变电站自动化IEC-61850标准实现方案一、背景国内外数字化变电站都是遵循IEC61850标准进行设计的。其系统结构示意图如图1所示。图1数字化变电站系统结构示意图在综合自动化变电站中实现IEC-61850标准，需要考虑以下几个问题：1．做为系统集成商，监控系统以IEC-61850标准接入其它厂商的IED（保护、测控）。2．做为系统集成商，远动系统以IEC-61850标准接入其它厂商的IED（保护、测控）。3．做为系统集成商，故障信息系统以IEC-61850标准接入其它厂商的IED（保护、故障录波）。4．做为系统集成商，对全站的IED进行系统配置。5．做为设备供应商，以IEC-61850标准接入到变电站自动化系统。图1所示，IEC61850将变电站从网络通信的角度分为三层：变电站层、间隔层和过各层。各层的设备与本层的设备以及与其它层的设备是怎么实现通信的呢？如图2为IEC61850提供的几种协义栈，以满足数字化变电站中设备层间以及层内通信。从图中可知核心ACSI服务是映射到MMS协议上，该协议栈的实现了IEC61850中绝大部分的ACSI接口，故它是实现数字化变电站的最重要的一步。实现ACSI接口，就是要实现MMS（人工制造报文协议）提供的服务（子集）。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---图2IEC61850通信协议栈示意图图3为从应用实现的角度来观察IEC61850的通信系统，从图中可以看出ACSI接口的实现是至关重要的。图3应用程序通信结构二、实现方案1．硬件技术IEC61850的应用可以分为变电站层、间隔层、过程层，以下逐层分析。1.1变电站层变电站层的远动系统以前主要应用工控PC，为了提高可靠性，现在普遍使用嵌入式装置。在IEC61850之前，远动系统对外以IEC60870-5-101、104、DNP3等协议通信，对内处---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---理各种私有协议。现有嵌入式远动系统基本上是按满足目前这种应用需求设计的硬件。在IEC61850条件下，与远方还是使用IEC60870-5-101、104、DNP3等协议通信，远动系统对内作为IEC61850的客户端，接收并处理站内各个IEC61850装置的信息。由于IEC61850比现有站内协议要复杂得多，需要比较强的处理能力，尤其是网络处理能力。在IEC61850条件下，对于嵌入式远动装置的硬件提出了比较高的要求。远动装置以IEC61850的客户端角色与间隔层的所有IED进行通信。一个变电站中，间隔层IED少则20多台，多则上百台。因此，对嵌入式远动装置提出如下要求。1）CPU处理速度IEC61850的信息处理量要比传统通信协议大得多，为了能够处理间隔层IED信息，对远动装置的CPU处理能力提出了比较高的要求。如果远动装置内部采取集中式设计，只有一个主CPU处理插件，就要求该CPU主频在300MHz以上。2）存储器运行IEC61850需要比传统协议更大的存储空间。因此，嵌入式远动装置需要配备更大的存储器。如果采取集中式设计，建议内存大于128MB。随着半导体技术的不断发展，硬件性能越来越强，价格一直在下降。满足上述要求，并不一定会增加装置的整体成本。1.2间隔层间隔层设备主要包括各类保护装置和测控装置。1）2层结构对于只有变电站层、间隔层这2层的变电站，间隔层保护、测控装置与一次设备通过电缆进行硬连接。与变电站层的监控、远动系统通过IEC61850通信。在这种情况下，要求保护/测控装置必须支持IEC61850。保护/测控装置对于IEC61850的支持有2种方式。方式1：装置配备专门的通信管理插件，完成装置对外的网络通信。而保护功能有其它插件来完成。方式2：装置中保护、控制、通信功能由同一个插件完成。目前低压装置大多采用方式2，中高压装置多采用方式1。由于IEC61850本身的复杂性，无论是哪种方式，与现有模式相比，都要求CPU有比较高的处理能力和比较大的内存空间。为非IEC61850所设计的硬件一般不能满足这些要求，需要重新进行设计。2）3层结构3层结构是在2层结构基础上增加了一个过程层。要求间隔层设备取消电缆，以通信方式接收和处理模拟量和开关量。因此，与2层结构相比，3层结构的间隔层保护/测控装置硬件变化很大。模拟量处理电路，例如A/D，CT/PT变换器；状态量处理电路，例如开入/开出电路等被网络通信口...