基于IEC61850光伏監(jiān)控裝置硬件和模型設(shè)計(jì)

丁 明 ，李 林 ，，陶維青 ，曹 軍

（1.合肥工業(yè)大學(xué) 電氣與自動化工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.科大智能電氣技術(shù)有限公司，安徽 合肥 230080）

0 引言

由于能源短缺和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，具有可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵖稍偕茉丛谑澜绶秶鷥?nèi)得到越來越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。光伏發(fā)電以其取之不盡、用之不竭、廉價無污染的特點(diǎn)，有著其他新能源發(fā)電無法比擬的優(yōu)勢。然而受光資源時間分布不均衡和氣象變化的影響，光伏電源的輸出具有隨機(jī)性、波動性和間歇性的特點(diǎn)［1］，導(dǎo)致其可調(diào)可控性較差。這種特點(diǎn)對智能電網(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生很大影響［2-3］。

傳統(tǒng)光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)中二次設(shè)備的功能和接口規(guī)范不統(tǒng)一，通信標(biāo)準(zhǔn)的采用缺乏一致性，導(dǎo)致互操作問題成為其長期維護(hù)和運(yùn)行的巨大障礙。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)作為當(dāng)前電力自動化系統(tǒng)最為完善的通信標(biāo)準(zhǔn)，其在變電站中的成功應(yīng)用有效解決了系統(tǒng)中各設(shè)備互操作一致性問題，達(dá)到信息共享。已有相關(guān)文獻(xiàn)對該技術(shù)引入光伏相關(guān)的應(yīng)用進(jìn)行了探討：文獻(xiàn)［4］從光伏并網(wǎng)點(diǎn)安全展開研究，給出了分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)接口裝置的IEC61850信息模型；文獻(xiàn)［5］從微電網(wǎng)監(jiān)控角度考慮，給出了分布式能源監(jiān)控終端的信息模型，重點(diǎn)突出了與微電網(wǎng)能量管理信息交互；文獻(xiàn)［6］基于風(fēng)光儲微電網(wǎng)發(fā)電站，研究基于IEC61850的微電網(wǎng)控制結(jié)構(gòu)；文獻(xiàn)［7］從IEC61850-7-420標(biāo)準(zhǔn)角度分析了分布式電源通用硬件和信息模型操作方法，但文中未給出終端的具體信息模型。

現(xiàn)有文獻(xiàn)針對光伏系統(tǒng)相關(guān)功能的信息建模研究表明，基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和開發(fā)是光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。本文從光伏系統(tǒng)監(jiān)控角度出發(fā)，分析IEC61850技術(shù)并基于該技術(shù)給出適合光伏監(jiān)控系統(tǒng)的分層設(shè)計(jì)，研究光伏監(jiān)控裝置的實(shí)現(xiàn)，包含硬件平臺設(shè)計(jì)、裝置組件之間通信網(wǎng)絡(luò)和實(shí)時數(shù)據(jù)映射、通信功能軟件流程；結(jié)合光伏系統(tǒng)功能總結(jié)光伏監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)的邏輯節(jié)點(diǎn)，并給出光伏監(jiān)控裝置的設(shè)備信息建模；最后在10 kW光伏發(fā)電系統(tǒng)中利用通用IEC61850上位機(jī)客戶端軟件與監(jiān)控裝置進(jìn)行制造報文規(guī)范（MMS）通信驗(yàn)證，獲取裝置內(nèi)設(shè)備模型，實(shí)現(xiàn)了光伏系統(tǒng)各組件的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)支持。站控層可通過該裝置實(shí)現(xiàn)與光伏系統(tǒng)各組件的信息共享和互操作，有效保障光伏電站安全運(yùn)行。

1 光伏監(jiān)控實(shí)現(xiàn)IEC61850的系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 IEC61850技術(shù)

