南方电网IEC61850技术培训.ppt

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1、IEC61850标准介绍-工程配置过程,IEC61850技术-一致性测试,IEC61850技术-一致性测试,IEC61850技术-一致性测试,测试案例举例,IEC61850技术-一致性测试,目前一致性测试的局限性。面向功能测试。面向性能测试。,IEC61850技术-获得互操作性的途径,统一数据模型 统一服务模型 统一通信协议 统一物理网络 统一工程数据交换格式 统一一致性测试标准,荷兰KEMA公司IEC61850权威测试,IEC61850一致性测试的必要性。UCAIUG负责对检测机构进行授权。KEMA公司。KEMA公司测试原则及业务。目前已经通过检测的公司：ABB、SIEMENS、AREVA、

2、GE、TOSHIBA等。,荷兰KEMA公司IEC61850权威测试,2008年1月四方公司间隔层6大类设备通过KEMA公司IEC61850一致性测试。,IEC61850与数字化变电站的关系,数字化变电站关注功能通信是数字化变电站的关键技术互操作性对对数字化变电站的基本要求IEC61850提供了完整解决方案,IEC61850的不足与发展,第一版(ED1)存在描述歧义和错误的地方。IEC61850问题汇集机制 IEC继续修订和补充，不断考虑新的需求，产生ED2和ED3.国内一些应用习惯不能直接套用 DL/T860工程实施规范,IEC61850的不足与发展,IEC61850 ED2TISSUES N

3、ew TISSUES 收集到CDV阶段；基本模型扩展 Statistical/Historical 水电和风电常用公共元素；领域扩展：电能质量；变电站之间通信的影响：2010年出版,IEC61850的不足与发展,IEC61850 ED2对7-2，7-3，7-4等修改部分进行支持对工程配置过程进行功能扩展，尤其是系统配置工具之间的数据交换。对IEC61850-6 ED1的错误、模糊不清部分进行更正和澄清。工程过程定义更加明确，考虑了IED修改等。,IEC61850的不足与发展,IEC61850 ED3TISSUES基本模型扩展：使用SCL对PLC逻辑进行描述；网络与系统管理；冗余；来自IEC62

4、351的安全观点；基于角色访问的安全；IEEE1588的对时；配置文件的下载和激活。DER标准的通用元素；去掉IED特殊设置；变电站之间通信的影响；测试：系统测试,IEC61850的不足与发展,DL/T860工程实施规范是DL/T860标准的细化和补充。细化了不全面的部分，规范了不明确的部分，补充了满足国内应用习惯的部分模型，并规范了工程中可能引起歧义的其它内容。严格遵循IEC61850。不是应用指南。,IEC61860的不足与发展,DL/T860工程实施规范 系统总体结构工程配置建模通信服务一致性测试,IEC61850的不足与发展,DL/T860工程实施规范指导意义可以减少歧义，有利于提高不

5、同厂家设备间的互操作性。有利于IEC61850推广应用。为用户、厂家、设计院提供了实施IEC61850的重要支撑和依据。,IEC61850技术发展,IEC61850变电站网络结构,以太网构成基本方式：星型 环型冗余方式 双网 自恢复,IEC61850变电站网络结构,传输信息的重要程度对网络的可靠性提出了不同要求安装环境对网络设备提出了不同要求必须考虑网络设备的兼容性,IEC61850变电站网络结构,装置单环网,IEC61850变电站网络结构,装置单环网优点：网络结构简单、投资费用低。缺点：1）实时性差，环网发生故障时自愈时间需要数十毫秒至数百毫秒，不能满足继电保护装置之间数据交换的性能要求。2

6、）装置检修时对环网通信的影响很大。,IEC61850变电站网络结构,单星型网,IEC61850变电站网络结构,双星型网,IEC61850变电站网络结构,星型网优点：网络实时性好，网络延时最少，可以满足继电保护装置之间实时数据交换的性能要求，尤其是保护GOOSE通信。缺点：网络冗余性较差，单星型网交换机之间网络发生单点故障时，双星型网交换机之间发生交叉故障时，网络通信将受到较大影响。,IEC61850变电站网络结构,单环网,IEC61850变电站网络结构,双环网,IEC61850变电站网络结构,环型网优点：网络冗余性最好，交换机之间网络发生故障时，通过环网自愈依然可以保证网络通信。缺点：1）网络

7、实时性差，环网中节点间的网络通信延时要高于星型网，另外环网发生故障时自愈时间需要数十毫秒至数百毫秒，不能满足继电保护装置之间数据交换的性能要求。2)网络可靠性较差，环网通信基于快速生成树协议，通信故障时可能会引起网络风暴问题。3)设备兼容性较差，不同厂家交换机的私有快速生成树协议实现方式存在差异，互联时可能会有问题。4）投资成本高于星型网，因为交换机需要的网口数要多于星型网。,IEC61850变电站网络结构,变电站层双网通信冗余机制双网双IP通信机制 双网采用各自独立的IP网段地址进行通信。优点：是双网各自独立，网络底层不用切换，但应用层处理较复杂，双网可靠性取决于应用层双网处理机制，常见的有

