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IEC61850.ppt

IEC61850

鬼厉
2012-12-04 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《IEC61850ppt》,可适用于工程科技领域

什么是IEC?什么是IEC?IEC标准是由国际电工委员会(InternationalElectrotechnicalCommission)第技术委员会于年颁布的、应用于变电站通信网络和系统的国际标准。作为基于网络通讯平台的变电站唯一的国际标准变电站通信网络与系统协议体系IEC国际标准包含个部分!多页!满足变电站内各功能和和应用的要求:保护控制自动化测量监视和记录。支持与上述功能相关的更个任务:工程运行调试维护事件分析和安全。IEC标准的体系结构IEC标准的体系结构系统方面Part:介绍和概述Part:术语Part:总体要求Part:系统和项目管理Part:功能通信要求和设备模型抽象通信服务变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构Part:抽象通信服务接口(ACSI)Part:原理和模型数据模型变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构Part:兼容逻辑节点和数据类Part:公共数据类特殊通信服务映射(SCSM)Part:映射到制造商报文MMSPart:通过单向多路点对点串行通信连接模拟采样值Part:IEEE之上的模拟采样值配置Part:变电站中智能电子设备通信配置描述语言测试Part:一致性测试IEC的优势IEC的优势、用基于IEC的站层网络统一原来复杂的站层网络:保护装置信息输出由原来串口、总线、网口等全统一为网口数据规约统一为IEC去掉了保护管理机、规约转换和串口接入装置等设备测控装置的输出规约也统一为IEC之间的闸刀联闭锁用基于GOOSE的机制实现。、用基于IEC的过程层网络取代了原来的硬接线增加了交换机设备但大大较少了电缆和复杂的接线。、在今后的技术改造设备的更换只需修改配置文件网线一插就完成大大减少了技术改造的工作量和维护费用IEC的结构IEC的结构IEC把变电站分成三层即变电站层、间隔层和过程层其中变电站层包括监控设备、事件日志告警设备等间隔层包括继电保护设备、测控设备、向量测量设备等过程层包括智能开关和数字互感器。各层之间通过网络相互联系。过程层过程层过程层是一次设备与二次设备的结合面或者说是指智能化一次设备的智能化部分。过程层主要功能实时电气量检测主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测运行设备的状态参数检测与统计变电站需要进行状态参数检测的设备主要有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器、直流电源系统等在线检测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性以及工作状态等数据操作控制执行与驱动包括变压器分接头调节控制电容器、电抗器投切控制断路器、刀闸的合分控制直流电源充放电控制等间隔层间隔层间隔层设备主要功能汇总本间隔过程层实时数据信息实施对一次设备的保护控制实施本间隔的操作闭锁实施操作同期及其它控制功能控制数据采集、统计计算及控制命令的优先级承上启下的通信功能即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能站控层站控层站控层主要功能通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息不断刷新实时数据库按时登录历史数据库按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能具有站内当地监控、人机联系功能如显示、操作、打印、报警以及图像、声音等多媒体功能对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数变电站故障记录、故障分析和操作培训IEC的特点IEC的特点①.定义了变电站的信息分层结构  变电站通信网络和系统协议IEC标准草案提出了变电站内信息分层的概念将变电站的通信体系分为个层次即变电站层、间隔层和过程层并且定义了层和层之间的通信接口。②.采用了面向对象的数据建模技术  IEC标准采用面向对象的建模技术定义了基于客户机服务器结构数据模型。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。数据对象则是由数据属性构成的公用数据类的命名实例。