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1、IEC61850在变电站自动化系统中的实际应用分析现代变电站自动化系统在构建数字化电力网络管理系统的过程中需要新型的信息架构进行支持，以实现将监控、保护与自动化系统等前、后台信息连接成为一个整体，从而保证电力系统能够安全、高效的运行。IEC61850使用面向对象的建模方法，使用抽象、分层映射技术，利用规范、统一的管理和测试方式保证其能够实现数字化管理目标。其不但能够很好的适应变电站自动化内部的网络通信，而且能够广泛的应用于配电自动化、电能计量系统、电厂自动化系统、新能源发电系统。但是，当前IEC61850标准在部分变电站自动化系统中的应用还存在一些问题，例如标准普及性、工业应用研究或者新型设备
2、的开发等，急需在具体的实践研究中予以解决。 1、IEC61850标准 1.1 架构模型 IEC61850最主要的目的在于保证设备与系统之间能够高效率的进行通信，并保证其具有良好的互操作能力。为实现该目的，在设计的过程中考虑到电力系统与变电站综合自动化实际需求，提出了一个具有长期适应性、独立而容易接受的标准架构模型。其核心为一个普通的自动化系统， 主要包括信息模型和抽象通信服务接口，使得各个子系统能够利用抽象通信服务接口进行信息传递。IEC61850标准对变电站内信息传输需要的通信服务进行了总结，设计了与网络应用层协议相独立的抽象通信服务接口ACSI。在EC61850-7-2当中，为了能够提供对
3、应的通信服务模型，还建立标准的通信服务器模型、 逻辑设备模型、 逻辑节点模型、 数据模型以及数据集模型等。客户利用ACSI，将专用通信服务映射至使用的具体协议栈中实现通信，形成对应的通信报文规范。 1.2 域模型 针对变电站的综合自动化模型来讲，IEC61850标准定义了超过80个逻辑节点模型， 将几乎所有变电站的功能系统界面都囊括其中。区域模型包含了二次系统模块，例如断路器倒闸操作规范、一次设备的实际模拟等。同时，逻辑界面还包含各种程序信息、资产智能鉴定与描述的相关信息、参数等。 1.3 通信网络 变电站的自动化通信方式类型丰富，包括串行总线、现场总线、工业以太网络技术等方式，其性能差异较大
4、，当前主要使用现场总线技术，且其发展较为成熟。IEC61850标准推荐在在变电站的自动化系统构建过程中，可以在间隔层使用工业以太网络技术，而在物理层和数据链路层则使用IEEE80213通信协议，在网络层与传输层使用TCP/IP。通过这种方式，能够显著改善应用层的数据传输可靠性，并提供传输速率为10M-100M的通信信息流量，保证了系统通信的稳定性与实时性。变电站层及间隔层使用了ACSI，并在间层与过程层之间实现了从单点向多点进行单向传输的信息传递方式。 2、IEC 61850标准应用过程中存在的主要问题 IEC 61850标准在技术上的先进性毋庸置疑，但是变电站的自动化通信是一个复杂化、系统化
5、、综合性能极强的工程，在具体的操作过程中会受到诸多因素的影响。因此，IEC 61850标准自身也在应用的过程中不断的改善，并取得了较为明显的进步。当前，模型主要考虑IED的通信可见特点，并没有对IED内部的具体设计进行过多的涉及。因此，IEC 61850应用于实际工程仍有许多工作有待深入研究。 在数字化变电站自动化系统的应用和改造过程中，相关标准还存在着一些遗留问题，主要包括： （1） 变电站中遗留的一些系统并不能很好的支持IEC 61850标准的应用，这给标准化改造带来了一定的难度； （2） 变电站中部分遗留的IED不支持IEC 61850标准的通信接入； （3） 需要改造的遗留系统中相关通
6、信网络如何进行有效处理； （4） IEC 61850标准对部分信息模型的定义并不完全规范、完整； （5） 在实际的应用过程中需要使用科学的开发方式来构建自动化系统； （6） 变电站中的应用系统数目较多，如何在数字化改造过程中消除其中可能存在的信息孤岛，实现信息的充分利用与整合，将是IEC61850标准应用过程中需要解决的关键问题。 上述问题主要是旧有的变电站系统遗留问题，需要在IEC61850标准的应用推广过程中予以解决。使用基于IEC 61850标准进行变电站自动化系统的改造是必然的趋势，因此必须结合实际情况对这些问题予以解决。 3、IEC 61850标准在变电站自动化系统中的具体应用 3.
7、1 IEC 61850服务器网关的实现 为了增加IEC 61850标准在新站与改造站等不同场合的应用，最大程度的实现不同厂家、支持不同标准的自动化系统能够相互兼容，同时为了实现为网调、主站等提供标准转出，例如IEC 61850转出、IEC 60870-5.103标准等，可以在变电站的自动化系统中使用四方公司生产的基于IEC 61850的服务器网关CSCl336，其结构如图1所示。 与CSC1326相比，基于IEC 61850的服务器网关CSC1336的主频更高，且具有更大的内存与容量，可以同时在不同类型的操作系统下使用，具有较高的通用性，能够为新建站、旧改造站提供通信服务架构支撑。 3.2 数
8、字化变电站同步系统设计 使用网络通信能够更好的为数字化变电站进行信息传递，所以对变电站自动化系统进行网络化改造将是未来发展的趋势。当前，IEC61850标准不但提出了网络通信及对应的模型的相关要求，而且还建立了相应的时间模型与同步系统结构。另外，利用SNTP和IEEE1588的信息同步机，可以基于数字化变电站的基本结构特点以及IEC61850标准的基本要求，对数字化变电站的同步系统进行规划设计。 3.3 过程总线精确同步系统设计 （1） 系统架构 基于IEC61850标准的系统架构可以将更多动态的信息汇集到服务层，保证所有的终端用户能够进行信息共享，保证该部分信息的实时性，并使得冗余信息数据量下降。 （2） 系统无缝集成 针对各个子系统建模，并利用SCL语言为各子系统建立信息交互。在运行和维护的过程中，基于IEC61850标准的系统实现了各子系统的集成，数据相互统一，有利于电力系统的整体运行与维护，实现各设备功能鉴定、运行状态监控、系统在线诊断等功能。应用IEC61850标准还为变电站及整个电力自动化系统提供了全新的通信系统架构，为不同厂商生产的IED系统设备提供了无缝集成的途径，有利于子系统的兼容。