基于IEC 61850 Ed 2.0的變電站與調(diào)度端保護(hù)信息通信方法

李 金, 武芳瑛, 張喜銘

(1. 中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心, 廣東省廣州市 510530; 2. 北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司, 北京市 100085)

0 引言

隨著變電站通信技術(shù)的發(fā)展,越來越多的變電站內(nèi)繼電保護(hù)信息實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)傳。目前,大部分保護(hù)信息主子站通信規(guī)范都由各單位自行定義,基于IEC 60870-5-103或IEC 60870-5-104標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展而成,造成了信息格式、模型和通信服務(wù)接口等互不相同,不同廠家對規(guī)約的理解和實(shí)現(xiàn)也存在較大差異,主子站間互操作性差。

為了解決傳統(tǒng)保護(hù)信息主子站通信標(biāo)準(zhǔn)的不足,結(jié)合IEC 61850 第1版(Ed 1.0)通信標(biāo)準(zhǔn)[1],一些地區(qū)開展了基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)信息主子站通信試點(diǎn)應(yīng)用。其目的是通過IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的配置語言和信息模型、統(tǒng)一的建模方法、統(tǒng)一的底層通信協(xié)議等,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障信息實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、完整的上送保信主站[2-3]。

由于IEC 61850 Ed 1.0標(biāo)準(zhǔn)并沒有重點(diǎn)討論站間通信方法,因此該方法對IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)中提到的代理智能電子設(shè)備(IED)模型進(jìn)行了擴(kuò)展。系統(tǒng)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建模,在應(yīng)用層制造報(bào)文規(guī)范(MMS)對象映射過程中將站內(nèi)實(shí)際裝置IED屏蔽,把子站映射為一個(gè)站級(jí)代理IED,通過域特定命名空間訪問子站所代理的各個(gè)裝置IED,通信協(xié)議采用MMS規(guī)范,提供各種控制塊、數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)屬性的訪問功能,支持周期、總召和突發(fā)報(bào)告、文件服務(wù)等功能,實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)信息在主子站間的通信。

該規(guī)范根據(jù)主—子站通信特點(diǎn),對通信模式做了適當(dāng)擴(kuò)展。IEC 61850 Ed 1.0標(biāo)準(zhǔn)采用 C/S 通信模式。當(dāng)其應(yīng)用于變電站內(nèi)時(shí),每個(gè)保護(hù)裝置都作為 Server端,并且該 Server 僅包含一個(gè) IED[4]。將 IEC 61850 Ed 1.0應(yīng)用于主子站通信時(shí),子站作為唯一的 Server 端,要將其擴(kuò)展為包含多個(gè)IED。由于保護(hù)信息子站要代理變電站內(nèi)所有保護(hù)裝置,因此子站 Server 應(yīng)包含所有接入的保護(hù)裝置 IED 和子站 IED。除子站 IED 的 IED name 可自定義外,每個(gè)保護(hù) IED 的 IED name 必須與站內(nèi)實(shí)際保護(hù) IED 的 IED name 一致[2]。

這種基于IEC 61850 Ed 1.0標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)信息主子站通信方式,為變電站與調(diào)度主站間穩(wěn)定、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的通信服務(wù)提供了一種新的嘗試。由于IEC 61850 Ed 1.0標(biāo)準(zhǔn)體系中,并未對變電站和控制中心間的通信做出規(guī)范,因此該方法沒有很明確的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù),但因其繼承了IEC 61850的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型和通信服務(wù),具有自描述特性,有良好的互操作性等特點(diǎn),使其在應(yīng)用中與IEC 60870-5-103類型標(biāo)準(zhǔn)相比具有自身優(yōu)勢,已經(jīng)在國內(nèi)逐漸推廣開來。

