态特性好,测量精度高,频率响应范围宽;绝缘性能好,造价低等优点。

随着数字技术和光通信技术的快速发展,使电子式互感器输出信号可方便的转换为数字信号,通过光纤输出,彻底解决了高压设备的绝缘问题和电磁干扰的问题。

电子式互感器的出现解决解决传统互感器的问题,具备很高的性价比,特别是在高电压条件下优势更为明显。

基于IEC61850的数字化变电站改造问题分析与应用

基于IEC61850的数字化变电站改造问题分析与应用

基于IEC61850的数字化变电站改造问题分析与应用摘要:数字化变电站改造是传统变电站的改进,结合某220kV数字化变电站改造技术特点,分析了改造中涉及到的光电互感器、光纤、电压并列与切换、间隔层五防联锁、运行检修维护等问题,提出了电压互感器采集单元、母线保护子站、光纤标示等解决方法。

关键词:数字化变电站技术改造IEC61850本文以掌政220kV变电站为例,介绍了数字化变电站新技术的应用,讨论了数字化变电站改造过程中遇到的问题,给出了改造过程中关键问题的解决方法。

1、概述掌政220kV变电站1988年建成投运,现运行2台主变,一次接线分为220kV、110kV、10kV3个电压等级,220kV与110kV一次设备均为户外常规构架布置双母线带旁路接线,改造前为常规控制屏控制方式。

掌政220kV变电站数字化改造,按照IEC61850标准体系对站内各保护、故障录波、二次公用设备以及计量设备进行改造,新安装一套图像监视及安防系统,改造成为符合IEC61850标准的数字化变电站自动化系统。

该数字化变电站实现了一次设备数字化、二次装置网络化、数据平台标准化,成为智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。

2、系统结构该数字化变电站系统结构分为站控层、间隔层和过程层三层。

间隔层中各间隔组建各自网络,过程层、间隔层、站控层设备以IEC61850标准组建以太网,间隔层设备之间的开入、闭锁、跳闸、录波等信号通过GOOSE网传递。

整个系统体现了数据采集数字化、系统分层分布化、系统结构紧凑化、系统建模标准化、信息交互网络化、信息应用集成化、设备检修状态化、设备操作智能化等技术特征[1]。

过程层是一、二次设备结合的环节。

数字化改造中用光电式互感器替代了传统的电磁式互感器,一次设备旁安装智能终端,采用光纤数字通信替代统接点及二次电缆。

间隔层由保护、测控装置、故障录波装置以及其相关智能设备共同组成。

保护、测控装置等提供光电式互感器接口,直接获取来自光电式互感器的数字信号,不需要模拟量与数字信号之间转换。

220kV智能变电站网络结构及交换机配置优化方案研究

220kV智能变电站网络结构及交换机配置优化方案研究

孙中尉/工程师关键词/Keywords智能变电站·两层一网·单环形网络·GMRP 组播注册协议·220kV 智能变电站网络结构及交换机配置优化方案研究围绕智能变电站自动化设计方案,分析智能变电站网络结构及以太网交换机的先进技术,结合工程实际提出采用数字化系统网络的措施和方案及以太网交换机配置优化方案。

孙中尉张凡束娜/山东电力工程咨询院有限公司近年来基于IEC 61850标准的智能变电站建设越来越多,多数220kV 的智能变电站配置站控层、间隔层和过程层3层结构。

随着对IEC 61850标准研究和应用的深入以及国内各厂商基于IEC 61850标准产品的丰富,特别是智能一次设备中更多的整合二次设备的功能,利用先进的以太网交换机信息传播技术,使间隔层与过程层合并在技术上成为可能。

本文描述的智能变电站含2个电压等级220/66kV ,2台主变压器,4回220kV 出线,10回66kV 出线,220kV 配电装置采用双母线接线,66kV 采用单母线分段接线。

通过经济技术比较,提出了220kV 智能变电站两层设备一层网络的网络结构体系,并对组网交换机进行优化配置。

智能变电站设备的整合优化1)智能化的一次设备。

一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计,变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序控制器代替,常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。

220kV 智能变电站220kV 配电装置集成智能接口装置,包括合并单元和智能终端,智能接口装置对外接口均为光纤以太网口,实现了一次设备对二次的智能接入。

2)网络化的二次设备。

变电站内常规的二次设备,如继电保护装置、测量控制装置、防误闭锁装置、远动装置、故障录波装置、同期操作装置以及在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造,设备之间的连接全部采用高速的网络通信,二次设备不再出现功能装置重复的I /O 现场接口,通过网络真正实现数据共享、资源共享,常规的功能装置变成了逻辑的功能模块。

IEC61850标准与数字化变电站的探讨

IEC61850标准与数字化变电站的探讨

IEC61850标准与数字化变电站的探讨摘要:解析了IEC61850标准的主要内容和特点,并对数字化变电站通信框架模型和IED模型做了简要分析,最后针对IEC61850标准尚未说明的部分提出了几点看法。

