IEC61850在数字化变电站的应用.ppt

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1、IEC61850在数字化变电站中的应用,国电南瑞科技股份有限公司2009年1月,倪益民,目 录,概述系统架构IEC61850互操作试验产品特点与主要项目小结与展望,采集资源重复、设计复杂 系统、设备之间互操作性差 信息不标准不规范，难以充分应用,现行变电站自动化存在的问题,采集资源重复、设计复杂变电站内存在多套系统 数据采集要求不一致 大量设备都有数据采集单元,现行变电站自动化存在的问题之一,系统、设备之间互操作性差 通信规约繁杂 缺乏一致性测试、权威认证 线性点表传输割裂了数据之间的联系,现行变电站自动化存在的问题之二,DNP,四方103,MODBUS,PROFIBUS,CDT,60870-

2、5-103,南自103,网络103,现行变电站自动化存在的问题之二,现行变电站自动化存在的问题之二,按点号数据含义不明,现行变电站自动化存在的问题之二,按点号数据之间无关联,对象模型,点模型,现行变电站自动化存在的问题之二,信息不标准不规范，难以充分应用 原理、算法、模型不一致导致信息输出不一致 装置信息输出不平衡 通讯规约的信息承载率低,现行变电站自动化存在的问题之三,政策推动,国网公司“十一五”科技发展规划 提高电网运行管理控制水平的六个重点技术领域 电网自动化技术 数字化变电站技术,数字化变电站两大支柱,电子式互感器 IEC61850,数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象，以高

3、速网络通信平台为基础，将物理设备虚拟化，对数字化信息进行标准化，实现信息共享和互操作，满足安全可靠、技术先进、经济运行要求的变电站。,数字化变电站特征,数字化技术在电力系统已经广泛应用 数字化变电站处于不断完善和发展过程中的一个阶段 就目前而言，符合IEC61850标准的变电站通信网络和系统、智能化的一次设备（如电子式互感器、智能化开关等）、网络化的二次设备、自动化的运行管理系统，为其最主要的技术特征。从长远发展来看，面向数字化电网的需求，数字化变电站技术还将涉及的内容有：变电站之间、变电站与控制中心之间的信息交互技术，信息安全技术，广域同步采样技术、实时动态监测技术，电能质量在线监测技术、实

4、时分析技术，以及一、二次系统的技术融合。,数字化变电站概念澄清,目 录,概述系统架构IEC61850互操作试验产品特点与主要项目小结与展望,系统架构一,系统架构一,变电站所有装置和后台系统实现IEC61850，所有改动限于通信层面，对变电站现有格局影响最小。该方案比较稳妥，实现了数字化变电站中的IEC61850,系统架构二,系统架构二,变电站所有装置的交流采样通过与MU合并单元通信获得，各种测量与保护装置的交流采样部分全部取消，变电站二次电缆大为减少，总体设计趋于简单。但该方案在安全性、可靠性方面将遭遇风险。因为保护装置运算的数据依附于其它装置和通信网络，一旦故障数据无法送达保护装置或者延时较

5、长，其后果将十分严重。方案二可以存在一些变化，但对总体架构没有太大影响。一是不采用电子式互感器，而是采用传统的PT/CT，但其不接入装置，而是接入MU合并单元。二是采用一次智能设备，该设备直接提供光纤接口进行分合操作。三是各种IED设备通信处理能力非常强大，过程层的交换机可以直接挂接在间隔层与站控层的光纤环网，可以做到彻底的原始数据共享。,应用需要考虑问题,系统架构及其可靠性、稳定性信息安全、可靠性信息延迟、阻塞、爆炸及其应对与挽救IED冗错处理机制,目 录,概述系统架构IEC61850互操作试验产品特点与主要项目小结与展望,什么是IEC 61850?,IEC 61850系列标准的全称是变电站

