IEC61850培训

单击此处编辑母版标题样式数字化变电站技术培训黄伟江苏方天电力技术有限公司数字化变电站技术培训数字化变电站概述31IEC61850标准在圆石变中应用33IEC61850标准介绍2数字化变电站改造方案34数字化变电站技术培训1数字化变电站概述数字化变电站技术培训变电站技术发展状态常规变电站存在的问题：•信息难以共享；•设备间不具备互操作性；•系统集成、可扩展性差；•系统可靠性受二次电缆影响；数字化变电站技术培训变电站技术发展状态新技术对变电站自动化系统发展的影响：随着非常规互感器、IEC61850标准、网络通信技术及智能断路器等新技术的发展，对常规变电站系统应用“瓶颈”带来了技术上的突破。数字化变电站技术培训《国家电网公司“十一五”科技发展规划》，电网自动化技术为提高电网运行管理控制水平的六个重点技术领域之一。数字化变电站技术则是电网自动化技术的五个主要研究课题之一。通信、计算机、测控保护等技术的发展，已经为数字化变电站的形成奠定了充实的技术基础。特高压、大容量、超大规模电网的逐渐形成，对电网安全、稳定、可靠、控制、信息交互等提出了更高的要求数字化变电站技术培训整个变电站系统应是全部数字化实现和集成。变电站内各个设备采用统一的IEC61850标准，实现互操作性使用智能的一次设备，而传统的一次设备均应具备智能接口，使用统一的通信标准，而非直接输出传统的电压，电流，接点等复杂非统一的接口。采用现代通信技术，使用通信媒介替代传统的电缆，分层组网使变电站层次结构关系得以简化，降低二次系统的复杂性。利用网络通信技术，实现跨变电站，区域电网的保护和自动协调控制数字化变电站技术培训数字化变电站定义?未有非常明确的定义，但核心两方面：变电站采用统一的通信标准一次设备的智能化【IEC61850标准＋电子式CTPT互感器】分两部分介绍数字化变电站技术培训数字化变电站结构智能化设备的出现正改变着变电站自动化系统的物理结构。数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备。在逻辑结构上根据当前数字化变电站使用的IEC61850通信协议的定义，可分为三个层次，分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”。数字化变电站技术培训数字化变电站体系结构过程层间隔层站控层数字化变电站技术培训常规变电站与数字化变电站结构图对比数字化变电站技术培训数字化变电站相关设备1）过程层设备：非常规互感器；合并单元；智能终端；智能开关。2）间隔层设备：保护与测控装置；电能计量；交直流与消弧线圈；光纤交换机。3）站控层设备：数字化变电站综合自动化系统数字化变电站技术培训数字化变电站特征“一次设备数字化、二次设备网络化、通信接口标准化”是数字化变电站与传统变电站的主要区别。技术特征：•数据采集数字化•系统分层分布化•系统结构紧凑化•系统建模标准化•设备检修状态化•设备操作智能化数字化变电站技术培训不同点：传统电磁式互感器被非常规互感器代替。设备间信息传输方式以网络为主，传统的控制电缆、CT电缆和PT电缆等硬接线被网线、交换机、路由器构建的网络所取代一次设备、二次设备接口数字化装置逐渐小型化，向保护、测控、计量装置一体化过渡，减少站内二次设备数量，系统整合为一。二次回路接线简洁，便于排查与检修。一二次设备的小型化与精简化，减小变电站占地面积数字化变电站与传统变电站比较数字化变电站技术培训相同点：与传统站相比较，数字化变电站内设备其保护原理、内部算法、逻辑并没有发生根本改变，只是在采样数字化、通信介质网络化、通信接口标准化改变带来了变电站自动化系统可靠性的提高。数字化变电站特征数字化变电站与传统变电站比较数字化变电站技术培训2IEC61850标准介绍数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训•历•史•过•程数字化变电站技术培训IEC61850是国际电工委员会TC57制定的《变电站通信网络和系统》系列标准，为基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准，也是国家电力行业相关标准的基础。（DL/T860）IEC61850规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言，使不同智能电气设备间的信息共享和互操作成为可能。IEC61850标准数字化变电站技术培训控制中心1控制中心2变电站电力通讯网络风力发电水电厂配电能源国际电力通信标准数字化变电站技术培训IEC61850标准的目标互操作性一个或几个厂家的IED可以互相交换信息并将该信息作为自己的功能使用的能力。自由配置长期稳定性标准应该支持不同的机理并允许功能的自由分配。标准应该是充分考虑未来技术发展的，也就是说它应该能够跟上通讯技术的进步以及系统扩容的要求。数字化变电站技术培训•以太网统一工业领域，在电网中垄断地位确定，信息技术飞速发展•借鉴了控制领域（MMS)计算机软件领域，网络领域的经验•成本更低（初期投入可能更大，但后期维护以及系统集成将更为简单）节约投资成本•计算机技术的发展（面向对象思想、ASN.1/XML异构信息集成技术）•随着电压等级升高，信息量越来越大，对电力通信性能提出更高的要求•IEC61850能达到4MSVS传统硬接线8Ms•有UCA2在美国（1993）的使用10年基础•有利于实现设备互操作，全球统一变电站通信标准•独立于设备商，集成中客户采购不受约束•有利于电网安全•顺应了未来的电力、网络与信息技术发展数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训故障率下降安全性能得以提高数字化变电站技术培训•在制定IEC61850标准的过程中，在美国、德国、荷兰等国都有示范工程，用以验证标准，通过实践反过来又会促进标准完善。2003年在意大利TERNA变电站SIEMENS、ABB、ALSTOM已经实现了互操作，2004年国外大公司开始纷纷正式推出符合IEC61850标准的产品。