變電站構(gòu)架課件

1、變電站構(gòu)架課件變電站構(gòu)架課件4.1變電站的類型2. 根據(jù)其在電力系統(tǒng)中的地位和作用分類樞紐變電站：樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點，電壓等級一般為330kV及以上，聯(lián)系多個電源，出現(xiàn)回路多，變電容量大；全站停電后將造成大面積停電，或系統(tǒng)瓦解，樞紐變電站對電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和可靠性起到重要作用。 中間變電站：中間變電站位于系統(tǒng)主干環(huán)行線路或系統(tǒng)主要干線的接口處，電壓等級一般為330220kV，匯集23個電源和若干線路。全站停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)的解列。 第2頁/共87頁4.1變電站的類型2. 根據(jù)其在電力系統(tǒng)中的地位和作用分類第4.1變電站的類型 地區(qū)變電站：地區(qū)變電站是一個地區(qū)和一個中、小城市的

2、主要變電站，電壓等級一般為220kV，全站停電后將造成該地區(qū)或城市供電的紊亂。 企業(yè)變電站：企業(yè)變電站是大、中型企業(yè)的專用變電站，電壓等級35220kV，12回進(jìn)線。第3頁/共87頁4.1變電站的類型 地區(qū)變電站：地區(qū)變電站是一個地區(qū)和一個中4.1變電站的類型3.還有根據(jù)變電站圍護(hù)結(jié)構(gòu)分類土建變電站箱式變電站。 箱式變電站又稱戶外成套變電站，也有稱做組合式變電站，它是西方發(fā)達(dá)國家推出的一種戶外成套變電所的新型變電設(shè)備，由于它具有組合靈活，便于運輸、遷移、安裝方便，施工周期短、運行費用低、無污染、免維護(hù)等優(yōu)點，受到世界各國電力工作者的重視。特別適用于農(nóng)村10110kv中小型變(配)電站電網(wǎng)改造，

3、被譽為21世紀(jì)變電站建設(shè)的目標(biāo)模式。 第4頁/共87頁4.1變電站的類型3.還有根據(jù)變電站圍護(hù)結(jié)構(gòu)分類第4頁/共84.2 變電站綜合自動化SCADA系統(tǒng) 變電站自動化系統(tǒng)的功能是指變電站必須完成的任務(wù)。這些功能包括：控制監(jiān)視保護(hù)變電站的設(shè)備及其饋線。維護(hù)功能，即系統(tǒng)組態(tài)、通信管理和軟件管理等功能。第5頁/共87頁4.2 變電站綜合自動化SCADA系統(tǒng) 變電站自動化系統(tǒng)的變電站綜合自動化概念變電站綜合自動化是按無人值守站設(shè)計，將變電站的二次設(shè)備應(yīng)用自動控制技術(shù)，微機及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，組成計算機的軟硬件設(shè)備代替人工實現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸配電線路的自動監(jiān)視、測量、自

4、動控制和微機保護(hù)以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。電站綜合自動化是集保護(hù)、監(jiān)視、測量、控制和遠(yuǎn)動等功能為一體，通過數(shù)字通訊及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)信息共享的一套微機化的二次設(shè)備及系統(tǒng)，實現(xiàn)變電站的遙測、遙控、遙信、遙調(diào)和遙視。第6頁/共87頁變電站綜合自動化概念變電站綜合自動化是按無人值守站設(shè)計，將變變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能綜合我國的情況，變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能體現(xiàn)在以下五個方面：監(jiān)控微機保護(hù)電壓、無功綜合控制低頻減負(fù)荷控制備用電源自動投入控制第7頁/共87頁變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能綜合我國的情況，變電站綜合自動SCADA概述 SCADA即數(shù)據(jù)采集及監(jiān)視控制系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)是

5、以計算機為基礎(chǔ)的變電站綜合自動化，它可以對現(xiàn)場的運行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等功能。實現(xiàn)變電站的遙測、遙控、遙信和遙調(diào)。 第8頁/共87頁SCADA概述 SCADA即數(shù)據(jù)采集及監(jiān)視控制系統(tǒng)，SCAD 下圖所示是一個35kv變電站的一次接線。GDL、GDL1和GDL2是高壓側(cè)開關(guān)，B1和 B2是兩個35KV/10KV的變壓器，DDL1和DDL2是變壓器低壓側(cè)開關(guān)，DL1到DL10是用戶線路開關(guān)，MDL是母連開關(guān)。變電站綜合自動化SCADA系統(tǒng)實例第9頁/共87頁 下圖所示是一個35kv變電站的一次接線。GDL、GDL1DL6B2 35KV/10

6、KVDL5DL135KVGDL1GDL2B1 35KV/10KVDDL1DDL2DL10MDL10KV I 段母線10KV II段母線35kv 母線GDL第10頁/共87頁DL6B2 35KV/10KVDL5DL135KVGDL1變電站的二次網(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu) 下圖所示是變電站的一種二次網(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)圖?，F(xiàn)場層由微機線路保護(hù)裝置，微機電容器保護(hù)裝置，變壓器保護(hù)和控制裝置，直流屏和計量屏（電度表）等組成，微機線路保護(hù)裝置集自動監(jiān)視、測量、控制和微機保護(hù)于一體，每條線路采用一個獨立的微機線路保護(hù)裝置，對應(yīng)一次設(shè)備形成獨立的控制單元間隔。監(jiān)控層由前置機，操作員工作站，通訊接口Aport等構(gòu)成c/s結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)