6、通信网络和系统(Communication Networks and Systems in Substations)，它规范了变电站内智能电子设备（IED）之间的通信行为和相关的系统要求 IEC 61850系列标准是由国际电工委员会第57技术委员会(IEC TC57)从1995年开始制订的,目前，IEC61850共14个部份已经全部通过为国际标准。我国的标准化委员会对61850系列标准进行了同步的跟踪和翻译工作,IEC 61850系列标准吸收了多种国际最先进的新技术，并且大量引用了目前正在使用的多个领域内的其它国际标准作为61850系列标准的一部分。所以它是一个十分庞大的标准体系，而不仅仅是一

7、个通信协议标准IEC 61850看起来很像又一新的协议。其实它不是。确切地说，它是一种新的变电站自动化的方法，一种影响工程、维护、运行和电力行业组织的新方法它采用面向对象的建模技术，面向未来通讯的可扩展架构，来实现“一个世界，一种技术，一个标准”的目标,什么是IEC 61850?,1.对制造厂非常有利,IEC61850带来什么好处,可以避免劳民伤财的协议转换工作;采用对象建模技术，面向设备建模和自我描述，采用配置语言，在信息源定义数据和数据属性，传输采样测量值等技术,在组态、配置和维护工作上,节省了大量开支;将来会有越来越多的智能设备(电能质量、同步相量、设备诊断等)集成到系统中，无缝数据集成

8、和共享信息节省了大量开支,用户可选择最好的产品,不必担忧互联,互换,能大幅度改善设备集成，减少工程量、现场验收、运行、监视、诊断和维护等费用，节约大量时间，增加了自动化系统使用期间的灵活性。提供了变电站通信网络和系统总体要求、系统和工程管理、一致性测试等,2.对用户非常有利,IEC61850带来什么好处,标准制定的主要目的,互操作性 为不同厂家的设备互联提供互操作性,即不同制造 厂家提供的智能设备可交换信息和使用这些信息 执行特定功能 自由配置 满足变电站自动化系统（SAS）功能和性能的要 求；可灵活配置，将功能自由分配到装置中，支 持用户集中式（如RTU）和分散式系统的各种要求 长期稳定性

9、支持未来的技术发展，因为它可兼容主流通讯技 术而发展，并可伴随系统需求而进化,IEC61850内容,三层架构及逻辑接口,技术服务,远方控制,(,NCC),功能,.,A,功能,.,B,保护,.,控制,传感器,执行元件,远方保护,间隔,/,单元层,变电站层,过程层,远方保护,1,6,3,3,7,9,8,1,6,2,2,4,5,4,5,10,61850-1 介绍和概述,介绍了整个61850系列标准的制定目的、历史沿革，对61850的其它标准的核心内容作了一个提炼并加以介绍，对以后的标准中涉及的核心概念作了初步的阐述,61850-2 术语,该标准搜集了整个61850系列标准所涉及的术语解释、缩写名词定

10、义、规范性引用文件。术语定义有157条：抽象通信服务接口：abstract communication service interface间隔:bay 一致性测试:conformance test 通用面向变电站事件对象:generic object oriented substation event 互操作性:interoperability互换性:interchangeability 逻辑节点:logical node合并单元:merging unit 报告:report自我描述:self-description 服务器:server 特定通信服务映射:specific communica

11、tion service mapping,6180-3 总体要求,从质量要求、环境条件、供电条件三个方面对SAS系统的性能进行了规范,该标准主要规范了SAS的参数化、文档化等工程管理要求SAS及其IED始于研发阶段直至停产和退出运行的生命周期内的质量管理 SAS的质量保证，重点是试验设备、试验内容，如系统测试、型式试验、例行试验、一致性测试、FAT、SAT等,61850-4 系统和项目管理,阐述了功能、逻辑节点和通信信息片三个概念以及三者的相互关系 对不同等级的变电站内的不同种类的通信报文的通信时间提出了要求，以及如何验证整个系统的通信性能要求,61850-5：功能通信要求和装置模型,重要术语

