山东大学硕士学位论文基于IEC61850标准的数字化变电站通信技术研究姓名:张大涛申请学位级别:硕士专业:电气工程指导教师:王葵20090428山东大学硕十学位论文站和控制中心之间的通信。还包括变电站内IED之间的通信。目前比较常用的变电站通信规约有:1.IEC60870.5.101/104:基本远动任务的配套标准,定义了变电站之间以及变电站和控制中心之间的远动设备实现互操作性需要的功能性要求。IEC60870.5.101采用了增强性能的三层结构,为变电站和调度中心之间的信息传输制定了标准。而IEC60860.5.104则是IEC60870.5.101采用标准的传输协议子集的网络访问协议,通过TCP协议实现网络传输远动信息。2.IEC60870.5.102:电力系统电能计量传输规约。3.IEC60870.5.103:继电保护设备信息接口配套标准,主要目的是为了在变电站或厂站中,不同继电保护设备(或间隔单元和控制系统之间达到互换的目的。4.DNP3.0.-是由美国IEEE的电力工程协会PES在IEC的基础之上制定的美国国家标准,它的应用领域与IEC60870.5相同,主要是为了实现远动设备和系统的互操作性。5.UCA2.0(UtilityCommunicationArchitecture:在控制中心和厂站都采用MMS协议,因此可以支持互操作性。UCA2.0与以前电力系统协议的不同之处在于它采用了设备和设备组件的对象模型。这些模型定义了公共数据格式、标识、控制等,用于变电站和馈线设备,如开关,变电站和继电器。模型描述了大部分公共设备功能的标准行为(互操作性。由于变电站内功能的实现需要使用不同通信协议的众多生产厂商的设备共同参与配合完成.多种协议的采用使的不同厂商的设备问通信必须通过大量的协议转换来完成,这增加了通信成本,影响系统的实时性,而且专用设备和规约的使用,也降低了用户选择系统解决方案的灵活性.不利于系统的升级和扩展。因此,变电站综合自动化系统对开放式通信标准要求追在眉睫。为了适应变电站自动化技术的快速发展,从1995年起,IECTC57成立了3个工作组lO,11,12(WGl0/11/12负责制定IEC61850标准。3个工作组分工明确:WGl0负责变电站数据通信协议的整体描述和总体功能要求的定义;WGll负责变电站层与间隔层之间数据通信的定义:WGl2负责过程层与间隔层之间数据通信的定义。1999年3月,3个工作组提出了IEC61850委员会草案(CD,CommitteeDraft,并于2003年陆续出版。IEC61850参考和吸收了已有的许多相关标准,总结了变电站自动化发展的历史和未来趋势,到目前为止已经成为关于变电站综合自动化系统完整的通信标准体系。IEC61850采用面向对象自我描述的方法,使得传输到调度控制中心的数据带有说明,一旦符合IEC61850标准的设备被采用,则立即建立对应的数据库,2山东大学硕七学位论文实现了变电站的扩展和IED之间的互操作。IEC61850制定的思路是:(1提高互操作性,工程实现方便;(2面向对象而非面向具体设备:(3满足通信技术和网络技术迅猛发展的需要。1999年的IECTC57京都会议和2000年SPAG会议提出将IEC61850作为无缝通信标准。在IECTC57工作组2002年北京会议上,指出今后的工作方向:追求现代技术水平的通信体系,实现完全的互操作性,体系向下兼容,基于现代技术水平的标准信息和通信技术平台,在IT系统和软件应用通过数据交换接口标准化实现开放式系统,例如变电站通信标准用于所有类型的分布式SCADA系统。IEC61850不仅用于变电站内通信,且用于变电站和控制中心通信。IEC61850标准的推广和应用将在变电站内实现无缝通信,同时有利于变电站自动化系统的功能扩展,增强系统的开放性和灵活性,实现IED之间的可互操作性。1.2IEC61850标准的应用现状国外的研究情况:在IEC61850标准的制定过程中,各国的研究机构与设备厂商也联手开展工程测试试验,目的在于检验和完善标准,使其能够更好的与实际应用相结合。其中主要的项目有:(12000“年在德国开展的间隔层与站控制器之间的互操作性测试。参与这次变电站开放式通信"工程主要是ABB,ALSTOM与Siemens等设备厂商,该工程于2000年11月结束,工程的目的是测试标准在通信栈与应用中的独立性和互操作性。(22001年在美国开展的间隔设备之间的互操作性测试。为了支持与加快关于数字量数据传输的标准制定工作,2001年1月,ABB、Siemens和OMECRON在美国UCA用户协会进行试验...