IEC61850是IEC TC57制定的關(guān)于變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，可以有效地實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的無縫集成，目前已經(jīng)推出2.0版本［8］。標(biāo)準(zhǔn)名稱由《變電站自動化系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)》改為《電力企業(yè)自動化系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)》，表明標(biāo)準(zhǔn)制定者拓展其應(yīng)用領(lǐng)域的愿望。IEC61850技術(shù)體系包含4個主要部分：信息模型、抽象通信服務(wù)接口 ACSI（Abstract Communication Service Interface）、特定通信服務(wù)映射SCSM（Specific Communication Service Mapping）和變電站配置描述語言 SCL（Substation Configuration description Language）配置文件。信息模型采用面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一建模技術(shù)，采用分布、分層的結(jié)構(gòu)體系。ACSI只是抽象地描述設(shè)備之間如何交換信息，設(shè)備如何具體實(shí)現(xiàn)由設(shè)備自身制定。SCSM則利用具體的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)ACSI中的服務(wù)模型。SCL文件用于對變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和IED信息模型、服務(wù)模型的統(tǒng)一描述。

1.2 基于IEC61850分層技術(shù)的光伏監(jiān)控系統(tǒng)

目前，IEC61850技術(shù)在智能變電站中應(yīng)用已較為成熟［9］，其通信體系設(shè)計(jì)按照分層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，包括站控層、間隔層和過程層。站控層和間隔層之間的網(wǎng)絡(luò)采用ACSI映射到MMS，傳輸介質(zhì)基于以太網(wǎng)或者光纖。間隔層和過程層之間的網(wǎng)絡(luò)采用單點(diǎn)到多點(diǎn)的以太網(wǎng)傳輸。如果光伏發(fā)電系統(tǒng)嚴(yán)格按照變電站通信體系實(shí)現(xiàn)IEC61850，則需對系統(tǒng)中各組件進(jìn)行軟硬件升級，新的光伏組件設(shè)備均需直接支持IEC61850，帶來設(shè)備成本大幅提升。而且這種實(shí)現(xiàn)形式對目前已投入運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，需要對老設(shè)備進(jìn)行改造或者替換，實(shí)際可行性不大。

針對光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)有組件的技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合IEC61850技術(shù)分層設(shè)計(jì)的思路，弱化過程層的概念，通過間隔層的光伏監(jiān)控裝置實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)各組件的IEC61850通信傳輸，上行通過光纖或者以太網(wǎng)和站控層EMS進(jìn)行MMS報文通信，下行通過G3_PLC電力線載波技術(shù)或者RS485總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各組件實(shí)時數(shù)據(jù)的交互，通信架構(gòu)如圖1所示。

圖1 光伏系統(tǒng)IEC61850通信架構(gòu)Fig.1 IEC61850-based communication architecture of PV system

2 光伏監(jiān)控裝置實(shí)現(xiàn)

2.1 光伏監(jiān)控裝置硬件設(shè)計(jì)

光伏監(jiān)控裝置采用雙CPU平臺設(shè)計(jì)，硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。ARM微處理器運(yùn)行嵌入式Linux操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)IEC61850模型實(shí)現(xiàn)和MMS傳輸、數(shù)據(jù)存儲、人機(jī)接口等功能。數(shù)據(jù)信號處理器主要實(shí)現(xiàn)采樣、控制等實(shí)時性要求較高的功能，考慮到芯片AD采樣通道、IO管腳數(shù)量有限，而現(xiàn)場中測量、遙信遙控路數(shù)較多，硬件中通過采用模擬開關(guān)來實(shí)現(xiàn)多路模擬量分時進(jìn)入AD采樣，通過總線技術(shù)配合地址譯碼實(shí)現(xiàn)多路遙信遙控接入DSP的辨識。雙CPU之間通過SPI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。這種雙核的硬件平臺設(shè)計(jì)利用ARM平臺運(yùn)行操作系統(tǒng)，支持復(fù)雜軟件功能的實(shí)現(xiàn)，同時利用DSP彌補(bǔ)其因運(yùn)行操作系統(tǒng)在實(shí)時性方面表現(xiàn)弱的缺點(diǎn)。平臺硬件滿足需同時支持IEC61850和實(shí)時交采控制等功能的光伏監(jiān)控裝置技術(shù)要求。

