IEC 61850在上海练塘站的应用分析

来源:用户上传      作者: 陆文颖 胡海棠

　　摘要：对IEC 61850标准的最新进展情况进行了介绍,从网络结构、测控装置联闭锁、五防系统等几个方面分析了IEC 61850在练塘站的实际应用情况,总结了IEC 61850在变电站自动化应用优势,对虚拟局域网设置、GOOSE功能应用和数字化变电站发展趋势进行了较为深入的思考。
　　关键词：IEC 61850 数字化变电站 MMS GOOSE
　　
　　1、引言
　　IEC 61850标准第2版的颁布极大地推动了数字化变电站的发展,数字化变电站已成为当今电网的发展趋势。
　　数字化变电站是指基于IEC 61850标准建立全站统一的数据模型和数据通信平台,实现站内一次设备和二次智能电子装置的数字化通信,确保智能装置之间的互操作性。其主要特征有:数字化的一次电气设备;基于IEC 61850的全站统一的数据模型及通信服务平台;网络化的二次装置。
　　2、IEC 61850介绍
　　国际电工委员会（IEC）于2004年发布了变电站通信网络和系统――IEC 61850系列标准来规范设备的信息交换,实现不同厂家设备之间的信息共享,使变电站自动化系统成为具有相互操作性的开放系统。
　　IEC 61850标准将变电站自动化系统分为三层:站控层、间隔层和过程层,其中站控层包括监控系统、远动系统、故障信息子系统;间隔层包括保护装置、测控装置;过程层包括合并单元（MU）、智能单元。
　　IEC 61850第2版作为电力系统自动化领域的国际标准,在变电站和新能源系统的监控通信方面已经建立起一整套的抽象信息模型和特定通信服务映射机制。这些信息模型将是智能电网实现信息共享甚至智能化运行的重要信息源,而其定义的特定通信协议栈也将满足智能电网在通信方面的要求,其对智能电网建设起到积极地促进作用。
　　3、IEC 61850在练塘站的具体应用
　　3.1 网络结构
　　练塘站自动化系统采用分层分布式结构,包括站控层和间隔层。其中间隔层完成数据的采集、测量控制和保护功能,并将采集和处理后的数据信号,经MMS网络传输到站控层。站控层完成全站数据处理、运行监视、控制及信息远传功能。
　　间隔层和站控层之间通信全面采用数字化变电站通信标准――IEC 61850。
　　为提高系统可靠性,两层之间通信采用双星形光纤以太网（图1中MMS A网和B网）。
　　3.2 二次设备
　　所有的二次设备,包括各电压等级的保护设备、测控设备、故障录波器、保护子站等,均以IEC 61850通信规约通过MMS网口直接接至MMS网上。
　　保护信号按照IEC 61850规约直接上送至站控层网络,自动化后台能直接用IEC 61850规约接收保护装置的动作和告警软遥信,不需要像常规站从信息子站转接,因此常规站500kV小室和220kV小室内接入信息子站的2台CSC1326都不需要。全站只有1台接入直流屏等智能设备的CSC-1326,减少了外厂家规约接入的工作量。
　　测控装置通过GOOSE网络报文实现装置之间的逻辑互锁,取代了常规站中的电缆硬连线。
　　3.3 测控装置间的五防联闭锁――GOOSE
　　监控系统的各I/O测控装置间的联闭锁信息以GOOSE报文的方式进行传输,由于五防联闭锁GOOSE报文的传递对实时性没有太高要求,因此五防联闭锁GOOSE不单独设置GOOSE网。
　　间隔层中的测控装置相互之间不依赖于站控层传递五防联闭锁信息,五防联闭锁信息属于间隔层。发送五防联闭锁信息的测控装置称为GOOSE的发布者,接收五防联闭锁信息的测控装置称为GOOSE的订阅者。IEC61850定义的GOOSE报文,应用层数据直接映射到以太网数据链路层上,使用组播,不使用TCP/IP。既满足快速性,又满足发一次,多个装置同时接收的需要。
　　3.4 五防系统
　　本站五防系统采用监控后台与外厂家五防相配合的方式来实现,包括四方CSC 2000-V2监控系统的一体化五防与珠海优特五防。
　　两套五防系统之间的通信配合完全依赖于61850实现,其中优特五防备有一台五防服务器,对于四方后台而言,将其当作一个实际的IED智能设备来处理,处理方式等同于MMS网络的保护装置,因此优特五防提供了自己的CID模型文件,将每一个需要给监控后台解闭锁的开关或者刀闸设备信息转成遥信量发至后台。
　　监控后台收到优特五防的解锁命令后,进行自身的一体化五防逻辑的判断,判断通过后,才会弹出遥控窗口进行遥控,否则不允许遥控。
　　3.5 直流系统和UPS
　　直流系统、UPS与传统站相同,分别采用奥特迅公司和许继电气公司的设备,需要通过公用智能接口管理机CSC-1326接入自动化后台,其使用的是CSC2000规约而不是IEC 61850规约。自动化后台可同时处理IEC 61850规约和CSC2000规约。
　　4、结语
　　随着IEC 61850标准第2版的颁布,其先进的设计思想、抽象的信息建模技术、面向未来需求的开放性将使变电站总体设计趋于简单,建造总体成本下降,站内、站外各种设备、系统互联互通更加便利,变电站各种信息更加标准,共享更加广泛且安全,必将提高变电站运行管理的效率和水平,提高电力系统运行的安全可靠性,促进电力行业科技进步。
　　IEC 61850在上海500千伏变电站中的首次应用为今后上海电网推广数字化变电站打下了坚实的基础,有利于新的标准和技术的逐步应用,为将来实现完全性的数字化变电站积累经验。
　　参考文献
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