数字化相关概念.doc

1 数字化相关概念1.1 数字化相关名词模型：相当于我们常规站的模板一样，各个厂家都按照61850的规则来做。这项工作对于外厂家设备模型文件由外厂家提供，如果是我们自己的，可以向公司技术支持索取。智能终端：即是操作箱，配置了MASTER板-GOOSE通讯，通过光纤上GOOSE交换机，走GOOSE报文；开入板-开关刀闸等硬接点开入即是原来测控的功能；开出板-遥控出口、跳闸出口等；直流板-采集温度也是原来测控的功能；从GOOSE板GOOSE直接跳闸，走GOOSE报文。直跳：保护发跳闸令后由自己的光纤口通过光缆直接发到智能终端的从GOOSE板光纤口，没有经过GOOSE交换机的，这种跳闸俗称“直跳”。直采：光PT、光CT采集数字量后通过光缆发给MU（合并单元），MU再把数字量由自己的光纤口直接发到各个装置（如测控、保护、电度表）的光纤口，没有经过GOOSE交换机的，这种采集俗称“直采”。IEDNAME: 即是智能设备名称，61850通讯时， 通讯子系统是依据这个IEDNAME来和每个装置通讯的，所以全站的每个设备IEDNAME都是唯一的，不相同的。MU: 合并单元的简称，也就是一次设备电压电流量经过光CT、PT转化后，发到合并单元，合并单元再发给各个装置（保护、测控、电度表）。MAC地址: GOOSE报文需要用到这个地址，每个设备都有自己的MAC地址，都是唯一的，这样就好比给每个装置编好号一样，一起上GOOSE网后就可以互相识别谁是谁了。目标MAC地址和源MAC地址，相对于一个装置而言的，MAC源地址类似网卡功能，从源地址发送到目标地址,所以目标MAC地址还是装置本身的。VLANID: 为了减轻交换机通讯压力，可以通过给装置划分VLAN的方法避免，防止网络风暴。比如给220KV所有测控VLAN划成3，那么VLANID就是3，这样这些测控可以互相接收以及发送信息而不能接收到以及发送给其他VLAN不是3的装置。说白了就是划成不同的团体。数据集：即是数据的集合，就是把一个装置的所有信号分成几个小块，一个小块包含一些装置信息，所有小块组合才是这个装置的完整信息。61850变电站icd scd cid 文件比较1）icd文件是单装置能力描述文件，由装置制造厂商提供给系统集成厂商，该文件描述了IED提供的基本数据模型及服务，但不包含IED实例名称和通信参数。（可认为单装置端子图）2）scd文件是全站描述文件，全站统一的数据源，描述了所有IED的实例配置和通信参数，IED之间的通信配置以及信号联系信息（比如GOOSE连线），由系统集成厂商完成。scd文件是全站icd文件的集合，并完成通信参数和信号联系配置。（可认为全站二次回路图）3）cid文件由装置制造厂商使用装置配置工具根据scd文件中与特定的IED的相关信息自动导出生成，是经过工程配置后（配置iedname，通信参数和GOOSE连线等）的icd文件，现场具体的工程中装置使用cid文件。（可认为是单装置二次回路的联接）1.2 61850介绍1.2.1 IEC61850是什么IEC61850是要一种公共的通信标准，通过对设备的一系列规范化，达到全站的通讯统一，IEC61850不是一个规约。1.2.2 IEC61850 标准的服务IEC61850 标准的服务实现主要分为三个部分：MMS服务、GOOSE服务、SMV服务。MMS服务用于装置和后台之间的数据交互；GOOSE服务用于装置之间的通讯；SMV服务用于采样值传输。三个服务之间的关系：在装置和后台之间涉及到双边应用关联，在 GOOSE 报文和传输采样值中涉及多路广播报文的服务。双边应用关联传送服务请求和响应（传输无确认和确认的一些服务）服务，多路广播应用关联（仅在一个方向）传送无确认服务。 如果把IEC61850标准的服务细化分，主要有：报告（事件状态上送）、日志历史记录上送、快速事件传送、采样值传送、遥控、遥调、定值读写服务、录波、保护故障报告、时间同步、文件传输、取代，以及模型的读取服务。