从通信而言IED同时也扮演客户的角色。任何一个客户可通过抽象通信服务接口(ACSI)和服务器通信可访问数据对象。③.数据自描述  该标准定义了采用设备名、逻辑节点名、实例编号和数据类名建立对象名的命名规则采用面向对象的方法定义了对象之间的通信服务比如获取和设定对象值的通信服务取得对象名列表的通信服务获得数据对象值列表的服务等。面向对象的数据自描述在数据源就对数据本身进行自我描述传输到接收方的数据都带有自我说明不需要再对数据进行工程物理量对应、标度转换等工作。由于数据本身带有说明所以传输时可以不受预先定义限制简化了对数据的管理和维护工作。④网络独立性  IEC标准总结了变电站内信息传输所必需的通信服务设计了独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务接口(ASCI)。在IEC中建立了标准兼容服务器所必须提供的通信服务的模型包括服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型和数据集模型。客户通过ACSI由专用通信服务映射(SCSM)映射到所采用的具体协议栈例如制造报文规范(MMS)等。IEC标准使用ACSI和SCSM技术解决了标准的稳定性与未来网络技术发展之间的矛盾即当网络技术发展时只要改动SCSM而不需要修改ACSI。IEC系列标准是IECTC最新发布的变电站通信网络和系统的重要标准。该标准定义了变电站中的智能电子装置(IED)之间的通信以及有关系统需求主要目的是实现变电站自动化系统(SAS)中来自不同厂家的IED之间的互操作。变电站的电气专业大体可分为一次、二次系统。一次系统主要分为开关部分(配电系统)、变压器部分、无功部分、测量部分二次系统主要分为控制部分、保护部分、测控部分。发电厂和变电所的电气设备分为一次设备和二次设备。一次设备(也称主设备)是构成电力系统的主体它是直接生产、输送和分配电能的设备包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、电力母线、电力电缆和输电线路等。二次设备是对一次设备进行控制、调节、保护和监测的设备它包括控制器具、继电保护和自动装置、测量仪表、信号器具等。二次设备通过电压互感器和电流互感器与一次设备取得电的联系。一次设备及其连接的回路称为一次回路。二次设备按照一定的规则连接起来以实现某种技术要求的电气回路称为二次回路。二次回路的内容包括发电厂和变电所一次设备的控制、调节、继电保护和自动装置、测量和信号回路以及操作电源系统。电力系统还包括为保证其安全可靠运行的继电保护和安全自动装置,调度自动化和通信等辅助系统(又称二次次系统)。MMS的目的是为了规范工业领域具有通信能力的智能传感器、智能电子设备(IED)、智能控制设备的通信行为,使出自不同制造商的设备之间具有互操作性(interoperation),使系统集成变得简单、方便。MMS规范分为五部分即服务规范、通信协议、工业机器人通信规范、过程控制通信规范、数字控制通信规范。MMS的特点是通过使用MMS使工业系统具有互操作性和独立性。IEC简介目标IEC标准制定的目标IEC简介系统的构架-两级总线功能A功能B保护控制远程过程接口传感器操作机构高压设备保护控制变电站层间隔层过程层IEC简介系统的构架-逻辑接口功能B功能B保护控制远程过程接口传感器操作机构高压设备保护控制变电站层间隔层过程层IEC简介面向对象建模IED内部纵刨图IEC简介面向对象建模IED内部的树状图IEC逻辑节点类型分组:IEC逻辑节点类型分组:**IEC逻辑节点类型分组:*标准的内容定位:直流电源IEC工程应用数据模型本标准规定了变电站电源系统应用IEC标准时的总体建模原则、配置和通信服务功能要求规定了变电站电源系统中各部分的信息在实际工程应用中统一扩充的数据模型。*标准的技术总原则:)严格遵循IEC标准是IEC标准在变电站电源系统中应用的细化和补充。本标准补充规范了目前IEC标准中未对变电站电源系统定义的数据模型。)统一了IEC标准在电源系统中应用的兼容逻辑节点数据类的定义避免因各制造厂商数据模型不统一而引起的数据模型冲突避免因各种数据类型支持不同导致的实施困难。)以变电站用电源、直流操作电源、电力专用UPS、通信电源为对象在遵循IEC标准的基础上扩充定义了IEC标准未定义的电源系统在实际工程应用中需要实现的逻辑节点类型和逻辑节点类型中的数据对象。)对电源系统在实际工程应用中采用IEC标准已定义的逻辑节点类型也进行了规范。是变电站电源系统的全部对象按照IEC标准要求实现工程应用数据建模的完整规范。*建模的总体原则:电源系统的IED应用模型的总体建模原则配置工具、配置文件、配置流程通信服务功能均应符合《DLT系列标准工程实施技术规范》和《QGDWIEC工程应用模型》。*LD的划分:)逻辑设备建模原则应把某些具有公用特性的逻辑节点组合成一个逻辑设备。