许继-合并单元应用技术研究资料
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二、合并单元关键技术—合并单元间的同步
能否实现合并单元的时间同步(以下简称同步),成为合并单元能否准确 、可靠运行的关键。 过程层的同步含2种情况： （1）全站的合并单元同步，精度1微秒。 （2）互感器间的同步采集 互感器间的同步，目前有硬件脉冲同步、差值同步法（软件）两 种。 合并单元间的同步有三种方式： 1.秒脉冲方式 2.IRIG-B码（直流） 3.IEEE 1588 其中，IEEE 1588同步目前IEC 61850尚未正式支持，但IEC TC57 WG10工作组在2008年召开几次会议中讨论了IEC61588标准在变电站的 应用，倾向于制定一个应用于电力的协议子集，其应用前景得到广泛的看 好。 10 www. xjgc.com © XJGC 10/20/2018 V1.0 冗余的同步措施是提高可靠性的有效手段
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合并单元的功能示意
61850标准：-9-1/-2 IEC 61850-9-1标准定义12路通道。 根据工程需要，实际运用中并未严格遵循；
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二、合并单元关键技术
电子式互感器应用
数字化 变电站
IEC61850标准的颁布和实施 高速工业通信网络技术发展 智能断路器技术发展和应用
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一、合并单元的应用背景—数字化组成图
工作站1 工作站2 远动站Leabharlann Baidu
站控层 间隔层
以太网 IEC61850-8-1
保护/测控装置 交换机
许继集团有限公司
数字化变电站中合 并单元应用技术研 究
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2018/10/20
目
录
一、合并单元的应用背景
二、关键技术
三、实现体系结构
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一、合并单元的应用背景—变电站对比图
2009年1月23日，(57_990_INF)正式通知各个国家委员会，宣布 取消IEC61850-9-1，IEC60044-7/8也将废除，由IEC61869-9-2替 代， IEC61869-9-2的数字输出基于IEC61850-9-2 标准(取消FT3传输 帧格式格式)。这意味着IEC 61850-9-2采样值传输方案为唯一的国际标
1、同步
全站的合并单元同步 互感器的同步采集
三相电流、电压间采样同步； 变压器差动保护从不同电压等级的多 个间隔间采样同步； 母线差动保护从多个间隔间采样同步 线路纵差保护线路两端数据采样同步
2、数据收集和处理 3、输出符合IEC61850标准
IEC61850-9-1 IEC61850-9-2
工作站1 工作站2 远动站 站控层 工作站1 工作站2 远动站
RS485、以太网 IEC-60870-5104/103
网关 网关 网关
间隔层 电缆 装置1 装置n 过程层
CT/PT
装置1
以太网 IEC61850-8-1 装置n
合并单元 智能接口
光缆
传统互感器
传统一次设备
ECVT
电子式互感器
智能一次设备
硬件部分主要由一个高精度实时时钟(RTC)和时间标签单元组成，软件部分通过读写 RTC和计算时间标签来实现IEEE1588协议。时间标签单元为DP83640;
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IEEE 1588的实现实例
4.工作环境 5.与数字化工程的配套功能
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二、合并单元关键技术
合并单元的输出
目前采样值传输方案实际工程中有三种方式，分别适用于不同的领域 ：
1.小信号方式：用于低压一体化开关柜保护，不需要合并单元； 2.9-1方式：用于点对点方式，需要合并单元； 3.9-2方式：用于网络方式传输，应用灵活，符合发展方向，需要合并 单元
C 61850- 9- 1 IE
IE C 61850- 9- 2 合并单元
GOOSE
新增加的设备
智能单元
过程层
FT3
ECVT
断路器
数字化变电站接线组成图
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一、合并单元的应用背景—意义
站内一次设备和主控室IED间距离过大，需要铺设大量的光缆 ，造成经济、人力上的浪费。 主控室IED需要很多的数据接口。 点对点接入方式，信息不能共享。 电子式电流互感器与计量、保护装置的合理接口设计,不仅能简 化二次设备,而且能提高整个系统的准确度和可靠性。接口的标准 化和网络化还可促进电力自动化通信控制系统的优化,并最终实现 电力系统内的信息共享和系统集成。
DMU-800合并单元：合并单元同步
合并单元间的同步： 各间隔合并单元按设定频率对站级同步秒脉冲分 频采样，同步后以采样计数的形式输出；各合并单 元之间采样计数相同，即为同一时刻数据。
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二、合并单元关键技术—合并单元间的同步
传统变电站
数字化变电站
传统的变电站采用电缆互联实现间隔间的信息共享。
数字化变电站的信息共享则基于以太网。 前者是模拟信息共享，后者是数字共享。 前者是数据传输，后者是模型化的信息
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一、合并单元的应用背景—数字化支撑技术
变电站业务需求的变化和技术的进步，驱动了变电 站一二次设备技术的融合，以及变电站运行方式的 变革，由此产生了——数字化变电站
GPS时钟同步装置 1 GPS时钟同步装置 2
脉冲 1
脉冲 2
失步切换
GPS脉冲主备切换
光脉冲
光脉冲
光脉冲
光脉冲
光脉冲 脉冲扩充装置
光脉冲 电光转换扩充
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IEEE1588的实现—硬件辅助方式
它的全称“网络测量和控制系统的精确定时同步协议标准”