IEC 61850第2版(Ed 2.0)從2009年開始陸續(xù)發(fā)布,對Ed 1.0進(jìn)行了全面修訂與擴(kuò)展,為了讓使用者更好地理解與應(yīng)用IEC 61850,還增加了多份技術(shù)報(bào)告[5]。其中,IEC 61850-90-2[6]是關(guān)于IEC 61850應(yīng)用于變電站與控制中心之間通信的技術(shù)報(bào)告,該報(bào)告主要關(guān)注IEC 61850的遠(yuǎn)方控制和技術(shù)服務(wù)接口,對變電站與控制中心的通信從架構(gòu)、服務(wù)、冗余等方面進(jìn)行了規(guī)范,為變電站信息基于IEC 61850出站提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),其內(nèi)容涉及報(bào)文性能要求與分類、數(shù)據(jù)完整性、通信冗余、安全等。從通信角度規(guī)范了基本通信框架,分為從控制中心對變電站IED的直接訪問方式和通過代理/網(wǎng)關(guān)的間接訪問方式,給出了冗余配置方案和安全模式,并深入討論了關(guān)鍵設(shè)備代理服務(wù)器/網(wǎng)關(guān)的建模,包括對站內(nèi)IED模型鏡像和重構(gòu)兩種建模策略,以及在廣域網(wǎng)條件下的命名規(guī)則[5]。因此研究現(xiàn)有繼電保護(hù)設(shè)備信息出站規(guī)范與新標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系,從而形成真正符合國際標(biāo)準(zhǔn)的繼電保護(hù)信息出站方法,就成為非常有意義的工作。

1 通信方式和建模策略的對比選擇

1.1 通信方式的選擇

對于保護(hù)信息出站的通信方式,IEC 61850-90-2提出了直接訪問方式和通過代理/網(wǎng)關(guān)的間接訪問方式兩種方案。

直接訪問方式采用隧道模式,主站可直接連接變電站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),即將主站網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到變電站網(wǎng)絡(luò),直接訪問站內(nèi)裝置IED的訪問方式。此種方式在通信層面雖然具備可操作性和可行性,可完成所需數(shù)據(jù)交互功能,但對電力數(shù)據(jù)網(wǎng)帶寬、負(fù)載、時(shí)延等性能指標(biāo)要求較高,安全性得不到保障。原因如下。

1)控制中心能夠直接訪問站內(nèi)局域網(wǎng),透明訪問方式給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成的安全隱患顯而易見,不利于電網(wǎng)的安全生產(chǎn)。

2)通過認(rèn)證或加密方式提高網(wǎng)絡(luò)安全性,則可能會(huì)使互操作性降低,同時(shí)增加處理復(fù)雜度,提高網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和延時(shí)等指標(biāo)。

3)直接訪問方式?jīng)]有對變電站內(nèi)信息進(jìn)行有效過濾,不能根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用需求實(shí)現(xiàn)有效數(shù)據(jù)的分類、定制、分析和傳輸,不僅造成網(wǎng)絡(luò)不必要的負(fù)載,且未整合數(shù)據(jù),不利于主站進(jìn)行有針對性的高級(jí)分析,同時(shí)也增加了主站的運(yùn)行處理負(fù)擔(dān)。

從上述分析可以看出,此訪問方式不適用于保護(hù)信息主子站間通信。

代理/網(wǎng)關(guān)的間接訪問方式又分為透明間接訪問和非透明間接訪問兩種方式,其中透明間接訪問方式將代理/網(wǎng)關(guān)視為交換機(jī),在裝置和主站間實(shí)現(xiàn)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā),對報(bào)文和數(shù)據(jù)不做分析處理,此方案顯然不滿足保護(hù)信息子站功能要求,不適用于保護(hù)信息主子站間通信。

代理/網(wǎng)關(guān)的非透明間接訪問方式在變電站側(cè)使用代理/網(wǎng)關(guān)作為信息提供者,為控制中心主站提供通信服務(wù),主站從代理/網(wǎng)關(guān)獲取變電站內(nèi)裝置IED的各種數(shù)據(jù),主站不能直接接入站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)和訪問站內(nèi)裝置,主站從代理/網(wǎng)關(guān)獲取的信息是經(jīng)過重構(gòu)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

