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基于IEC61850的智能分布式馈线自动化模型

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基于IEC 61850的智能配电网保护控制通信建模

基于IEC 61850的智能配电网保护控制通信建模

基于IEC 61850的智能配电网保护控制通信建模李维;周懋坤;范志扬【摘要】智能配电网保护控制依赖于信息共享,其信息传输需要满足一定的标准规范,然而目前发布的IEC 61580标准尚未涵盖智能配电保护控制领域,为实现配电网保护控制智能装置的互操作,满足互操作的通信需求,对IEC 61850应用于智能配电网保护控制的数据模型、通信服务映射进行了相关研究,首先对逻辑节点,逻辑设备以及服务器进行搭建,然后,根据配电网保护控制的信息流交互关系确定其报文服务模型,构建基于IEC 61850的智能配电网保护控制通信模型,对实现智能配电网保护控制功能具有重要的现实意义.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2017(046)007【总页数】4页(P82-85)【关键词】配电网;IEC61850;保护控制;建模【作者】李维;周懋坤;范志扬【作者单位】云南电网有限责任公司电力科学研究院,云南昆明 650000;云南电网有限责任公司电力科学研究院,云南昆明 650000;云南电网有限责任公司电力科学研究院,云南昆明 650000【正文语种】中文【中图分类】TM727随着经济社会的快速发展，电力用户对供电可靠性与电能质量提出更高的要求，配电网的作用与地位更为凸显。

此外，新能源和分布式电源的发展迅速，电网与分布式发电相结合的优势明显，分布式能源的接入使得配电网供电结构以及潮流方向的多变。

然而目前，配电网线路主要采用速断保护结合过电流保护，速断保护瞬时动作切除故障，过电流保护延时动作，并采取故障重合闸措施。

这种传统的保护控制方案已经不能适应配电网运行方式复杂多变的特点[1]。

建设智能配电网是电力系统发展的潮流趋势，智能配电网需要依托智能化的保护与控制，智能化的保护与控制打破传统保护控制利用就地信息的单一模式，通过信息共享进而实现共同决策。

改善了配电网保护控制性能，从根本上解决传统保护配合困难、适应能力差等问题。

为实现智能配电网执行保护控制功能的智能装置的互操作，智能装置之间的通信需要遵循相同的通信规范。

基于IEC61850标准的变电站自动化系统模型设计及生成的开题报告

基于IEC61850标准的变电站自动化系统模型设计及生成的开题报告

基于IEC61850标准的变电站自动化系统模型设计及生成的开题报告1. 研究背景与意义随着能源需求的增长和电力市场的竞争，变电站的运营和管理越来越关键。

为了降低运营成本、提高可靠性和安全性，变电站自动化系统已成为必要的选择。

IEC61850是针对电力自动化系统的通信标准，它采用现代通信技术和数据模型，为变电站自动化系统的数据交换、设备保护、监控控制等提供了基础。

因此，基于IEC61850标准的变电站自动化系统模型设计及生成是目前电力系统智能化建设的热点问题，对实现智能电网的建设有重要意义。

2. 研究内容本文的研究内容包括以下几个方面：（1）IEC61850标准的理解及其在变电站自动化系统中的应用；（2）变电站自动化系统模型的设计方法和标准；（3）通过分析变电站结构和设备信息，利用IEC61850数据建模语言，构建变电站自动化系统模型；（4）模型生成技术的研究与实现，实现变电站自动化系统模型的自动生成。

3. 研究方法本文主要采用文献调研、案例分析和数学建模等方法，分析IEC61850标准、变电站设备及其功能，结合现有的变电站自动化实践案例，构建变电站自动化系统模型，进而实现模型的自动生成。

4. 预期成果（1）深入理解IEC61850标准及其在变电站自动化系统中的应用；（2）建立符合IEC61850标准的变电站自动化系统模型；（3）研究变电站自动化系统模型的自动生成技术；（4）实现并测试生成变电站自动化系统模型的软件系统。