7、?，F(xiàn)場層和監(jiān)控層之間的通訊是通過現(xiàn)場總線和串行通訊來實現(xiàn)的。 第11頁/共87頁變電站的二次網(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu) 下圖所示是變電站的一種二次網(wǎng)主變差動保護(hù)裝置（1臺）主變后備保護(hù)裝置（1臺）主變本體保護(hù)裝置（1臺）主變監(jiān)控裝置（1臺）微機線路保護(hù)裝置（4臺）微機線路保護(hù)裝置（4臺）微機線路保護(hù)裝置（1臺）微機電容器保護(hù)裝置（1臺）三相三線電度表（8臺）三相四線電度表（3臺）直流屏交換機操作員工作站操作員工作站服務(wù)器AportAportCan232485232485Can第12頁/共87頁主變差動保護(hù)裝置（1臺）主變后備保護(hù)裝置（1臺）主變本體保護(hù)采用變電站綜合自動化系統(tǒng)采用變電站綜合自動化系統(tǒng)可以把原

8、本分隔的控制、保護(hù)、監(jiān)視、通信和測量等裝置以合適的形式進(jìn)行集成，由少量多功能智能電子設(shè)備（IntelligenElectronic Device，IED）組成自動化系統(tǒng)，通過站內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息共享，可使信號電纜大為減少，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化。第13頁/共87頁采用變電站綜合自動化系統(tǒng)采用變電站綜合自動化系統(tǒng)可以把原本分SCADA系統(tǒng)監(jiān)控層硬件結(jié)構(gòu)配置 SCADA系統(tǒng)監(jiān)控層硬件結(jié)構(gòu)配置，針對電力系統(tǒng)可靠性要求高，采集信息量大的特點，系統(tǒng)采用雙機雙網(wǎng)熱備用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。雙機及包括調(diào)度員工作站、工程師站、服務(wù)器、前置或通道等在內(nèi)的設(shè)備均采用雙份熱備用模式。雙網(wǎng)即系統(tǒng)的通信具有冗余功能。第14頁/共87頁

9、SCADA系統(tǒng)監(jiān)控層硬件結(jié)構(gòu)配置 SCADA系統(tǒng)監(jiān)控層硬SCADA系統(tǒng)監(jiān)控層硬件結(jié)構(gòu)配置 調(diào)度員工作站、工程師站都由工業(yè)用計算機組成，可以提供各回路的實時趨勢圖、歷史趨勢圖、操作界面、報警顯示、故障診以及設(shè)定控制站的測控參數(shù)等。系統(tǒng)中的前置機都是雙份配置，共同組成前置通信系統(tǒng)，擔(dān)負(fù)對各分站信息的接收、預(yù)處理及發(fā)送工作。在前置機上接入GPS衛(wèi)星時鐘，向系統(tǒng)播發(fā)統(tǒng)一對時，為系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)時間。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器采用主、備運行模式，除負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理外，還可擔(dān)當(dāng)維護(hù)工作站角色。其他工作站根據(jù)用戶權(quán)限級別區(qū)分是調(diào)度工作站還是工程師工作站。系統(tǒng)配置兩臺打印機，一臺打印報表，另一臺打印實時告警信息。 第15頁/共

10、87頁SCADA系統(tǒng)監(jiān)控層硬件結(jié)構(gòu)配置 調(diào)度員工作站、工程師站都 SCADA系統(tǒng)監(jiān)控層的軟件結(jié)構(gòu) SCADA系統(tǒng)監(jiān)控層軟件分為三層：數(shù)據(jù)層、程序?qū)雍屯ㄐ畔到y(tǒng)管理層。數(shù)據(jù)層主要包括實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫以及它們的存儲歷程。上層應(yīng)用程序主要實現(xiàn)電力系統(tǒng)的各項功能，并提供良好的人機接口和管理工具，以方便用戶使用。通信管理系統(tǒng)用于網(wǎng)絡(luò)的管理和通信任務(wù)的管理，它對上層應(yīng)用程序屏蔽具體的網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，保證通信進(jìn)程之間實現(xiàn)高速、可靠和標(biāo)準(zhǔn)的通信。 第16頁/共87頁 SCADA系統(tǒng)監(jiān)控層的軟件結(jié)構(gòu) SCADA系統(tǒng)監(jiān)控變電站綜合自動化SCADA系統(tǒng)的特點采用變電站綜合自動化系統(tǒng)可以把原本分隔的控制、保護(hù)、監(jiān)視、通

11、信和測量等裝置以合適的形式進(jìn)行集成，由少量多功能智能電子設(shè)備IED組成自動化系統(tǒng)，通過站內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息共享，可使信號電纜大為減少，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化。變電站綜合自動化SCADA系統(tǒng)問題是：（1）信息難以共享（現(xiàn)場總線非開放網(wǎng)絡(luò)）。（2）設(shè)備不具備互操作性。（3）系統(tǒng)的可擴展性差。 第17頁/共87頁變電站綜合自動化SCADA系統(tǒng)的特點采用變電站綜合自動化系統(tǒng)變電站綜合自動化存在的問題（1）目前,用于電力系統(tǒng)的通信規(guī)約種類很多, 主要有以下通信協(xié)議;部頒CDT循環(huán)通信協(xié)議、IEC60870-5系列(IEC60870-5-101,用于電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通;IEC60870-5-103,用于繼電保護(hù)設(shè)備信

12、息接口配套標(biāo)準(zhǔn)) 等，而且目前采用的規(guī)約都是面向點的，而不是面向設(shè)備的。目前實施的變電站自動化系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的系統(tǒng)規(guī)范，廣泛應(yīng)用的IEC60870一5一103規(guī)約只是變電站內(nèi)傳輸規(guī)約，缺乏對變電站系統(tǒng)模型、二次功能模型的描述，沒有將系統(tǒng)應(yīng)用與通信技術(shù)進(jìn)行分層處理，其應(yīng)用受到通信技術(shù)的限制，缺乏一致性測試標(biāo)準(zhǔn)，因此103規(guī)約不適合作為數(shù)字化變電站的統(tǒng)一信息平臺。第18頁/共87頁變電站綜合自動化存在的問題（1）目前,用于電力系統(tǒng)的通信規(guī)在變電站綜合自動化系統(tǒng)集成過程中面臨的最大障礙是不同廠家的IED，甚至同一廠家不同型號的IED所采用的通信協(xié)議和用戶界面的不相同，因而難以實現(xiàn)無縫集成和互操作。因為