LD不宜划分过多。SGCB控制的数据对象不应跨LD数据集包含的数据对象不应跨LD。)kV及以下电压等级变电站的逻辑设备宜统一为一个。kV及以上电压等级变电站的逻辑设备的划分宜依据功能进行划分为多个。*LN类型的定义:)扩充统一只能是本标准的定义。)非扩充的执行IEC。*数据对象类型和数据属性类型的定义:)数据对象只能是本标准的统一定义。统一定义的数据类型中装置未实际映射的数据属性可不上送同时应在装置模型实现一致性声明文件中说明。)公用数据属性类型不允许扩充。*LN实例建模要求:)每个LD中采用GGIO建模的数据属性建在同一个LN实例中应按IndIndInd…AlmAlmAlmSPCSOSPCSOSPCSO…的标准方式实现。)所有充电模块和单体电池原则上分别只建一个LN实例。所有直流馈电单元、站用交流馈电单元、UPS交流馈电单元、INV交流馈电单元和通信电源馈电单元原则上分别只建一个LN实例。只有在需要按屏或组(套)标示时才可以按屏或组(套)建分别多个LN实例。数据建模的意义数据建模的意义对于一个变电站自动化系统来说它的核心是模型和服务服务是模型的扩展。实际的变电站中间隔层设备采用各式各样的数据模型(如协议、厂家协议等)数据模型和服务的不统一造成了设备间、设备和站层主控机间互操作的困难(接口服务的不统一是由模型不统一造成)给各种新式的自动化系统开发带来了技术难度大、投资费用高、重复建设等困难。对一个自动化系统按自己的方式建立模型之后需要购置或设计大量的模型转换器(即协议转换器)实现它与数据源(主要是不同厂商的间隔层设备)间可靠地、有效地通信这样将使应用系统开发的重点放在模型转换上IEC的通信过程IEC的通信过程对自动化系统或设备进行IEC建模后逻辑节点驻留在逻辑设备中逻辑设备驻留在变电站中的物理设备实体中。物理设备通过网络互联使得所有的逻辑设备间能建立起通信图所示逻辑设备通过数据引用方式获取其它逻辑设备中其所需要的数据。当然在实际的通信过程中一个逻辑设备中被某个逻辑设备订阅的同类型数据(连同数据引用名)将存入一个数据集对象中然后再通过接口服务传给订阅的逻辑设备。数据建模一般流程数据建模一般流程采用IEC的数据模型对变电站自动化系统进行功能分解建模将加快系统的构建。)对需求的应用系统进行功能分解并对功能分类如保护类、量测类、控制类等。)将一个功能实现为一个逻辑节点逻辑节点的建模按图所示。)将各逻辑节点分配到变电站不同的IEC逻辑设备中对于在已有逻辑设备中无法找到的逻辑节点将其实现在站层。)按照实际的逻辑节点建模建立SCL配置文件供自动化系统初始化使用。)进行编码工作实现自动化系统。建模实例建模实例IEC的数据模型可以通过多种方式实现在计算机程序下面以CC实现逻辑节点MMXU为例说明:classMMXU:publicLOGICALNODE{public:MMXU()virtual~MMXU()protected:commonLogicalNodeInformationINCModeModeINCBehBehaviourINSHealthHealthLPLNamPltNameplateMeasuredValuesMVTotWTotalactivepowerMVTotVarTotalractivepowerWYEAPhasecurrent…}这段代码就可以完成对遥测功能的建模类似的其它信息的建模可参考IEC对于标准中没有定义的数据对象我们可以按照标准的定义进行扩展。在完成逻辑节点的建模后就可以将变电站里所需的信息一一对应到逻辑节点中数据对象的数据属性下。说明说明广东变电站电源系统IEC工程应用数据模型对以下五大类作了比较详细的规范要求。直流操作电源部分交流不间断电源设备(UPS)逆变电源(INV)通信电源(DCDC)站用交流电源规范中都有较详细说明如需讲解配合word文档即可。个人总结个人总结会议上主要讨论了数据的定义方式及逻辑结点的划分同以前的纯数据名改为现在有意义的名称并对逻辑节点进行了功能划分看到一个数据能更直白的理解它是哪种参数跟同为面象对象语言的VC类与对象与对象属性的关系极为相似。规范中定义的UPS设备需监控的节点必须要全部包括IEC标准起草人估计会在半年左右发布(此标准在广东省内通用)我们提前知道标准对易事特还是有很利的。我国数字化变电站的建设我国数字化变电站的建设北京顺义KV变电站广西桂林KV变电站内蒙古杜尔伯特KV变电站江西外陈KV变电站江西董家窑KV变电站湖北横沟KV变电站云南晋城KV变电站内蒙包钢KV变电站云南翠峰KV变电站河北西地KV变电站河北高邑富村KV变电站山东青岛KV变电站无锡圆石KV变电站银川海宝KV变电站山东朱庄KV变电站四川南塔KV变电站辽宁盘锦三角洲KV变电站

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