圖2 光伏監(jiān)控裝置硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Hardware design structure of PV monitoring device

2.2 通信網(wǎng)絡(luò)模塊

為實(shí)現(xiàn)IEC61850和光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的組件監(jiān)控，光伏監(jiān)控裝置通信網(wǎng)絡(luò)需分上行網(wǎng)絡(luò)和下行網(wǎng)絡(luò)。上行網(wǎng)絡(luò)支持IEC61850的MMS報文傳輸，實(shí)現(xiàn)和站控層信息交互，通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方式為以太網(wǎng)或者光纖。光伏監(jiān)控裝置通過光纖接收模塊接入智能變電站SDH通信專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與站控層的信息交互。下行網(wǎng)絡(luò)主要面對光伏發(fā)電站內(nèi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)光伏監(jiān)控裝置對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各組件設(shè)備的數(shù)據(jù)通信，支持RS485和電力線載波，電力線載波采用基于OFDM的窄帶G3_PLC技術(shù)，通過交直流電力線組成高速穩(wěn)定通信網(wǎng)絡(luò)［10-11］，通信模塊通過集成的芯片來實(shí)現(xiàn)，內(nèi)部采用R-S編碼作為外碼，糾正隨機(jī)符號錯誤和隨機(jī)突發(fā)錯誤，以卷積碼為內(nèi)碼，采用二級級聯(lián)編碼的方式在降低譯碼復(fù)雜度的同時提供很高的數(shù)據(jù)可靠性［12-13］。針對惡劣環(huán)境的Robust傳輸模式，使系統(tǒng)更可靠，抗干擾能力更強(qiáng)。同時，信號經(jīng)過調(diào)制輸出芯片后，需經(jīng)過線路驅(qū)動單元實(shí)現(xiàn)對信號的功率放大，該單元一般由集成運(yùn)放和功率放大電路組成，線路耦合器主要是將放大的OFDM信號耦合到交直流電力線上，并起到隔離作用。OFDM模塊實(shí)現(xiàn)框圖如圖3所示。

圖3 OFDM載波模塊實(shí)現(xiàn)框圖Fig.3 Block diagram of OFDM carrier module

下行G3_PLC網(wǎng)絡(luò)中通信協(xié)議采用目前各組件常用的Modbus協(xié)議，光伏監(jiān)控裝置下行通過Modbus協(xié)議獲取組件實(shí)時數(shù)據(jù)后需完成到模型數(shù)據(jù)域的映射，映射按照模型中數(shù)據(jù)功能約束FC（Function Constraint）進(jìn)行類型分組。具體映射方式如圖4所示。

圖4 規(guī)約數(shù)據(jù)映射Fig.4 Protocol data mapping

2.3 光伏監(jiān)控裝置軟件架構(gòu)

由上可知，光伏監(jiān)控裝置采用的是雙核設(shè)計(jì)，ARM微處理器主要完成IEC61850通信功能，數(shù)字信號處理器主要實(shí)現(xiàn)裝置自身的交采功能。通信功能中實(shí)時數(shù)據(jù)獲取分為2塊：一塊是裝置自身的交采實(shí)現(xiàn)；另一塊是通過G3_PLC通信模塊采集光伏現(xiàn)場組件。通信功能中IEC61850通信規(guī)約通過調(diào)用MMS-EASE Lite軟件庫開發(fā)實(shí)現(xiàn)。MMS-ESAE Lite是MMS的C語言編程接口，是從SISCO公司的MMS-EASE軟件繼承發(fā)展而來，專門針對嵌入式應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)IEC61850向MMS的映射工作。通信功能的軟件是基于嵌入式Linux平臺開發(fā)的，實(shí)現(xiàn)框圖如圖5所示。由圖可知，系統(tǒng)完成端口和通信相關(guān)參數(shù)初始化后，啟動端口、Modbus和Ntp對時線程為后面的MMS通信做準(zhǔn)備，延遲一段時間等待線程啟動成功，接著進(jìn)行數(shù)據(jù)映射相關(guān)和MMS通信相關(guān)的配置，配置完成后啟動MMS和數(shù)據(jù)更新2個線程，實(shí)現(xiàn)MMS通信功能。主線程啟動完各應(yīng)用線程后，展開對各應(yīng)用線程相關(guān)狀態(tài)的循環(huán)監(jiān)測，保證各應(yīng)用線程始終運(yùn)行在期望的正確狀態(tài)下。