代理/網(wǎng)關(guān)的非透明間接訪問方式下,代理/網(wǎng)關(guān)是變電站唯一的訪問點(diǎn),不僅提高了安全性,而且能對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效過濾,減輕了網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān),適用于保護(hù)信息主子站間通信的方式。

1.2 代理/網(wǎng)關(guān)建模策略的選擇

IEC 61850-90-2中,對代理/網(wǎng)關(guān)建模提出了鏡像和重構(gòu)兩種策略。鏡像建模保留了與原始模型相同的邏輯設(shè)備結(jié)構(gòu),重構(gòu)建模采用的是重新組合后的不同的邏輯設(shè)備結(jié)構(gòu)。

IEC 61850-90-2對于代理/網(wǎng)關(guān)模型的鏡像建模策略如圖1所示。圖中箭頭起點(diǎn)代表實(shí)體信息，終點(diǎn)為擁有這個(gè)信息的實(shí)體。代理/網(wǎng)關(guān)不修改原始IED的信息結(jié)構(gòu),保留原始IED的邏輯設(shè)備對象模型,代理/網(wǎng)關(guān)IED內(nèi)的邏輯節(jié)點(diǎn)與原始IED內(nèi)所屬邏輯設(shè)備的邏輯節(jié)點(diǎn)一致。

圖1 網(wǎng)關(guān)/代理的鏡像建模策略示意圖Fig.1 Schematic diagram of imagine modeling strategy for a proxy/gateway

IEC 61850-90-2對于代理/網(wǎng)關(guān)模型的重構(gòu)建模策略如圖2所示。此種建模方式,允許代理/網(wǎng)關(guān)打散原始IED內(nèi)的邏輯設(shè)備和邏輯節(jié)點(diǎn),將原始IED中的邏輯節(jié)點(diǎn)重新建模到代理/網(wǎng)關(guān)IED的不同邏輯設(shè)備中,代理/網(wǎng)關(guān)IED中的邏輯節(jié)點(diǎn)與原始IED中的邏輯節(jié)點(diǎn)有對應(yīng)關(guān)系,但代理/網(wǎng)關(guān)IED中的邏輯設(shè)備與原始IED中的邏輯設(shè)備沒有對應(yīng)關(guān)系。

圖2 網(wǎng)關(guān)/代理的重構(gòu)建模策略示意圖Fig.2 Schematic diagram of restructuring modeling strategy for a proxy/gateway

從圖1和圖2的模型結(jié)構(gòu)可以看出,代理/網(wǎng)關(guān)的間接訪問方式中相同邏輯設(shè)備結(jié)構(gòu)的鏡像方案更符合保護(hù)信息業(yè)務(wù)主、子站通信的要求。此方案未對原始裝置IED的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)和修改,在代理/網(wǎng)關(guān)IED與原始IED的邏輯設(shè)備和邏輯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了平移映射,能夠?qū)崿F(xiàn)一一對應(yīng)關(guān)系,大大降低了主站了解變電站內(nèi)裝置間的邏輯關(guān)系的難度,方便應(yīng)用分析和工程配置。

2 符合IEC 61850 Ed 2.0的保護(hù)信息出站通信方案

從通信的視角,結(jié)合保護(hù)信息出站的功能和通信要求來看,現(xiàn)有的基于IEC 61850 Ed 1.0通信標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)信息主子站通信方式基本符合IEC 61850-90-2規(guī)范中相關(guān)的通信和功能規(guī)定,通信采用MMS規(guī)約,符合IEC 61850-8-1的規(guī)定[7]。

兩者差異主要體現(xiàn)在以下方面。

1)現(xiàn)有通信規(guī)范中缺少跟蹤服務(wù)、取代等功能。

2)文件傳輸功能的路徑約定。

3)代理/網(wǎng)關(guān)IED的建模和命名。

因此,在現(xiàn)有的基于IEC 61850 Ed 1.0通信標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)信息主子站通信方式的基礎(chǔ)上,增加對以上三方面的支持,就可以成為符合當(dāng)前國內(nèi)電力行業(yè)應(yīng)用需要且符合IEC 61850 Ed 2.0基本思路的變電站保護(hù)信息與調(diào)度端通信方法。