5. 计划进度第一年：完成文献调研和IEC61850标准的研究，理解变电站自动化系统的需求和功能。

第二年：结合实际的变电站应用，构建变电站自动化系统模型并实现自动生成技术。

第三年：完成系统的实现和测试，撰写论文并开展论文答辩。

6. 参考文献[1] 陈辉. 基于IEC 61850 标准的电力自动化系统[M]. 电子工业出版社, 2015.[2] 吴家朝. IEC61850 标准及其在电力自动化中的应用[J]. 电力系统保护与控制, 2007, 35(22): 3-7.[3] 刘泽邦, 陈爱芹. IEC 61850 在云南智慧电网中应用与实践[J]. 电力系统保护与控制, 2017, 45(22): 127-133.。

智能变电站IEC61850模型及通讯全解

智能变电站IEC61850模型及通讯全解

的国际标准报文规范。它独立于应用和设备的开发
者。
49
什么是MMS
采样值 (组播) 通用面向对象 变电站事件 时间同步 核心ACSI服务 通用变电站 状态事件
SV
(Type 4)
GOOSE
(Type 1, 1A)
TimeSync (SNTP)
(Type 6)
MMS Protocol Suite
(Type 2, 3, 5)
法不同，IEC61850标准对于信息均采用面向对象
的数据自描述。
1) 定义完整的各类数据对象和逻辑节点、逻辑设备的
代码；
2) 定义用这些代码组成的完整的描述数据对象的方法；
3) 定义一套面向对象的服务。
21
建模的方法：抽象通信服务接口(ACSI)
独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务接口。
396号文件 6.1.5章节
26
ICD模型的DO类型模板
396号文件 6.1.6章节
27
ICD模型的DA类型模板
396号文件 6.1.7章节
28
ICD模型的DA枚举类型模板
396号文件 6.1.7章节
29
IED实例ICD模型
30
服务器（Server）
广义服务器就是一个管理资源并为用户提供服务的计算机 Server 描述了一个设备外部可见（可访问）的行为 IED中的服务器提供通讯及保护功能服务
应用过程
ACSI抽象通信服务接口
SCSM1
工 业自 动化系统 制造报文 （MMS）
SCSM2
...
SCSMn
AL1
AL2
...
Aln
可 特殊接口 以 不 断 发 应用层 展 变 化

基于IEC61850的配电信息集成模型探讨

基于IEC61850的配电信息集成模型探讨

基于IEC61850的配电信息集成模型探讨摘要：面向对象的信息集成和建模技术是IEC61850标准的核心，在深入剖析了基于IEC61850标准的DAS配电自动化信息集成模型结构后，阐明了DAS 配电自动化系统中各信息模型各层级间的数据“聚合”关系和与IEC61850标准的变电站自动化系统间的具体“继承”关系。

最后，以配电线路的加速保护信息集成模型的工程建模为例，介绍了IEC61850标准在配电自动化系统中信息集成建模的具体应用技术要点。

关键词：DAS配电自动化；IEC61850；信息集成模型随着智能电网建设步伐的不断加快，加上电力用户对供电安全性、可靠性、实时性、节能经济性等要求的不断提高，对配电网信息集成智能自动化技术水平也提出了更高的要求。

由于配电网自动化产品种类和研发技术平台各厂家间存在很大差异，如何实现配电终端IED智能电子设备间具有良好的数据信息资源实时共享和互操作等功能水平，避免出现“自动化信息孤岛”等不利现象发生，就是当前配电智能自动化领域研究的热点与重点。

目前配电自动化系统领域使用较为广泛的通信规约为IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、以及IEC60870-5-104等第一种配网自动化通信协议，这些通信协议虽能完成配网自动化通信需求，但这些协约都是在实际工程中针对数据信息集成通信某个具体环节而形成的通信规约标准，其在实际过程中不能很好地解决配电自动化系统中各IED智能终端设备间数据信息资源的实时共享、互操作、以及开放兼容等功能特性，设备间相互兼容互操作性能不高性，造成大量的数据信息资源的浪费。