13、需要額外的硬件（如規(guī)約轉(zhuǎn)換器）和軟件來實現(xiàn)IED互聯(lián).設(shè)備之間的互操作性差，系統(tǒng)的擴展、升級困難。主要原因是二次設(shè)備缺乏統(tǒng)一的信息模型規(guī)范和通信標(biāo)準(zhǔn)。為實現(xiàn)不同廠家設(shè)備的互連，必須設(shè)置大量的規(guī)約轉(zhuǎn)換器，增加了系統(tǒng)復(fù)雜度和設(shè)計、調(diào)試、運行和維護(hù)的難度，降低了通信系統(tǒng)的性能。變電站綜合自動化存在的問題（1）第19頁/共87頁在變電站綜合自動化系統(tǒng)集成過程中面臨的最大障礙是不同廠家的I變電站綜合自動化存在的問題（2）變電站綜合自動化系統(tǒng)中，變電站由于二次設(shè)備和一次設(shè)備間用電纜傳輸模擬信號和電平信號，需要大量的電纜。存在電纜的成本、管道面積，信號電纜傳輸過程中受電磁干擾的問題。第20頁/共87頁變電站

14、綜合自動化存在的問題（2）變電站綜合自動化系統(tǒng)中，變電變電站綜合自動化存在的問題（2）通信網(wǎng)絡(luò)取代復(fù)雜的控制電纜，減少二次接線用網(wǎng)絡(luò)代替電纜，可以通過網(wǎng)絡(luò)化傳輸將大大減少傳統(tǒng)的信號電纜，降低電纜的成本、管道面積，解決信號電纜傳輸過程中受電磁干擾的問題，簡化設(shè)計，減少現(xiàn)場施工、調(diào)試的工作量。用網(wǎng)絡(luò)代替電纜，可以通過網(wǎng)絡(luò)報文實現(xiàn)信號傳輸回路的自檢，實現(xiàn)傳輸回路的狀態(tài)檢修，避免傳統(tǒng)電纜回路接觸不可靠時無法自檢的缺點，將大大降低變電站的維護(hù)工作量和維護(hù)成本。第21頁/共87頁變電站綜合自動化存在的問題（2）通信網(wǎng)絡(luò)取代復(fù)雜的控制電纜，數(shù)字化變電站概念數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備(電子式互感器、智能化

15、開關(guān)（斷路器）等和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層(過程層、間隔層、站控層)構(gòu)建，建立在IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。第22頁/共87頁數(shù)字化變電站概念數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備(電子式互感器“數(shù)字化變電站”的特征一次設(shè)備的數(shù)字化和智能化。變電站內(nèi)傳統(tǒng)的電磁式互感器由電子式器替代，直接向外提供數(shù)字式光纖以太網(wǎng)接口;站內(nèi)采用具備向外進(jìn)行數(shù)字的智能斷路器、變壓器等設(shè)備，或者在這些一次設(shè)備就地加裝智能終端實現(xiàn)的數(shù)字式轉(zhuǎn)換與狀態(tài)監(jiān)測，達(dá)到一次設(shè)備數(shù)字化和智能化的要求。二次設(shè)備的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)字化變電站的二次設(shè)備除了具有傳統(tǒng)式設(shè)備的特點外，還具備

16、對外光纖網(wǎng)絡(luò)通信接口，與傳統(tǒng)變電站信息傳輸以為媒介不同，數(shù)字化變電站二次信號傳輸基于光纖以太網(wǎng)實現(xiàn)。第23頁/共87頁“數(shù)字化變電站”的特征一次設(shè)備的數(shù)字化和智能化。變電站內(nèi)傳統(tǒng)“數(shù)字化變電站”的特征變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)實現(xiàn)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化。數(shù)字化變電站全站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)實現(xiàn)均采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的完系統(tǒng)性、開放性保證了數(shù)字化變電站站內(nèi)設(shè)備具備互操作性的特征。運行管理系統(tǒng)的自動化。在現(xiàn)有綜自系統(tǒng)已經(jīng)具備較大程度的自動化的基礎(chǔ)上，數(shù)字化變電站在站內(nèi)設(shè)備的互操作性、信號的光纖傳輸、網(wǎng)絡(luò)通x訊平臺的信息共享等方面進(jìn)一步體現(xiàn)了運行管理自動化的特點。第24頁/共87頁“數(shù)字化變電站

17、”的特征變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)實現(xiàn)IEC6185數(shù)字化變電站國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r從1998年到2000年，在德國，ABB、ALSTOM和SIEMENS合作進(jìn)行了OCIS(Open Communication in Substations)計劃，完成了間隔層設(shè)備和主控站之間的互操作試驗。試驗中由ABB完成主控站通過在以太網(wǎng)上實現(xiàn)IEC61850-8-1來連接ABB、ALSTOM和SIEMENS的設(shè)備。2001年，在加拿大，ABB和SIEMENS進(jìn)行了間隔層設(shè)備的互操作試驗，由SIEMENS的保護(hù)裝置向ABB的開關(guān)模擬器發(fā)送跳閘信號，ABB的開關(guān)模擬器收到信號后將開關(guān)打開，并將開關(guān)打開的GOOSE信息發(fā)給

18、其他設(shè)備，配置為重合閘裝置的ABB保護(hù)向斷路器發(fā)送重合命令。第25頁/共87頁數(shù)字化變電站國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r從1998年到2000年，在德國，數(shù)字化變電站國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r2002年1月，在美國，ABB和SIEMENS進(jìn)行了采樣值傳輸互操作試驗，同年9月，這兩個公司又進(jìn)行了跳閘和采樣值互操作性試驗，試驗都很成功。2002年到2004年之間，在德國柏林，ABB、ALSTOM和SIEMENS進(jìn)行了間隔層設(shè)備的互操作試驗，這次成功的試驗證明了互操作性和簡化工程難度的可行性。第26頁/共87頁數(shù)字化變電站國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r2002年1月，在美國，ABB和S數(shù)字化變電站國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r國網(wǎng)公司及部分電力公司開展了數(shù)字