1.2.3 IEC61850 标准分类IEC61850-8-1映射到MMS和ISO/IEC8802-3（MMS）。IEC61850-9-1通过单向多路点对点串行通信链路采样值（9-1）。IEC61850-9-2通过ISO/IEC8802-3传输采样值（9-2）。IEC61850-9-2le通过ISO/IEC8802-3传输采样值（9-2le）。1.2.4 IEC61850 特点1）采用了面向对象的数据建模技术 IEC61850标准采用面向对象的建模技术，定义了基于客户机/服务器结构数据模型。每个IED包含一个或多个服务器，每个服务器本身又包含一个或多个逻辑设备。逻辑设备包含逻辑节点，逻辑节点包含数据对象。数据对象则是由数据属性构成的公用数据类的命名实例。从通信而言，IED 同时也扮演客户的角色。任何一个客户可通过抽象通信服务接口（ACSI）和服务器通信可访问数据对象。 2）数据自描述 该标准定义了采用设备名、逻辑节点名、实例编号和数据类名建立对象名的命名规则；采用面向对象的方法，定义了对象之间的通信服务，如获取和设定对象值的通信服务、取得对象名列表的通信服务、获得数据对象值列表的服务等。面向对象的数据自描述在数据源就对数据本身进行自我描述，传输到接收方的数据都带有自我说明，不需要再对数据进行工程物理量对应、标度转换等工作。由于数据本身带有说明，所以传输时可以不受预先定义限制，简化了对数据的管理和维护工作。 3）网络独立性 IEC 61850标准总结了变电站内信息传输所必需的通信服务，设计了独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务接口（ASCI）。在 IEC61850-7-2中，建立了标准兼容服务器所必须提供的通信服务的模型，包括服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型和数据集模型。客户通过ACSI，由专用通信服务映射（SCSM）映射到所采用的具体协议栈，例如制造报文规范（MMS）等。IEC61850 标准使用ACSI和SCSM技术，解决了标准的稳定性与未来网络技术发展之间的矛盾，即当网络技术发展时只要改动SCSM，而不需要修改ACSI。2 数字化网络结构2.1 网络结构2.1.1 网络结构：目前数字化变电站采用的结构基本上都是三层两网。三层：站控层、间隔层、过程层；两网：GOOSE网、MMS网。 2.1.2 网络结构解析站控层：设备包括主站设备，如监控主机、监控备机、工程师站、远动机、故障录波、网络分析仪、信息子站等。间隔层：设备包括保护、测控、电度表、直流、UPS、电度采集器等。过程层：设备包括合并单元、智能终端、光/电CT、PT、智能机构等。MMS网：保护、测控等设备与监控通讯的网络，走61850协议。设备包括保护、测控、监控、故障录波等。GOOSE网：合并单元、智能终端通过光纤上GOOSE交换机，同时保护、测控也上了GOOSE网，进行信息交换。GOOSE网相当于取代了原来常规站测控、保护的电缆接线工作。连接设备包括MU、智能终端、测控、保护、网络分析仪、故障录波器等。注意：10KV目前没有走单独的GOOSE网，走的是GOOSE/MMS合一的网络，即是在一个交换机中，既有GOOSE报文又有MMS报文，而不像高压部分GOOSE和MMS是单独分开的。MU与互感器：目前规约为私有协议。2.1.3 本站网络结构江西吉安220KV澄江变电站网络结构和上面图示基本上是一致的，三层两网，低压部分MMS和GOOSE共网，跳闸方式为直跳，采样方式为直采。由于本站跳闸和采样没有走GOOSE网，所以VLAN划分就很简单了，全站可以划分成1个VLAN或者一个电压等级划分一个VLAN。保护装置采集开关刀闸位置