12、,功能已有装置功能各不相同标准应让各种装置能实现对功能的描述不是为了标准化功能，是为了确定通信需求同一功能可以分布在不同厂家提供的物理设备之间功能与物理设备无关，可以在物理设备上自由分布,重要术语,逻辑节点（LN）、物理设备（PD）、逻辑连接（LC）、物理连接（PC）逻辑节点可以理解为功能分解的最小单位逻辑节点之间的连接称为逻辑连接一个物理连接可以包含多个逻辑连接,重要术语,功能F、逻辑节点LN、物理设备PD、逻辑连接LC、物理连接PC的关系,数据模型和信息交换,IED,智能电子设备,具有可访问的数据模型,WHAT,交换什么,IEC 61850-7-3IEC 61850-7-4,HOW,（怎么

13、交换）,IEC 61850-7-2,请求,响应,事件,Self descNot like modbus register,数据模型,XCBR 断路器XSWI 隔离开关TCTR电流互感器TVTR电压互感器SIMG 绝缘介质监视CSWI开关控制器 PTOC 带时限过电流PTRC 保护跳闸条件,逻辑节点组类型,传输时间的定义,通信要求,通信要求,报文性能要求:报文分级,报文性能要求:报文类型,通信要求,该标准描述了基于XML1.0的变电站自动化系统配置语言（Substation Configuration description Language）的语法，并在附录中提供了模式文档定义（SCHEMA）

14、文件的文本，并给出了一个不完整的变电站的SCL文件的实例,变电站配置描述语言SCL,XML语言,变电站配置文件,IEC61850模型,61850-6：变电站配置描述语言,SCL配置语言,较全面描述了变电站数据模型，并具有良好的扩展性定义了一套国际通用的适用于该变电站模型的XML标签定义了配置文件的结构，规范了配置文件配置文件用8个SCHEMA文件定义了SCL文档的标签及语法IEC61850-7.3及7.4定义了模型的语义,SSD:System Specification Description.XML description of the entire system.SCD:Substatio

15、n Configuration Description.XML description of a single substation.ICD:IED Capability Description.XML description of items supported by an IED.CID:Configured IED Description.XML configuration for a specific IED.,SCL 文件类型,SSD,系统图组态工具,装置模板组态工具,ICD,系统组态工具,SCD,装置实例组态工具,IEC61850装置,CID,全站系统配置文件,一次系统配置文件,装

16、置模板配置文件,装置实例配置文件,工程配置图,.ICD 配置文件,IED Capability Description和装置类型关联的预定义装置模板配置配置内容1.LD、LN、DO、DA定义及LN类型模板的定义2.数据集dataset定义3.控制块的配置如brcb、urcb、sgcb、lcb等定义文件结构1.有且只有一个IED元素，且名称必须为TEMPLATE2.可以有Substation，名称必须为TEMPLATE3.可以有Communication元素4.包括DataTypeTemplates定义,.SSD 配置文件,System Specification Description变电站一

17、次系统模型的配置配置内容1.系统一次主接线图定义（变压器、电压等级、间隔、设备、拓扑连接等等）2.模型对象对应的功能LN类型的定义文件结构1.包括Substation，数据类型模板，逻辑节点类型定义2.逻辑节点未分配到IED，iedName必须为None,.SCD 配置文件,Substation configuration description描述全站所有配置的文件配置内容1.一次系统模型2.通信网络配置3.所有装置的实例配置4.一次系统对象的LN绑定5.GOOSE配置文件结构包含SCL文件的完整结构，包括HEAD、一个 Communication元素，一个Substation元素，N个IE

18、D元素，一个DataTypeTemplates元素,.CID 配置文件,Configured IED Description装置实例化的配置定义配置内容1.IED实际通信地址2.和ICD类似但数据全部是实例名定义3.GOOSE的相关配置文件结构与ICD文件一致文件可压缩处理，推荐格式RFC 1952定义的GZIP格式,SCL 模型,主模型,一次模型,装置模型,数据模版,通信模型,数据基本类型,枚举类型,简单数据类型,主接线模型实例,线路模型,SCL表示,间隔Q1,QA1,QB1,QB2,控制LN模型定义实例,61850-7-1 原理和模型 分别从应用、设备、通信的观点为对象建模，模型分别是逻辑