19、化變電站的研究工作，中國電力科學(xué)研究院和國內(nèi)的各大電力設(shè)備制造廠商是從2001年開始關(guān)注通信標(biāo)準(zhǔn)IEC61850，并開始對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行翻譯，目前已經(jīng)出版了4個標(biāo)準(zhǔn)的正式版。國內(nèi)較有影響力的電力自動化設(shè)備供應(yīng)商也積極響應(yīng)并參與了互操作性試驗，相關(guān)單位有:國調(diào)中心、電科院、南瑞繼保、國電南自、國電南瑞、北京四方、東方電子、魯能積成、融科聯(lián)創(chuàng)等。我國己建成了一些數(shù)字化變電站示范站，數(shù)字化變電站的研究已進(jìn)入實際工程應(yīng)用階段。 第27頁/共87頁數(shù)字化變電站國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r國網(wǎng)公司及部分電力公司開展了數(shù)字化數(shù)字化變電站國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r數(shù)字化變電站的投運，填補了我國數(shù)字化變電站建設(shè)的空白，吹響了變電站向數(shù)字化方

20、向發(fā)展的號角。更為難得的是關(guān)鍵設(shè)備均為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)設(shè)備，使我們得以真正意義上趕超國際先進(jìn)水平。第28頁/共87頁數(shù)字化變電站國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r數(shù)字化變電站的投運，填補了我國數(shù)字基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站三層結(jié)構(gòu)第29頁/共87頁基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站三層結(jié)構(gòu)第29頁/共8IEC61850標(biāo)準(zhǔn)從邏輯上將變電站自動化系統(tǒng)分為三層，即變電站層、間隔層、過程層。過程層是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中提出的新概念，數(shù)字化變電站過程層主要包括電子式互感器、斷路器和變壓器等高壓一次設(shè)備及其智能終端，該層主要實現(xiàn)信號的采集和對系統(tǒng)的操作控制;間隔層包括數(shù)字式保護(hù)、計量、監(jiān)控等二次設(shè)備

21、，負(fù)責(zé)間隔內(nèi)信息的運算處理與控制，以及與過程層和站控層的網(wǎng)絡(luò)通信工作;變電站層有些類似于傳統(tǒng)變電站的綜自系統(tǒng)，負(fù)責(zé)全站信息的管理和遠(yuǎn)方調(diào)度等信息的通信?；贗EC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站三層結(jié)構(gòu)第30頁/共87頁IEC61850標(biāo)準(zhǔn)從邏輯上將變電站自動化系統(tǒng)分為三層，即變IEC61850標(biāo)準(zhǔn)定義了3層之間的9種邏輯接口:1)間隔層和變電站層之間保護(hù)數(shù)據(jù)交換。2)間隔層和遠(yuǎn)方保護(hù)之間保護(hù)數(shù)據(jù)交換。3)間隔層內(nèi)數(shù)據(jù)交換。4)過程層和間隔層之間TV和TA暫態(tài)數(shù)據(jù)交換(主要是采樣)。5)過程層和間隔層之間控制數(shù)據(jù)交換。6)間隔層和變電站層之間控制數(shù)據(jù)交換。7)變電站層與遠(yuǎn)方工程師站數(shù)據(jù)交換。8)間

22、隔之間直接數(shù)據(jù)交換，尤其是像聯(lián)閉鎖這樣的功能。9)變電站層內(nèi)數(shù)據(jù)交換。第31頁/共87頁IEC61850標(biāo)準(zhǔn)定義了3層之間的9種邏輯接口:第31頁/IEC61850的分層模式與現(xiàn)有大多數(shù)變電站自動化系統(tǒng)不同，現(xiàn)有系統(tǒng)中的過程層功能都是在間隔層設(shè)備實現(xiàn)的，隨著電子式互感器的應(yīng)用，現(xiàn)代電力技術(shù)的發(fā)展趨勢是將越來越多的間隔層功能下放到過程層，可見IEC61850是面向未來的開放式標(biāo)準(zhǔn)。IEC61850的分層模式層間信號傳輸均由光纖以太網(wǎng)實現(xiàn),站內(nèi)信息描述和通信規(guī)約均按IEC61850標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)。過程層與間隔層之間基于交換式以太網(wǎng)的數(shù)字通信方式在標(biāo)準(zhǔn)中稱為過程總線通信，間隔層與變電站層之間通信方式稱為站

23、級總線通信。 IEC61850的分層模式特點第32頁/共87頁IEC61850的分層模式與現(xiàn)有大多數(shù)變電站自動化系統(tǒng)不同，第33頁/共87頁第33頁/共87頁智能過程層設(shè)備過程層設(shè)備包括:電子式互感器實現(xiàn)電流電壓模擬量的數(shù)字化;合并單元將電子式互感器的數(shù)字信號匯總后分發(fā)給間隔層的保護(hù)和測控裝置;智能單元采集一次設(shè)備的狀態(tài)通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸至間隔層的保護(hù)和測控裝置，同時接收間隔層的保護(hù)和測控裝置的命令對一次設(shè)備進(jìn)行操作。智能開關(guān)設(shè)備包括智能斷路器、智能隔離開關(guān)及具有對主變相關(guān)部件進(jìn)行數(shù)字化信息采集、控制等功能的智能操作箱。第34頁/共87頁智能過程層設(shè)備過程層設(shè)備包括:第34頁/共87頁電子