圖5 光伏監(jiān)控裝置通信功能軟件實(shí)現(xiàn)框圖Fig.5 Flowchart of communication function software of PV monitoring device

3 光伏監(jiān)控系統(tǒng)IEC61850模型

3.1 光伏監(jiān)控系統(tǒng)邏輯節(jié)點(diǎn)

光伏電站主要由光電池陣列、匯流箱、直流配電柜、逆變器、變壓器等組成，依據(jù)技術(shù)需求，還可增加太陽跟蹤系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測儀等輔助設(shè)備。光伏監(jiān)控裝置通過對光伏電站內(nèi)各設(shè)備實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)和現(xiàn)場環(huán)境的監(jiān)控，配合站控層軟件保障光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)第2版納入的IEC61850-7-420標(biāo)準(zhǔn)主要面向 DER（Distributed Energy Resources），主要針對光伏發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池等類型分布式電源相關(guān)的邏輯節(jié)點(diǎn)［14］。光伏發(fā)電系統(tǒng)中相關(guān)邏輯節(jié)點(diǎn)的分布如圖6所示。由圖可知，IEC61850-7-420基本將光伏系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的功能均定義了對應(yīng)的邏輯節(jié)點(diǎn)，站控層可通過標(biāo)準(zhǔn)定義的MMS報文與這些信息模型交互，不用考慮實(shí)現(xiàn)這些模型的具體設(shè)備。

圖6 光伏發(fā)電系統(tǒng)中邏輯節(jié)點(diǎn)位置Fig.6 Location of logic nodes in PV power system

建模過程中，除了圖6中所列出的邏輯節(jié)點(diǎn)，依據(jù)監(jiān)控裝置的功能需要還會用到其他一些邏輯節(jié)點(diǎn)，如電能質(zhì)量、保護(hù)、人機(jī)接口等。表1給出了光伏監(jiān)控裝置涉及的各個邏輯節(jié)點(diǎn)。

3.2 光伏監(jiān)控系統(tǒng)IEC61850模型

光伏監(jiān)控系統(tǒng)的IEC61850模型建立由監(jiān)控裝置完成，建模采用面向?qū)ο蟮姆绞?。建模形成的自描述ICD文件采用SCL實(shí)現(xiàn)，SCL是在可擴(kuò)展標(biāo)記語言 XML（eXtensible Markup Language）的基礎(chǔ)上根據(jù)變電站自動化的特殊需要，利用XML的可擴(kuò)展特性定義的一種行業(yè)專用語言［15］。語法上，遵循XML的語法規(guī)定，生成標(biāo)準(zhǔn)的XML文件；語義上，包含光伏監(jiān)控裝置配置所需要的各類對象。配置好的設(shè)備自描述ICD文件主要包含Server、邏輯設(shè)備（LD）、邏輯節(jié)點(diǎn)（LN）、數(shù)據(jù)（DO）和功能數(shù)據(jù)屬性（FCDA）等。

表1 光伏發(fā)電邏輯節(jié)點(diǎn)描述Table1 Description of logic node of PV power generation

光伏監(jiān)控裝置信息模型中Server主要指示SCSM服務(wù)映射MMS的具體功能，站控層通過MMS實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控裝置的數(shù)據(jù)交互。MMS服務(wù)模型采用雙邊應(yīng)用關(guān)聯(lián)來傳送服務(wù)請求和響應(yīng)，是基于Client／Server模式的可靠通信方式，其通信實(shí)時性能指標(biāo)為秒級，可滿足光伏監(jiān)控系統(tǒng)通信需求。MMS服務(wù)模型提供的服務(wù)內(nèi)容在信息模型中通過XML格式的描述來告知站控層的客戶端，客戶端通過解析信息模型文件中的Services元素獲取文件中MMS所支持的服務(wù)。Services元素及其含義見文獻(xiàn)［16］。

