基于IEC61850的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文輝

摘 要：隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)最主要的目標(biāo)也就是要更好地實(shí)現(xiàn)四遙功能，在對(duì)IEC61850通信協(xié)議的使用中，對(duì)于變電站通信信號(hào)也就有監(jiān)控主站對(duì)相應(yīng)的信息進(jìn)行集中處理，也就實(shí)現(xiàn)了變電站無(wú)人值守和遠(yuǎn)程控制的目標(biāo)，這也就是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的使用目標(biāo)。文章針對(duì)IEC61850對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，通過(guò)更好地運(yùn)用IEC61850通信協(xié)議，不斷地完善變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：變電站；自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)；IEC 61850通信模式

隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展越來(lái)越復(fù)雜，人們對(duì)電網(wǎng)的要求也越來(lái)越高，對(duì)于電網(wǎng)的容量也越來(lái)越大，對(duì)于信息的傳輸成倍的增加，這樣就導(dǎo)致對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理要求不斷的提高，對(duì)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的傳輸要求和傳輸網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)也就是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)通信信息的保證。

1 變電站自動(dòng)化通信系統(tǒng)模型

對(duì)于IEC61850在變電站通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的使用，需要對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一創(chuàng)建，采用相對(duì)應(yīng)的面向技術(shù)和獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的抽象通信服務(wù)接口（ACSI），同時(shí)還要更好的支持TCP/IP協(xié)議，也就是表示對(duì)變電站通信系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)開(kāi)放的具有全面性的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信協(xié)議?？梢詫?duì)于各種變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行精確快速的收集信息，并有效對(duì)信息進(jìn)行處理，還要及時(shí)將收集的信息發(fā)送出去，更好的對(duì)這種通信信息進(jìn)行有效的處理。IEC61850也就是將變電站通信系統(tǒng)分為三層，其中包括變電站層、間隔層和過(guò)程層，在變電站層和間隔層我們可以采用網(wǎng)絡(luò)抽象通信服務(wù)接口（ACSI）映射到制造報(bào)文規(guī)范（MMS）和基于以太網(wǎng)或光纖網(wǎng)的TCP/IP協(xié)議。同時(shí)我們還要在間隔層和過(guò)程層之間的網(wǎng)絡(luò)采用的多點(diǎn)傳輸?shù)膯蜗騻鬏數(shù)奶W(wǎng)結(jié)構(gòu)。對(duì)于變電站中所有的通信功能中的自動(dòng)化設(shè)備也就是我們經(jīng)常說(shuō)的IED，IEC61850在標(biāo)準(zhǔn)的配置過(guò)程中，對(duì)變電站內(nèi)的IED也就會(huì)采用統(tǒng)一的協(xié)議，也就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換。

基于IEC61850通信協(xié)議對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)對(duì)象也就采用的統(tǒng)一的模型，IEC61850主要就是提供80多種邏輯的節(jié)點(diǎn)和相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)代碼，另外還會(huì)提供23個(gè)公共數(shù)據(jù)類型的CDC，對(duì)于相應(yīng)的含義也就包括變電站所有的功能和數(shù)據(jù)處理對(duì)象，提供了擴(kuò)展創(chuàng)新的邏輯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效的處理方法，同時(shí)也就采用相對(duì)自我的描述方法。同時(shí)也就采用了獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)抽象通信服務(wù)接口進(jìn)行設(shè)置，并支持TCP/IP協(xié)議，建立一個(gè)相對(duì)開(kāi)放的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信協(xié)議。變電站自動(dòng)化通信系統(tǒng)模型的體系和層次結(jié)構(gòu)的模型是不一樣的，變電站系統(tǒng)模型在相應(yīng)的使用中，在處理通信系統(tǒng)上不同區(qū)域信息的時(shí)候也就變現(xiàn)不同的電子設(shè)備，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分區(qū)進(jìn)行智能的配備，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中存在的處理設(shè)備進(jìn)行有效的處理。在對(duì)通信子網(wǎng)智能電子設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，但是并不具備物理特征，同時(shí)當(dāng)變電站設(shè)備要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的時(shí)候，所用的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)應(yīng)該對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行邏輯上的地址進(jìn)行處理，對(duì)于相應(yīng)的邏輯處理也就是要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)進(jìn)行不同屬性的測(cè)試，從而建立不同節(jié)點(diǎn)的服務(wù)器連接。

對(duì)于變電站通信系統(tǒng)中相應(yīng)處理的時(shí)候，通過(guò)對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)邏輯節(jié)點(diǎn)連接建立一個(gè)虛擬的模式，只要通過(guò)相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)也就可以有效的找到合理的鏈接方式，并且依然能夠建立與實(shí)際物理設(shè)備的有效關(guān)聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)也就是通過(guò)通信模型和變電站物理設(shè)備之間的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，對(duì)于多個(gè)子網(wǎng)也就可以運(yùn)行不同的通信協(xié)議，如果不同的通信設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)連接到一起，也就會(huì)允許相應(yīng)的設(shè)備對(duì)其中的設(shè)備進(jìn)行協(xié)議的使用。在變電站通信網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)路由器也就會(huì)實(shí)現(xiàn)不同信息子網(wǎng)的連接訪問(wèn)，對(duì)于一般情況來(lái)說(shuō)，在通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中要實(shí)現(xiàn)不同通信子網(wǎng)對(duì)服務(wù)器的訪問(wèn)，通常情況下對(duì)于通信子網(wǎng)的客戶端也就只有通過(guò)內(nèi)網(wǎng)連接相應(yīng)的服務(wù)器，也就不能對(duì)其他的鏈接進(jìn)行訪問(wèn)，我們這時(shí)候把路由器放到通信設(shè)備中也就可以有效的解決這種問(wèn)題，需要注意的就是路由器只允許網(wǎng)絡(luò)成的服務(wù)進(jìn)行訪問(wèn)。

