数字化变电站

讲义主题数字化变电站的特征数字化变电站的网络结构IEC61850通讯标准数字化变电站的改造方案优特公司产品简介一数字化变电站的特征1.1

智能化的一次设备一次设备的信号回路和操作控制回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字网络取代传统的导线连接。换言之，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。

一数字化变电站的特征1.2网络化的二次设备变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、

测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源共享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。

一数字化变电站的特征1.3

统一的通讯协议标准

目前变电站使用了大量不同的通信规约，由于它来自不同的厂家，给装置互连带来了巨大的困难，也给设备的长期维护造成了很大的困难。数字化变电站要求站内所有设备使用统一的协议标准－IEC61850二数字化变电站的网络结构远方控制中心(NCC)间隔层过程层变电站层站级或

间隔之间总线过程总线(LAN)网关保护过程接口过程接口ProcessInterface控制保护控制控制和保护工程师站操作员站二数字化变电站的网络结构(1)间隔层和变电站层保护测量数据交换(2)间隔层和远方保护的通讯(3)间隔层内设备间的数据交换交换

(4)过程层和间隔层CT和PT采样值数据交换(5)过程层和间隔层控制数据的交换(6)变电站层和间隔层控制数据的交换(7)变电站层和远方维护工程师站数据交换

(8)间隔层设备间特殊要求，如联闭锁，保护传动等高速数据的直接交换

(9)变电站层设备间的数据交换

(10)远方控制中心和变电站层间数据交换二数字化变电站的网络结构

过程层

2.1

过程层过程层是一次设备与二次设备的结合面，或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分三类：

(1)电力运行实时的电气量检测；

(2)运行设备的状态参数检测；

(3)操作控制执行与驱动。二数字化变电站的网络结构（间隔层）2.2间隔层间隔层设备的主要功能是：(1)汇总本间隔过程层实时数据信息；(2)实施对一次设备保护控制功能；(3)实施本间隔操作闭锁功能；(4)实施操作同期及其他控制功能；(5)对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制；(6)承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。必要时，上下网络接口具备双口全双工方式，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性。

二数字化变电站的网络结构

变电站层

2.3

变电站层变电站层的主要任务是：

(1)通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，定时存储历史数据；

(2)按既定规约将有关数据信息送往调度或控制中心；

(3)接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；

(4)具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能；

二数字化变电站的网络结构

变电站层

(5)具有(或备有)站内当地监控，人机联系功能，如显示、操作、打印、报警，甚至图像，声音等多媒体功能；(6)具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态，在线修改参数的功能；(7)具有(或备有)变电站故障自动分析和操作培训功能。三IEC61850通讯标准核心目标

实现变电站自动化产品的互操作性是IEC61850标准的核心目标。在IEC61850中互操作性被表述为：“来自同一厂家或不同厂家的智能装置（IntelligentElectronicDevice，IED）之间交换信息，和正确使用信息协同操作的能力”。三IEC61850通讯标准目标理解“天然的协同力”可以让:来自不同制造商的装置信息交换和合作可以理解双方信息的结构和意义

三IEC61850通讯标准主要技术

1、基于抽象模型的对象建模技术。该技术讲的是如何构建具有稳定、开放互操作接口的自动化产品功能对象和数据对象。

三IEC61850通讯标准主要技术2、具有自解释能力的信息描述技术。

该技术讲的是如何使用具有自解释能力的语义结构去描述变电站产品的信息元素。我需要的信息是:1#母线的A相电压是34.5kV传统信息：地址为4023的数据码值是0159H三IEC61850通讯标准主要技术3、在网络环境里、异构平台下自动化装置模型信息的交互技术(通信映射技术)

三IEC61850通讯标准

设备的结构化信息模型三IEC61850通讯标准

配置工具及信息模板智能装置A

配置工具智能装置B

配置工具智能装置A智能装置BIEC61850网络系统配置工具变电站配置描述文件装置性能描述文件（ICD）系统配置描述文件（SCD）

三IEC61850通讯标准

IEC61850标准装置视图三IEC61850通讯标准优点一种规约不受网络限制不受平台限制不需要规约转换工程快速实施

信息不需要重复定义工程不需对点用XML变电站组态高效维护稳定的数据模型功能可灵活配置远方诊断和处理三IEC61850通讯标准安全投资以态网和TCP/IP世界级标准成熟技术应用与通信分离

数据和应用独立于通信网络采用最新技术创新和扩展描述了新的数据对象和功能的原则可互操作性四数字化变电站自动化系统改造方案方案一：在控制中心、变电站层实现IEC61850标准，间隔层使用传统保护和控制单元，过程层仍是模拟信号设备。四数字化变电站自动化系统改造方案方案二：在控制中心、变电站层、间隔层实现IEC61850标准，，过程层仍是模拟信号设备。四数字化变电站自动化系统改造方案方案三：在控制中心、变电站层和间隔层实现数字化，过程层部分实现数字化，过程层采用ECT/EVT和常规