基于IEC61850标准的DAS配电自动化系统，采用面向服务对象技术的信息集成数据模型结构，按照统一的语言定义描述将各IED智能终端设备的功能抽象为一个个统一规范的逻辑功能节点，并通告标准文传格式按发布/订阅通信结构模式完成数据信息资源的实时共享，从而实现不同IED智能终端设备间互操作功能要求。

基于IEC61850的分布式能源站智能电气监控管理系统开发及应用

基于IEC61850的分布式能源站智能电气监控管理系统开发及应用

一、概述由于传统和使用习惯的影响，电厂的自动化控制系统被人为地割裂为D C S（机组分散控制系统）、发电厂升压站网络控制系统（N C S）与厂用电气监控管理系统（F E C S）三个部分。

D C S部分主要负责机组（汽机、锅炉及其辅助系统）的自动化控制，N C S与F E C S分别负责升压站及厂用电部分的控制及设备的管理，三者间通过硬接线或OPC/Modbus等方式进行少量信息交换，这样在发电厂信息化的过程中，就人为将过程自动化设备和电气自动化设备的管理割裂开来，阻碍了全厂管控一体化平台的实现。

另外，发电厂厂用电气监控管理系统通常由发电机-变压器组控制系统、励磁系统、同期系统、厂用电快切等多个子系统组成。

这些子系统之间相对独立，F E C S为接入这些具有各种不同通信接口的设备设置了大量通信规约转换软件和硬件，信息交互性差，大量信息无法共享，在通信信息量较大时，实时性和可靠性也无法保证，给电厂设计、施工、运行与维护带来了不便。

因此，发电厂电气设备的控制管理有必要采用基于统一的、开放性的通信规约以促进不同厂家设备之间的互联互通和有效集成，将电气设备以全数字接入的方式集成到E C M S中，实现全厂电气仪表、控制、保护及自动化系统共享统一操作平台和数据库，并在此基础上实现真正意义的智能化电厂。

随着微处理器及其相关技术的不断发展，计算机系统控制技术也从“分散控制”发展到“现场控制”，其理论基础是网络计算机理论，技术基础是计算机网络通讯技术，应用在发电厂电气设备监控上就是将电气设备保护测控功能分散，就地实现数字化。

变一二次设备间连接的控制电缆为通信光缆，后台系统通过通讯网络和就地综合保护测控设备通讯，实现遥测、遥信、遥控、S O E、事故追忆等功能，在大量数据的基础上实现分析和管理等各种高级功能，节省大量电缆、变送器等传统设备。

I E C61850标准是实现智能变电站的关键技术。

它不仅仅是一个通信协议，还是一个十分庞大的标准体系，使智能电站的工程实施变得规范、统一和透明。

基于IEC61850的智能分布式馈线自动化系统建模

基于IEC61850的智能分布式馈线自动化系统建模

基于IEC61850的智能分布式馈线自动化系统建模陈云国;戴胜;杨乘胜;倪健【摘要】为了实现配电线路的馈线自动化(FA)功能,将IEC61850建模思想引入馈线自动化系统中,建立关于智能分布式馈线自动化的终端设备信息模型;然后构建了基于GOOSE通信的信息交换模型,提出了将信息交换限制在相邻终端之间的两两通信方式;最后分析了电缆型配电线路实现馈线自动化的保护逻辑和信息模型的数据流.分析表明所提方法可以快速隔离故障和恢复供电,提高了供电的可靠性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2016(036)006【总页数】6页(P189-193,222)【关键词】IEC61850;智能分布式;通信;馈线自动化;终端信息模型【作者】陈云国;戴胜;杨乘胜;倪健【作者单位】国电南京自动化股份有限公司,江苏南京 211153;国电南京自动化股份有限公司,江苏南京 211153;国电南京自动化股份有限公司,江苏南京 211153;国电南京自动化股份有限公司,江苏南京 211153【正文语种】中文【中图分类】TM760 引言馈线自动化FA（Feeder Automation）是配电自动化的重要组成部分。

FA利用终端装置或系统，对配电线路进行监控和监视，并提高供电可靠性［1］。

FA的一项基本功能是发现线路故障，迅速诊断出故障区域并将故障区域隔离，实现故障检测隔离与恢复FDIR（Fault Detection Isolation and Recovery）。

