IEC61850协议规范将是未来电力自动化范畴的全球仅有通讯规范,让我们一起来提早了解一下智能电网的“神经头绪”。
1.1 布景
20世纪90年代初期,SAS(分层分布式的变电站自动化体系)在电力体系逐渐得到推行和运用。由此而带来的问题首要会集在:
1、 二次设备之间互操作性差;
前期各厂家首要运用IEC60870-5-101/103、DNP3.0、私有协议等,设备之间无法互操作。
2、 信息难以同享。
变电站内的SCADA体系、毛病信息办理体系,电能计量体系,电能质量监测体系,一次设备的在线监测体系,各体系之间信息相对独立,难以同享,严峻阻止信息的有用使用。
3、 信息的可扩展性差。
通讯及嵌入式技能的开展迅猛,前期的协议不便于自动化体系的长时间运转和维护。
4、 二次电缆回路安全隐患多
惯例变电站很多选用电缆衔接带来安全隐患,以太网替代二次电缆是必然趋势。
IEC61850运用而生,其开展进程如下:
1994年德国国家委员会提出想象;
1995年IEC TC57为此成立了三个作业组(WG10/11/12);
1998年,IEC、IEEE、EPRI到达共同,由IEC牵头,以UCA2.0为根底拟定规范;
2002~2005年,IEC61850规范的各个分册连续公布并成为国际规范;
2004~2008年,我国电力规范委员会对IEC61850系列规范进行同步盯梢和翻译作业。
1.2 首要内容
IEC61850不止是一个通讯协议,还包含通讯网络功能、目标建模、体系和项目办理、共同性测验等多方面的规范要求。以IEC61850 V1示例阐明。
表1 IEC61850 V1体系阐明
IEC61850中心协议部分如下图1所示。
图1 IEC61850 中心协议体系阐明
图2 根据IEC61850的智能化变电站的体系图
IEC61850协议中心体系首要包含:SV协议、GOOSE协议、MMS协议。
SV协议:选用 “发布方—订阅者”形式。跟着电子式互感器工程化运用,一次体系的电压、电流被转换为数字信号,经过光纤或网络传递给二次设备,完成了一次和二次设备之间的电气阻隔。在智能化变电站中SV首要在距离层和进程层之间通讯,在完成上,直接将运用数据映射到数据链路层,对实时性要求极高。
GOOSE协议:选用“发布方—订阅者”形式。GOOSE选用网络信号替代了惯例变电站设备之间硬件线的通讯方法,在实践运用中首要传输维护跳闸等重要的实时性报文,能满意继电维护“可靠性、速动性”要求。在智能化变电站中GOOSE首要在距离和进程层之间通讯。在完成上,直接将运用数据映射到数据链路层,对实时性要求极高。
MMS协议:MMS协议是IEC61850中最为杂乱的协议集。MMS通讯选用客户端/服务器通讯形式,客户端一般是运转监控体系、控制中心等,服务器指一个或几个实践设备或子体系。如图1和图2所示,因为MMS协议现在首要运用在变电站层与距离层之间,在完成方法上经过TCP/IP协议栈,在实时性无特别要求。
1.3 运用展望
IEC61850第一版运用以来,已逐渐暴露了不足之处,该规范内容巨大,分为14个分册,规范页数到达1000页之多,描绘上不免呈现前后不共同的当地,各厂家有不同的了解和解说,导致设备间的互操作问题,阻止规范的推行和运用。
依照国际惯例,国际规范一般5年左右修订一次,至2007年起,IEC TC57 WG10作业组对第一版已开端进行修订,现在已发布第二版。
智能电网要求完成信息的高度集成和同享,选用共同的渠道和模型,以完成电网内设备和体系的互操作,这与IEC61850规范的规划思路是共同的。美国电科院和中国电科院都选取IEC61850规范作为智能电网建造的中心规范,该规范作为智能电网中衔接电力出产和消费环节的枢纽,必将担当起越来越重要的人物。
作为未来变电站自动化范畴的仅有国际规范,IEC61850必将对变电站自动化发生里程碑式影响。
周建功致远电子自主研制的E8000系列电能质量在线监测设备已首先经过开普实验室IEC61850通讯规约共同性认证。
图3 E8000电能质量在线监测设备
图4 开普实验室IEC61850通讯规约认证