24、式互感器和合并單元電子式互感器主要由三部分組成:(1)一次結(jié)構(gòu)主體，包括互感器罐體、變徑法蘭、絕緣盆子、一次導(dǎo)體等，互感器罐體接地，內(nèi)裝三相電流電壓傳感器等部件。(2)一次傳感器，每相配置一個低功率CT、一個空芯線圈、一個同軸電容分壓器。低功率CT用于傳感測量用電流信號，空芯線圈用于傳感保護(hù)用電流信號，電容分壓器用于傳感電壓信號。(3)遠(yuǎn)端模塊，遠(yuǎn)端模塊也稱一次轉(zhuǎn)換器。遠(yuǎn)端模塊接收并處理三相LPCT、空芯線圈及電容分壓器的輸出信號，遠(yuǎn)端模塊輸出的數(shù)字信號由光纜傳送至合并單元。第35頁/共87頁電子式互感器和合并單元電子式互感器主要由三部分組成:第35頁常規(guī)互感器與電子式互感器比較常規(guī)互感器 電

25、流電壓經(jīng)CT、PT轉(zhuǎn)換為二次模擬值，經(jīng)電纜送經(jīng)保護(hù)交流插件、AD采樣回路進(jìn)入保護(hù)裝置;電子式互感器 電流電壓經(jīng)電子式互感器的遠(yuǎn)端模塊輸出數(shù)字值，經(jīng)光纜送合并單元進(jìn)入保護(hù)裝置。第36頁/共87頁常規(guī)互感器與電子式互感器比較常規(guī)互感器第36頁/共87頁合并單元功能 在數(shù)字化變電站中，互感器、保護(hù)以及斷路器之間復(fù)雜的導(dǎo)線連接被光纖代替，非常規(guī)互感器的輸出由模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，并通過合并單元以多播方式發(fā)布到過程總線，保護(hù)單元、測控單元以及斷路器等從過程總線獲取采樣和控制信息(如跳閘信號?？梢?，合并單元在數(shù)字化變電站中具有重要的作用。概括起來，合并單元主要有四個功能: 第37頁/共87頁合并單元功能

26、在數(shù)字化變電站中，互感器、保護(hù)以及斷路器之合并單元功能(1)重新采樣。根據(jù)配置信息，對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行重新采樣。例如，IEC 61850規(guī)定合并單元輸出信號的采樣率有兩擋可調(diào)，80點/周波和256點/周波。(2)同步。利用外部時鐘如GPS)，給采樣數(shù)據(jù)打上時間戳，以實現(xiàn)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)同步。 (3)將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的Ethernet數(shù)據(jù)幀，并發(fā)送到過程總線上。 第38頁/共87頁合并單元功能(1)重新采樣。根據(jù)配置信息，對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行重新第39頁/共87頁第39頁/共87頁智能單元的功能智能單元的功能包括:(l)斷路器操作功能(2)開入、開出功能 接收測控遙控分合及聯(lián)鎖GOOS

27、E命令，完成對斷路器和刀閘的分合操作， 就地采集斷路器、隔刀和地刀位置以及斷路器本體的開關(guān)量信號，具有保護(hù)、測控所需的各種閉鎖和狀態(tài)信號的合成功能，通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)將各種開關(guān)量信息送給保護(hù)和測控裝置。第40頁/共87頁智能單元的功能智能單元的功能包括:第40頁/共87頁智能單元應(yīng)具有信息轉(zhuǎn)換和通訊功能，支持以GOOSE方式上傳一次設(shè)備的狀態(tài)信息，同時接收來自保護(hù)測控等二次設(shè)備的G00SE下行控制命令，該部分上、下行信息實時性要求高;第41頁/共87頁智能單元應(yīng)具有信息轉(zhuǎn)換和通訊功能，支持以GOOSE方式上傳一智能單元的特點采用高性能CPU和DSP、內(nèi)部高速總線、智能I/0，硬件和軟件均采用模

28、塊化設(shè)計，靈活可配置，插件、軟件模塊通用，易于擴展和維護(hù)。采用全密封、高阻抗、小功耗的進(jìn)口繼電器，減少裝置的功耗和發(fā)熱。出口繼電器經(jīng)啟動DSP閉鎖，有效保證裝置動作的可靠性。配有兩個獨立的光纖GOOSE接口，支持實時GOOSE通訊。第42頁/共87頁智能單元的特點采用高性能CPU和DSP、內(nèi)部高速總線、智能I第43頁/共87頁第43頁/共87頁數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)利用高速以太網(wǎng)構(gòu)成變電站數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一信息建模。第44頁/共87頁數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)利用高速以太網(wǎng)構(gòu)成變電站數(shù)據(jù)采集現(xiàn)代高速通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是數(shù)字化變電站的神經(jīng)系統(tǒng)，其可靠性和實

29、時性直接決定了數(shù)字化變電站系統(tǒng)的可用性。對數(shù)字化變電站有重要影響的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要如下。(1)交換式以太網(wǎng)技術(shù)。傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用隨機的網(wǎng)絡(luò)仲裁機制CSMA/CD ，其傳輸不確定性是以太網(wǎng)進(jìn)入實時控制領(lǐng)域的主要障礙。而交換式以太網(wǎng)具有微網(wǎng)段和全雙工傳輸?shù)奶匦?，從本質(zhì)上為通信的確定性提供了保證，從而為數(shù)字化變電站中采用過程總線提供了技術(shù)基礎(chǔ)。 第45頁/共87頁現(xiàn)代高速通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是數(shù)字化變電站的神經(jīng)系統(tǒng)，其可站級PC遠(yuǎn)動單元交換機保護(hù)設(shè)備測控設(shè)備保護(hù)設(shè)備測控設(shè)備交換機交換機合并單元智能執(zhí)行單元合并單元智能執(zhí)行單元 全站統(tǒng)一式網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第46頁/共87頁站級PC遠(yuǎn)動單元交換機

