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4.1.1 站控层MMS网
MMS(Manufacturing Message Specification)即制造报文规范是IEC 61850的基础之一,是ISO/IEC 9506标准所定义的一套用于工业控制系统的通信协议,由ISO TC184和IEC共同负责管理。MMS提供了通过网络进行对等(peer to peer)实时通信的一套服务集,目的是为了规范工业领域具有通信能力的智能传感器、智能电子设备(IED:Intelligent Electronic Device)、智能控制设备的通信行为,使出自不同制造商的设备之间具有互操作性(Interoperability),使系统集成变得简单与方便。
站控层MMS网络主要用于实现站控层各设备之间的横向通信以及站控层与间隔层设备之间的纵向通信。站控层远动通信装置则通过远动规约和各级调度之间进行通信。
站控层设备均以电网口接入MMS网;间隔层保护测控设备均以电网口接入MMS网。间隔层MMS网以光网口接入站控层MMS网。
站用交直流电源一体化系统、设备状态在线监测系统、智能辅助控制系统等均通过双套配置的综合应用服务器接入站控层MMS双网。
4.1.2 过程层GOOSE网与SV网
IEC 61850-7-2中定义了通用变电站事件GSE模型(Generic Substation Event),它基于分布的概念,提供了一个高效的方法,利用多路广播/广播服务向多个物理设备同时传输同一个通用变电站事件信息。
GSE又分为两种不同的控制类和报文结构,一种是通用变电站状态事件GSSE(Generic Substation State Event),另一种则是面向通用对象的变电站事件GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event)。GOOSE支持由数据集组织的公共数据交换,主要用于实现在变电站内多IED之间的信息传递,包括传输跳合闸信号命令等,具有高传输成功概率。
IEC 61850-7-2中定义同样定义了SV模型(Sampled Value),SV指采样值,是电气一次设备的电流、电压信息的传输服务,SV模型提供了以有组织的和时间受控制的方式报告采样值;SV的映射方式包括IEC 61850-9-1和IEC 61850-9-2,目前应用较多的服务映射方式为IEC 61850-9-2。
间隔层设备通过过程层GOOSE网实现本层设备之间的横向通信(主要是联闭锁、保护之间的配合等)、通过GOOSE网和SV网与过程层设备(智能终端、合并单元)进行纵向通信;间隔层的保护设备与过程层的智能终端、合并单元之间的通信可以是点对点方式、也可以是网络方式,间隔层其余设备(测控、录波等)则均考虑采用网络方式实现与过程层设备的通信。
间隔层设备与过程层设备的通信无论是采用点对点方式还是采用网络方式,为适应开关场设备的电磁环境及远距离传输的要求,均应采用光通信介质,以确保信息传输的可靠性。
4.2 通信网络的种类
通信网络是变电站自动化系统的关键所在,它连接站内各层设备,使独立的各自分散的设备或装置形成协同工作的有机整体,并与外部系统紧密相联。为了保证智能变电站的安全可靠运行,站内自动化系统通信网络的性能要远高于一般通信网络。
目前,变电站自动化系统的通信网络一般是基于以太网/总线的分层式拓扑结构。以太网具有通信带宽高、实时性能好、拓扑结构灵活、真正的开放型网络、具备异构网络之间的互联能力等特点,可以满足智能变电站自动化系统通信网络的性能要求。
4.2.1 以太网络的拓扑结构
以太网络在组网结构方面主要有总线形、树形、环形、星形等几种拓扑结构。
(1)总线形网络
总线形网络的结构如图4.2.1所示,图中Sw为交换机(Switch),IED为智能电子设备。
图4.2.1 总线形网结构示意图
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