IEC61850通讯规约在农村变电站自动化系统中的应用-农业工程学报.doc

IEC 61850通讯规约在农村变电站自动化系统中的应用 王其红1 史丽萍1※ （1. 常州信息职业技术学院自动控制系，常州 210042； 1※. 中国矿业大学信电学院，徐州 221008） 摘要：农网变电站自动化是整个电网自动化中非常关键的一环。IEC61850是变电站自动化系统通讯的国际标准，它代表了变电站自动化未来的发展方向。本文详细分析了IEC61850标准的网络分层、面向对象的数据对象统一建模、数据自描述和抽象通信服务映射等主要技术特点,给出了农网变电站自动化中IEC61850标准实现的思路和方法。讨论了建模的方法及对IED的具体数字建模。 关键词：IEC61850标准；智能电子设备（IED）；公共数据类（CDC）；抽象通信服务接口(ACSI)；特殊通信服务映射SCSM；可扩展标记语言XML；逻辑节点；建模 中图分类号： 文献标识码：A——理论与应用研究学术论文 文章编号： 0 引 收稿日期：2007-12-01 修订??期：2007-12-10 第一作者：王其红（1956—），女，汉族，常州信息职业技术学院自动控制系，副教授,主要研究方向：计算机应用 ※通讯作者：史丽萍（1964－），女，汉族，中国矿业大学信电学院，博士，教授，博士生导师。主要研究方向：电力系统自动化。 言：农网变电站在电网中有着非常重要的地位。变电站自动化是整个电网自动化中非常关键的一环。变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平，近几年来，在农村电网改造与建设中大量的变电站采用了自动化技术实现无人值班，大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可靠性，降低了变电站建设的总造价。IEC61850标准就是在充分考虑上述变电站自动化系统的功能和要求，特别是互操作性要求的基础上，制定的变电站内通信网络与系统的通信标准体系。它采用分层分布式体系、面向对象的建模技术，使得数据对象的自描述成为可能，为不同厂商的IED实现互操作和系统无缝集成提供了途径。 本文介绍了在农网变电站自动化中为了使通信网络符合IEC 61850标准而进行的最基础的工作——对IED（智能电子设备）进行了信息分层的建模，并就逻辑节点之间的信息传输进行了动态分析，用面向对象的思想建立的信息模型，使用面向对象的程序开发语言来实现。只有进行了此步骤，才能在系统中才能符合IEC 61850标准通信标准体系。 1 农网变电站自动化系统新的通讯规约——IEC61850 IEC 61850标准具有许多独一无二的特征，其中的一些对于变电站自动化系统的发展有着巨大的影响。我们列出一些主要特征如下[1]： 1.1 面向设备,面向对象建模： IEC61850 标准采用面向对象的建模技术，定义了基于客户/服务器结构数据模型。每个 IED 包含一个或多个服务器，每个服务器本身又包含一个或多个逻辑设备。逻辑设备包含逻辑节点， IEC 61850 体系把应用功能分解为最小的实体逻辑节点 ，逻辑节点用于通信；根据各个逻辑节点的功能，每个逻辑节点由具有特定数据属性的数据组成； 数据和数据属性代表的信息通过特定的服务进行交换；一个逻辑节点聚合多个数据对象，建立起特定的功能。例如图1 为数据建模的结构 图1数据建模的结构 Figure 1 Data Model 1.2 使用分布、分层体系：提出了变电站内信息分层的概念，无论从逻辑概念上还是从物理概念上，都将变电站的通信体系分为 3 个层次，即变电站层、间隔层和过程层，并且定义了层和层之间的通信接口[2]。如图2 图2变电站分层体系结构 Figure 2 . IEC 61850 Substation Architecture 1.3 面向应用开放的完善的自我描述：EC61850 标准所采用的面向对象的数据自我描述方法在数据源就对数据进行自我描述，传输到接收方的数据都带有自我说明，不需要再对数据进行工程物理量对应、标度转换等工作，可以马上建立数据库,使得现场验收的验证工作大大简化,数据库的维护工作量大大减少[3] [4]。 1.4 使用抽象通信服务接口(ACSI)、特殊通信服务映射SCSM技术： ACSI独立于具体的网络应用层协议，与采用的网络无关。考虑到 TCP/IP、OSI、现场总线等各种各样的通信系统已经建立起来，IEC61850标准引入了特殊通信服务映射 SCSM。SCSM 将抽象通信服务接口定义的服务、对象和参数映射到 MMS、FMS、DNP 或 IEC60870-5 等应用层。 1.5 采用XML的配置技术：变电站配置语言SCL(Substation Configuration Language)就是IEC61850用来描述与通信有关的智能电子装置的配置和参数,通信系统配置、开关间隔