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IEC61850在配电自动化领域的应用进展
IEC61850是国际电工委员会(IEC)制定的旨在解决变电站自动化设备互操作、互通互联的通信系统标准,是世界电力自动化领域的热点研究内容。IEC61850用于配电自动化系统,可以解决配电自动化设备的互操作与即插即用、减少安装调试与维护工作量并降低系统造价,是配电自动化通信的发展方向,目前已纳入IEC 第57技术委员会(TC57)的工作计划。2013年6月,WG17工作组发布了IEC61850在配电自动化中应用的技术报告,将进一步加快IEC61850在配电网中应用。目前,我国全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会配网工作组已经在相关技术规范中开展了关于IEC61850在配电自动化系统中的应用方面的讨论。山东科汇电力自动化有限公司已经在此方面做了大量的研发工作,实现了配电网终端的即插即用。
实现原理
IEC61850对变电站自动化设备的信息建模已经比较成熟,应用到配电自动化系统中,需要对配电网终端进行合理地信息建模。信息模型的建立,需要结合配电自动化应用的特点进行。尽量采用IEC61850中已有的逻辑节点,以保证模型的一致性。
对于配电自动化的一些专用功能,比如小电流接地故障检测功能,需要增加新的逻辑节点。
配电网终端采用基于IEC61850的信息模型和信息交换模型,采用WebServices和IEC60870-5-104通信协议实现终端相互之间的通信。在与主站通信时,通过抽象通信服务接口映射到WebServices或者WebServices+IEC60870-5-104上 (采用WebServices传输模型信息,采用IEC60870-5-104传输实时数据),主站系统通过前置机将模型还原为符合IEC61850的 信息模型,然后通过IEC61850/61970/61968模型融合,提供符合公共信息模型(CIM)的数据模型。
实现过程
系统投入运行后,配电网主站系统间隔10秒(间隔时间可设定)发送一次“发现”命令,新接入的配电网终端在收到主站的“发现”命令后,解析出主站地址,向主站发送 “注册”信息。主站前置系统通过WebServices读取配电网终端的模型信息,并启动IEC60870-5-104规约接收实时数据传输,根据IEC61850与IEC60870-5-104的映射关系,前置机自动将接收到的离散数据转换成IEC61850模型数据。由于配电网终端传输的实时数据是“自我描述”的数据,主站系统不用配置点表,即可实现实时数据的解析。已运行的配电网终端的配置信息更改后,自动向主站进行“注册”。运行结果表明,新接入的配电网终端能够在10秒内被主站“发现”;已运行的配电网终端配置信息更改后,能够在3秒内被主站“发现”。为了减少新接入的配电网终端的被 “发现”时间,也可以为其配置默认 的主站地址,接入后即发送“注册”信息,在此模式下能够在3秒内被主站“发现”。
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