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首先介绍了与配电自动化系统相关的IEC61850的最新进展,包括可再生能源、一次设备状态监测、智能用电等;然后讨论了在配电自动化系统中应用IEC61850的益处,包括数据模型、通信服务和已有经验的继承等;最后分析了在配电自动化系统应用IEC61850需要解决的问题,包括体系架构、终端设备的即插即用、与控制中心信息的交换与模型的转换、系统集成过程和一致性测试等。
为解决变电站自动化系统(SAS)中不同厂家智能电子设备(IED)之间无法互操作的问题,IECTC57用了10年时间(1995年~2004年),制定了IEC61850标准。IEC61850标准最早于2004年发布,标准名称为《变电站通信网络和系统》,被称为IEC61850Ed1.0。在IEC61850Ed1.0制定过程中,IECTC57总结了国际上变电站自动化系统近20年的产品开发与应用经验,吸收了最新的IT技术成果,采用了面向对象建模、上层通信服务独立于底层通信协议等大量通用性技术。这使得IEC61850具备了良好的通用性,可以较方便地扩展应用到变电站自动化系统之外的领域。
自2004年IEC61850Ed1.0发布后,IECTC57WG10就开始IEC61850Ed2.0的制定工作。IEC61850Ed2.0在IEC61850ED1.0的基础上,突破IEC61850Ed1.0的变电站自动化应用领域,面向智能电网考虑问题。IEC61850Ed2.0的名称也改为《电力系统通信网络和系统》。现在IEC61850标准已经形成了一个丰富的体系,相关文件以国际标准(IS)和技术报告(TR)形式发布。
这些文件对智能电网的建设将发挥重要作用。配电自动化系统是智能电网的重要组成部分,已从传统配电网发展为主动配电网,涉及可再生能源与微电网的接入、智能用电、储能、配电一次设备的状态监测等内容。配电自动化系统在物理上具有点多面广的特点,通信方式灵活多样。配电自动化系统还需要与变电站自动化系统、电网控制中心等智能电网其他部分交互。这些特点使得配电自动化系统的网络与系统变得非常复杂,需要从智能电网的整体进行选择和规划。由于IEC61850Ed2.0考虑了智能电网的应用需求,所以在配电自动化中应用IEC61850可以比较方便得满足上述要求。本文对IEC61850与配电自动化系统相关的最新进展进行介绍,并分析了在配电自动化系统应用IEC61850可以获得的益处以及需要解决的问题。
IEC61850的最新发展
针对智能电网,IECTC57提出的解决方案架构是在电网控制中心使用IEC61970/IEC61968,厂站端使用IEC61850,通信安全使用IEC62351。就不同应用领域的厂站端的需求,IECTC57基于IEC61850制定了大量新文件,其框架如图1所示。需要注意的是此图中未包括IEC61400-25等派生标准。
在IEC61850标准架构中,很多文件是通用的,适用于多个领域,例如IEC61850-4规定的系统和项目管理,IEC61850-10规定的通信一致性测试等内容。这些通用文件一般经过5年左右会修订一次。有些文件则是针对特定领域的,例如IEC61850-7-410是针对水电厂监控应用规定的逻辑节点,IEC61850-7-420是针对分布式能源应用规定的逻辑节点。技术报告(TR)一般是针对特定应用领域或特定工程问题所给出的应用指南或对已有标准的补充和扩展,例如IEC61850-90-3是关于输变电一次设备状态监测与诊断领域应用IEC61850的指南。随着IEC61850应用领域的不断扩展,IEC61850的技术报告数量会不断增加。
IECTC57WG10与各标准化组织合作通过对已有国际标准的修订以及相关技术报告、技术规范的起草不断推进IEC61850技术向前发展,逐步形成了一个大的技术体系,满足智能电网的应用需求。在上述体系中,与配电自动化系统相关的主要有如下文件。
可再生能源领域
IEC61400-25:风电场监控
IECTC57WG10与IECTC88合作制定了风电场监控系统国际标准IEC61400-25。该标准以IEC61850为基础,针对风电应用的特殊性,增加了新的逻辑节点用于对风电场进行数据建模,底层通信协议除了映射到制造报文规范(MMS)外,新增了对WebService等其他4种协议的映射,并完善了通信一致性测试案例。IEC61400-25使风电场监控系统有标准可依,实现了设备间的互操作,简化了系统集成。