FA系统按照实现方式可以分为集中型和就地型。

集中型FA系统将安装在各个开关处的终端设备采集的数据上传至主站，主站根据采集到的故障信息实现FDIR。

近年来，该领域取得了大量研究成果［2］。

随着光纤成本的降低以及新型终端的研发，集中型FA方案运用越来越广泛。

就地型FA系统也称为分布式FA系统，它不依靠配电主站／子站，根据实现方式可分为重合器方式和智能分布式方式。

智能变电站IEC61850模型介绍


三、模型解析
国网规范
IED应用模型规范：逻辑设备（LD）建模原则
逻辑设备的划分宜依据功能进行，按以下几种类型进行划分： a） 公用LD，inst 名为“LD0”：包括与保护功能无关的装置告警信号、通信故障（
包含MMS、GOOSE、SV）等； b） 测量LD，inst 名为“MEAS”：包括遥测信号； c） 保护LD，inst 名为“PROT”：包括与保护功能相关的各类信号，例如：保护LN
互操作性 来自一个或多个厂家的IED之间交换信息 和正确使用信息完成各自功能的能力
自由配置
标准需要支持各种策略以允许功能 自由分布，例如：集中式或分布式系统
长期稳定性 标准应向后兼容，以适应通讯技术 和系统要求的发展
二、标准简介
2）IEC61850标准的内容框架
(DL/T860)
信息模型
信息服务模型 7-2
IEC61850培训
一、基本概念
逻辑节点（LN） logical node ➢物理装置内部交换数据的最小功能部分，如差动保护功能、 距离保护功能、断路器等。 ➢由数据和方法组成的对象。 逻辑设备（LD） logical device ➢一组具有共同特征的逻辑节点及其共用服务组成。 ➢共同特征：通常一起投、退或处于测试模式。 ➢服务：GOOSE（Generic object oriented substation event面向对象的通用变电站事件）, 采样值交 换, 定值组等。
逻辑设备
物理设备
逻辑设备LD。如：第一、二套保护
逻辑设备名
数据对象名
物理设备。如：＃线 线路保护
“PHD / PCL931 / PDIS1 $ Op $ general” =1
物理设备名 服务器

IEC61850标准在馈线自动化中的应用

IEC61850标准在馈线自动化中的应用姚崇固;滕欢;袁龙;夏榆杭;胡妍【摘要】为解决大量配电终端之间、配电终端与主站之间的信息交换问题,利用了IEC61850通信体系的技术,采用了分层IP网络通信原理,将整个网络分为主干网络和分支网络.把FA看作是SA的概念的延伸,构造出了3层FA体系结构,即主站层、子站层和终端层.终端层使用了IEC61850提供的数据模型和逻辑节点,完成了对TTU的信息建模.进一步分析了ACSI与SCSM在FA中的作用和映射关系,以及用于描述IED配置与参数的SCL.最后,将这种3层通信体系结构应用到DAS中,达到了加快馈线故障处理,提高系统供电可靠性的效果.%Solving the message exchange between distribution terminals and the main station and the message exchange of distribution terminals so as to provide a seamlesslink among different devices,this paper utilized the technology and method of IEC61850 standard communication system,and adopted the principle of layered IP network communication,that was dividing the entire network into the backbone network and the branch network.It regardedFA as the extension of SA,constructed FA architecture with three layers.The three layers respectively were main station layer,slave station layer and terminal layer.Data model and logic node supplied by IEC61850 were used to accomplish the modeling of TTU information in terminal layer.And then,it analyzed the function of ASCI and SCSM in FA,the mapping relationship between them,and the SCL used in describing IED configurations and parameters.At last,the communication systemarchitecture with three layers was applied in the DAS to accelerate the feeder recovery processing and improve the power distribution reliability.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2013(025)003【总页数】5页(P147-151)【关键词】IEC61850;馈线自动化;通用变电站事件模型;配电自动化;馈线终端【作者】姚崇固;滕欢;袁龙;夏榆杭;胡妍【作者单位】四川大学电气信息学院,成都610065;四川大学电气信息学院,成都610065;四川大学电气信息学院,成都610065;四川大学电气信息学院,成都610065;东南大学仪器科学与工程学院,南京210096【正文语种】中文【中图分类】TM73馈线自动化FA（feeder automation）是配电网最基本也是最重要的组成部分，是提高配电网可靠性的关键技术之一[1～3]。