2 基于IEC61850的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的建立，也就可以對(duì)不同的應(yīng)用程序進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，同時(shí)還可以對(duì)不同數(shù)據(jù)的從新使用和變更，使用信息的時(shí)候?qū)ψ冸娬咀詣?dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也就可以更好的提高電力的使用量，也能保證變電站的相關(guān)屬性?；贗EC61850也就可以對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行虛擬的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，有效的建立自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)其能夠保證系統(tǒng)的可靠性，可以有效的把變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)際設(shè)備虛擬建立集中的模型，在所用的單位進(jìn)行模型的節(jié)點(diǎn)處理，在對(duì)建設(shè)模型的對(duì)象描述中系統(tǒng)進(jìn)行不同的實(shí)體處理，對(duì)于它們當(dāng)中運(yùn)用的數(shù)據(jù)流動(dòng)的方式，有效的幫助我們更好的理解系統(tǒng)。

在對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，開(kāi)發(fā)商設(shè)計(jì)模型的時(shí)候要提供必要的通信設(shè)備，對(duì)相應(yīng)的特征進(jìn)行處理，以便進(jìn)行有效的交流，對(duì)數(shù)據(jù)處理來(lái)說(shuō)，其中數(shù)據(jù)邏輯節(jié)點(diǎn)XCBR1對(duì)應(yīng)的是變電站中現(xiàn)實(shí)設(shè)備的斷路器，通過(guò)相對(duì)應(yīng)的虛擬模型的建立方法對(duì)多個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行邏輯的設(shè)備設(shè)計(jì)，在對(duì)節(jié)點(diǎn)和功能處理時(shí)需要對(duì)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)服務(wù)，然后用SCL語(yǔ)言對(duì)上述建模生成的邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)信息進(jìn)行配置，與實(shí)際變電站設(shè)備信息關(guān)聯(lián)，使數(shù)據(jù)更真實(shí)和合理。

2.1 邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)建模

IEC61850-7-4中定義了約90種邏輯節(jié)點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于這些的邏輯節(jié)點(diǎn)也就覆蓋了大量的變電站和反饋設(shè)備等眾多的公共數(shù)據(jù)的應(yīng)用，對(duì)于每一個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)都要有效的代表特定的意義和若干數(shù)據(jù)成分，其中對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)通信節(jié)點(diǎn)的處理對(duì)其中的Pos中存放的數(shù)據(jù)是用來(lái)表示變電站設(shè)備的控制位置以及報(bào)告位置的狀態(tài)值。同時(shí)需要對(duì)應(yīng)的Mode中的數(shù)據(jù)表示與變電站設(shè)備功能相映射的邏輯節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前運(yùn)行的方式，一共有四種方式：開(kāi)、掛起、測(cè)試、關(guān)，在IEC61850協(xié)議中這些數(shù)據(jù)信息都具有特定的含義。

2.2 邏輯設(shè)備建模

對(duì)于變電站邏輯節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)不僅僅是要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的通信，還要更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之外的通信措施，將邏輯設(shè)備更好的加入到通信網(wǎng)絡(luò)中就可以解決邏輯節(jié)點(diǎn)外部的通信問(wèn)題，對(duì)這些數(shù)據(jù)邏輯設(shè)備的建立主要就是對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)的處理，控制變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備，同時(shí)對(duì)邏輯設(shè)備中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行歸納，總結(jié)節(jié)點(diǎn)的共有特征，對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行連接。對(duì)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能需求對(duì)邏輯設(shè)備進(jìn)行多種的連接，可以有效的對(duì)獨(dú)立的標(biāo)志進(jìn)行相應(yīng)的邏輯設(shè)備處理，不僅如此，對(duì)于變電站中物理設(shè)備的型號(hào)和工作的參數(shù)都要對(duì)信息的邏輯進(jìn)行認(rèn)識(shí)，物理設(shè)備中具有較高的邏輯處理能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

IEC61850是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中第一個(gè)完整建立的通信標(biāo)準(zhǔn)體系，也是對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)縫的通信技術(shù)體系進(jìn)行連接的必要設(shè)備，通過(guò)對(duì)變電站自動(dòng)化通信設(shè)備和模型的講解，更好的讓人們認(rèn)識(shí)IEC61850在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)IEC61850使用進(jìn)行舉例說(shuō)明，提高模型建設(shè)方法和實(shí)際建設(shè)功能的研究進(jìn)行分析，并對(duì)規(guī)約中的定義進(jìn)行有效的處理，歸納變電站中的控制中心的通信方法，更好的讓IEC61850標(biāo)準(zhǔn)化在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)獲得廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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