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二、合并单元关键技术—合并单元间的同步
能否实现合并单元的时间同步(以下简称同步),成为合并单元能否准确 、可靠运行的关键。 过程层的同步含2种情况： （1）全站的合并单元同步，精度1微秒。 （2）互感器间的同步采集 互感器间的同步，目前有硬件脉冲同步、差值同步法（软件）两 种。 合并单元间的同步有三种方式： 1.秒脉冲方式 2.IRIG-B码（直流） 3.IEEE 1588 其中，IEEE 1588同步目前IEC 61850尚未正式支持，但IEC TC57 WG10工作组在2008年召开几次会议中讨论了IEC61588标准在变电站的 应用，倾向于制定一个应用于电力的协议子集，其应用前景得到广泛的看 好。 10 www. xjgc.com © XJGC 10/20/2018 V1.0 冗余的同步措施是提高可靠性的有效手段
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合并单元的功能示意
61850标准：-9-1/-2 IEC 61850-9-1标准定义12路通道。 根据工程需要，实际运用中并未严格遵循；
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二、合并单元关键技术
电子式互感器应用
数字化 变电站
IEC61850标准的颁布和实施 高速工业通信网络技术发展 智能断路器技术发展和应用
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一、合并单元的应用背景—数字化组成图
工作站1 工作站2 远动站Leabharlann Baidu
站控层 间隔层
以太网 IEC61850-8-1
保护/测控装置 交换机
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数字化变电站中合 并单元应用技术研 究
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一、合并单元的应用背景
二、关键技术
三、实现体系结构
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一、合并单元的应用背景—变电站对比图
2009年1月23日，(57_990_INF)正式通知各个国家委员会，宣布 取消IEC61850-9-1，IEC60044-7/8也将废除，由IEC61869-9-2替 代， IEC61869-9-2的数字输出基于IEC61850-9-2 标准(取消FT3传输 帧格式格式)。这意味着IEC 61850-9-2采样值传输方案为唯一的国际标
1、同步
全站的合并单元同步 互感器的同步采集
三相电流、电压间采样同步； 变压器差动保护从不同电压等级的多 个间隔间采样同步； 母线差动保护从多个间隔间采样同步 线路纵差保护线路两端数据采样同步
2、数据收集和处理 3、输出符合IEC61850标准
IEC61850-9-1 IEC61850-9-2
工作站1 工作站2 远动站 站控层 工作站1 工作站2 远动站
RS485、以太网 IEC-60870-5104/103
网关 网关 网关
间隔层 电缆 装置1 装置n 过程层
CT/PT
装置1
以太网 IEC61850-8-1 装置n
合并单元 智能接口
光缆
传统互感器
传统一次设备
ECVT
电子式互感器
智能一次设备
硬件部分主要由一个高精度实时时钟(RTC)和时间标签单元组成，软件部分通过读写 RTC和计算时间标签来实现IEEE1588协议。时间标签单元为DP83640;
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IEEE 1588的实现实例
4.工作环境 5.与数字化工程的配套功能
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二、合并单元关键技术
合并单元的输出
目前采样值传输方案实际工程中有三种方式，分别适用于不同的领域 ：
1.小信号方式：用于低压一体化开关柜保护，不需要合并单元； 2.9-1方式：用于点对点方式，需要合并单元； 3.9-2方式：用于网络方式传输，应用灵活，符合发展方向，需要合并 单元
C 61850- 9- 1 IE
IE C 61850- 9- 2 合并单元
GOOSE
新增加的设备
智能单元
过程层
FT3
ECVT
断路器
数字化变电站接线组成图
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一、合并单元的应用背景—意义
站内一次设备和主控室IED间距离过大，需要铺设大量的光缆 ，造成经济、人力上的浪费。 主控室IED需要很多的数据接口。 点对点接入方式，信息不能共享。 电子式电流互感器与计量、保护装置的合理接口设计,不仅能简 化二次设备,而且能提高整个系统的准确度和可靠性。接口的标准 化和网络化还可促进电力自动化通信控制系统的优化,并最终实现 电力系统内的信息共享和系统集成。
DMU-800合并单元：合并单元同步
合并单元间的同步： 各间隔合并单元按设定频率对站级同步秒脉冲分 频采样，同步后以采样计数的形式输出；各合并单 元之间采样计数相同，即为同一时刻数据。
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二、合并单元关键技术—合并单元间的同步
传统变电站
数字化变电站
传统的变电站采用电缆互联实现间隔间的信息共享。
数字化变电站的信息共享则基于以太网。 前者是模拟信息共享，后者是数字共享。 前者是数据传输，后者是模型化的信息
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一、合并单元的应用背景—数字化支撑技术
变电站业务需求的变化和技术的进步，驱动了变电 站一二次设备技术的融合，以及变电站运行方式的 变革，由此产生了——数字化变电站
GPS时钟同步装置 1 GPS时钟同步装置 2
脉冲 1
脉冲 2
失步切换
GPS脉冲主备切换
光脉冲
光脉冲
光脉冲
光脉冲
光脉冲 脉冲扩充装置
光脉冲 电光转换扩充
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IEEE1588的实现—硬件辅助方式
它的全称“网络测量和控制系统的精确定时同步协议标准”