根據(jù)上述研究分析,確定基于IEC 61850 Ed 2.0的變電站保護(hù)信息與調(diào)度端通信方案。

2.1 建模方法

子站提供主站建模用的模型配置文件有兩種方式,一種是提供變電站配置描述(SCD)文件,另一種是提供實(shí)例化的IED描述(IID)文件。前者是基于IEC 61850 Ed 1.0標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)信息主子站通信方式中約定的方法,后者按照IEC 61850-90-2鏡像策略建模的方法。二者有所不同,對比SCD與IID文件可以看出,現(xiàn)有的基于IEC 61850 Ed 1.0通信標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)信息主子站通信方式中SCD建模方案在不違反鏡像策略的基礎(chǔ)上,更有利于變電站配置信息的維護(hù)。

現(xiàn)有的基于IEC 61850 Ed 1.0通信標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)信息主子站通信方式中,SCD文件按照保信業(yè)務(wù)特點(diǎn)進(jìn)行了裁剪,去除與保信無關(guān)的設(shè)備,增加子站自身IED設(shè)備,并在子站IED中增加了裝置通信狀態(tài)等信息。子站IED與IEC 61850-90-2規(guī)范中定義的代理/網(wǎng)關(guān)IED功能和作用類似,建模方式不同。站級(jí)代理IED通信方式使用的模型如圖3所示。此方法為主站提供SCD文件,在通信時(shí)解析SCD文件并映射為子站應(yīng)用模型,子站應(yīng)用模型為實(shí)現(xiàn)通信服務(wù)虛擬出的邏輯模型,并不在實(shí)際模型文件中體現(xiàn)[8]。

圖3 現(xiàn)有代理IED模型Fig.3 Current model of proxy IED

IEC 61850-90-2提出的一種代理/網(wǎng)關(guān)IED模型如圖1所示,實(shí)際IED中的邏輯設(shè)備被逐一建模到代理/網(wǎng)關(guān)IED中,加上描述代理/網(wǎng)關(guān)IED自身信息的邏輯設(shè)備LD0,形成新的ICD模型,代理設(shè)備由主站統(tǒng)一命名并實(shí)例化后提供給主站使用。代理/網(wǎng)關(guān)IED中邏輯設(shè)備采用非同名映射,邏輯設(shè)備inst在原始IED邏輯設(shè)備inst前增加實(shí)際設(shè)備的IEDname,即代理/網(wǎng)關(guān)IED中LD的引用名為:IEDname(代理)IEDname(裝置)LD(裝置),而邏輯節(jié)點(diǎn)名稱不變。代理/網(wǎng)關(guān)IED在通用邏輯節(jié)點(diǎn)中通過增加Proxy 屬性指明本邏輯節(jié)點(diǎn)為代理節(jié)點(diǎn),設(shè)置屬性ProxyOf來標(biāo)識(shí)原始IED中的對應(yīng)邏輯節(jié)點(diǎn)。在這種建模方式下,變電站的設(shè)備信息被統(tǒng)一建模成一個(gè)龐大的IED,方便主站端識(shí)別代理/網(wǎng)關(guān)IED模型中邏輯設(shè)備對應(yīng)的實(shí)際IED設(shè)備,變電站提供給主站的不是SCD文件,而是IID文件。IEC 61850-90-2推薦IID文件由ICT(IED configuration tool)工具創(chuàng)建,其輸入信息源為SCD和系統(tǒng)交換描述(system exchange description,SED)文件,可對源設(shè)備IED中信息進(jìn)行篩選和保留必要信息,所有變電站(Substation)部分的源邏輯節(jié)點(diǎn)應(yīng)被保留和映射到代理IED的邏輯設(shè)備中的邏輯節(jié)點(diǎn)上,主站根據(jù)各個(gè)子站提供的IID文件,使用系統(tǒng)配置工具(SCT)生成控制中心級(jí)SCD文件[9]。