关键词:IEC61850;数字化变电站;建模;IED0 引言IEC 61850 是国际电工委员会负责电力系统控制及其通信的相关标准的第57 技术委员会(IECTC57)制定的关于变电站自动化系统结构和数据通信的一个国际标准,目的是使变电站内不同厂家的智能电子设备(IED) 之间通过一种标准协议实现互操作和信息共享,实现“一个世界、一种技术、一个标准”。

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。

当前电力系统中,对变电站自动化的要求越来越高,为方便变电站中各种IED的管理以及设备间的互联,就需要一种通用的通信方式来实现。

IEC61850提出了一种公共的通信标准,通过对设备的一系列规范化,使其形成一个规范的输出,实现系统的无缝连接。

1、IEC 61850的介绍该标准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地服务模型;采用抽象通信服务接口、制定通信服务映射,以适应网络发展。

采用面向对象建模技术,面向设备建模和自我描述,以适应功能扩展,满足应用开放互操作要求。

采用配置语言,配备配置工具,在信息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。

该标准还包括变电站通信网络和系统总体要求、系统和工程管理、一致性测试等。

作为全世界唯一的变电站网络通信标准,为电力系统自动化产品的“统一标准、统一模型、互连开放”的格局奠定了基础,使得信息建模标准化成为可能,信息共享具备了可实施的基础,也将成为电力系统中从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝自动化标准。

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

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

基于IEC61850的数字化变电站的研究与应用
关键词 :数字化;IC 1 ;变电站 自动化 E 6 5 8 O
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IEC-61850的220kV变电站监控系统建模与实现

基于IEC-61850的220kV变电站监控系统建模与实现
中 图分 类 号 : TM7 TM6 6; 3 文 献 标 识 码 : B
变 电站综 合 自动化 系统 是指 应用 自动 控制技
调 节 器 和 继 电 保 护 等 ) 作 为 下 一 代 变 电 站 的 无 。 缝 通 信 协 议 标 准 , 用 面 向 对 象 思 想 对 变 电 站 涉 采 及 的设备 与通 信服 务进 行功 能建 模 、 据 建模 , 数 解 决 了 变 电 站 自动 化 系 统 产 品 的 互 操 作 性 和 协 议 转
21 年第 1 0O 期
上 海 电 力
基 于 I C 6 8 0的 2 0k E 一1 5 2 V变 电站 监 控 系 统 建 模 与 实 现
刁 冠 勋
( 海 市 电力 公 司 超 高压 输 变 电 公 司 , 海 2 0 6 ) 上 上 0 0 3

要 :E 1 5 I C 6 8 0标 准 是 适 应 数 字 化 变 电站 的变 电站 通 信 网络 和 系统 的 系 列 标 准 , 现 在 互 操 作 性 、 能 自 体 功
术、 信息处理和传输技术、 计算机技术实现对于变
电所 运 行 监 视 、 调 、 制 和 管 理 任 务 的 综 合 自动 协 控
监 控系统 。随着计算 机 、 网络 技术 、 通讯 技术 的高 速进 步 , 电站 综 合 自动化 技 术 得 到 了迅 速 的发 变
展E 。
换 问题 , 规 范 了一 套抽 象 的通 信接 口, 协议拥 并 使
念上 还是从 物 理 概念 上 , 变 电站 通 信 体 系分 为 将
3 : 电 站 层 、 隔 层 、 程 层 _ , 且 定 义 了 层 层 变 间 过 3并 ]
和层 之间 的通信 接 口。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 ( P I ) TC /P 以

基于IEC-61850的220kV变电站监控系统建模与实现.

基于IEC-61850的220kV变电站监控系统建模与实现.

基于IEC-61850的220kV变电站监控系统建模与实现刁冠勋(上海超高压输变电公司,上海,200063)摘要:本文介绍了IEC-61850标准体系结构和特点,提出了基于IEC-61850的变电站监控系统建模原则,并以220kV拜耳变电站为例介绍了基于IEC-61850的变电站自动化监控系统结构和基本功能,从实例的角度总结了IEC-61850特点及优势,并提出了未来发展方向。

关键词:变电站综合自动化IEC-61850建模实现1 前言变电站综合自动化系统指应用自动控制技术、信息处理和传输技术、计算机技术实现对于变电所运行监视、协调、控制和管理任务的综合自动监控系统。

