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变电站通信标准向IEC 61850的过渡.doc

变电站通信标准向IEC 61850的过渡

可以量化的经济学
2013-05-22 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《变电站通信标准向IEC 61850的过渡doc》,可适用于工程科技领域

变电站通信标准向IEC的过渡中国电力网年月日:来源:  点击直达中国电力社区    摘要:IEC是“变电站通信网络和系统”的系列国际标准代表了变电站自动化系统(SAS)的最新发展方向。目前广泛应用的变电站通信协议主要是IEC因此如何从该协议逐步过渡到IEC是一个现实的课题。本文简要分析了IEC和原有协议之间的异同并以IEC规约向IEC标准过渡的一个实例提出了一种过渡期的解决方法。关键词:IEC标准EC规约互操作中图分类号:TM文献标志码:B文章编号:()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。在IEC制定之前变电站中广泛使用了如IEC等协议标准。在过渡到IEC系列标准的过程中必然有一个新旧标准混用的过程。如何从原有标准过渡到基于IEC的新标准是当前变电站自动化(SA)工程领域的一个现实问题。IEC和原有的通信协议之间的差异在IEC之前IECTC为了适应电力系统自动化的需要制定了一系列传输规约即IEC系列随后又制定了个配套标准即IEC、、和。IEC是继电保护设备信息接口配套标准。在这个标准制定出来之后在变电站内部的继电保护设备(或者间隔单元)与控制系统之间的信息交换主要采用规约。IEC和原有的标准(主要指规约)之间存在许多差异较重要的是以下几个方面:体系结构不同IEC为SA应用定义了ACSI(抽象通信服务接口)然后将该接口映射到特定应用层标准(SCSM:特定通信服务映射)从而将SA应用与具体通信方式加以隔离可以适应通信网络技术的快速发展变化而不影响到变电站自动化应用。目前IEC以通信协议制造业报文规范(MMS)作为应用层标准但并不排除制订新的应用层标准而SA应用可以保持不变。IEC虽然可采用光纤传输但也考虑了传统的串行通信技术(如EIARS)为保证快速的通信响应时间采用了EPA(增强性能结构)即采用在数据链路层之上直接建立应用的方式。建模方法不同IEC采用了面向变电站对象建模的方法对变电站自动化通信系统及相关设备、功能和数据进行建模并用统一建模语言UML进行了描述。所建立的模型主要有变电站模型、IED产品模型、通信系统模型及相关的建模冗余。其中IED产品的建模又逐级分解为IED访问点服务器逻辑装置逻辑节点数据数据属性。IEC系列标准是远动系统数据传输的通用标准适用于电力系统自动化各种应用不是专门为变电站制订的。IEC协议是该系列标准针对变电站的特定信息的伴随标准因此并未对变电站的对象和功能详细建模主要针对继电保护设备(或间隔单元)应传输的信息定义了接口规范。俗称是面向数据点的。内容涵盖范围不同IEC是包括了变电站自动化系统的有关系统需求、系统建模与设计、配置描述、工程和管理等整个系统生命周期要求的完整标准。而IEC不是专门针对变电站自动化系统的内容远没有IEC全面IEC主要是一种信息接口标准。IEC到IEC的转换示例SAS从原有通信标准逐渐过渡到IEC必定有一个过程因此在相当一段时间内会有符合IEC和非IEC的IED共存于一个变电站自动化系统内的情况。一般可以考虑的过渡策略是通过如图所示的IEC网关代理对站内非IEC的IED进行转换统一对外提供IEC服务。由于目前采用IEC规约的IED大量存在因此本文主要讨论IEC规约过渡到IEC。实现过渡的这个网关代理应该包括以下内容:图IEC网关代理#根据IEC将IEC中定义的服务对应到IEC中定义的ACSI。#根据IEC和IEC将IEC中定义的应用服务数据单元中的数据对应为逻辑节点和数据对象。IEC规约定义了两种信息交换方法:一种方法是基于严格规定的应用服务数据单元(ASDU)和标准化的报文传输应用过程另一种方法是采用通用分类服务可以传输几乎所有可能的信息。在年颁布实施国家电力行业标准DLT(基本等同IEC规约)中明确定义了继电保护信息的交换必须尽可能采用基于严格规定的应用服务如果不能完全满足要求应采用通用分类服务来实现。标准同时针对国内已经生产的保护设备在硬件方面改动比较困难较难适应通用分类服务的情况专门定义了保护信息的专用范围以供采用。所以虽然各个IED生产厂商都采用IEC规约但对某些具体应用各有不同处理方式。由于两种标准差异很大且规约的实现差异也很大IEC规约到IEC的转换无法做到只用一个模式除了针对共同的部分给出一个对应规范其它部分则需要具体的问题具体分析。在IEC规约中控制系统对保护信息的需求主要集中在保护设备的动作信息、定值、保护测量值、遥信、遥测、遥控、扰动数据等上也就是说控制系统对保护设备的访问基本上是以数据和控制操作为基础的而这些服务对应于IEC的ACSI则可以对应于数据类模型、数据集模型、控制模型以及文件传输的信息模型。在继电保护中保护设备主要实现的任务就是数据的采集和逻辑判断因此在实际中可以把一个保护设备建模成一个逻辑设备。在每一个逻辑设备中都有两个基本的逻辑节点LLN和LPHD在每一个逻辑设备中它们都是唯一的。在IEC中保护和保护相关功能是建模在各个相关的逻辑节点中的因此可以分为以下几个方面来建模:#距离保护:采用距离保护节点PDIS来建模#过流保护:采用瞬时过电流保护节点PIOC和定时过电流保护节点PTOC来建模#变压器差动保护和线路差动保护:采用差动保护节点PDIF来建模#遥测:在IEC规约的一个ASDU中保护设备上传的遥测量可以有多个模拟值对应于IEC中的MMXU逻辑节点或者GGIO逻辑节点#遥信:遥信(状态量)采用通用IO节点GGIO来建模#遥控:在IEC中遥控的功能是由断路器控制命令来完成的对应于IEC中定义的开关控制CSWI逻辑节点来建模#扰动数据:在保护扰动数据传输过程中扰动数据包括扰动值(模拟量)和二进制值(信号状态)两部分对应于IEC中的RADR和RBDR两个逻辑节点RADR逻辑节点建模模拟通道而RBDR则建模二进制通道。结论综上所述在相当一段时间内将有很多采用IEC的IED与采用IEC的IED在一个SAS内共存的情况探讨技术上实现的策略是一个非常现实问题。本文提出了一种解决方案可以部分解决这一问题。由于两种标准差异巨大也由于其它种种原因不同厂家对该协议的实现千差万别无法保证一致性。即使全部采用IEC不同厂家的(甚至同一厂家的不同种类的)IED之间互操作也非常麻烦。即使将来完全过渡到IEC由于保护原理的发展和实现技术的进步未来是否会出现今天IEC应用的情况也未可知。这有待于标准的持续修订对可扩充部分加以详细限制以及技术人员的不懈努力。参考文献IECCommunicationNetworksandSystemsinSubstationsIEC远动设备及系统第部分:传输规约继电保护设备信息接口配套标准任雁铭,秦立军,杨奇逊IEC通信协议体系介绍和分析电力系统自动化,,():廖泽友,蔡运清IEC和IEC协议应用经验电力系统自动化,,():朱炳铨,任雁铭,姜建宁,等变电站自动化系统实现IEC的过渡期策略

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