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IEC61850在数字化变电站直流电源系统中的应用研究为了解决数字化变电站直流电源系统模型设计问题，研究IEC61850标准的建模技术，对其在直流电源系统设计中的应用进行了简要分析，并建构了直流电源系统模型，测试结果表明IEC61850在变电站直流电源系统模型建构中的应用具有无可比拟的优势，有一定的应用价值。
标签：IEC61850标准；变电站；直流电源系统；建模变电站的直流电源系统为变电站中的继电保护、自动装置、事故照明等提供可靠的直流电源，为有关操作提供可靠的操作电源。
直流电源系统的可靠与否，直接关系到变电站的安全稳定运行。
随着社会经济的快速发展，变电站越来越多，对其直流系统的研究还很少。
而信息技术的发展使得变电站的无人值守成为可能，智能化、网络化、数字化的变电站要求有更高可靠性的直流电源系统，必须学会运用新技术，完善直流电源系统，保障变电站的安全、稳定运行。
1 IEC61850概述IEC61850标准是国际电工委员会于2004年颁布的，是面向对象的变电站自动化系统唯一国际标准。
该标准将变电站的通信体系分成变电站层、间隔层和过程层。
该通信标准没有停留在通信协议层面上，它对整个变电站自动化系统进行了全面的规范和说明，为实现真正意义上的互操作提供了可能。
IEC61850标准在变电站自动化系统设计和建设中的应用有助于提高设备数据集成效果，减少工程量，节约工程建设周期，并提高自动化系统的灵活性。
我国应用该标准建设的变电站自动化系统实践证明，其能有效提高变电站的运行效率，节约开发和维护成本，实现真正意义上的互操作。
2 基于IEC61850的变电站直流电源系统建模2.1 IEC61850信息模型规范IEC61850采用面向对象的模型设计方法，设计出不同层次的类，建立统一的数字对象信息模型，模型中的数据和服务都是相对应的，数据的交换需要通过与之相对应的功能服务来实现。
标准定义了14类ASCI模型，其作用是规范信息模型的功能服务，一个模型由基本信息模型和基本数据模型组成，基本数据模型主要有：服务器、逻辑装置、逻辑节点、数据对象。
IEC61850标准在数字化变电站自动化系统中的应用与研究摘要:变电站是电网的重要节点,在整个电力系统的运行中是至关重要的。
变电站自动化系统的发展关系到我国电力的发展,IEC61850标准在数字化变电站中的应用为电力系统通信的提供了统一的标准协议,使电厂、变电站与调度中心之间的连接通信更加方便快速。
关键词:IEC61850 数字化变电站变电站自动化系统变电站是电网的重要节点,担负着对电能传输和分配进行控制和管理的任务,变电站的安全、可靠运行对电力系统的稳定性及供电可靠性至关重要。
过去的几十年中,变电站的一次系统和二次系统都发生了巨大的变化。
一次设备除容量增大之外,还呈现出电力电子化、智能化的趋势;二次设备则经历了从电磁式到模拟电路式,再到的微机智能式的发展。
这些变化是变电站发展的重要选择,是我国电力系统发展的里程碑式的改变。
1 变电站自动化系统简介变电站自动化是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等)经过功能的组合和优化设计。
利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术,实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的门动测量、监控和微机保护以及与调度控制中心通信等综合性的自动化功能。
通信系统是变电站自动化系统的基础,为实现变电站自动化系统站内通信网络的开放性和兼容性,最好的办法和途径就是采用标准的通信协议来实现各装置间的无缝通信。
在电力系统通信的早期没有统一的通信协议,电厂、变电站与调度中心之间只是根据简单的约定来实现通信过程,并且通信的内容和要求也没有统一的规定。
后来,电力系统通信发展到远动阶段,出现了电力调度通信“四遥”(遥测、遥控、遥调、遥信),分别完成模拟量采集、模拟量调节、数字量采集以及数字量控制的功能。
随着世界电力市场的不断发展以及通信技术与计算机技术的突飞猛进,电力系统通信仅仅完成“四遥”已经远远不能满足市场的需求了。
IEC61850应运而生,是至今为止最完善的变电站自动化标准,规范二次智能装置的通信模型、通信接口,而且还定义了数字式CT、PT、智能式开关等一次设备的通信模型、通信接口。
基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络的研究与实践基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络的研究与实践摘要：随着电网的快速发展，传统变电站的通信网络面临着诸多挑战，例如通信速度慢、可靠性低等问题。
因此，研究基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络，成为提高变电站通信效率和可靠性的关键技术。
关键词：IEC61850；变电站通信网络；数字化；效率；可靠性一、引言随着电力行业的快速发展和智能电网的建设，变电站作为电能转换和传输的关键环节，其在电力系统中的地位日益重要。