随着计算机、网络技术、通讯技术的高速进步,变电站综合自动化技术得到了迅速的发展[1]。

本文主要介绍了IEC-61850基本内容和主要特点,提出了基于IEC-61850变电站自动化系统建模原则。

通过220kV拜耳变电站自动化监控系统结构原理与基本功能的介绍,总结了IEC-61850自动化系统的优势及发展方向。

2 监控系统建模2.1 IEC-61850简介IEC-61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统新一代国际标准,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:IEC-870-5-101远动通信协议标准;IEC-870-5-103继电保护信息接口标准;UCA2.0(Utility Communication Architecture2.0)(由美国电科院制定的变电站和馈线设备通信协议体系);ISO/IEC-9506制造商信息规范MMS(Manufacturing Message Specification)[2]。

IEC-61850的主要特点是: 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。

基于IEC61850数字化变电站的研究概要

基于IEC61850数字化变电站的研究概要

太原理工大学学士学位论文题目:基于IEC61850数字变电站的研究姓名:贾鹏申请学位级别:学士专业:电子信息工程指导老师:赵菊敏太原理工大学毕业设计(论文)任务书基于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 highlylower 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标准的变电站集成系统模型研究

基于IEC61850标准的变电站集成系统模型研究

基于IEC61850标准的变电站集成系统模型研究【摘要】在对基于IEC61850标准的变电站综合自动化系统总体方案进行简单归纳总结后,对基于IEC61850标准的变电站综合自动化系统建模原理进行了简单探讨。

最后,对变电站IED智能电子设备统一集成建模技术进行了详细分析研究。

【关键词】数字化变电站;IED61850标准;集成建模随着计算机技术、电力电子技术、电力通信技术、以及传感器技术等先进技术的进一步发展,变电站综合自动化技术在我国电网中经十余年的发展已达到一个较高的水平,尤其在电网技术升级改造与新建工程中,不仅中低压变电站实现了无人值班,远程集控功能,同时在220 kv及以上的高压及超高压变电站系统中也广泛采用综合自动化新技术,在很大程度上推动了电网向集成化、网络化、现代化、智能自动化等方向发展,有效提高了变电站运行安全可靠性和节能经济性。

电网调度集成自动化和智能数字化技术的进一步发展,在变电站自动化系统构建过程中,逐步引入了网络技术、开放协议、智能一次设备、以及统一电力信息接口等标准化、集成化、规范化技术等先进的解决方案。

尤其是最近几年,变电站自动化技术也向数字化时代快速发展。

IEC61850变电站综合自动化标准通信规约,为变电站全站统一数据集成模型和数据实时通信互享平台的建设提供了重要技术支持,不仅实现了变电站全站内一次设备的集成智能化,同时实现了二次设备间的网络数字化。

为了确保变电站自动化系统中的智能化二次设备间具有实时通信互享和互操作性,就需要建立基于IEC61850标准的统一集成系统模型。

1 基于IEC61850标准的变电站综合自动化系统总体方案传统的变电站综合自动化系统其以IEC61870标准作为保护、测控、以及其它IED设备的通信规约。

而在IEC61850标准中,不仅继承了IEC61870标准中的过程层、间隔层、变电站层三层逻辑组成结构,同时还在过程层与间隔层间增添了面向通用对象的变电站事件(GOOSE),这样可以满足变电站综合自动化系统在运行过程中快速标准报文需求;在变电站层和间隔层间则采用抽象通信服务接口按照串流媒体传送协议形成对应报文规范(MMS)、以及通信光纤以太网。

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图 2某 2 0 V 数 字变 电站 间隔 的 GOOSE配 置 2k
2 2 k 数 字化 变 电站 建设 中 的 主要 技 术 问题 、2 O V
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21电 流 电 压 回路 的 接 入 方 式 .

图 12 0 V数 字 变 电 站体 系 结构 图 2 k
常规 综 自站 的电流 电压 回路 , 一般采用点对 点接入 的方 式, 用 控制电缆将互感器二次侧的 电流 电压接入保护 、 测控装置, 在保 护、 测控装置内实现交流采样 。2k 数字化变 电站的光电互感器采用 20V
1 2 k 数 字 化变 电 站 的 特征 及 体 系 结构 、2 O V
11 征 分析 .特
数字化变 电站, 顾名思义是相对于传统概念上的变 电站 而言的, 它是 由传统意义上的变 电站的数字化或改造或建设而成。 其建立的 基 础 是 现 代 信 息 技 术 的 应 用 , 220kV 数 字 化 变 电 站 正 是 应 用 I C 15j E 6 80  ̄行建模和通信为基础。 其技术特征概括起来 , “ 即:一次设 备智能化 、 二次设备网络化 、 符合I C 15 ̄准” 三个主要 特征 。 E 68 0 这 12一 般 体 系结 构 . 对于常规的2 0 V变电站 , 2k 一般存在着3 电压等级 , 2k 个  ̄20 V、 10 V和l k 因此 , 1k 0 v。 依据I 6 8 0 准进行改造后 , 电站 的体 EC 15 标 变 系结构体 现出分层分布 式的特点 。 从逻辑结构而言 , 变电站的设 备 分成站控 层、 间隔层和过程层3 个层次。 全站面向通用对象 的变 电站 事 件 ( O E 网 络 和制 造 报 文 , G OS ) 常见 的2 0 V 字 变 电站 系 统 结 构 2k 数
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应 用研 究