8、双发双收模式，热备用模式和冷备用模式。双网单IP通信机制 将双网绑定为一条逻辑链路，组成冗余网络，实现双网卡单IP通信。这种机制优点是应用层处理和配置都较简单，和单网是一样。双网可靠性只取决于双网的网络底层切换。,工程案例分析-聂刘330kV 变电站,工程案例分析-聂刘330kV变电站,第一个IEC61850 330kV变电站。北京四方作为系统集成商，提供监控和大部分保护。间隔层：北京四方：测控装置、高压线路保护、中压线路保护、变压器保护、低压馈线保护、低压系列测保一体装置南瑞继保：高压线路保护、变压器保护、母线保护国电南自装置：远跳装置、中压线路保护深圳南瑞装置：母线保护投运时间：2007年

9、6月28日,工程案例分析-聂刘330kV变电站,出现的问题：1）模型 不正确、内外不一致。2）服务 不规范。解决办法：1）预联调 2）要求修改。,工程案例分析-聂刘330kV变电站,模型实例。工具实例。系统配置器实例。,工程案例分析-郭家屯220数字化 变电站,工程案例分析-郭家屯220kV变电站,唐山郭家屯变电站 1）完整3层结构 2）ECT/EPT,智能单元 3）保护GOOSE网络跳闸 4）全面取消二次电缆硬链接 5）220kV测保一体化,工程案例分析-郭家屯220kV变电站,连接站控层的计算机和间隔层IED。采用客户/服务器模式通信，站控层计算机为客户端，间隔层IED为服务器。完成IED

10、级的五防功能。采用基于发布/订阅模式通信的GOOSE报文。可以用100M光以太网或电以太网。,间隔层网络,连接间隔层IED和过程层IED（例如合并单元、智能单元）。采用发布/订阅模式通信。主要完成传输测保装置需要的采样值（SV）和开关量（GOOSE）。一般用100M光以太网。,过程层网络,包括变电站监控系统、远动系统、防误闭锁系统、保护信息管理系统、通讯监控系统、电量远传系统、安防监视系统及火灾报警系统的功能。站控层设备与间隔层设备之间采用IEC61850进行通信，实现网络共用、信息共享。,站控层设备,包括测保装置、计量装置、录波装置、归约转换装置的功能。采用通信手段解决跨间隔的数据传输，例如

11、启动失灵、闭锁重合闸。,间隔层设备,由于过程层交换机地位等同于原CT、PT回路，必须具备较高的电磁兼容指标，有较宽的工作温度范围，支持直流供电，并且是无风扇设计。具备优先级（Qos）、虚拟局域网（VLAN）、抑制广播风暴等功能。,过程层交换机,工程案例分析-郭家屯220kV变电站,主要包括智能单元和合并单元。智能单元主要通过GOOSE报文实现开关/刀闸控制、开关/刀闸状态上送等功能，GOOSE报文参照标准为IEC 61850-8-1。合并单元完成对电子式互感器同步采样的控制和收集，按IEC 61850-9-1标准通过光以太网提供给间隔层IED使用。,过程层设备,工程案例分析-郭家屯220kV变

12、电站,220kV以GOOSE替代的信号,原采样在保护装置内各自独立实现，现由MU分别控制，当MU之间的外部同步系统故障时，会出现采样失步情况，保护会自动采取告警、抬高定值、闭锁等措施。最典型的是各种类型的差动保护。,问题1,原铜缆逻辑为点对点模式，例如线路保护跳闸接点连接到操作箱的同时还要连接到母差保护启动失灵，采用GOOSE报文后，ABC分相跳闸的三根电缆被报文中三个逻辑点代替，由于报文采用组播方式，操作箱收到跳闸报文同时，母差保护会收到同一帧报文实现启动失灵逻辑。,问题2,原反措规定非电量保护必须为直跳回路，智能单元接口改为光纤以太网，如何保证非电量保护的完整性需要探索。,问题3,测保装置数字化后，相关的测试工具（例如测试仪）会有变化，且检修范围（例如单装置检修还是带交换机检修，或者取消二次设备检修）需要探索。,问题4,由于各间隔数据流量均较大，实现全站集中录波的硬件条件还不成熟。,问题5,计量装置不再需要完成模拟量的采样功能，模拟量由电子式互感器完成转换，计量精度的认证不仅在计量装置上，还包括互感器部分。,问题6,谢 谢,2008-07,