基于IEC61850的变电站自动化系统的研究胡巨1.PDF

2005 第十届全国保护和控制学术研讨会 基于 IEC61850的变电站自动化系统的研究 1 1 2 2 巨 ，高新华 ，陈茂英 ，魏宜华 1．广东电网公司电力试验研究所，广州 510600；2．广东电网公司顺德供电分公司，广东顺德 528300） 摘要 国际电工委员会推出的变电站通信体系 IEC61850 是将来电力系统无缝通信系统体系标 准的基础。本文介绍了 IEC 已制定关于变电站自动化系统的通信网络和系统的国际标准 IEC61850 的主要内容，探讨了基于XML 的传统远动规约 101 和61850 的远动协议转换方法。 对于了解变电站自动化技术发展的国际趋势和研究开发新系统具有指导意义。 关键词 变电站自动化；IEC61850 ；智能电子设备；XML 0 引言 以微机监控技术为主的变电站自动化系统(SubstationAutomation System，以下简称SAS)于20 世 纪80 年代后期在国内外得到了快速发展[1][2]，并出现了无人值守变电站。但是随着SAS 的大量使用和 推广，人们发现已有系统暴露出许多弊端：如各厂家SAS 体系结构不统 ，设备间通信协议和接口自成 体系，给同 厂家不同期产品维护带来困难，使得不同厂家设备间的互操作性不易实现；间隔层的网络 通讯技术不统 ，采用Canbus、Lonworks 等现场总线、以太网、串行总线等网络技术，这样在通讯链路 和协议上造成不同厂家设备间互操作性差、兼容性差。这些问题给SAS 的设计、集成、测试、后期维护、 升级带来了很大的困难。 根据技术发展的需要，国际电工委员会第 57 技术委员会 IECTC57 制定了变电站通信网络和系统标 准体系――IEC61850 标准，该标准具有信息分层、面向对象数据统 建模、采用映射的方法和具体网络 独立等特点，在2000 年SPAG 会议上被确定为无缝远动通信系统传 协议的基础。 本文介绍了IEC 已制定关于变电站自动化系统的通信网络和系统的国际标准IEC61850 的主要内容， 同时，探讨了基于XML 的传统远动规约101 和61850 的远动协议转换方法，为变电站自动化系统的互操 作性、可扩展性和高可靠性要求的实现提供了依据。 1 IEC61850 标准简介 1.1 变电站的体系结构 IEC61850 将变电站系统明确地划分为变电站 层、间隔层和过程层三层，给不同层间定义了清晰 的接口，变电站的体系结构如图1 所示。在变电站 层，与远动控制中心通讯有接口 7，与间隔层通讯 有接口1、6；间隔层内部有数据交换接口3，间隔 区之间有数据交换接口 8；过程层与间隔层之间交 换采样数据和控制数据有接口4、5。这种分层通过 抽象通信服务接口 ACSI）建立 个应用层上的抽 象模型，描述了各接口间的数据交换，给出了各种 图1 IEC61850 的体系结构 对像的统 逻辑模型。 440 胡巨等 基于IEC61850 的变电站自动化系统的研究 间隔层有IED 智能电子装置）组成，IED 之间通过以太网通信建立逻辑联系，根据分配的任务，由 IED 完成诸如控制、保护、计量、记录等功能。过程层由智能传感器、控制电路等构成的二次智能电子 设备组成，反映 次设备的状态、信号，实现 次设备控制。IEC61850 建议变电站间隔层采用工业以太 网技术，保证各层间能够高速地传 信息。 1.2 IEC61850 准的主要特点 1.2.1 信息分层 变电站通信网络和系统协议 IEC61850 标准草案提出了变电站内信息分层的概念，无论从逻辑概念 上还是从物理概念上，都将变电站的通信体系分为变电站层、间隔层和过程层3 个层次。IEC61850 的分 层模式与现有大多数变电站自动化系统不同，现有系统中过程层的功能都是在间隔层设备中实现的，于 是就没有独立的逻辑接口4 和接口5 了。随着光电 、电压互感器的使用，现代电力技术的发展趋势是 将越来越多的间隔层功能放下到过程层。可见IEC61850 是面向未来的开放式标准。 1.2.2 面向对象的数据对象统 建模 IEC61850 标准采用面向对象的建模技术