IEC 61850体系下的配电网自动化系统分析

IEC 61850体系下的配电网自动化系统分析IEC 61850是电力系统通信和自动化的国际标准，旨在实现电力系统内部的设备和系统之间的互联互通。

配电网自动化系统是利用通信和控制技术对配电网进行自动化运行和管理的系统。

它包括监测、控制、保护、调度、计量和数据管理等功能。

通过自动化系统，可以实现配电网的智能化运行和优化管理，提高供电可靠性和效率。

IEC 61850体系下的配电网自动化系统是基于IEC 61850标准的配电网自动化系统。

IEC 61850标准包括通信、设备建模和配置等方面的内容，它为配电网自动化系统的设计和实现提供了指导。

1. 网络拓扑分析：对配电网的拓扑结构进行分析，确定通信网络的布置和拓扑结构，包括主站、子站、网络设备等的位置和连接关系。

2. 设备建模分析：根据IEC 61850标准的要求，对配电网中的设备进行建模，包括断路器、开关、变压器、负荷等设备的建模，确定设备的属性和功能。

3. 通信配置分析：对配电网的通信配置进行分析，确定通信规约、通信等级、通信速率、通信方式等参数的设置，保证通信的可靠性和实时性。

4. 控制策略分析：对配电网的控制策略进行分析，确定控制命令的生成和传输方式，包括控制策略的逻辑关系、执行顺序、优先级等问题。

5. 保护配置分析：对配电网的保护配置进行分析，确定保护设备的类型、参数和逻辑关系，保证配电网的安全可靠运行。

6. 数据管理分析：对配电网的数据管理进行分析，包括对数据的采集、处理、存储和传输等功能的分析，实现对配电网运行数据的管理和应用。

通过以上分析，可以对IEC 61850体系下的配电网自动化系统进行全面的规划和设计，确保系统的各项功能和性能得到充分的发挥，提高配电网的运行效率和可靠性。

智能变电站IEC61850模型及通讯


应用
认知
检测
41
调试流程中的模型检测
流程开始
获得虚端子图
获得全站ICD文件
否
ICD检测正常？
使用SCD工具配置 SCD文件否Leabharlann 否GOOSE连线正常？
使用SCD工具导出配 置并下载
否
试验正常？
42
SCD导入后台及远动
否 后台、远动试验 正常？
是 是否增加新配置
流程结束
模型检测的必要性
ICD模型作为智能变电站的信息来源，其规范性和正确性会 影响到后续调试工作。
5
IEC61850标准体系的内容
系统概貌
1 介绍和概述 2 术语 3 总体要求 4 系统和项目管理 5 功能的通信要求和设备模型
数据模型
变电站和馈线设备的基本通信结构 7-4 兼容逻辑节点类和数据类 7-3 公用数据类
配置
6 变电站自动化系统配置描述 语言
测试
10 一致性测试
抽象通信服务
变电站和馈线设备的基本通信结构 7-2 抽象通信服务接口（ACSI） 7-1 原理和模型
物(例如，宽度)不是数据对象。
智能变电站中的数据对象： 具有多种属性的某一设备的一个功能子集。 POS（位置）：断路器位置 OP（动作）：保护动作对象
37
数据对象（Data Object）
38
数据属性
广义属性
事物本身所固有的性质，是物质必然的、基本的、不可分 离的特性，又是事物某个方面质的表现。
建模的方法：抽象通信服务接口(ACSI)
独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务接口。 客户通过ACSI，由特定通信服务映射（SCSM）映射到所采
用的通信栈或协议子集。 IEC61850标准使用ACSI和SCSM技术，解决了标准的稳定性
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ｆｅｅｄｅｒ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