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当前大量分布式能源(DER)连接到电网,给电网的可靠性和鲁棒性带来了负面影响,使配电系统运营商(DSO)或平衡责任方(BRP)对电网的管理更加复杂。监管部门为了加速对可再生能源技术的投资,通过长期合约制定了上网电价补贴政策,保证了大部分可再生能源可由此获益。将来如果这些上网电价补贴政策不
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从2004年IEC61850Ed1.0发布后,IEC61850就开始在变电站自动化系统中应用,到目前为止已有10多年的成功应用经验。由于IEC61850技术架构的开放性和适应性,被IEC选为智能电网的核心通信标准。IEC提出了一个由三大块构成的智能电网信息交换标准规划:①控制中心标准IEC61970/IEC61968;②子站端(控制中心
概述:IEC61850实际上是一系列标准,全称为《变电站通信网络与系统》。制定IEC61850系列标准的目的就是要实现不同厂商设备之间的互操作性。所谓互操作性也就是说:不同厂家的设备能够交换信息。并利用交换的信息正确执行特定的功能。IEC61850系列标准内容艰深,这里简单做一些其在智能变电站里粗浅介绍
IEC61850是什么IEC61850是要一种公共的通信标准,通过对设备的一系列规范化,达到全站的通讯统一,IEC61850不是一个规约。IEC61850标准的服务IEC61850标准的服务实现主要分为三个部分:MMS服务、GOOSE服务、SMV服务。MMS服务用于装置和后台之间的数据交互;GOOSE服务用于装置之间的通讯;SMV服务用于采样
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【摘 要】随着分布式能源(DER)的不断推广应用,配电系统将由传统单一电能分配的角色转变为集电能收集、电能传输、电能存储和电能分配于一体的新型电力交换系统。DER技术的发展在给配网系统运行带来机遇的同时也面临着挑战,为了确保配网的安全稳定运行,应该越来越多地关注将DER的监控、运行、管理纳入到现有的配网体系[1]。这意味着需要一个国际标准为DER设备和系统定义统一的通信和控制接口。标准、相关的指南和统一的流程将简化DER的部署实施,降低安装成本,推动DER的市场运作,简化维护工作,提高电力系统运行的可靠性和效率。作为响应,国际电工委员会制定了IEC61
智能电网是一种使用信息和通信技术对电网内信息进行采集,并基于采集到的信息(例如发电厂和电能消耗的对等信息)可以自动协调的电网。智能电网通过电力系统的高度自动化,可以改进发电和配电的效率、可靠性、经济性以保证电力网络的可持续发展。智能电子设备(IED)是组成智能电网的基本要素,提供系统所需要的检测、测量、保护和控制功能。数字化变电站和IEC61850标准智能电网的概念应用在输配电的领域则主要意味着电力自动化和变电站数字化。目前来讲,数字化变电站的设计主要基于国际通用的IEC61850标准。在数字化变电站内,所有IED都将以符合IEC61850标准的方式进
IEC在充分考虑变电站自动化系统的功能和要求,特别是互操作性要求的基础上,制定了变电站内通信网络与系统的通信标准体系(IEC61850标准)。它采用分层分布式体系、面向对象的建模技术,使得数据对象的自描述成为可能,为不同厂商的IED实现互操作和系统无缝集成提供了途径。1IEC61850标准的主要特点1.1信息分层变电站通信网络和系统协议IEC61850标准草案提出了变电站内信息分层的概念,无论从逻辑概念上还是从物理概念上,都将变电站的通信体系分为3个层次,即变电站层、间隔层和过程层,并且定义了层和层之间的通信接口,如图1所示。1.2面向对象的数据对象统
基于IEC61850的主要应用可分为三种:智能数据发布器和执行器、智能电子设备、监控主站,分别对应过程层、间隔层、站控层设备。这三种设备的实现方法分别介绍如下:1 智能数据发布器和执行器这种设备是一次设备和间隔设备的过度,负责完成从一次设备取样和驱动一次设备的执行机构,数据取样后将数据发布到网络,也发送事件信息,并完成事件的接收并转化为驱动源。数据采样的发布可通过IEC61850 9-1及9-2规定的SMV通信规范来完成。事件发布和接收采用GOOSE(GSE)规范完成。GOOSE(GSE),SMV软件通常采用不带操作系统的DSP来实现,S
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