然而，传统变电站的通信网络存在着一系列问题，例如通信速度慢、可靠性低、通信协议不统一等。
这些问题严重影响了变电站的运行效率和安全性，亟需一种新型数字化变电站通信网络来解决这些问题。
二、IEC61850通信协议的介绍IEC61850是国际电工委员会制定的用于电气装置通信的标准。
相比传统的变电站通信协议，IEC61850采用了面向对象的编程思想，能够实现设备之间的多点通信和数据共享，提供了更高的通信速度和可靠性。
同时，IEC61850还支持通信网络的自动发现和协商，使得设备的接入和配置变得更加简单和灵活。
三、基于IEC61850的数字化变电站通信网络的设计与实现1. 网络拓扑设计：根据变电站的实际需求，采用星型、环型或混合型等拓扑结构进行设计，同时考虑网络的可靠性和扩展性。
2. 网络安全设计：采用虚拟专用网络（VPN）和数据加密技术，保障通信数据的安全性和机密性，防止黑客攻击和信息泄露。
3. 设备接入与配置：利用IEC61850的自动发现和协商功能，实现设备的自动接入和配置，减少了人工操作的复杂性和错误率。
4. 通信性能优化：通过合理设置通信参数和网络设备的优化，提高通信速度和稳定性，保证通信数据的及时性和准确性。
5. 维护与管理：建立完善的监控系统和报警机制，及时发现和解决通信故障，保障数字化变电站的正常运行。
四、实践案例分析以某变电站为例，通过改造其通信网络，采用了基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络。
浅论基于IEC61850的数字化变电站的应用技术摘要:随着我国电力体制改革步伐的不断加快,国内数字化变电站的建设进入了一个崭新的发展时期,特别是IEC61850标准的引入,有效提升国内电力技术的科学化、规范化应用,而且是保证数字化变电站建设质量的重要技术参考依据。
本文结合笔者多年电力工作经验,简要分析了基于IEC61850的数字化变电站的应用技术,仅供同行参考和借鉴。
关键词:IEC61850 数字化变电站应用技术1 IEC61850标准在国内推广的现状IEC61850标准是目前在国际电力行业中最为基础的标准之一,其基本原则是实现“同一世界、同一标准、同一技术”,进而有效提升全球电力技术的标准化、集成化、智能化发展。
在全球经济技术一体化的背景下,IEC61850标准完全符合我国电力行业的发展需求,尤其是在数字化变电站建设中的应用,更加凸显了IEC61850标准的优势,其根本目的是通过对于技术的合理应用和监管,实现电力网络的优质、安全、经济运行。
但是从国内电力行业的发展现状而言,IEC61850标准尚有许多与我国实际情况不相适应的地方,所以,在数字化变电站建设中,应有所取舍的进行应用,而不是“一股脑”的全盘引入。
随着我国电力体系的不断完善,国内以IEC61850标准为基础,对其进行了必要的修订,从而基本形成了符合中国实际国情的新型电力技术理念,特别是在数字化变电站的继电保护技术方面,国内已经制定了较为完善的应用技术体系,并且在很多大型工程中得以实践。
另外,随着国内数字化变电站建设经验的不断积累,特别是随着对于各种高新技术的熟练和掌握,形成了构建属于我国自己的电力技术标准的前提,但是对于相关问题的深入研究和探索仍是必不可少的。
因此,在IEC61850标准的引入和应用过程中,国内电力技术人员一定要保持“取其精华、去其糟粕”的原则,即拿来我们需要的部分,舍弃我们不需要的部分,从而在实现技术标准简化的基础上,进一步提升了实用性。
试论IEC61850在电力变电站中的应用技术摘要: 未来的电力网络系统需要新的信息架构支持, 将监控、保护和就地自动化等前后台信息连接成为一个整体,以保证电力系统安全和高效地管理。
IEC61850采用面向对象的建模方法和抽象、分层映射的技术, 通过规范系统和项目管理及一致性测试等途径保证其目标的实现。
它不仅适用于变电站自动化内部网络通信, 也适用于配电自动化、电能计量系统、发电厂自动化系统、风力发电及其他工业自动化领域。
然而, IEC 61850标准的广泛应用还需要多方面的努力, 包括: 标准化普及、科学研究、工业研究与发展、网络安全和新型设备的发展等等。
关键词: 电力自动化系统；IEC61850技术；应用Abstract: the future of the electric power network system needs a new information architecture support,it will monitor, protection and on-site automation and so on QianHouTai information connection as a whole, to ensure that the power system safety and efficient management. IEC61850 using object-oriented modeling method and abstract, layered mapping technology, through the standard system and project management and consistency test to ensure the realization of the target of the way. It is not only