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２０１２，３６（６）
在图５中增加了变电站 Ｃ，共６ 条馈线，在每个 变电站各配置一台 ＦＡ 控制器，并相互通信，实现整 个子网的故障定位、隔 离 与 非 故 障 区 域 恢 复 供 电 功
能。显 然，这 些 分 布 式 ＦＡ 系 统 结 构 均 与 基 于 ＩＥＣ ６１８５０的 变 电 站 自 动 化 分 层 分 布 式 的 结 构 相 适应。
第 ３６ 卷 第 ６ 期 ２０１２ 年 ３ 月 ２５ 日
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．０６．０１６
Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．６ Ｍａｒ．２５，２０１２
基于ＩＥＣ ６１８５０的智能分布式馈线自动化模型
凌 万 水 ，刘 东 ，陆 一 鸣 ，于 文 鹏
（电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海市 ２００２４０）
如图３所示，开 关 级 智 能 分 布 式 ＦＡ 系 统 在 馈 线上的ＦＡ 系统结构 Ｆｉｇ．３ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｂｒｅａｋｅｒ－ｌｅｖｅｌ ｓｍａｒｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
ｆｅｅｄｅｒ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
摘要：智能分布式馈线自动化的典型实 现 模 式 可 以 分 为 子 站 级 分 布 式、馈 线 级 分 布 式 和 开 关 级 分 布 式 （包 括 负 荷 开 关 方 式 和 断 路 器 方 式 ）。 文 中 归 纳 了 这 些 模 式 在 系 统 实 现 原 理 、配 置 ，以 及 系 统 独 立性、拓扑适应性、可维护性、兼容性、动作速度等功能 特 性 上 的 差 别。 在 此 基 础 上，从 智 能 分 布 式 馈 线 自 动 化 的 技 术 实 现 角 度 ，提 出 了ＩＥＣ ６１８５０ 的 系 统 扩 展 模 型 与 系 统 配 置 过 程 ，并 基 于 扩 展 模 型 研究了智能分布式馈线自动化的算法。
３ 功 能 特 性
虽然这几 种 模 式 都 最 终 实 现 了 ＦＡ，但 因 其 原 理与配置不同，在 实 际 应 用 时，功 能 特 性 差 别 很 大。 各模式的综合比较如表１所示。
表 １ 各 模 式 的 综 合 比 较 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ａｌｌ ｐａｔｔｅｒｎｓ
２ 结 构 配 置
智能分布式 ＦＡ 系统采用支持对等通信的以太 网结构，各种智 能 分 布 式 ＦＡ 模 式 都 需 要 建 立 基 于 ＩＰ 的通信网络，如 以 太 网 无 源 光 网 络 （ＥＰＯＮ）或 工 业 以 太 网 ，但 因 为 这 几 种 模 式 的 分 布 式 颗 粒 度 不 同 ， 配置差别较大。
本文基于ＩＥＣ ６１８５０ 模 型 的 扩 展 思 路，提 出 了 逻 辑 节 点 （ＬＮ）、逻 辑 设 备 （ＬＤ）、服 务 器 （Ｓｅｒｖｅｒ），以 及物理设备模型及 其 配 置 过 程，可 以 满 足 各 种 模 式 的需求。
１ 实 现 原 理