30、保護(hù)設(shè)備測控設(shè)備保護(hù)設(shè)備測控設(shè)備交換機實時性問題電力系統(tǒng)信息傳輸?shù)闹饕攸c是信息傳輸有輕重緩急的不同，且應(yīng)能實現(xiàn)時間同步，對于通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有優(yōu)先級和滿足時間同步的要求。但縱觀現(xiàn)有商用網(wǎng)絡(luò)，較少能滿足這兩個要求。第47頁/共87頁實時性問題電力系統(tǒng)信息傳輸?shù)闹饕攸c是信息傳輸有輕重緩急的不現(xiàn)代高速通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(2) IEEE 802.1P排隊特性。實時數(shù)據(jù)和非實時數(shù)據(jù)在同一個網(wǎng)絡(luò)中傳輸時，容易發(fā)生競爭服務(wù)資源的情況。IEEE 802.1P排隊特性采用帶IEEE 802.lQ優(yōu)先級標(biāo)簽的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀,使得具有高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)幀獲得更快的響應(yīng)速度。該技術(shù)使得數(shù)字化變電站中過程總線和變電站總線可以合并為同

31、一個物理網(wǎng)絡(luò)。第48頁/共87頁現(xiàn)代高速通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(2) IEEE 802.1P排隊特性。現(xiàn)代高速通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(3)虛擬局域網(wǎng)VLAN 技術(shù)。VLAN是一種利用現(xiàn)代交換技術(shù)，是將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地而不是物理地劃分成多個網(wǎng)段的技術(shù)。這樣，變電站中控制網(wǎng)段和非控制網(wǎng)段可以從邏輯上劃分，而不需依賴物理的組網(wǎng)方式以及設(shè)備的安裝位置，從而有效保證了控制網(wǎng)段的實時性和安全性。(4)快速生成樹協(xié)議(IEEE 802.1w Rapid Spanning Tree Protocol)。傳統(tǒng)的以太網(wǎng)拓?fù)渲胁荒艹霈F(xiàn)環(huán)路，因為由廣播產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包會引起無限循環(huán)而導(dǎo)致阻塞。環(huán)路問題依靠生成樹算法解決?？焖偕蓸鋮f(xié)議使

32、算法的收斂過程從1min降低到110s。這樣，在變電站網(wǎng)絡(luò)中可以采用多種冗余鏈路設(shè)計，以保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性。 第49頁/共87頁現(xiàn)代高速通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(3)虛擬局域網(wǎng)VLAN 技術(shù)。VLANIEC61850標(biāo)準(zhǔn) 為適應(yīng)變電站自動化和數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，1995年，國際電工委員會第57技術(shù)委員會(IECTC57)開始制定變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)規(guī)范體系IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，目前該標(biāo)準(zhǔn)已成為變電站自動化領(lǐng)域統(tǒng)一的、權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)體系，是數(shù)字化變電站實現(xiàn)無縫通信和互操作性的基礎(chǔ)。第50頁/共87頁IEC61850標(biāo)準(zhǔn) 為適應(yīng)變電站自動化和數(shù)字化技術(shù)的IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（1）-信息及協(xié)議分層 變電站通

33、信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)協(xié)議IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)草案提出了變電站內(nèi)信息分層的概念，無論從邏輯概念上還是從物理概念上，都將變電站的通信體系分為3個層次:變電站層間隔層過程層并且定義了層和層之間的通信接口第51頁/共87頁IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（1）-信息及協(xié)議分IEC61850將變電站自動化系統(tǒng)分成變電站層、間隔層、過程層，將每個物理設(shè)備分成由服務(wù)器和應(yīng)用組成，再將服務(wù)器分層為邏輯設(shè)備(LogicalDeviee)、邏輯節(jié)點(LogiealNode)、數(shù)據(jù)對象(Dataobjeet)、數(shù)據(jù)屬性(DataAttributes),從從應(yīng)用方面來看，服務(wù)器包含通信網(wǎng)絡(luò)和輸入/輸出接口(I/O);從通信

34、的角度來看，服務(wù)器通過子網(wǎng)和站網(wǎng)相連，每一個IED既可扮演服務(wù)器的角色，又可扮演客戶的角色。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（1）-信息及協(xié)議分層第52頁/共87頁IEC61850將變電站自動化系統(tǒng)分成變電站層、間隔層、過程第53頁/共87頁第53頁/共87頁 整個變電站對象從物理上可以看作由若干個一次設(shè)備和測量、控制、保護(hù)等二次設(shè)備構(gòu)成，并通過網(wǎng)絡(luò)通信總線把設(shè)備互連起來的抽象系統(tǒng)。設(shè)備對變電站來說是抽象子對象，每個對象封裝了該對象所具有的屬性和操作方法，并通過外部接口供其他對象訪問。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（2）-采用了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)統(tǒng)一建模第54頁/共87頁 整個變電站對象從物理上

35、可以看作由若干個一次設(shè)備和測量、控制如邏輯節(jié)點XCBR就是對斷路器對象的抽象。該邏輯節(jié)點封裝了斷路器的所有屬性，包括:斷路器開關(guān)位置控制Pos、操作次數(shù)OperCnt、操作源Loc(當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)方)等，以及斷路器操作服務(wù)setDaltaValue(設(shè)置開關(guān)位置)、GetDatavalue(獲取開關(guān)位置)、SBO(選擇執(zhí)行)等。從物理上對斷路器的操作都是通過斷路器對象進(jìn)行訪問，而不關(guān)心斷路器內(nèi)部具體的組成及狀態(tài)。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（2）-采用了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)統(tǒng)一建模第55頁/共87頁如邏輯節(jié)點XCBR就是對斷路器對象的抽象。該邏輯節(jié)點封裝了斷IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（2）-采用