applied in substation automation internal network communication, also suitable for power distribution automation, energy metering system, power plant automation system, wind power and other industrial automatic field. However, IEC 61850 standards are widely need various efforts, including: standardized popularization, scientific research, industrial research and development, the network security and the development of new equipment, and so on.Key Words: electric power automation system; IEC61850 technology; application1 引言随着电力系统的发展, 装机容量不断的增加, 输电电压等级的不断升高和电网的覆盖范围的不断扩大, 电力网日益庞大而且复杂; 因此, 对电网运行管理手段的要求愈来愈高, 电力系统自动化技术也随着电网的发展而不断发展。
基于IEC61850数字化变电站的研究摘要变电站自动化技术的发展和微机保护的广泛应用极大地提高了电网的自动化水平和管理水平，但是由于变电站自动化系统和保护设备的通信协议不统一，造成系统无缝集成困难，生命周期缩短；设备之间互操作性差，维护工作量大，改造升级困难。
同时变电站的一、二次设备的控制信号发送、模拟量采集靠大量的电缆连接实现，不仅浪费了大量的财力，而且抗干扰性大大降低。
随着IEC61850 标准的发布，电子式互感器、智能化高压电气设备的发展，电气设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机网络技术的高速发展，使得建设数字化变电站具备了必要的技术条件。
本文在研究数字化变电站相关理论和技术的基础上，总结变电站数字化技术的现状、发展趋势，初步形成数字化变电站的整体模型，提出了数字化变电站的特征和需要实现的功能。
研究数字化变电站三层网络结构下通信的实现，运用前面的研究成果，探讨在现有技数条件下建设数字化变电站，如何实现与以往设备的兼容，使本文提出的数字化变电站改造方案更具有实用性和可操作性。
关键词：数字化变电站，IEC61850 标准，电子式互感器，智能化高压电气设备DIGITAL SUBSTATION BASED ON IEC61850 RESEARCHABSTRACTWith the development of integrated substation automation technology and microprocessor-based protections，electrical power system automation is highly promoted. But the communication protocols among IEDs produced by different manufacturers are different，the SA system will not be integrated well.Also，IEDs from different manufacturers are difficult to achieve interoperability.Maintenance and upgrading such a SA system may cost much resource and time.In a substation，many cables made with copper are used to transmit control signal and analog data，so highly lower the anti-interference of a SA system. The IEC6185O standard electronic measurement transformers，intelligent control of high voltage electrical apparatus，computer network technology，etc，all these make it possible to build a digital substation. So,the thesis will study these key technologies and intelligence devices，and give a reference design project of digital substations. First，a digital substation model and main charaeters are formed in this thesis. Then a communication network construction