19、节点及数据、逻辑设备/物理设备、客户/服务器，另外简要介绍了61850-7-2，-3，-4的内容及相互关系 61850-7-2 抽象通信服务接口(ACSI)61850-7-3 公共数据类 61850-7-4 兼容的逻辑节点类和数据类 61850-7-2，-3，-4，它详尽的描述了各种对象模型的数据类和服务，是61850-8和-9的前提和基础,61850-7：变电站基本通信结构,UML模型,服务模型,逻辑节点,数据与数据属性,模型,TrgOp(触发条件),dchg数据变化(trigger option for data-change)dupd数据更新(trigger option for dat

20、a-update)qchg品质变化(trigger option for quality-change),模型,模型,品质,模型,模型,逻辑设备,1、逻辑设备主要由逻辑节点和附加服务组成(例如GOOSE、采样值交换、定值组),逻辑设备,2、逻辑设备也提供了关于物理设备的信息或者由逻辑设备控制的外部设备信息。,逻辑设备,3、逻辑设备以透明的方式构建网关,服务器,层次关系,ACSI通信方法,Client/Server 服务,数据集(DATASET)模型,为了客户（client）的方便，由数据（DATA）或数据属性（DataAttribute）组成的一个有序的集合 交换信息时可以只传递DATA SE

21、T名和成员所引用的值，提高传输效率,报告概述,1、报告提供将组合的DATA实例值上传的机制，包括立刻传送和延时传送两种方式。2、日志模型将事件顺序地存储到日志中，客户可以在任何时候查询。3、报告与日志是事件驱动的，减少了对网络带宽的影响，减少了扫描与召唤的频率。,报告日志模型,报告种类,1、BRCB将(数据变化，品质变化，数据刷新引起的)内部事件立刻或缓冲后发送，不会因为通讯中断而丢失。BRCB提供SOE功能。2、URCB将(数据变化，品质变化，数据刷新引起的)内部事件尽可能立刻发送，如果关联不存在或者通道阻塞，事件将被丢弃。,触发选项,TrgOp(触发选项)规定了由BRCB监视的(引起发出报

22、告)触发条件。包括以下值：dchg数据变化qchg品质变化dupd数据刷新全数据GI总召唤,报文内容,GOOSE报文的核心内容可由用户灵活、自由定义，不仅可传输状态信息，而且可传输模拟量信息，应用范围广泛。GSSE报文一般只用于传输保护跳闸、闭锁 等状态变化信息，内容比较单一。它是UCA GOOSE在61850中的一种延续。,深入理解-GOOSE,报文实时性,GSE 报文时间延迟规定在4MSGOOSE 报文的传输服务是应用层到表示层（经ASN.1编码）后，直接映射到底层（数据链路层和物理层），不经网络层和传输层，并采用了较先进的交换式以太网各种技术（如VLAN、优先级、多播等），从而保证了报文

23、传输的实时间性。GSSE报文的传输服务映射于OSI的7层协议堆栈中，一方面，存在协议堆栈传输延时，另一方面，它仍是基于传统的以太网实现的（不支持VLAN、优先级、多播等），这使德当网络负荷比较重时，很难保证报文的实时性。,深入理解-GOOSE,重传报文机制,重传序列中的每个报文都带有允许生存时间参数，用于通知接收方等待下一次重传的最长时间。如果在该时间间隔内部没有收到新报文，接收方将认为关联丢失。重发间隔的最大时间应该 60s。网络延迟 4ms,深入理解-GOOSE,额外链路,普通报文缓冲,交换机,GOOSE,普通报文,GOOSE报文优先发送,深入理解-GOOSE,A公司保护,B公司保护,智能

