IEC-61850变电站通信网络和系统课件.ppt
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- IEC 61850 变电站 通信 网络 系统 课件
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1、学习单元学习单元3 IEC 61850变电站通信网络和系变电站通信网络和系统统第第 1 部分部分 概论概论1 范围范围本部分适用于变电站自动化系统,它定义了变电站内智能电子设备之本部分适用于变电站自动化系统,它定义了变电站内智能电子设备之间的通信和相关的系统要求。间的通信和相关的系统要求。本部分介绍和概述了本系列,它引用了本标准系列其他部分文字内容本部分介绍和概述了本系列,它引用了本标准系列其他部分文字内容和图。和图。2 规范性引用文件规范性引用文件下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的
2、修改单(不包括勘误的内容)或修订版期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方,研究是均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方,研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。本适用于本部分。下一页返回学习单元学习单元3 IEC 61850变电站通信网络和系变电站通信网络和系统统3 术语、定义和缩略语术语、定义和缩略语3.1 术语和定义术语和定义本部分采用了下述定义:本部分采用了下述定义:3.1.1 抽象通信服务接口(抽象
3、通信服务接口(ASCI)一种虚拟接口,它为智能电子设备提供了抽象通信服务,例如连接、一种虚拟接口,它为智能电子设备提供了抽象通信服务,例如连接、变量访问、非请求数据传输报告、设备控制、文件传输服务,以及所变量访问、非请求数据传输报告、设备控制、文件传输服务,以及所采用的实际通信栈和协议集独立。采用的实际通信栈和协议集独立。3.1.2 间隔(间隔(Bay)变电站由具有一些公共功能的紧密连接的子部分组成,例如介于进线变电站由具有一些公共功能的紧密连接的子部分组成,例如介于进线或出线与母线之间的断路器;带断路器和相关的隔离开关及接地开关或出线与母线之间的断路器;带断路器和相关的隔离开关及接地开关的母
4、联;(代表两种电压等级的)两条母线之间带开关设备的变压器的母联;(代表两种电压等级的)两条母线之间带开关设备的变压器等。等。上一页 下一页返回学习单元学习单元3 IEC 61850变电站通信网络和系变电站通信网络和系统统间隔的概念可适用于断路器和环形母线变电站配置,将一次断路器和间隔的概念可适用于断路器和环形母线变电站配置,将一次断路器和相关的设备组成一个虚拟间隔。这些间隔组成受保护的电力系统子集,相关的设备组成一个虚拟间隔。这些间隔组成受保护的电力系统子集,例如变压器或者线路终端,它的开关设备的控制有一些共同的限制,例如变压器或者线路终端,它的开关设备的控制有一些共同的限制,诸如联锁和已定义
5、的操作顺序。这些子部分的标识对于维修(哪些部诸如联锁和已定义的操作顺序。这些子部分的标识对于维修(哪些部分同时断开对变电站其余部分的影响最小)或扩充设计(如果一个新分同时断开对变电站其余部分的影响最小)或扩充设计(如果一个新的线路将要投运,需要增加的部分)非常重要,这些子部分被称为间的线路将要投运,需要增加的部分)非常重要,这些子部分被称为间隔,由通用名称为隔,由通用名称为“间隔控制器间隔控制器”的设备进行管理,又称为的设备进行管理,又称为“间隔继间隔继电保护电保护”的继电保护系统。的继电保护系统。3.1.3 数据对象(数据对象(Data Object)代表特定信息,例如状态或者测量值的逻辑节
6、点对象的一部分。从面代表特定信息,例如状态或者测量值的逻辑节点对象的一部分。从面向对象的观点来看,数据对象是数据对象类的实例。数据对象通常作向对象的观点来看,数据对象是数据对象类的实例。数据对象通常作为交换对象,例如它们是数据结构。为交换对象,例如它们是数据结构。上一页 下一页返回学习单元学习单元3 IEC 61850变电站通信网络和系变电站通信网络和系统统3.1.4 设备(设备(Device)为一个目的服务或者完成一个功能而设计的一个机械装置或者装置为一个目的服务或者完成一个功能而设计的一个机械装置或者装置(Equipment)的一部分称为设备;例如开关、继电器或者变电站计)的一部分称为设备