•1）2000年SIEMENS、ABB、ALSTOM实现间隔层设备和控制层设备的互操作•2）2001年SIEMENS、ABB、ALSTOM实现同层之间（GOOSE）通信的互操作•3）2002年SIEMENS、ABB、ALSTOM实现由KEMA认证的采样值传输的互操作•4）2003年SIEMENS、ABB、ALSTOM实现在意大利TERNA变电站示范工程的互操作•5）2004年推出第1个正式产品，更多的试点工程•6）意大利的TERNA变电站基于IEC61850的SICAS示范工程•7）德国RWE的RHEINBRAUN新变电站GARZWEILER示范工程•8）德国RWENETAG讨论示范工程•9）西班牙的REDELECTRICASIGRES工程•10）西班牙的IBERDROLAINTERUCA•11）英国MGCSICAP工程•12）荷兰TENNET工程（正在研究）•13）荷兰NUON工程（正在研究）•14）美国OMAHAPUBLIC工程，宣称UCA.2IED巳不适用•15）美国AEP称IEC61850标准发布，仅采用IEC61850产品•16）加拿大HYDROONE计划建设一个IEC61850产品的变电站数字化变电站技术培训2004年9月巴黎IEC61850国际展示会议15家厂商产品互连数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训•61850出现的主要原因：•嵌入式以太网技术使得变电站内设备装置具有了更强大的通信能力与网络访问功能，使得用更高速与安全的以太网通信代替串口通信成为可能•不同厂家的设备，采用不同的嵌入式系统、不同的编程语言，数据库、构成“信息孤岛”现象，需要一个有效的异构信息解决方案——IEC61850标准是变电站内异构信息集成方案•设备互操作问题是关键厂商规约加密/客户设备采购受限/系统集成困难•需要一个统一的国际标准•iec61850变电站内调度端iec61970异构集成数字化变电站技术培训IEC61850标准体系基本原则Part1GlossaryPart2基本要求Part3系统项目管理Part4通信要求Part5变电站自动化配置Part6基本通信结构Part7Part9过程层测量采样值映射Part8一致性测试Part10映射到以太网映射到MMS与以太网数字化变电站技术培训第二部分IEC61850标准的主要内容标准有10部分6789部分为主要部分第6部分基于XML的配置第7部分数据逻辑节点公共数据类第8部分映射到MMS标准第9部分采样报文数字化变电站技术培训IEC61850主要内容介绍•抽象建模（逻辑节点、自描述、数据集）•ACSI映射•一致性测试数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训通信模型的一致性规范使得设备之间互操作相互理解成为了可能PhysicalDevice(networkaddress)LogicalDevice(e.g.Relay1)MMXU1MMXU2MXMXAVLogicalNodesFunctionalConstraint“MMXU2$MX$A”=Feeder#2CurrentMeasurements数字化变电站技术培训Relay1/GGIO1$ST$Ind1$stVal逻辑设备逻辑节点功能约束数据数据属性例子：LD0/MMXU1/MX/Hz/mag/f频率功能约束：MXSTCORPSESGDC数字化变电站技术培训•面向对象思想•逻辑节点面对设备功能•数据的规范标准化•87个逻辑节点•保护功能类、测量类、控制等•PTOC过流保护MMXU测量RREC重合闸•自定义扩展数据与标准协调数字化变电站技术培训逻辑节点•LSystemLN(2)•PProtection(28)•RProtectionrelated(10)•CControl(5)•GGeneric(3)•IInterfacingandarchiving(4)•AAutomaticcontrol(4)•MMeteringandmeasurement(8)•SSensorandmonitoring(4)•XSwitchgear(2)•TInstrumenttransformers(2)•YPowertransformers(4)•ZFurtherpowersystemequipment(15)•例子:•PDIF:差动保护•GGIO:通用输入输出开关量•CSWI:开关控制•MMXU:测量量数字化变电站技术培训•PTOC1$CO$Mod$ctlVal控制型定值表示过流I段保护投退•PTOC1$ST$Mod$stVal表示过流I段保护投退状态•PTOC1$ST$Op$general表示过流I段保护动作•PTOC1$ST$Op$t表示过流I段保护动作时间•PTOC1$CO$ExVolMod$ctlVal控制型定值表示过流I段电压闭锁投退•PTOC1$CO$DirMod$ctlVal控制型定值表示过流I段方向闭锁投退•PTOC1$SE$StrVal$setMag$f保护电流定值•PTOC1$SG$MinOpTmms$setVal保护时间定值•PTOC1$DC$NamPlt$dPTOC1描述•由于IEC61850标准中数据规范尚不完善，如电压闭锁并未定义，所以按规定自行扩展，扩展变量前加Ex，以ExVolMod电压闭锁表示。CO、ST、SE、DC分别表示数据为控制型、状态型、可修改定值型、描述型。数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训数字化变电站技术培训数据、功能和通信分开，不再面向通信数据包作规定，而是面向了数据和功能的定义，不存在IEC61850的通信数据包结构定义；具体的实现通过底层的应用层映射实现，底层的应用层可以是多种的（尽管目前的IEC61850仅规定了MMS的SCSM映射方式）,这样就可能实现跨通信结构平台的通信规约，不再局限于固定的通信栈结构。规约的设计采用了面向对象的设计方法,层次化的数据结构使数据的维护简单明了，克服了以往采用点表罗列方式带来的困难。数字化变电站技术培训数据