36、了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)統(tǒng)一建模IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)采用面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)，定義了基于客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型。每個IED包含一個或多個服務(wù)器，每個服務(wù)器本身又包含一個或多個邏輯設(shè)備。邏輯設(shè)備包含邏輯節(jié)點，邏輯節(jié)點包含數(shù)據(jù)對象。數(shù)據(jù)對象則是由數(shù)據(jù)屬性構(gòu)成的公用數(shù)據(jù)類的命名實例。從通信而言，IED同時也扮演客戶的角色。任何一個客戶可通過抽象通信服務(wù)接口（ACSI）和服務(wù)器通信可訪問數(shù)據(jù)對象，如圖所示。第56頁/共87頁IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（2）-采用了面向?qū)ο蟮?7頁/共87頁第57頁/共87頁統(tǒng)一的信息模型 IEC6185O標(biāo)準(zhǔn)中定義了大量的邏輯節(jié)點LN和公共數(shù)據(jù)類CDC，構(gòu)成了變電站

37、自動化系統(tǒng)統(tǒng)一的信息模型。其中，邏輯節(jié)點LN是對變電站自動化功能的抽象，是最基本的功能單元，統(tǒng)一信息模型的意義在于為各種變電站自動化系統(tǒng)構(gòu)造了統(tǒng)一的語義空間。抽象通信服務(wù)接口 抽象通信服務(wù)接口ACSI的意義在于，變電站自動化功能獨立于具體的底層通信一協(xié)議。第58頁/共87頁統(tǒng)一的信息模型第58頁/共87頁IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（3）-數(shù)據(jù)自描述面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)自描述在數(shù)據(jù)源就對數(shù)據(jù)本身進(jìn)行自我描述，傳輸?shù)浇邮辗降臄?shù)據(jù)都帶有自我說明，不需要再對數(shù)據(jù)進(jìn)行工程物理量對應(yīng)、標(biāo)度轉(zhuǎn)換等工作。由于數(shù)據(jù)本身帶有說明，所以傳輸時可以不受預(yù)先定義限制，簡化了對數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)工作。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)

38、提供了一整套面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)自描述方法。（1）該標(biāo)準(zhǔn)定義了采用設(shè)備名、邏輯節(jié)點名、實例編號和數(shù)據(jù)類名建立對象名的命名規(guī)則。（2）IEC 61850通信服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)采用面向?qū)ο蟮姆椒?，定義了對象之間的通信服務(wù)，比如，獲取和設(shè)定對象值的通信服務(wù)，取得對象名列表的通信服務(wù)，獲得數(shù)據(jù)對象值列表的服務(wù)等。第59頁/共87頁IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（3）-數(shù)據(jù)自描述面向IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（4）抽象通信服務(wù)接口（ACSI）IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)了變電站內(nèi)信息傳輸所必需的通信服務(wù)，在IEC61850一7一2中，對類模型和服務(wù)進(jìn)行了抽象的定義。設(shè)計了獨立于所采用網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層協(xié)議的抽象通信服務(wù)

39、接口（Abstract Communi-cation Service Interface，ACSI）， 通信服務(wù)分為:定義了諸如控制、獲取數(shù)據(jù)值服務(wù); 定義了諸如GOOSE服務(wù)和對模擬測量值采樣服務(wù)等。第60頁/共87頁IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（4）抽象通信服務(wù)接口（AIEC61850總結(jié)電力系統(tǒng)生產(chǎn)和運行過程的特點和要求，歸納出電力系統(tǒng)所必需的信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)服務(wù)，應(yīng)用抽象通信服務(wù)接口，它與具體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議(如目前采用的MMS)獨立，與采用的網(wǎng)絡(luò)(如現(xiàn)采用的IP)無關(guān)。服務(wù)器和客戶之間通過ACSI服務(wù)實現(xiàn)通信，客戶通過ACSI服務(wù)實現(xiàn)對設(shè)備的訪問，其中服務(wù)器對象封裝了它的所有數(shù)據(jù)屬

40、性和服務(wù)，通過外部接口實現(xiàn)與客戶之間的數(shù)據(jù)交換。抽象通信服務(wù)接口ACSI的意義在于，變電站自動化功能獨立于具體的底層通信一協(xié)議。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（4）抽象通信服務(wù)接口（ACSI）第61頁/共87頁IEC61850總結(jié)電力系統(tǒng)生產(chǎn)和運行過程的特點和要求，歸納客戶通過ACSI，由專用通信服務(wù)映射（Specific Communi-cation Service Map，SCSM）映射到所采用的具體協(xié)議棧，如制造報文規(guī)范（ManufacturingMessage Specification，MMS）等。 ACSI服務(wù)通過特殊服務(wù)映射SCSM映射到OSI通信模型的應(yīng)用層而實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的網(wǎng)

41、絡(luò)傳輸。SCSM將抽象通信服務(wù)映射到具體的通信協(xié)議棧，IEC6185O一5對變電站自動化系統(tǒng)中事件時間、傳輸時間、報文的類型和性能級均做了詳細(xì)定義。在IEC61850一8、9中選擇并定義了底層通信協(xié)議棧，以滿足上述性能要求。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（5）專用通信服務(wù)映射（ SCSM ）第62頁/共87頁客戶通過ACSI，由專用通信服務(wù)映射（Specific CoIEC 61850標(biāo)準(zhǔn)使用ACSI和SCSM技術(shù)，解決了標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性與未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展之間的矛盾，即當(dāng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展時只要改動SCSM，而不需要修改ACSI。由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，更加符合電力系統(tǒng)生產(chǎn)特點的網(wǎng)絡(luò)將會出現(xiàn)，由于電力