7、;例如开关、继电器或者变电站计算机(算机(IEEE Std 100 1996)。)。3.1.5 功能(功能(Functions)由变电站自动化系统即由应用功能所完成的任务。通常,功能与其他由变电站自动化系统即由应用功能所完成的任务。通常,功能与其他功能交换数据。其细节和所考虑的功能密切相关。由智能电子设备功能交换数据。其细节和所考虑的功能密切相关。由智能电子设备(物理设备)实现功能。功能可分成许多部分,常驻在不同智能电子(物理设备)实现功能。功能可分成许多部分,常驻在不同智能电子设备内,彼此之间通信(分布式功能),并和其他功能之间进行通信。设备内,彼此之间通信(分布式功能),并和其他功能之间进
8、行通信。这些进行通信功能的部分称为逻辑节点。这些进行通信功能的部分称为逻辑节点。3.1.6 智能电子设备(智能电子设备(Intelligent Electronic Device,IED)上一页 下一页返回学习单元学习单元3 IEC 61850变电站通信网络和系变电站通信网络和系统统一个或者多个处理器协调工作的设备,它具有从或到一个外部源接收一个或者多个处理器协调工作的设备,它具有从或到一个外部源接收和发送数据和发送数据/控制(例如电子式多功能表计、数字继电保护、控制器)控制(例如电子式多功能表计、数字继电保护、控制器)的能力。的能力。3.1.7 互换性(互换性(Interchange Abi
9、lity)不用改变系统内的其他元件,用一个制造厂提供的设备代替另一个制不用改变系统内的其他元件,用一个制造厂提供的设备代替另一个制造厂提供的设备的能力。造厂提供的设备的能力。3.1.8 互操作性(互操作性(Interoper Ability)一个制造厂或不同制造厂提供的两个或多个交换信息和使用这些信息一个制造厂或不同制造厂提供的两个或多个交换信息和使用这些信息正确执行特定功能的能力。正确执行特定功能的能力。3.1.9 逻辑节点(逻辑节点(Logical Nodes,LN)逻辑节点是交换数据功能的最小部分。是由它的数据和方法所定义的逻辑节点是交换数据功能的最小部分。是由它的数据和方法所定义的对象
10、。对象。上一页 下一页返回学习单元学习单元3 IEC 61850变电站通信网络和系变电站通信网络和系统统3.1.10 开放协议(开放协议(Open Protocol)协议,其栈是标准化的或是公开)协议,其栈是标准化的或是公开可得到的。可得到的。3.1.11 物理设备(物理设备(Physical Device,PD)和本标准系列的智能电)和本标准系列的智能电子设备等效。子设备等效。3.1.12 通信信息片(通信信息片(PICOM)通信信息片(通信信息片(Piece of Information for Communication)是在给定)是在给定逻辑连接,具有给定的通信属性的两个逻辑节点之间信
11、息传输的描述,逻辑连接,具有给定的通信属性的两个逻辑节点之间信息传输的描述,它也包含所传输的信息和要求属性,例如性能。它不代表在通信网络它也包含所传输的信息和要求属性,例如性能。它不代表在通信网络上交换数据的实际结构和格式。采纳国际大电网会议(上交换数据的实际结构和格式。采纳国际大电网会议(CIGRE34.03)工作组的通信信息片(工作组的通信信息片(PICOM)方法。)方法。上一页 下一页返回学习单元学习单元3 IEC 61850变电站通信网络和系变电站通信网络和系统统3.1.13 协议(协议(Protocol)一组规则,它决定在达到和执行通信的功能单元的行为。一组规则,它决定在达到和执行通
12、信的功能单元的行为。3.1.14 自我描述(自我描述(Self-description)设备包含它的配置方面的信息。这些信息的表示必须标准化,并且设备包含它的配置方面的信息。这些信息的表示必须标准化,并且(在这个标准系列范围内)通过通信可以访问。(在这个标准系列范围内)通过通信可以访问。3.1.15 系统(系统(System)在本标准系列的范围内,除非特别指定,系统通常指变电站自动化系在本标准系列的范围内,除非特别指定,系统通常指变电站自动化系统。统。3.1.16 特定通信服务映射(特定通信服务映射(Specific Communication Service Mapping,SCSM)上一页