24、一次设备,保护测试仪,以太网,2.跳闸,4.重合,3.新位置,5.新位置,GOOSE应用演示,该标准将ACSI映射到MMS，形成了基于802.3,传输层至少支持TCP/IP的应用层协议,该协议适用于站级和间隔级设备，或间隔级设备间，或站级设备间的通讯,61850-8：特定通信服务映射,MMS 制造报文规范,MMS（Manufacturing Message Specification）即制造报文规范，在80年代初期,为了美国通用汽车公司的MAP（制造自动化协议）项目而开发,它主要是规范工业自动化领域内智能设备间的通信行为，广泛地应用于工业过程控制、工业机器人等领域。PROFIBUS-FMS，T

25、ASE.2,UCA等标准均符合MMS。MMS的特点在于它是一个与设备、与功能、与应用均无关的极为抽象的通用标准。最初基于OSI通信栈和令牌总线（IEEE 802.4）,后MMS开始基于以太网（IEEE 802.3）.MMS标准由两部分所组成:1ISO/IEC 9506-1:工业自动化系统 制造报文规范Part 1:服务定义中国国家标准GB/T 16720.1-19962 ISO/IEC 9506-2:工业自动化系统 制造报文规范Part 2:协议规范中国国家标准 GB/T 16720.2-1996美国波音公司决定采用基于ISO OSI基本参考模型（包括MMS）的局域网协议（TCP/IP）,被称

26、为TOP（技术和办公协议）,MMS-虚拟制造设备(VMD),程序调用,有名变量,有名变量列表,文件,类型,信号,事件登录,事务处理,域,操作界面,日志,事件条件,事件活动,设备本身也是一个VMD对象,表示在VMD内的一个抽象对象（如一个程序）,由一组包含在域内的过程和数据元素及执行控制信息组成,存取共享资源的概念锁,用于交互操作,表示事件状态的对象,当事件条件对象状态改变时表示MMS服务的执行动作,加时标的事件、变量数据和注释集合,处理MMS服务,将事件条件和事件活动相连接并将事件变迁结果和客户相连接,由于生产设备的种类很多，不失其共性，MMS中引入了抽象客体模型，并在此基础上提出了虚拟制造设

27、备（VMD）的概念。VMD是一种客体模型，它抽象地表示了某个实际制造设备的资源和外部可见行为，从而在功能上，某个VMD可以与某个真实的制造设备相对应。,MMS 对象服务,域管理,VMD支持,环境和通用管理,文件管理,操作员通信,日志管理,事件管理,信号量管理,变量存取,MMS,服务,为了支持设备之间的通信及适应各种应用环境的要求，MMS提供了丰富的服务（约80多种），按照操作功能的不同，这些服务又被分为10类,程序调用管理,SCSM通信映射,MMS与61850只见映射案例,61850-9-1 特定通信服务映射(SCSM)串行单方向多点共线点对点链接 该标准将61850-7中有关采样测量值传输的

28、部分映射过来，形成了基于802.3,LLC采用无应答无连接，不使用网络层、传输层、会话层及表示层的应用层协议,该协议适用于间隔级设备和过程级设备间的通信,61850-9-1：特定通信服务映射,通信协议栈,APDU被递交到传输缓冲区以前将若干个ASDU链接成一个APDU。,61850-9-2 特定通信服务映射-过程总线与61850-9-1类似，区别有:非点到点双向，可配置MU中参数,61850-9-2：特定通信服务映射,协议应用概述,ISO应用协议子集(A子集)和传输协议子集(T子集)被用来描述各种各样的协议栈(参见图1)。ISO A子集是与ISO的OSI参考模型上面三层(也就是应用层、表示层和

29、会话层)有关的一组规范和协定，ISO的T子集是与ISO的OSI参考模型下面四层(也就是传输层、网络层、链路层和物理层)有关的一组规范和协定。,协议应用概述,为了传输采样值和访问相关的采样值控制块，9-2标准定义了两种A子集和T子集两个协议的使用组合。两个不同的协议组合被用于：1、按照本标准第8-1部分所述基于MMS的Client/Server 服务2、基于数据链路层的采样值服务,同步数据,PICS-Protocol Implementation Conformance Statement 协议实现一致性陈述 MICS-Model lmplementation conformance State