principle of digital substations，including proeess buses and Station buses，are developed. According with the Principle，with the reaserch on the key technologies of 110kV wucun digital substation in Shenzhen Power Supply Bureau and 220kV sanxiang digital substation in nanfang Power Supply Bureau，this article analysis a digital substation’ s layered communication network framework. Deeply. Based on the investigation of intelligence devices of digital substations，selcetion and configuration principle of devices is summarized.KEY WORDS: digital subatation,IEC61850 standard ,electronictransformer ,intelligent control of high voltage electrical apparatus目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................... I I 第1章绪论. (1)第2章数字化变电站系统的发展及现状 (3)2.1 变电站自动化系统的发展 (3)2.2 变电站自动化系统通信规约现状 (6)2.3 小结 (9)第3章数字化变电站的技术优势及经济效益 (10)3.1 数字化变电站的技术优势 (10)3.2 经济效益 (13)3.3 小结 (14)第4章 IEC61850 标准介绍 (15)4.1 IEC61850 标准主要内容 (15)4.1.1 IEC61850 标准内容 (15)4.2.1 分层 (17)4.2.2变电站通信网络的实时性以及时延不确定性研究 (18)4.3 本章小结 (35)总结与展望 (36)1.全文工作总结 (36)2. 工作展望 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录1 (43)第1章绪论变电站自动化系统是在计算机技术和网络通信技术基础上发展起来的。
基于IE61850标准的数字化变电站建设实践摘要:介绍数字化变电站建设如何解决一次设备智能化、二次设备网络化、IEC61850标准等问题,实现站内智能电气设备间信息共享和互操作,提高变电站运行智能化水平。
关键词:数字化变电站IEC61850 二次设备网络化一次设备智能化变电站在电力系统向用户供电的过程中承担着重要的作用,为了保证供电的可靠性,目前在国内电网变电站中自动化技术已经广泛普及使用,带来了良好的社会经济效益。
但是现有的一些变电站自动化技术也存在很多需要解决的问题,其中比较突出的是:互操作问题、传统电磁式互感器带来的问题、二次回路复杂的问题、一次设备智能化等问题,不能方便地接入变电站自动化系统实现信息共享。
1 数字化变电站的概念数字化变电站是由电子式互感器、智能化终端、数字化保护测控设备、数字化计量仪表、光纤以太网及IEC61850规约(基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准)组成的全智能化分层分布式变电站,能够实现站内智能电气设备间信息共享和互操作,具有“一次设备智能化、二次设备网络化、符合IEC61850标准”的三个重要特征。
数字化变电站要求电气设备之间的通信是以数字方式传递和共享,由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等)和网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层)构建,建立在IEC61850通信规范基础上,能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
电子式互感器具备体积小、重量轻;具备数字接口,便于和数字设备连接;不含铁芯,消除了磁饱和、铁磁谐振等问题;暂态特性好,测量精度高,频率响应范围宽;绝缘性能好,造价低等优点。
随着数字技术和光通信技术的快速发展,使电子式互感器输出信号可方便的转换为数字信号,通过光纤输出,彻底解决了高压设备的绝缘问题和电磁干扰的问题。
电子式互感器的出现解决解决传统互感器的问题,具备很高的性价比,特别是在高电压条件下优势更为明显。
数字化变电站与IEC61850 推广过程中需要讨论的有关问题
现在我国电力系统开始推广数字化变电站技术与IEC61850通信规约，它即将给我国我国电力系统自动化的发展带来机遇，同时也带来挑战。
数字化变电站技术是现场总线技术在变电站自动化系统的具体应用，只是在控制功能、可靠性、抗干扰与远方调度等方面有它一定的特殊性。
IEC61850通信规约是目前最完善的电力系统自动化通信规约。
