基于iec61850的数字化变电站智能模型研究

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1、基于IEC61850的数字化变电站智能模型研究基于IEC61850标准的数字化变电站综合自动化系统，采用了GOOSE跳闸服务技术和现地智能服务终端等先进技术手段，引起了变电站自动化系统在测控、保护、故障录波等功能实现方面的巨大变革。在分析了基于IEC618550标准数字化变电站逻辑组成结构后，以变压器保护功能的实现为例对数字化变电站智能模型进行了详细分析研究。最后讨论了数字化变电站自动化系统中的GOOSE智能服务模型。关键词IEC61850；数字化变电站；GOOSETM4A1674-6708(2011)55-0116-02随着结构复杂、大参

2、数、高电压等级复杂智能电网建设步伐的不断加快，区域大电网对变电站远程集中调度自动化基础系统运行可靠新、精确性、以及智能自动化水平等均提出了更高的要求。目前我国变电站自动化系统中广泛使用IEC60870系列的变电站通信规约标准，但是由于IEC60870标准中还有许多需要完善的地方，在实际使用过程中还存在很大不足，不能很好解决好变电站自动化系统中各智能服务IED电子设备间的互操作性和开放兼容性，已成为了变电站自动化系统发展的重要瓶颈。IEC61850是国际电工组织颁布的系统统一的变电站自动化系统标准，为变电站自动化提供了统一的标准，实现了变电站

3、自动化系统中不同智能IED电子设备间的数据信息共享、互操作、以及即插即用的等功能，解决了变电站自动化系统升级和扩容等改造过程中大量自动化设备接入通信转换问题。1智能数字化变电站结构体系常规变电站的保护、测控、以及其他装置等与感应式电压（电流）互感器、电气一次设备间的联接主要通过控制或信号二次电缆。由于整个变电站自动化系统调度运行过程中所需的数据、信号、命令等信息十分繁多，采用二次电缆连接方式大大增大了变电站自动化系统的接线复杂性。智能数字化变电站自动化系统采用智能化一次设备（电子式互感器、智能化终端开关控制设备等）和网络化的二次系统设备分层

4、（将变电站系统划分为过程层、间隔层、和站层三层结构），从而实现了变电站自动化系统系统化、集成化、网络化等功能特性，大大优化了变电站逻辑接线结构。建立在基于IEC61850变电站国际标准中的智能数字化变电站结构，能够实现变电站中所有智能电气一二次设备问数据信息资源的实时共享和互操作。基于IEC61850标准的智能数字化变电站逻辑组成结构如图1所示：从图1可知，在IEC61850标准中，把整个变电站系统划分为过程层、间隔层和站层。在过程层中主要用智能断路器、电子式互感器等裨能数字化电气一次设备代替常规感应式电气设备；间隔层中主要包括测控装置、继

5、电保护、以及世间录波设备等;站层中主要包括监控后台、工作员站、工程师站、以及故障信息等应用子系统组成。过程层与间隔层间的过程网络主耍传送系统中保护跳闸、保护操作启动、保护逻辑闭锁、以及断路器辅节点等GOOSE信号命令。过程层中的电子式互感器的电流、电压数字采样值直接以SMV信号方式通过过程通信网络上传到间隔层中的测控、保护、录波等装置。间隔层与站层间的站层网络主要传送控制中心相关应用子系统智能生成的保护事件信息和四遥信号等。2数字化变电站智能模型基于IEC61850标准的智能模型、面向通用服务对象的变电站事件(GOOSE)的检修方法等先进技

6、术设备在变电站自动化系统技术升级改造中应用的不断成熟，构筑智能化、信息化、集成化、网络化、自动化、互动化等功能的数字化变电站智能模型已成为我国变电站技术升级建设改造研究的重要内容。智能数字化变电站主要由先进、可靠、节能环保、功能集成的智能电气设备共同组成，各设备单元的数据信息资源通过高速网络通信平台相互互联，实现数据信息的实时动态采集、测量、计量、以及监控保护等自动化功能，并可以与站控层的SCADA系统、EMS能量管理、营销管理系统等共同结合，完成变电站自动化系统实时自动监测控制、智能调节运行、在线负荷预测分析决策、协同远程操控等高级应用功

7、能。基于IEC61850标准的变电站智能模型功能描述并非采用功能标准化约束，而是利用统一的规约化标准将变电站中不同智能IED电子设备有机互联，实现集控中心站控层、测控保护间隔侧、以及智能电气设备过程层中所有电气设备数据信息资源实时共享和互操作等功能。基于IEC61850标准的数字化变电站智能模型，首先要实现不同IED设备间的对象模型建模，通过用统一语言对不同IED设备功能进行定义、分解和分配，实现不同IED设备间数据信息资源的共享和互操作。此处以数字化变电站中的数字式变压器保护系统为例来分析数字化变电站智能建模的技术要点。基于IEC6185

8、0标准的数字式变压器保护功能智能模型结构如图2所示：在IEC61850标准中，用逻辑功能节点LN(LogicalNode)来描述变电站系统中的设备功能，也就是在数字化变电站智能模