30、ment 模型实现一致性陈述PIXIT-Protocol Implementation extra information for Testing 测试协议实现之外的信息,61850-10 一致性测试,61850-10 一致性测试,61850-10 一致性测试,目 录,概述系统架构IEC61850互操作试验产品特点与主要项目小结与展望,草案定稿,国际标准,IEC 61850,标准和互操作性的一般性工作已经展开,一个世界一种技术一个标准,草案表决,国外互操作试验,国外互操作试验,国外前期进行的几次实验（1998年2002年），主要是研究和探索性的。一方面验证了IEC61850草案的正确性，另一方

31、面各个厂家也进行了样机（变电站层主站软件和间隔层IED）的研发、技术的积累，以及对标准理解、实现技术的相互磨合。这为以后各个厂家的设备达到IEC61850基础上的互操作奠定了基础。国外后期进行的几次实验（2002年今），是在前期所积累的基础上进行的，是面向实际工程应用的。进行了比较详细的实验，至此各个厂家基于IEC61850的产品和系统达到了可商业应用的水平。,国外互操作试验,德国从1998年1月到2000年11月进行了旨在测试IEC 61850标准的实验性项目。在这项称之为变电站开放式通信（Open Communication in Substation，OCIS）的项目中，H.Schube

32、rt等人研究了以Ethernet/MMS作为站级总线（station bus）的中压变电站自动化通信系统的性能。试验表明，由于以太网具有足够宽的带宽，以及更宽带宽的快速以太网和G比特以太网的出现，因而在试验中未出现预先设想的可能会遇到的时间和性能上的问题,国外互操作试验,CIGRE2004_PARIS,2004年11月2006年至12月 6次互操作试验,国调中心互操作试验,中国电力科学研究院质检中心国电南瑞科技股份有限公司中国电力科学研究院变电站自动化公司北京四方继保自动化股份有限公司国电南京自动化股份有限公司南京南瑞继保电气有限公司北京融科联创电力科技公司山东积成电子股份有限公司东方电子股份

33、公司ABB、SIEMENS、AREVA、SEL、深圳南瑞。,国调中心互操作试验,不同厂家的IEC61850产品互连，还是需要双方的技术人员充分沟通和调试，但调试的时间和难度较IEC60870系列规约大大减少。IEC61850产品互连的主要难点不在通讯服务，而在数据模型的理解。但通讯服务作为入门的门槛，比传统规约要高的多。,国调中心互操作试验,互操作试验感受,模型数据的必选项限制功能的实现61850的模型中有很多的数据为可选项实现，不同厂家的装置混合使用，功能实现依赖于共同实现的部分,互操作中存在的问题,模型数据定义不足，需要扩充使用GGIO逻辑节点不标准的扩充定义存在的影响,互操作中存在的问题

34、,双IP网?国内产品大多采用两个IP地址的方式进行网络通讯,信息可以在两个网络上作负载平衡和冗余处理61850的协议只考虑单IP地址通讯,互操作中存在的问题,产品互换?功能的自由分配给模型的划分带来了自由不同厂家的保护功能实现模型的差异给装置互换后的维护带来不便,互操作中存在的问题,本地化?模型数据为全英文简写国家没有标准的中文简写各厂家产品的界面在中文的表示上必然上存在差异,互操作中存在的问题,调度接口?61850与61970的模型不一致IEC 62445-3 Mapping of IEC 61850 based Common Data Classes(CDCs),information a

35、ddressing,services onto IEC 60870-5-104/101IEC 62445-2 substation to control center(GW19)包括61850/CIM 数据的一致性工作,互操作中存在的问题,目 录,概述系统架构IEC61850互操作试验产品特点与主要项目小结与展望,2005年3月开发出第一套试验系统，参加了第一次互操作试验。2005年8月开发出第一套嵌入式试验系统，参加了第二次互操作试验。2005年12月开发出支持IEC61850的后台监控系统和调度转发机，参加了第三次互操作试验。2005年12月与广东试验研究所签订了合作进行“基于61850的

