智能变电站计量系统接口方案研究.pdfVIP

湖 南 电 力 第33卷增刊 1 HUNANELECTRICPOWER 2013年 7月 doi：10．3969／j．issn．1008—0198．2013．Z1．007 智能变电站计量系统接 口方案研究 陈浩，陈福胜，申丽曼，李娥英，徐先勇 (湖南省电力公司科学研究院，湖南 长沙410007) 摘 要：从智能变电站计量系统的要求出发 ，研究符合 IEC61850规范的数字接 口．分 析合并单元的功能模型。为了兼容传统电能表 ，设计一种功率模拟输 出接 口，对其 电 压、电流控制原理进行阐述 。 关键词：智能变电站；计量系统；接13；电子式互感器；合并单元；IEC61850 中图分类号：TM932 文献标识码 ：A 文章编号：1008．0198(2013)S1．0028．03 在智能变电站 中，传统的电磁式互感器逐渐被 传输，则使用 lObase—FL。采用以太网来传输数据 电子式互感器所取代，电子式互感器不再传输模拟 报文，可选择 10M或者 100M 的通讯速率。报文格 信号，而是 IEC61850规定的数字信号，因此二次 式为：总固定长度包含 103字节，加上以太网中的 设备也逐渐实现了数字化。目前，符合 IEC61850 帧间隔 (12字节)以及帧前导位 (8字节)，则总 规范的数字电能表 已经出现 ．为了实现计量系统的 字节数为 123字节 (984位)。若 电网信号为 数字化，需要研究能够与数字电能表通信的接 口， 50Hz，每个周期采样 24点，则数据传输率为 (24 将 电子式互感器的电压、电流等采样值传输到数字 ~50)~984bps=1．1808Mbps10Mbps．采用 10M 电能表进行计量。同时，为了兼容传统的电能表 ， 以太网可以满足通信速率要求 J。 还需要研究一种适应传统电能表的模拟接口 1]。 2)数据链路层：IEC61850—9—1中使用了 IEC8802—3以及 IEEE802．1Q等相关标准 IEC 1 数字接 口设计 8802—3对 以太网的数据帧结构作出了如下规定： 1．1 数字接 口标准 每帧数据主要包括前同步信号部分、起始帧界定标 IEC61850标准对智能变 电站所有设备的通信 识符部分、源地址、目标地址、数据字段部分、长 接 口提出了要求。从变电站 自动化系统的基本功能 度字段部分和各个帧校验序列字段部分等。另外 (即在线监测、继电保护与实时控制等)出发，在 IEEE802．1Q还规定在源地址与帧长度字段部分之 逻辑结构上将变电站描述为变电站层、间隔层和过 间加人优先级标签字符和虚拟局域 网信息部分 程层 3个层面。过程层与间隔层的通信 由过程级总 (共4个字节)。 线完成，间隔层与变电站层的通信由站级总线来完 3)应用层 ：IEC61850—9—1中规定采用应用 成。协议还提出了一种电子式互感器与二次设备的 服务数据单元来实现信息交互，其类型标识符与相 接 口方案，即单 向多路串行点对点链接的映射方 应的项 目是紧密联系的，是一种严格的 “标准化” 式，描述 了间隔层与过程层通信服务的映射 。 报文传输应用。在通用数据段部分，IEC61850—9— 各层要求是： 1与IEC60044—8中规定的数据帧内容是一致的， 1)物理层：对于合并单元与二次设备连接的 主要包括i相电压和三相电流、相电压和相电流的 网络，若采用光纤传输，则使用 IEEE802．3中定