数字化变电站的IEC61850建模.ppt

数字化变电站,IEC61850建模,深圳市国电南思系统控制有限公司 张结,IEC61850模型不仅是数字化变电站装置信息的形式化表达，也是体现数字化变电站设计结果的主要内容，同时也是数字化变电站调试过程、甚至运行中的主要依据和载体。,引言,研究IEC61850建模的本质、形式、内容、方法是本研究的基本目的。,使所建立的模型满足目前数字化变电站设计、调试、运行的需要，是本研究的现实目的。,IEC61850建模的实质 模型在数字化变电站的使用 IEC61850模型的形态 ICD建模 数字化变电站建模 SCD建模 一致性要求（另述）,目录,利用IEC61850的“解偶”特征 语义互操作性 通信互操作性 通信服务 通信协议 作用 使通信承载的信息可描述通信角度 使信息表达方式具有一致性信息应用 结果 成为互操作性实现的关键超出IEC61850范围,IEC61850建模的实质,IEC61850模型在数字化变电站的使用,变电站配置描述语言 Substation Configuration description Language (SCL) 基于 XML不同工具之间交换 设备配置描述文件 (ICD) 系统配置描述文件 (SCD) 系统功能定义文件 (SSD) 变电站一次描述(SID),IEC61850模型的形态,ICD建模文件结构（1）,ICD建模文件结构（2）,ICD建模 IED信息模型（1）,逻辑节点 包括 数据 (对象) 数据分为：必选 (M), 条件可选 (C), 和可选 (O) M : 针对该LN适应的功能都必须存在的数据 C : 在一定条件下这些数据必须存在 O: 可以存在或不存在 数据表现为对象,数据 包括 属性 属性分为：必选 (M), 条件可选 (C), 和可选 (O) 属性用于描述功能的特性 属性携带了数据值,逻辑节点的组合和实现 逻辑节点被组合在 逻辑设备(LD)中,例如：依据共同的使用特 征。 逻辑设备在 物理设备 (IED)中实现,ICD建模 IED信息模型（2）,L 系统 LN (2*) P 保护 (28) R 保护相关 (10) C 控制 (5) G 一般 (3) I 接口和记录 (4) A 自动控制 (4),M 计量和测量 (8) S 传感器及监视 (4) X 开关设备 (2) T 仪用变压器 (2) Y 电力变压器 (4) Z 未来电力设备 (15),以首写字母区分,ICD建模 IED信息模型（3）,ICD建模 过程演示,数字化变电站建模IED模型的作用（1）,语义互操作性工程中最大的问题,语义互操作性 表达装置的信息构成 层次结构的 信息内容 表达装置传送和接收信息的方式 通信服务 与数据集合挂钩 IEC61850所负责的 根据建模结果进行通信 并不约束建模过程,数字化变电站建模IED模型的作用（2）,站控层需要 相当于传统的产品说明书中的信息表，也称为软信号 IED中的REPORT控制块及相应的DATASET REOPRT参数决定了传送模式 如：周期、是否缓存等 甚至决定了传送对象 数量依据站控层需求：5-8个 还有接收控制的方式：定值、遥控、人工置数 间隔层/过程层需要 相当于传统的装置端子 以GOOSE控制块及相应的DATASET表示 以SMV控制块和相应的DATASET表示 以inputs表示需要的输入 传输参数代表着信号模式，如：自保持的状态信号、跳闸信号、事件信号（闭锁、先合）,数字化变电站建模对模型的需要,站控层要求 信息的监视和显示依赖于DU否则就是人工对点 信息的机器识别依赖于模型中个层次的名称 REPORT是否支持动态生成有利有弊 定值的顺序问题DATASET解决 人工置数的响应为了间隔防误 间隔层/过程层要求 信号的一致表达 GOOSE控制块的划分事实上依赖设计 GOOSE和SMV控制块的参数 对输入端子的表达inputs,数字化变电站建模对模型的要求,标准化 针对数字化变电站的发展需要 IEC61850通信一致性、模型语法一致性 信号语义一致性的规范 检测 IEC61850检测通信、语法 没有依据模型及信息语义一致性 没有管理方案是否满足数字化变电站需要 设计 信号设计成为必然的内容 产品制造/设计的界限 IEC61850只支持描述和通信 数字化变电站是设计的结果,数字化变电站建模一致性的需求,数字化变电站中AUTOCAD图所能表现的 一次设备的安装 二次设备的配置 二次系统的物理网络结构/VLAN划分 还需要的设计 装置端子/屏柜端子GOOSE/SMV控制块 二次回路信号在网络上的逻辑传输关系inputs 由于通信的实现机制（广播），设计还包括： VLAN GOOSE化分涉及到界线问题 组播地址的安排 信号模式GOOSE/SMV控制块参数 由SCD文件承载,SCD建模设计需求,SCD建模文件结构（1）,SCD建模文件结构（2）,SCD建模过程举例,作为监控系统的输入 变电站一次结构 二次设备配置 装置信息 装置控制点 作为装置的输入 初始数据 信号来源inputs 表现为GOOSE的组播地址屏柜端子排 信号通信 参数 地址 模式 与SID和CID文件关系,SCD建模模型的使用,设计 一次 二次 回路 通信 复制 IED 类型定义 目前的问题 过大 类型定义重复、不一致 ICD/SCD的界限不清 产品不依据设计、甚至无关,SCD建模模型的生成过程,产品模型/ICD的内容和界限 表明产品的能力产生信号语义的上下文逻辑 表明产品向站控层可报告的信号/数据（REPORT） 表明产品可接受的站控层命令（CONTROL、SGCB） 表明产品的开出”端子“（包括跳闸方式相关信号） 表明产品的开入”端子“（供inputs使用） 表明产品的输入数值（“A/D端子”） 信号语义由ICD给定（基础是字典） 信号的传输方式依赖设计 除与站控层的信息交换（因为是可定制的） 自动化装置GOOSECB及附属的信号集 MU如采用9-2SMV及附属的信号集 智能单元GOOSECB及附属的信号集 性质上是广播方式下的逻辑接线（与物理网络、VLAN、接收端都有关系）,一致性要求,变电站模型/SCD的内容和界限 各装置的安装位置 网络构成（MAC、VLAN、广播目标地址） 数字二次回路（ inputs 描述，不仅限于外部，“端子”的作用） GOOSECB及附属的信号集 如采用9-2SMV及附属的信号集表明产品的输入数值（“A/D端子”） 初始参数（如变比、压板、定值描述、