智能分布式 ＦＡ 系统就是指不需要配电主站或 配 电 子 站 控 制 ，通 过 终 端 相 互 通 信 、保 护 配 合 或 时 序 配 合 ，在 配 电 网 发 生 故 障 时 ，隔 离 故 障 区 域 ，恢 复 非 故障区域供电，并 上 报 处 理 过 程 及 结 果。 不 同 模 式 的 ＦＡ 在具体实现原理、配置、功能特性上并不完全 相同，本文在 传 统 的 馈 线 终 端 （ＦＴＵ）、配 电 变 压 器 终端 （ＴＴＵ）、配 电 子 站 等 终 端 之 外，提 出 ＦＡ 控 制 器这一全 新 的 控 制 终 端，即 通 过 收 集 对 应 终 端 （保 护、ＦＴＵ、ＴＴＵ）的 信 息，并 与 相 邻 的 ＦＡ 控 制 器 实 现对等通信，运行智能分布式 ＦＡ 系统的控制算法， 实现故障定位、隔离 与 非 故 障 区 域 恢 复 供 电 功 能 的 设备单元。实际应用中可能把 ＦＡ 控制器的功能融 合在传统的控制终端中。以一条典型的环网线路的 一个典型故障为 例，结 合 ＦＡ 控 制 器 来 阐 释 这 几 种 智能分布式 ＦＡ 系统的实现原理与结构配置。 环网 线路如图１所示。
线路 保 护 或 ＦＴＵ 监 控 单 元 采 集 的 信 息，当 线 路 发 生短路故障时，利用 ＦＡ 控制器收集到的故障信息， 并通过对等通信的方式与相邻的其他 ＦＡ 控制器共 同 实 现 故 障 定 位 、隔 离 与 非 故 障 区 域 恢 复 供 电 功 能 。 一般来说，变电 站 内 的 保 护 与 ＦＡ 控 制 器 总 是 独 立 配置的；线路上的 ＦＡ 控制器与 ＦＴＵ 监控单元可以 合并，也可以独 立 配 置。 独 立 配 置 模 式 有 其 显 著 的 优点，通过独立 配 置 的 ＦＡ 控 制 器 可 以 实 现 将 不 同 种类的 ＦＴＵ 之间的通信，统一为相同的 ＦＡ 控制器 之 间 的 对 等 通 信 ，显 著 提 高 了 通 信 与 算 法 的 可 靠 性 。
图４ 馈线级智能分布式 ＦＡ 系统结构 Ｆｉｇ．４ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｆｅｅｄｅｒ－ｌｅｖｅｌ ｓｍａｒｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
ｆｅｅｄｅｒ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
图５ 子站级智能分布式 ＦＡ 系统结构 Ｆｉｇ．５ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ－ｌｅｖｅｌ ｓｍａｒｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
收 稿 日 期 ：２０１１－０８－０４；修 回 日 期 ：２０１１－１１－０８。 国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 （９７３ 计 划 ）资 助 项 目 （２００９ＣＢ２１９７０３）；国家高技术研究发展计 划（８６３ 计 划）资 助 项 目 （２０１２ＡＡ０５０２１２）；上 海 市 科 技 攻 关 重 点 项 目 （１０ｄｚ１２０２８００）。
图４、图５所示为馈线级和子站级分布式 ＦＡ 系 统的结构。馈线 级 以 馈 线 为 单 位 配 置 ＦＡ 控 制 器， 每条馈线有一个 ＦＡ 控 制 器，并 与 相 邻 馈 线 对 应 的 控 制 器 一 起 ，实 现 整 个 配 电 子 网 的 故 障 定 位 、隔 离 与 非故障区域恢复供电控制逻辑。子站级以变电站或 开关站为单位配置 ＦＡ 控制器。