它从过程层的测量、信号、控制与保护开始，通过间隔层与变电站层，最后到调度管理（企业）层，提供了统一完整的信息模型和服务，为不同厂家产品集成提供了标准，其优越性和执行后的效益是现而易见的。
现场总线技术的出现，是工业自动化控制的一场革命，传统的模拟量已完全由数字量替代，所有测量、信号与控制点之间可以直接相互交换数据，并可独立工作，计算机集中对数据进行统一处理，并通过各种算法，计算出需要的动作参数后发送给各控制点，由现场设备独立进行自动控制。
在工业自动化控制的工程设计与施工，以及控制方式上都发生了本质性变革。
现场总线技术开始进入我国时，曾经出现过不少问题。
许多产品与控制系统，只采用了现场总线的某一项技术，甚至只采用了现场总线一些名词或术语，就开始进行推广与宣传。
不仅在人们对现场总线技术的认识上产生了误导，也影响了现场总线技术的应用效果。
数字化变电站技术的推广与应用过程中可能存在类似问题。
目前我国在数字化变电站技术的研究上有了一定的发展，有些已经运用于实际工程。
如何推广与普及都需要一定的时间。
现在许多招标书中都已经出现了数字化变电站的要求，是否有利于数字化变电站技术的发展与推广需要慎重考虑。
数字化变电站技术采用智能化的新型测量与控制设备，它们与间隔层的LED（保护监控装置）之间通过IEC61850通信规约传输的完全是数字化信息，不再是电流电压等测量模拟量以及位置信号与合分闸控制等开关量输入输出信号。
大量的控制电缆被极少量的通信电缆所代替。
所以说数字化变电站技术在二次电路设计上将会发生大的变革。
但在采用与推广的范围上还有一些问题需要大家进行讨论。
过去一提到变电站就要采用综合自动化系统，现在好象一提到变电站就要采用数字化变电站。
这种现象应引起产品开发与使用者的重视。
对于35kV及以上电压等级的户外变电站推广采用肯定是非常必要的。
对于35kV及以下电压等级的户内变电站，全部采用成套的开关柜，互感器与断路器与间隔层的LED（保护监控装置）都安装在同一个开关柜，相互之间的距离不会超过两米。
如果数字化变电站技术仍然为现有的系统结构，在智能化的新型测量与控制设备没有大批量生产，综合造价没有达到普及程度之前，普遍开发与推广数字化变电站技术有无必要需要大家进行讨论。
新技术与新产品可以提高产品的竞争力，如果不注意其应用效果，就会对社会造成危害。
计算机网络按照传输距离可分为局域网（Local Area Network —LAN），城域网（Metropolitan Area Network —MAN），广域网（Wide Area Network —MAN）。
按照组建属性可分为公用网与专用网。
按照拓扑结构可分为广播网络与点到点网络，广播网络有总线型与环型；点到点网络有星型、环型、树型、完整型、相切型与不规则型。
在通信规约上国际标准化组织（ISO）建议的开放系统互联网参考模型ISO／OSI，简称为OSI 模型。
OSI模型规定了计算机互联网需要遵循的七层协议层次结构。
它包括：
1）物理层：规定了物理介质连接。
2）数据链路层：如何将物理层的比特（二进制码）组成桢处理传输差错。
3）网络层：也称为通信子网层，提供建立、维护和终止网络连接的手段。
他包括路由选择、流量控制、差错校验及顺序检测等。
4）传输层：提供透明的数据传输，为会话层提供网络连接。
5）会话层：支持不同用户建立会话关系。
6）表示层：处理OSI系统之间用户信息的表示问题。
7）应用层：包含大量人们普遍需要的协议。
OSI模型结构框图见附图。
IEC61850
是一个关于电力
系统自动化结构
和数据通信的国
际标准，它用于
电力系统专用
网。
按照传输距
离电力系统计算
机网可分为发电
厂与变电站局域
网，县地级调度
城域网与地区与
全国调度广域
网。
IEC61850的
推广与应用势在必行，有关单位已经编写了《IEC61850工厂应用技术规范》。
现在也一些问题需要大家在推广与应用展开讨论。
我国电力系统自动化远动通信采用的规约有IEC101、IEC104与TNP等，IEC61850的推广与应用需要要有一个很长过程首先要解决好站内的IEC61850规约与IEC101、IEC104与TNP等规约的问题，以便保证新建数字化变电站与现有电力系统调度联网。
电力系统发电厂与变电站，以及需要由电力系统统一调度的用户变电站与自备发电厂，综合自动化系统应采用IEC61850规约。
不需要电力系统统一调度的用户变电站与自备发电厂，综合自动化系统目前还没有不要必须采用IEC61850规约。
特别是一些只需要继电保护，没有计算机的非常小的用户变电站，更没有必要采用IEC61850规约。
在有关单位已经编写的《IEC61850工厂应用技术规范》中，对于用户变电站与自备发电厂是否需要采用采用IEC61850规约，也需要根据电力系统统一调度的需要作出规定。
数字化变电站必须采用IEC61850规约。
数字化变电站分为过程层、间隔层、站控层与调度管理层。
过程层智能化的新型测量设备电子互感器已经投入使用；智能化的新型控制设备正在开发之中，间隔层的LED（保护监控装置）正在进行IEC61850规约开发。
如果将新型控制设备功能加强，直接接收电子互感器信息后进行继电保护处理，数据处理与继电保护配置及保护整定值设置由站控层计算机来完成，可以取消间隔层这一级。
更加接近现场总线技术，在二次电路设计将会更为简单，对这一问题要需要大家进行讨论。