36、合并单元研究项目”合同，2006年7月交货。2005年12月和SIEMENS 7SJ63装置成功进行了互连，测试了数据读写、遥测、遥信、遥控和报告。2006年1月和AREVA C264C装置成功进行了互连，测试了数据读写、遥测、遥信、遥控、报告、取代、对时。2006年8月推出基于61850的NSD500测控装置和NSR600系列保 护装置产品,我们的产品,一致性测试,采用KEMA软件进行一致性测试 全程参加6次国调中心组织的互操作实验与ABB、SIEMENS、AREVA等国外厂家实现互联互通,间隔层保护测控装置,全面支持IEC61850通讯标准完备的IEC61850对象及服务支持多达16个客户

37、端的同时连接面向对象的数据建模动态创建MMXU、XCBR、XSWI、CSWI等各种测控元件模型动态创建PDIS、PIOC、PTOC、RDRE、RADR等各种保护模型MMXU测量一个设备的全部电气信息，提供测量死区设定、越限检测功能XCBR、XSWI反映开关/刀闸的位置状态，并提供其动作次数的统计信息CSWI提供增强型的SBOw控制，支持同期和互锁判断支持GOOSE发送/接收闭锁信息，同时能够详细记录GOOSE信息报告（URCB、BRCB）和日志功能支持SNTP对时广泛的互操作性,装置动态建模,基于IEC61850的实时对象模型数据库装置对象模型组态化，与嵌入式应用软件程序分离，各种测控保护装置

38、拥有一套程序作为统一软件平台，如用于高压保护只需配置既可通过组态工具根据装置的类型、IO容量动态配置生成装置数据库的内存镜像文件内存镜像文件在装置启动时直接加载，大大减少启动时间,统一组态工具,基于JAVA开发的跨平台组态工具，可以运行在Windows、Solaris、Linux等多个平台图形化编辑生成或导入导出符合IEC61850的四种SCL文件后台通过导入配置生成的全站SCD文件自动生成全站测点数据库记录，包括通信配置、测点名和遥测系数等各项配置,后台系统兼容性,支持IEC61850模型与体系容纳非IEC61850的装置既可用于全新数字化变电站又可用于老站改造,与中国航天时代电子公司合作成

39、立南瑞航天子公司光纤式电子互感器在武高所完成形式试验在淮北挂网运行在上海蒙自变运用,电子式互感器,NAE-G 电子式互感器,利用磁光法拉第效应,A）不通电 B）通电,光波在通电导体的磁场作用下，光的传播发生相位变化,检测光强的相位变化，测出对应电流大小,北京顺义500kV数字化变电站工程浙江绍兴外陈220kV数字化变电站工程浙江绍兴渡东220kV数字化变电站工程青岛午山220kV数字化变电站工程深圳简龙220kV数字化变电站工程河北承德110kV数字化变电站工程广东沙坪110kV数字化变电站工程河南碧沙110kV数字化变电站工程广西杨丁110kV数字化变电站工程山东穆村110kV数字化变电站工

40、程,主要项目介绍,外陈变220kVIEC61850计算机监控系统,2006年11月18日，国电南瑞科技股份有限公司中标浙江省电力公司220kV外陈变电站项目，成为外陈变系统集成商。中标项目包括后台监控系统、测控装置、统一组态工具、保护子站、远动工作站和IEC 61850测试工具，2008年1月成功投运。该项目是国内第一个多厂家、全IEC 61850的220kV变电站监控系统，汇集了国电南瑞、国电南自、南瑞继保、北京四方、深圳南瑞、ABB、SIEMENS七个厂家的产品，涵盖了后台、测控、保护、四合一、远动、保护子站等不同类型的设备。国电南瑞凭借创新的全站统一建模思想、全套的产品、完善的系统解决方