光伏監(jiān)控裝置信息模型中邏輯設(shè)備主要是裝置中各個功能的抽象表達(dá)，由不同邏輯節(jié)點(diǎn)按照具體功能來組合體現(xiàn)。邏輯設(shè)備的信息結(jié)構(gòu)模型見圖7。

圖7 邏輯設(shè)備信息結(jié)構(gòu)模型Fig.7 Information structure model of PV logic device

邏輯設(shè)備的結(jié)構(gòu)模型是從上到下的包含關(guān)系，下層為上層的必要組成部分。邏輯設(shè)備按功能實(shí)現(xiàn)由不同的邏輯節(jié)點(diǎn)組成。邏輯節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容為數(shù)據(jù)對象，是與1個或多個邏輯節(jié)點(diǎn)相關(guān)的預(yù)先定義好的對象名稱，其類型或格式由公用數(shù)據(jù)類定義。公用數(shù)據(jù)類是建立在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型上的預(yù)定義分組及預(yù)定義公共屬性，本質(zhì)上用于定義數(shù)據(jù)對象的類型和格式。公共屬性定義是可被許多對象反復(fù)使用的預(yù)定義屬性。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型定義數(shù)據(jù)類型，包含常用的布爾型、整型、浮點(diǎn)型等。

按照系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能的不同，光伏監(jiān)控裝置在建模時可包含6個邏輯設(shè)備，具體信息模型如圖8所示。

圖8 光伏監(jiān)控裝置信息模型Fig.8 Information model of PV monitoring device

按照IEC61850的建模標(biāo)準(zhǔn)，每個邏輯設(shè)備至少包含2個基本的邏輯節(jié)點(diǎn)：LLN0和LPDH，分別對應(yīng)設(shè)備的一般屬性和物理裝置信息。其他邏輯節(jié)點(diǎn)則按功能集合，對站控層表現(xiàn)出監(jiān)控裝置的具體功能。各設(shè)備建模具體描述如下。

LD1：逆變器設(shè)備相關(guān)模型。ZINV定義直流轉(zhuǎn)變交流逆變器相關(guān)定值和狀態(tài)信息，DRAT定義相關(guān)銘牌數(shù)據(jù)，MMDC定義輸入端直流值，MMXU定義輸出端交流值。

LD2：電能質(zhì)量設(shè)備模型。該設(shè)備主要完成光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的電能質(zhì)量建模。光伏監(jiān)控裝置主要關(guān)心的電能質(zhì)量有實(shí)時電壓、電流測量值MMXU，諧波MHAI，三相不平衡MSQI，電壓波動和閃變MLFK，電壓和頻率變化QVVR、QFVR，三相計(jì)量 MMTR。

LD3：安全保護(hù)設(shè)備模型。該設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)對過壓／欠壓、過頻／欠頻、過流保護(hù)的建模，對應(yīng)的邏輯節(jié)點(diǎn)為 PTOV／PTUV、PTOF／PTUF、PTUA。

LD4：光伏環(huán)境設(shè)備模型。該設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)對光伏現(xiàn)場物理環(huán)境的建模，包括氣象輻射測量信息模型MMET、現(xiàn)場環(huán)境溫度和熱量模型STMP和MHET。

LD5：光伏陣列設(shè)備模型。該設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)光伏陣列相關(guān)特性和功能建模。組件額定參數(shù)和陣列特性模型為DPVM、DPVA。陣列運(yùn)行調(diào)整陣列電流和電壓水平及跟蹤太陽系統(tǒng)模型為DPVC、DTRC。

LD6：人機(jī)接口和日志等設(shè)備模型。該設(shè)備包括人機(jī)接口和日志保存等輔助功能模型、供人員訪問的人機(jī)接口模型IHMI、監(jiān)控接口模型ITMI和監(jiān)控裝置中相關(guān)信息日志保存模型IARC。