上述現(xiàn)有方案和IEC 61850-90-2在建模方面的思路,都是基于鏡像的策略,其區(qū)別主要在于模型中是多個(gè)IED還是一個(gè)IED。從目前國內(nèi)智能變電站建設(shè)維護(hù)過程的實(shí)際情況看,模型的耦合度越低,在維護(hù)過程中遇到的問題就越少。在SCD建模方式下,變電站內(nèi)的個(gè)別設(shè)備的模型變化,對SCD文件中其他裝置的配置信息幾乎無影響,而在IID建模方式下,由于整體配置為一個(gè)裝置,其中的信息在LD層級(jí)必然有重新組合的過程。同時(shí),在調(diào)度主站對各變電站的信息進(jìn)行管理時(shí),每個(gè)變電站對應(yīng)一個(gè)SCD文件是界限分明的管理模式,而如果將每個(gè)變電站視為一個(gè)設(shè)備,在調(diào)度主站就需要將一定區(qū)域內(nèi)的設(shè)備組合為一個(gè)SCD文件來進(jìn)行管理,在后續(xù)數(shù)據(jù)維護(hù)更新方面會(huì)帶來很多問題[10]。

因此,在國內(nèi)應(yīng)用時(shí),保留現(xiàn)有的基于IEC 61850 Ed 1.0的保護(hù)信息主子站通信方式中約定子站向主站提供SCD文件的方式,更為符合國情。

2.2 通信方案

代理IED通信方案通如圖4所示。

代理/網(wǎng)關(guān)面對不同控制方向,既為客戶端又為服務(wù)端,向下作為客戶端與變電站內(nèi)各IED裝置通信,采集信息;向上作為服務(wù)端與控制中心主站通信,上送信息。

代理/網(wǎng)關(guān)完成站內(nèi)數(shù)據(jù)和功能的冗余處理,通過電力數(shù)據(jù)網(wǎng)與控制中心主站連接,與控制中心主站關(guān)聯(lián)應(yīng)符合IEC 61850-7-2規(guī)范要求。

對于IEC 61850 Ed 2.0新增的跟蹤服務(wù),要求代理/網(wǎng)關(guān)應(yīng)跟蹤所有對代理/網(wǎng)關(guān)的操作和經(jīng)由代理/網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給IED的各種操作服務(wù)。

圖4 代理IED通信方案Fig.4 Communication scheme of proxy IED

對于文件路徑的約定如下。

文件名約定:

Filename=IEDName+LDName+Original Filename (LD instance name)

目錄約定:

IEDName+LDNameCOMTRADENew Filename 或

IEDName+COMTRADENew Filename

3 實(shí)現(xiàn)考慮

3.1 信息優(yōu)先級(jí)和上送效率

IEC 61850通信效率與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)103等規(guī)約相比被認(rèn)為要低一些,主要原因在于報(bào)文復(fù)雜及內(nèi)容包含字符串等數(shù)據(jù)引用信息。在正常的運(yùn)行中,實(shí)時(shí)性要求較高的報(bào)告服務(wù)中,可通過設(shè)置報(bào)告控制塊的OptFlds屬性過濾一些不需要通過報(bào)告實(shí)時(shí)上送的內(nèi)容,如數(shù)據(jù)集名稱、數(shù)據(jù)引用、配置版本等,可有效減少報(bào)文長度,提高通信效率。目前電力數(shù)據(jù)網(wǎng)提供的帶寬,完全能夠保證信息的準(zhǔn)實(shí)時(shí)性,報(bào)告類信息延時(shí)可忽略不計(jì)。

保護(hù)信息按照動(dòng)作信息、告警信息、開關(guān)信息等進(jìn)行分類,存放于不同數(shù)據(jù)集中,本通信方法以此為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)信息分級(jí)處理。其中動(dòng)作信息作為最重要的信息,在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí),采用動(dòng)態(tài)插入和事件驅(qū)動(dòng)刷新算法,可實(shí)現(xiàn)實(shí)收實(shí)送的處理方式,保證信息的最大實(shí)時(shí)性。

3.2 日志服務(wù)