42、系統(tǒng)的復(fù)雜性，信息傳輸?shù)捻憫?yīng)時間的要求不同，在變電站的過程內(nèi)可能采用不同類型的網(wǎng)絡(luò)，IEC61850采用抽象通信服務(wù)接口，就很容易適應(yīng)這種變化，只要改變相應(yīng)SCSM，應(yīng)用過程和抽象通信服務(wù)接口是一樣的，不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議和通信棧，由不同的SCSM對應(yīng)。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要特點（5）專用通信服務(wù)映射（ SCSM ）第63頁/共87頁IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)使用ACSI和SCSM技術(shù)，解決了標(biāo)準(zhǔn)基于61850的變電站內(nèi)通信系統(tǒng)框架模型 典型變電站自動化系統(tǒng)的通信系統(tǒng)框架模型如圖所示。選擇制造報文規(guī)范（MMS）作為應(yīng)用層協(xié)議與變電站控制系統(tǒng)通信。所有IED中基于IEC 61850建立的對象和

43、服務(wù)模型都被映射成MMS中通用的對象和服務(wù)，如數(shù)據(jù)對象的讀、寫、定義和創(chuàng)建以及文件操作等。MMS對面向?qū)ο髷?shù)據(jù)定義的支持，以太網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)和MMS結(jié)合，加之IEC 61850的應(yīng)用描述，是將變電站自動化系統(tǒng)變成開放系統(tǒng)的一可能實現(xiàn)的途徑。第64頁/共87頁基于61850的變電站內(nèi)通信系統(tǒng)框架模型 典型變電站自第65頁/共87頁第65頁/共87頁IEC61850一5所定義的報文類型和特性分類按照下圖所示進(jìn)行映射。一類型1(快速報文)一類型1A(跳閘報文)一類型2(中等速度報文)一類型3(低速報文)一類型4(原始數(shù)據(jù)報文)一類型5(文件傳輸功能)一類型6(時間同步報文)第66頁/共87頁IEC618

44、50一5所定義的報文類型和特性分類按照下圖所示進(jìn)第67頁/共87頁第67頁/共87頁映射模式 抽象的通信服務(wù)、通信對象及參數(shù)通過特殊通信服務(wù)映射(SCSM)映射到底層應(yīng)用程序，其映射一般遵循MMS+TCP/IP+ISO/IEC802.3模式。 而SAV模型和GOOSE模型的報文傳輸映射實現(xiàn)比較特殊: 應(yīng)用層專門定義了協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)協(xié)議經(jīng)過表示層ASN.I編碼后，直接映射到數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。這種映射方式的目的是避免通信堆棧造成傳輸延時，從而保證報文傳輸?shù)目焖傩?。?8頁/共87頁映射模式 抽象的通信服務(wù)、通信對象及參數(shù)通過特殊通信服務(wù)映射SAV模型和GOOSE模型IEC61850標(biāo)準(zhǔn)定

45、義了兩種抽象模型:采樣值傳輸(SAV)模型和通用的以對象為中心的變電站事件(GOOSE)模型?；ジ衅飨蚨卧O(shè)備傳輸采樣值采用IEC61850一9一1或IEC61850一9一2；采樣值傳輸。一次設(shè)備和二次設(shè)備間交換1類性能要求(延時小于4ms)的開關(guān)量采用IEC61850的GOOSE服務(wù);其他信息交換采用IEC61850一8；為滿足實時性要求，IEC61850一9一1、IEC61850一9一2和GOOSE服務(wù)均工作在數(shù)據(jù)鏈路層上，未使用TCP/IP協(xié)議。第69頁/共87頁SAV模型和GOOSE模型IEC61850標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種抽象GOOSE報文GOOSE報文的傳輸是事件驅(qū)動的數(shù)據(jù)通信方式，發(fā)布者

46、(如保護(hù)設(shè)備)由事件(如線路短路故障)觸發(fā)后，從數(shù)據(jù)集中收集所需數(shù)據(jù)，然后通過發(fā)送緩沖區(qū)發(fā)送出去，它具有異步傳輸和隨機性特點，其報文傳輸?shù)膶崟r性和可靠性都很高。GOOSE報文的傳輸服務(wù)采用應(yīng)用層經(jīng)過表示層(經(jīng)ASN.I編碼)后，直接映射到底層(數(shù)據(jù)鏈路層和物理層)，而不經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，并采用較先進(jìn)的交換式以太網(wǎng)技術(shù)，使用IEEE802.IQ優(yōu)先級標(biāo)志/虛擬局域網(wǎng)技術(shù)，從而保證了報文傳輸?shù)膶崟r性。 GOOSE通信協(xié)議棧下圖。第70頁/共87頁GOOSE報文GOOSE報文的傳輸是事件驅(qū)動的數(shù)據(jù)通信方式，第71頁/共87頁第71頁/共87頁采用基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的集成技術(shù)第72頁/共87頁

47、采用基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的集成技術(shù)第72頁/共87頁采用基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的集成技術(shù)利用抽象通信服務(wù)接口ACSI，在系統(tǒng)運行時動態(tài)查詢對方裝置或系統(tǒng)所能提供的功能服務(wù)采用基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的集成技術(shù)，可以使自動化系統(tǒng)擺脫對具體底層通信協(xié)議的依賴，同時能夠滿足實時性的要求。第73頁/共87頁采用基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的集成技術(shù)利用抽象通信服務(wù)接口數(shù)字化變電站信息安全分析 雖然基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議建立起來的通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)在上層協(xié)議上是一致的，而且也大大提高變電站內(nèi)設(shè)備的互操作性和互換性，但是協(xié)議的開放性和標(biāo)準(zhǔn)性同樣帶來一個重要的問題：二次系統(tǒng)的安全性問題。數(shù)字化變電站內(nèi)由于各種智能電子設(shè)備的大量應(yīng)用，變電站內(nèi)運行、狀態(tài)和控制等數(shù)字化信息需要傳送，負(fù)責(zé)傳送這些信息的網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)成為數(shù)字化變電站的重要平臺，因而，網(wǎng)絡(luò)可靠性直接關(guān)系著數(shù)字化變電站的良好運行。所以信息安全和網(wǎng)絡(luò)可靠性自然成為人們較為關(guān)注的兩個焦點。第74頁/共87頁數(shù)字化變電站