数字化变电站中的IEC通信.ppt

深圳市国电南思系统控制有限公司张结 数字化变电站 IEC61850通信 数字化变电站通信是IEC61850通信 更是以太网通信 以太网具有自己特有的技术特征 这种特征能否满足类似于硬接线回路的可靠性 是数字化变电站能否进一步发挥价值的关键 引言 以IEC61850规定的通信模式 以及数字化变电站所需要的通信条件为出发点 探索建立数字式二次回路所需要的通信技术是本研究的长期目的 根据以太网的技术特征 合理的设计数字化变电站的通信过程是本研究的现实目的 通信协议栈回顾以太网通信简介技术特征网络结构GOOSE通信通信模式常见问题SAV通信通信模式常见问题MMS通信通信模式常见问题 目录 1 数据 信号共享数字化变电站价值的发挥信息化价值智能化 网络化价值阶段划分数字式二次回路可靠性失去可靠性的原因与硬接线二次回路的比较需要解决的问题 目录 2 通信协议栈回顾 1 通信协议栈回顾 2 Layer Application IEC61850 7 1 2 3 461850 8 1 2ISO9506MMSISO8650ACSE Presentaion Session Transport Network DataLink Physical ISO8802 2LLC1 ISO8802 3CSMA CD media CL3LAYER CL7LAYER CO7LAYER ISO8823 8825ITU TFastByte ISO8327 ISO8072 8073CLASS4 ISO9576 8825 ISO9548 ISO8602 ISO8348A 1 8347CLNP 映射 TCP IP 以太网特征CSMA CD 碰撞检测的载波监听对点接入二进制指数退避交换式以太网存储 复制 转发VLAN 优先级MAC广播 组播 单播三层交换IP路由 IP广播 ARP 以太网通信简介技术特性 时延的产生MAC查表 跳 端口拥塞 排队网络负荷树型 跳 可靠性 双重环型 跳 环恢复 生成树 复杂环 STP协商可靠性 环路恢复 端口单网络风暴 以太网通信简介网络结构 信号种类联闭锁信号 状态信号 跳闸信号配合信号传输单位GOOSECB 数据集 APPID DATASET名称 MAC地址屏端子的概念传输模式链路组播 01 0C CD XX XX XX自保持信号 可变周期 无限 传送自复归信号 可变周期 有限 传送接收模式注册 是交换机行为单位 端口方法 VLAN GOOSE通信 通信模式 1 GOOSE通信 通信模式 2 信号设计GOOSECB 数据集 的划分信号的粒度跳闸信号 跳母联 跳分段 跳间隔 跳I母 II母 跳间隔1 跳间隔2 跳高压侧 跳中压侧 跳低压侧 过负荷联切 第一轮 第二轮 配合信号 重合 闭锁重合 勾三跳 远跳 远传 失灵启动 2 3独立 双母带失灵 传输模式设计自保持信号自复归信号展宽StNum和SqNum心跳报文时 StNum值不变 SqNum值加1 如果SqNum值达到最大值 则SqNum值变为1有新事件时 StNum值加1 SqNum值为0 如果StNum值达到最大值 则StNum值变为1装置重新启动时 StNum值为1 SqNum值为1通信中断 心跳丢失出口异常长期未复归由于STNum和SqNum引起的问题由于品质位引起的问题 GOOSE通信 常见问题 信号种类A D采集也可包括状态信号传输单位12路测量 9 1数据集 9 2APPID DATASET名称 MAC地址屏端子的概念传输模式组播地址 SAV通信 通信模式 1 传输模式接收模式注册 是交换机行为单位 端口方法 VLAN SAV通信 通信模式 2 采样频率传输频率 数据内容60044 9 1 9 2数据属性同步问题同步方法不同MU的同步二级MU的问题同步数据格式采样频率 传输频率 SAV通信 常见问题 信息种类测量 位置动作 时间报告定值 传输单位各种控制块 DATASET 控制块名称 数据集名称软报文传输模式CLIENT SERVER上行多为REPORT下行有SGCB CONTROL SUBSTITION等接收模式建立连接 ACSI MMS TCP 单位 逻辑连接方法 建立 MMS通信 通信模式 REOPRT支持连接的数量REPORT参数enrtyID的使用名称变化 动态连接中断探测方法恢复策略双网IPTRUCKSISCO信息一致性信息标识信息理解Descdu MMS通信 常见问题 GOOSE网络信号共享目前能够实现共享组播地址的接收广播域的划分流量基本恒定SAV目前很少实现共享点对点通信流量的考虑同步的考虑MMS早已实现共享而为另一种性质有无必要共享 数据 信号共享 信息化的价值发挥数字化变电站对信息化的促进IEC61850对信息形式化表示的价值对电网调度的进一步支持对电力运行的进一步支持对设备维护的进一步支持对专业管理的进一步支持价值发挥的途径IEC61850对信息形式化表示的价值 另述 数字化变电站价值的发挥 信息化价值 智能化 网络化的价值电流 电压测量摆脱硬接线控制出口摆脱硬接线数据及信号的共享所创造的技术条件数字化变电站整体形态的变化例如失灵保护的配合例如旁路保护的配置例如涉及到装置识别运行方式的问题PT切换 并列母线保护 数字化变电站价值的发挥 智能化网络化价值 1 价值发挥的途径暂时没有实现数据及信号共享数字式信号传输的及时和同步特征要求网络通信的不确定性阶段的划分一 在形态不变的前提下引入新技术 以通信代替二次回路 二 在自动化装置功能摆脱硬接线限制的基础上进行功能形态的重构实现跨越的关键数字通信的可信赖程度通信技术的保证数字式二次回路的可靠性 数字化变电站价值的发挥 智能化网络化价值 2 以太网技术分析过程层及间隔层网络所采用的技术802 3和802 1PQ的原理不满足二次回路的关键不确定性延时产生的原因失去同步特征的原因不能完全屏蔽无用信号 VLAN的能力局限造成的后果同时产生的信号不同时到达先产生的信号后到达或成为功能逻辑的前提 如纵联 t 或确定 数字式二次回路的可靠性 失去可靠性的原因 与硬接线二次回路的比较硬接线及时和同步转换为数字通信后的性质变化反映信号变化的及时性 传输速度和传输频率 同步特征 确定的时延 速度不代表确定 物理连接不代表逻辑通信的可靠性影响逻辑通信的因素很多例如网络风暴例如网络负载例如交换机故障例如通信地址变化 MAC老化 数字式二次回路的可靠性 与硬接线的回路对比 需要解决的问题网络交换中时延的确定性 作为设计依据 传输频率满足应用需