欢迎您访问国际能源网!
客服热线:400-8256-198 | 会员服务 | 广告服务 |

国际电力网

电力行业专业的门户网站
您当前的位置: 电力网 » 智能电网 » 智能电网标准综合 » 正文

透过EC61850协议标准了解未来智能电网的“神经脉络”

国际电力网  日期:2015-06-16

IEC61850协议标准将是未来电力自动化领域的全球唯一通信标准,让我们一起来提前了解一下智能电网的“神经脉络”。

1.1 背景

20世纪90年代初期,SAS(分层分布式的变电站自动化系统)在电力系统逐步得到推广和应用。由此而带来的问题主要集中在:

1、二次设备之间互操作性差;

早期各厂家主要使用IEC60870-5-101/103、DNP3.0、私有协议等,设备之间无法互操作。

2、 信息难以共享。

变电站内的SCADA系统、故障信息管理系统,电能计量系统,电能质量监测系统,一次设备的在线监测系统,各系统之间信息相对独立,难以共享,严重妨碍信息的有效利用。

3、 信息的可扩展性差。

通信及嵌入式技术的发展迅猛,早期的协议不便于自动化系统的长期运行和维护。

4、 二次电缆回路安全隐患多

常规变电站大量采用电缆连接带来安全隐患,以太网代替二次电缆是必然趋势。

IEC61850应用而生,其发展历程如下:

1994年德国国家委员会提出设想;

1995年IEC TC57为此成立了三个工作组(WG10/11/12);

1998年,IEC、IEEE、EPRI达成共识,由IEC牵头,以UCA2.0为基础制定标准;

2002~2005年,IEC61850标准的各个分册陆续颁布并成为国际标准;

2004~2008年,我国电力标准委员会对IEC61850系列标准进行同步跟踪和翻译工作。

1.2 主要内容

IEC61850不止是一个通信协议,还包括通信网络性能、对象建模、系统和项目管理、一致性测试等多方面的规范要求。以IEC61850 V1示例说明。

表1 IEC61850 V1体系说明

 

 

 

 

IEC61850核心协议部分如下图1所示。

 

 

图1 IEC61850核心协议体系说明

 

 

图2 基于IEC61850的智能化变电站的体系图

IEC61850协议核心体系主要包括:SV协议、GOOSE协议、MMS协议。

SV协议:采用“发布方—订阅者”模式。随着电子式互感器工程化应用,一次系统的电压、电流被转换为数字信号,经过光纤或网络传递给二次设备,实现了一次和二次设备之间的电气隔离。在智能化变电站中SV主要在间隔层和过程层之间通信,在实现上,直接将应用数据映射到数据链路层,对实时性要求极高。

GOOSE协议:采用“发布方—订阅者”模式。GOOSE采用网络信号代替了常规变电站装置之间硬件线的通信方式,在实际应用中主要传输保护跳闸等重要的实时性报文,能满足继电保护“可靠性、速动性”要求。在智能化变电站中GOOSE主要在间隔和过程层之间通信。在实现上,直接将应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中最为复杂的协议集。MMS通信采用客户端/服务器通信模式,客户端一般是运行监控系统、控制中心等,服务器指一个或几个实际设备或子系统。如图1和图2所示,由于MMS协议目前主要应用在变电站层与间隔层之间,在实现方式上通过TCP/IP协议栈,在实时性无特别要求。

1.3 应用展望

IEC61850第一版应用以来,已逐步暴露了不足之处,该标准内容庞大,分为14个分册,标准页数达到1000页之多,描述上难免出现前后不一致的地方,各厂家有不同的理解和解释,导致设备间的互操作问题,阻碍标准的推广和应用。

按照国际惯例,国际标准一般5年左右修订一次,至2007年起,IEC TC57 WG10工作组对第一版已开始进行修订,目前已发布第二版。

智能电网要求实现信息的高度集成和共享,采用统一的平台和模型,以实现电网内设备和系统的互操作,这与IEC61850标准的设计思路是一致的。美国电科院和中国电科院都选取IEC61850标准作为智能电网建设的核心标准,该标准作为智能电网中连接电力生产和消费环节的纽带,必将担当起越来越重要的角色。

作为未来变电站自动化领域的唯一国际标准,IEC61850必将对变电站自动化产生里程碑式影响。

周立功致远电子自主研发的E8000系列电能质量在线监测装置已率先通过开普实验室IEC61850通信规约一致性认证。

 

 

图3 E8000电能质量在线监测装置

 

图4 开普实验室IEC61850通信规约认证


国际能源网微信公众号二维码

电力人物

黄金娟:我心匪石,不可转也

黄金娟:我心匪石,不可转也 我心匪石,不可转也记国网浙江省电力有限公司计量中心高级技师黄金娟黄金娟,国网...[详细]

搜索更多能源资讯