基于iec61850的220kv变电站监控系统建模与实现

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1、基于IEC-61850的220kV变电站监控系统建模与实现967中国开关电器网上海超高压输变电公司刁冠勋基于IEC-61850的220kV变电站监控系统建模与实现上海超高压输变电公司刁冠勋2008-10-272008-10-27【全摘要：本文介绍了IEC-61850标准体系结构和特点，提出了基于IEC-61850的部正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的文】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

2、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2.1IEC-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

3、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(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/IEC-9506制造商信息规范MMS(ManufacturingMessageSpecification)[2]。IEC-61850

4、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。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)。作为下一代变电站的无缝通信协议标准，采用面向对象思想对变电站涉及的设备与通信服务进行功能建模、数据建模，解决了变电站自动化系统产品的互操作性和协议转换问题，并规范了一套抽象的通信接口，使协议拥有足够的开放性以适应未来变电站通信发展的要求。2.2IEC-61850监控系统模型变电站通信网络和系统协议IEC-61850标准提出了变电站内

5、信息分层的概念，无论从逻辑概念上还是从物理概念上，将变电站通信体系分为3层:变电站层、间隔层、过程层[3]，并且定义了层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(TCP/IP)以太网或光纤环网。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，如图1所示。图1基于IEC61850标准的变电站监控系统模型[4]IEC-61850标准采用面向对象的建模技术，定义了基于客户机/服

6、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。逻辑设备包含逻辑节点，逻辑节点包含数据对象。但是由于过程层的实现对于一次设备智能技术要求非常高，目前国内对于IEC-61850的应用还局限于在站控和间隔两个层面。2.3系统设计原则作为基于IEC-61850标准的无人值守变电站自动化系统，除了实现传统自动化系统的基本功能和运行特点以外，还应遵循IEC-61850标准对于系统结构的要求，满足以下原则：（1）总体性原则：新站控系统满足变电站自动化技术原则，符合调度运行习惯。设备的性能和配置符合电网安全、稳定、经济运行

7、的要求。（2）分层分布式原则：采用分层分布式自动化系统，由站控层和间隔层组成。站控层完成对全站监视、控制以及设备检测功能的综合管理。（3）可靠性原则：保证网络通讯的可靠性，间隔层应用IEC-61850规约，采用双光纤环网，实现冗余配置。在硬件选择和软件设计上应充分保证系统的实时性能指标，抗干扰能力强。（4）采样原则：就地采集的设备模拟量(电流、电压等)直接接入保护测控单元，通过高速运算产生所需的物理量，不再增加变送器。（5）运行管理原则：作为无人值班变电站模式，自动化监控系统应具有安全监测、控制操作、防误操作闭锁、报表打印等多种功能。（6）开放性原则

8、：开放式系统是系统的发展方向，要求系统能够易于扩充，且可以连接不同厂商的软、硬件设备，适应于变电站综合自动化