在IEC 61850-90-2中建議日志服務(wù)采用主站直接訪問裝置日志的透明傳輸方案。在實(shí)際應(yīng)用中,考慮到裝置的存儲(chǔ)能力等,對此方案進(jìn)行變通改進(jìn),日志服務(wù)不采用主站訪問裝置日志的透明方案,而在子站端實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、響應(yīng)主站的查詢功能,即歷史數(shù)據(jù)是主站從子站召喚的。

為保證子站中歷史數(shù)據(jù)的完整性,對裝置通信異常情況也必須加以處理。子站與裝置正常通信時(shí),對突發(fā)、周期等信息進(jìn)行存儲(chǔ),當(dāng)子站與裝置通信中斷恢復(fù)后,由子站從裝置召喚裝置在中斷期間的日志信息補(bǔ)充子站自身的歷史數(shù)據(jù)內(nèi)容,保證不出現(xiàn)斷檔情況。

3.3 基于智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)的信息傳輸

目前南方電網(wǎng)大量變電站端使用智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)作為全站統(tǒng)一的出口系統(tǒng),智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)集成了遠(yuǎn)動(dòng)、保護(hù)信息、相量測量單元(PMU)、計(jì)量和狀態(tài)監(jiān)測等五大業(yè)務(wù),其中保信模塊實(shí)現(xiàn)與各級(jí)保信主站的通信與協(xié)調(diào)。由于面向多級(jí)調(diào)度應(yīng)用,智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)必須實(shí)現(xiàn)基于模型分級(jí)和信息轉(zhuǎn)發(fā)的保護(hù)信息傳輸。

3.3.1模型分級(jí)

由于采用IEC 61850模型,變電站的數(shù)據(jù)模型大而全,包括了各個(gè)電壓等級(jí)的完整數(shù)據(jù)。而不同級(jí)別的保護(hù)信息主站所關(guān)心的內(nèi)容不同,如地級(jí)主站關(guān)心全站各電壓等級(jí)裝置的數(shù)據(jù),省級(jí)主站關(guān)心220 kV及以上電壓等級(jí)裝置的數(shù)據(jù),而網(wǎng)級(jí)主站可能只關(guān)心500 kV電壓等級(jí)裝置的數(shù)據(jù)。在建模環(huán)節(jié),嚴(yán)格按照規(guī)范對電壓等級(jí)進(jìn)行命名,這樣各級(jí)主站就可以方便地從各個(gè)電壓等級(jí)的海量數(shù)據(jù)中挑選所需數(shù)據(jù)。

為維護(hù)變電站端模型的標(biāo)準(zhǔn)和唯一,站端提供給各級(jí)主站的SCD是統(tǒng)一的,主站可以通過配置工具,以裝置為基本單位,將SCD文件按照不同級(jí)別主站所需信息內(nèi)容進(jìn)行分解,如針對網(wǎng)級(jí)主站,可以輸入“500 kV”或者調(diào)度編號(hào)關(guān)鍵字將SCD文件內(nèi)容進(jìn)行過濾和篩選,篩選出網(wǎng)級(jí)主站所需要的500 kV電壓等級(jí)裝置相關(guān)信息,針對所需數(shù)據(jù)集進(jìn)行訂閱。

3.3.2信息轉(zhuǎn)發(fā)

同樣,在通信環(huán)節(jié),如果把全站各個(gè)電壓等級(jí)的數(shù)據(jù)全部上傳給各級(jí)主站,在當(dāng)前帶寬的通信條件下,顯然也不太現(xiàn)實(shí)。因此,智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)不能是一個(gè)僅僅實(shí)現(xiàn)透明轉(zhuǎn)發(fā)的通信網(wǎng)關(guān)機(jī),而必須更加智能化,成為一個(gè)真正承上啟下的環(huán)節(jié)。對下而言,智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)是一個(gè)IEC 61850的客戶端,采集全站接入保護(hù)裝置的突發(fā)信息和周期報(bào)告、錄波信息等,在自身進(jìn)行存儲(chǔ)和診斷過濾;對上而言,智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)是一個(gè)IEC 61850的服務(wù)器,將對下采集到的保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)根據(jù)不同級(jí)別主站所需信息的需要重新過濾、篩選、打包,形成主站所需的數(shù)據(jù),按照與主站之間的數(shù)據(jù)集訂閱發(fā)布關(guān)系,向不同級(jí)別主站發(fā)送。智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)對下采用多任務(wù)、分布式的處理機(jī)制,采集裝置信息的同時(shí),分析報(bào)文內(nèi)容,對信息歸類、分組,并按照模型分級(jí)策略,通過內(nèi)部消息地址投遞到不同轉(zhuǎn)出任務(wù),轉(zhuǎn)出任務(wù)對信息再次打包送往主站,以滿足不同主站對通信功能和性能的要求。