13、 下一页返回学习单元学习单元3 IEC 61850变电站通信网络和系变电站通信网络和系统统3.2 缩略词(缩略词(Abbreviations)ACSI Abstract Communication Service 抽象通信服务接口抽象通信服务接口AIS Air Insulated Switchgear 空气绝缘开关空气绝缘开关CB Circuit Breaker 断路器断路器CDC Common Data Class 公用数据类公用数据类DO Data Object 数据对象数据对象EMC Electromagnetic Compability 电磁兼容性电磁兼容性GOMSFE Generic
14、 Object Models for Substation and Feeder Equipment 变电站和馈线设备通用对象变电站和馈线设备通用对象GIS Gas Insulated Switchgear 气体绝缘开关气体绝缘开关上一页 下一页返回学习单元学习单元3 IEC 61850变电站通信网络和系变电站通信网络和系统统IED Intelligent Electronic Device 智能电子设备智能电子设备LN Logical Nodes 逻辑节点逻辑节点PD Physical Device 物理设备物理设备PICOM Piece of Information for Communi
15、cation 通信信息片通信信息片SA Substation Automation 变电自动化变电自动化SAS Substation Automation System 变电自动化系统变电自动化系统SCSM Specific Communication Service Mapping 特定通信服务特定通信服务映射映射上一页 下一页返回学习单元学习单元3 IEC 61850变电站通信网络和系变电站通信网络和系统统4 目的目的由于大规模集成电路技术强劲的发展,导致了先进的、快速的、功能由于大规模集成电路技术强劲的发展,导致了先进的、快速的、功能强的微型处理器的出现,才有变电站自动化系统实现的可能性
16、。这个强的微型处理器的出现,才有变电站自动化系统实现的可能性。这个结果引起了变电站二次设备从电子结果引起了变电站二次设备从电子机械设备向数字设备的发展。反机械设备向数字设备的发展。反过来又提供了采用一些智能电子设备去完成所要求的功能(继电保护、过来又提供了采用一些智能电子设备去完成所要求的功能(继电保护、当地和远方监视和控制)等来实现变电站自动化系统的可能性。自然,当地和远方监视和控制)等来实现变电站自动化系统的可能性。自然,提出了在智能电子设备之间高效通信的要求,特别是标准协议的要求。提出了在智能电子设备之间高效通信的要求,特别是标准协议的要求。到目前为止,许多制造厂采用各自特定的专用通信协
17、议,但是采用不到目前为止,许多制造厂采用各自特定的专用通信协议,但是采用不同的制造厂的智能电子设备时要求复杂的、高费用的协议转换。同的制造厂的智能电子设备时要求复杂的、高费用的协议转换。上一页 下一页返回学习单元学习单元3 IEC 61850变电站通信网络和系变电站通信网络和系统统5 历史历史从从 1994 年开始,年开始,IEC TR 57“变电站控制和继电保护接口变电站控制和继电保护接口”临时工作临时工作组提出制定变电站自动化系统通信标准的建议。采纳由各国家委员会组提出制定变电站自动化系统通信标准的建议。采纳由各国家委员会提出的下述建议:提出的下述建议:制定关于功能体系、通信结构和一般要求
18、的标准;制定关于功能体系、通信结构和一般要求的标准;制定关于在单元(间隔)层和变电站层之内和之间的通信标准;制定关于在单元(间隔)层和变电站层之内和之间的通信标准;制定关于过程层和单元(间隔)层之内和之间的通信标准;制定关于过程层和单元(间隔)层之内和之间的通信标准;制定关于继电保护信息接口配套标准。制定关于继电保护信息接口配套标准。临时工作组制定了继电保护设备信息接口配套标准临时工作组制定了继电保护设备信息接口配套标准IEC 60870-5-103(DL/Z 667),并已出版。),并已出版。图图 1 所示为变电站自动化系统的通信接口的一般结构。所示为变电站自动化系统的通信接口的一般结构。上
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