另一方面，基于ＩＥＣ ６１８５０ 标 准 的 各 种 应 用 在 数 字 化 变 电 站 及 智 能 电 网 领 域 快 速 发 展 。 ［９－１２］ ＩＥＣ ６１８５０具有完整 的 数 据 对 象 建 模 方 法 和 一 致 的 服 务 接 口 ，使 得 不 同 厂 家 设 备 之 间 的 数 据 交 互 、功 能 联合及互操作成为 可 能，加 上 其 点 对 多 点 的 交 互 通 信模式，非常适用于基于ＩＰ 网络技术的智能分布式 ＦＡ 系统。若参与智 能 分 布 式 ＦＡ 系 统 的 各 种 智 能 设 备 能 基 于ＩＥＣ ６１８５０ 标 准 建 模 ，实 现 信 息 交 互 ，不 仅能够提高 ＦＡ 系统集成的效率，而且能够促进 ＦＡ 的标准 化 和 实 用 化。ＩＥＣ ＴＣ５７ 已 启 动 了 将 ＩＥＣ ６１８５０拓 展 到 配 电 领 域 的 应 用，未 来 ＩＥＣ 将 制 定 ＩＥＣ ６１８５０－７Ｘ０ 标 准 。 ［１３］ 目 前 国 内 外 已 有 一 些 专 家提 出 了 在 配 电 自 动 化 上 应 用 ＩＥＣ ６１８５０ 的 方 案 。 ［５，１４－１７］ 但是，当前 版 本 的ＩＥＣ ６１８５０ 在 设 计 时，
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· 研 制 与 开 发 · 凌 万 水 ，等 基 于ＩＥＣ ６１８５０ 的 智 能 分 布 式 馈 线 自 动 化 模 型
图 １ 典 型 配 电 线 路 Ｆｉｇ．１ Ｔｙｐｉｃａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｌｉｎｅｓ
该典型环网由变电站 Ａ 的１号馈线与变电站Ｂ 的 ８ 号 馈 线 组 成 ，整 个 环 网 包 含 ８ 个 开 关 ，其 中 ５ 号 开关为联络 开 关。 当 ３ 号、４ 号 开 关 之 间 的 区 段 发 生永久性短路故障 时，几 种 模 式 的 实 现 过 程 不 尽 相 同，但 ＦＡ 系统最终的结果都是 ３ 号、４ 号开关因 处 于 故 障 点 两 侧 跳 开 ，联 络 开 关 ５ 合 上 ，以 恢 复 区 段 之 间 负 荷 的 供 电 ，如 图 ２ 所 示 。
图２ ＦＡ 系统的处理结果 Ｆｉｇ．２ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ＦＡ ｓｙｓｔｅｍ
子站级智能分布式 ＦＡ 系统，由子站对应的 ＦＡ 控制器收集属于本子站范围内的所有终端设备采集 的信息，并与相邻变电站的 ＦＡ 控制器对等通信，实 现故障定位、隔离与非故障区域恢复供电 。 ［３］
馈线级智能分布式 ＦＡ 系统，由馈线对应的 ＦＡ 控制 器 收 集 本 馈 线 范 围 内 的 所 有 ＦＴＵ 采 集 的 信 息，并与其相邻 的 其 他 馈 线 对 应 的 ＦＡ 控 制 器 相 互 对 等 通 信 ，实 现 故 障 定 位 、隔 离 与 非 故 障 区 域 恢 复 供 电。可以把馈线级智能分布式 ＦＡ 系统简单理解为 仅包含一条馈线的 子 站，其 工 作 原 理 与 子 站 级 智 能 分布式 ＦＡ 系统一致。
较少考虑配电自动 化 的 实 际 需 求，其 模 型 设 计 也 较 少考虑到配电自动化系统与变电站自动化系统的差 异。实际上，配电自 动 化 相 关 设 备 数 量 远 超 变 电 站 内的设备，对标 准 化 与 互 操 作 的 要 求 更 为 迫 切。 已 有 文 献 的 主 要 侧 重 点 都 是 基 于ＩＥＣ ６１８５０ 来 实 现 一 种 装 置 或 一 套 系 统 ，并 未 对 不 同 厂 家 、不 同 设 备 在 配 电自动化上的相互 协 作 进 行 专 门 的 研 究，更 没 有 针 对智能分布式 ＦＡ 系 统 的 实 现 模 式 结 合ＩＥＣ ６１８５０ 进行分析。
开关级智能 分 布 式 ＦＡ 系 统，由 分 布 在 各 个 开 关处的 ＦＡ 控制器采集就地的信息，并与相邻的 ＦＡ 控制器相互通信实 现 故 障 定 位、隔 离 与 非 故 障 区 域 恢复供电。根据馈 线 上 一 次 开 关 设 备 的 不 同，可 以 分为负荷开关方 式 和 断 路 器 方 式。 故 障 隔 离 时，断 路器方式可以先于馈线出口保护动作直接将故障隔 离［４－６］，而负荷开关方式则需要在馈线出口保 护 动 作 且线路停电后才能隔离故障 。 ［７－８］