41、案、与国际国内厂家丰富的互联经验一举中标，标志着国电南瑞在IEC 61850系统集成方面获得了突破。,浙江220kV外陈变电站工程,外陈变220kVIEC61850系统特点,统一模型 断路器同期合闸与无压合闸模式 保护定值排序方式 保护故障报告实现方式 保护GOOSE压板实现方式 GOOSE双网冗余机制 检修模式的实现方式 交换机网络结构 保护GOOSE测试方案 网络报文监视方法,外陈变网络构成,光纤双环内切网4个VLAN所有测控、保护的MMS通讯所有测控GOOSE通讯保护GOOSE通讯A保护GOOSE通讯B,保护整组测试方案,保护整组动作时间试验数据,网络重载情况下测试保护整组动作方案,网络

42、重载情况下测试保护整组动作数据,外陈变GOOSE雪崩试验,将全站所有采用GOOSE机制的保护装置（两套母差保护、四套线路保护、一套母联保护）的电流回路串联起来连接到测试设备，并将所有智能操作箱跳闸接点接到测试设备进行计时。测试设备输出故障电流时这些保护装置几乎同时动作发出大量高优先级的GOOSE报文给相应的智能操作箱跳闸。多次试验结果表明，保护整组动作时间没有受到明显影响。,网络报文监视系统,报文截取手段 交换机端口镜像技术 串联集线器或专用截取报文设备记录分析设备 不间断记录网络报文 离线解析分析报文 在线分析报文,项目涉及内容为：110kV出线安装电子式互感器和通过备用绕组加装MU，实现数

43、字化；110kV出线就地安装智能操作单元；基于MU的数字化输入输出的主变、线路保护装置；10kV出线的测控保护装置；高压测控装置；基于IEC61850的后台监控软件及远动工作站。,承德西地110kV变电站工程,110kV出线（西上线）并列安装1组电子式电流互感器；110kV出线（西小线）原电磁式电流互感器就地安装MU 壹套；110kV电压切换采用在主控室通过并列切换装置进行并列切换，并经MU数字化后送相应IED。35kV及10kV分段PT采用在继电小室通过并列切换装置进行切换并列，就地安装MU数字化后送相应IED。2回110kV出线断路器、全部10kV线路断路器及PT均安装智能操作单元。所有电

44、压等级采用1 to N测控保护一体化IED，并按双主机配置。主变保护采用1 to N主后备一体化IED，并按双主机配置。所有IED均采用数字接口方式。全站通过全光纤通信体系构成网络，以期验证从过程层、间隔层和变电站层实现IEC 61850，并对电子式互感器实际运行状况进行考核。,承德西地110kV变电站工程,承德西地110kV变电站工程,编制数字化电网关键技术研究框架编制国网IEC61850工程实施规范基于IEC61850通信协议的数字化变电站研究编制数字化变电站运行、操作模式的研究编制IEC61850/IEC61970在国内的应用IEC61850工程应用深化研究数字化变电站技术体系研究,积极

45、参与编写相关标准与规范,目 录,概述系统架构IEC61850互操作试验产品特点与主要项目小结与展望,IEC61850不仅仅是一个通讯规约，还是一个体系，描述整个变电站所有一二次设备模型是IEC61850的重要概念，变电站模型配置与组态是一项新的任务GOOSE的应用，使得二次设备对一次设备的操作放弃了硬接线方式，转而采用通信方式配置文件的应用，可以自动配置和生成后台数据库，人工对点工作减少通过一致性测试，互操作更加便利,小结,传统的自采自用的独立处理模式被打破，功能被进一步细化、分散到多个设备中系统架构直接关系到系统的安全可靠性网络通讯的重要性上升到前所未有的高度，甚至比保护更重要,小结,数字化变电站只是一个发展阶段一、二次出现融合迹象，集中式处理架构抬头数字式检验方式呼之欲出智能告警、事故自动分析新型自描述方法横向系统之间自动同步定位和数据自动交互,变电站自动化发展展望,国电南瑞科技股份有限公司,