最后，光伏監(jiān)控裝置信息模型中通過功能數(shù)據(jù)屬性來指出邏輯設(shè)備中需要傳輸?shù)臓顟B(tài)信息、測量／計(jì)量值，以數(shù)據(jù)集（DataSet）形式實(shí)現(xiàn)相同類型數(shù)據(jù)的歸類，通過報告控制塊RCB（Report Control Block）實(shí)現(xiàn)批量傳輸。

4 MMS通信驗(yàn)證

為驗(yàn)證裝置的MMS服務(wù)功能，本文通過在PC上安裝第三方軟件，模擬站控層對設(shè)備進(jìn)行通信，驗(yàn)證裝置端MMS實(shí)現(xiàn)是否正確。驗(yàn)證環(huán)境基于公司樓頂10 kW光伏發(fā)電系統(tǒng)搭建，所搭建的結(jié)構(gòu)如圖9所示。

圖9 MMS測試環(huán)境Fig.9 MMS test environment

光伏系統(tǒng)內(nèi)各組件通過G3_PLC通信模塊將實(shí)時數(shù)據(jù)信息耦合到直流電力線上，實(shí)現(xiàn)與光伏監(jiān)控裝置的數(shù)據(jù)傳輸，組件和通信模塊之間可通過 RS232／485連接。PC端調(diào)試軟件采用IEDScout。IEDScout是奧地利的OMICRON electronics GmbH開發(fā)的一款驗(yàn)證IEC61850通信規(guī)約的測試軟件，常被電力系統(tǒng)開發(fā)者當(dāng)作第三方工具來驗(yàn)證符合IEC61850規(guī)約的服務(wù)／客戶端設(shè)備或平臺。

IEDScout軟件本身通過配置可支持標(biāo)準(zhǔn)IEC61850的各種功能。測試中光伏監(jiān)控裝置承擔(dān)IEC61850服務(wù)端功能，對外支持符合IEC61850規(guī)約的客戶端連接訪問。IEDScout配置為客戶端功能后，通過PC網(wǎng)口向監(jiān)控裝置進(jìn)行MMS報文通信建立連接，連接成功后通過MMS的GetNameList和 Read服務(wù)來獲取監(jiān)控裝置內(nèi)的設(shè)備模型和數(shù)據(jù)。

圖10為IEDScout獲取到的裝置模型中逆變器設(shè)備模型，圖11為逆變器設(shè)備模型中通過G3_PLC獲取的現(xiàn)場組件實(shí)時數(shù)據(jù)。

圖10 IEDScout獲取的設(shè)備模型Fig.10 Equipment model obtained by IEDScout

圖11 設(shè)備模型中的實(shí)時數(shù)據(jù)Fig.11 Real-time data in equipment model

5 結(jié)論

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系采用分層的體系結(jié)構(gòu)和面向?qū)ο蟮慕７椒?，?shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)對象的自我描述，為不同廠商的智能電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)互操作和系統(tǒng)無縫集成提供了有效途徑。本文對基于IEC61850技術(shù)的光伏監(jiān)控裝置的硬件和信息建模展開研究，結(jié)合光伏系統(tǒng)的分層體系設(shè)計(jì)了雙CPU硬件平臺，分析適合光伏監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯節(jié)點(diǎn)，結(jié)合具體功能給出光伏監(jiān)控裝置的具體信息模型。光伏監(jiān)控系統(tǒng)支持IEC 61850技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了光伏監(jiān)控中的相關(guān)設(shè)備模型化，并通過客戶端軟件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)通信驗(yàn)證，站控層只需通過與這些具有自描述功能的設(shè)備模型進(jìn)行信息交互，即可達(dá)到對光伏發(fā)電系統(tǒng)的管理監(jiān)控。同時，由于IEC61850是個復(fù)雜龐大的通信標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系，本文研究的光伏監(jiān)控裝置和通信網(wǎng)絡(luò)只適合對實(shí)時性要求不高的MMS報文傳輸，不適合標(biāo)準(zhǔn)中對實(shí)時性有嚴(yán)格要求的GOOSE報文傳輸。如何在光伏監(jiān)控系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)GOOSE功能還有待繼續(xù)研究。

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