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术~ 用

基于 I C 1 5 标准的 E 680 2 0 V数字变 电站的建设研究 2k
罗秋 宇 ’ ・
(. 1 广西大学电气工程 学院 广西南宁 500 ;2广西博阳电力设计有限责任公 司 广 西南宁 50 2) 3 03 . 303
摘 要 :1 纪 又被称 为 信 息化 时代 , 2世 以计 算机 为 基础 的 现代 信 息技 术 在各 个领 域 都得 到 了不 同程 度 的应 用 。 电力 系统 的 影响 尤 为深远 。 对 本文 笔 者结 合3 作 实践 , - 选取 了电力 系统 的重要 组成 部 分… 变 电站 作 为研 究对 象, 对基 于IC 15 标 准的2 0 V 字 变电站 的建设 进行 了探 E 6 80 2k 数 讨 。 章 首先 归 纳 了数 字化 变 电站 的主要 特 征 , 文 并分析 了2 0 k 2 v数 字 变 电站 分层 分 布 式的特 点 , 别 对站 控层 、 隔层 和过 程层 进 行 了阐述 ; 分 间 在 此 基础 上 , 2 V数 字化 变 电站 建设 中的主要 技 术 问题 进行 了探 讨 与研 究 , 对20k 最后提 出建设20V数 字 变电站应 注意 的 问题 , 对 当前 变电站 2k 这
数 字化 建 设有 着重要 的现 实意 义 。 关 键 词 :E 1 5 标 准 2 0 I C6 8 0 2 KV 数 字 变 电站
中图分 类 号 - P 9 T31
文献标识 码 : A
文章 编号 :0 79 1(0 20.0 50 l0 .4 62 l)20 8 —2
随着社会的向前发展 , 以及 以计算机 为基础的现代信息技术的 进步 , 近年来 电力技术得到了长足的发展 。 智能化一次设备 、 网络化 二 次 设 备 的 出 现 及 应 用 , 得 变 电站 的 建 设 有 了很 好 的技 术 基 础 。 使 本 文 以基 于 I C 15  ̄ 的 20 V数 字 变 电站 的 建设 为例 , 图 对 E 6 80 ̄准 f 2k 试 2 0 V 字化变 电站的特征 及体系结 构进行 阐述 与分析 , 2k 数 并探讨 20 V 2k 数字化变 电站建设 中的主要技术 问题 , 以期为其他数字化变 电站 的建设或 改造提供有益借 鉴。
见 下 图 1 。
提 供相应的数据信息 。 () 2间隔层 : 在上 图1 中我们可 以看到 间隔层处于数字变 电站逻 辑概念 中的中间层 。 它是 由保护装置、 测控装置 、 障录波装置等智 故 能设 备 所 构 成 。 于 iC 15 ̄ 准 的2 0 V 字 变 电站 的 间 隔层 采 基 E 680 2k 数 用G OS 传递 信息 , O E 具体 实现如 图2 所示 。 () 3站控层 :2 k 20 V数字变 电站 的站控 层 , 其结构方面主要包括 了: 全球定位系统 ( P )后 台监控 、 GS, 网络 总线 、 保信 网、 防误操作等 系统 构 成。 要指 出的是 , 需 由于在在 过程层 和间隔层 之间组 建 了 G OS 网络 , O E 从而有效地实现 了G 0 E ( ) 各间隔开关量 的 O S 跳 合 闸、
光纤输出后 , 传输的不再是交流的电流 、 交流的 电压 了, 而是采样后 的 数 字 编 码 信 息 , 此 而 衍 生 的 技 术 问题 有 待 研 究 。 对 () 程 层 : 规 的2 0 V变 电 站 出 线 间 隔采 用 的 是 电压 互 感 器 1 过 常 2k 222 0 V线路 两侧 纵联 电流 差动保 护 装 置的配 合 . 2 k ( T) 电流 互感 器 ( T)不一样 的是数 字变 电站采用 的是电子式 V 、 C , 2 0 V线路大 多配 置纵联保 护 。 中, 2k 其 又以纵联 电流差动保 护 电 压 互 感 器 ( V 和 电子 式 电流 互感 器 ( C 接 至 合 并 单 元 , 为主 。 E T) E T)并 目前 , 建设20 V 2 k 数字化变 电站 时 , 一般只在 新建2 0 V变 电 2k 从 而实现 了对数据 的合并与同步, 同时给间隔层保护测控计量设备 站 采 用 数 字 化设 备 。2 k 路 对 端 的变 电站 扩 建 变 电间 隔 时仍 采 20 V线
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