4 結(jié)語

IEC 61850-90-2為保護(hù)信息出站提供了標(biāo)準(zhǔn)化的依據(jù),而國內(nèi)現(xiàn)有的基于IEC 61850 Ed 1.0的保護(hù)信息出站通信規(guī)范,在建模原則和通信方式上都與IEC 61850-90-2的要求基本吻合?，F(xiàn)有通信規(guī)范已在國內(nèi)部分網(wǎng)省級(jí)保信系統(tǒng)應(yīng)用,經(jīng)歷了多次臺(tái)風(fēng)等造成的規(guī)模性故障的考驗(yàn),通信穩(wěn)定性、完整性及實(shí)時(shí)性均有不錯(cuò)的表現(xiàn),充分證明了其實(shí)用性。

本文研究表明,在現(xiàn)有保護(hù)信息出站通信規(guī)范的基礎(chǔ)上補(bǔ)充IEC 61850 Ed 2.0新增通信服務(wù),明確文件路徑約定,對代理/網(wǎng)關(guān)IED的命名方式進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范后,即可符合IEC 61850 Ed 2.0的相關(guān)要求。將補(bǔ)充完善后的保護(hù)信息出站通信規(guī)范推廣應(yīng)用,將推動(dòng)繼電保護(hù)信息的綜合應(yīng)用。但是鑒于目前應(yīng)用實(shí)例有限,在信息分級(jí)、提升傳輸效率等方面仍需進(jìn)行更深入的研究,這也是后續(xù)工作的重點(diǎn)。

[1] Communication networks and systems in substations: IEC 61850 Ed. 1.0 [S]. 2003.

[2] 高旭.繼電保護(hù)信息的應(yīng)用與分析[J].華北電力技術(shù),2013(5):63-68.

GAO Xu. Application and analysis of relay information[J]. North China Electric Power, 2013(5): 63-68.

[3] 倪益民,丁杰,趙金榮,等.電網(wǎng)繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2003,27(17):86-88.

NI Yimin, DING Jie, ZHAO Jinrong, et al. PFS3000 protective and fault information management system of power systems[J]. Automation of Electric Power Systems, 2003, 27(17): 86-88.

[4] 繼電保護(hù)IEC 61850工程應(yīng)用模型:GB/T 32890—2016[S].2016.

[5] 任雁銘,操豐梅,張軍.IEC 61850 Ed 2.0技術(shù)分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2013,37(3):1-5

REN Yanming, CAO Fengmei, ZHANG Jun. Technical analysis of IEC 61850 Ed 2.0[J]. Automation of Electric Power Systems, 2013, 37(3): 1-5.

[6] Communication network and system for power utility automation—using IEC 61850 for the communication between substations and control centres: IEC 61850-90-2[S]. 2016.

[7] 王文龍.IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)作為變電站出站遠(yuǎn)動(dòng)協(xié)議的可行性分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2012,36(17):109-112.

WANG Wenlong. Feasibility analysis of IEC 61850 used as substation telecontrol protocol[J]. Automation of Electric Power Systems, 2012, 36(17): 109-112.

[8] 胡紹謙,李力,祁忠,等.保護(hù)信息系統(tǒng)IEC 61850建模及CIM擴(kuò)展的研究與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2016,40(6):119-125.DOI:10.7500/AEPS2015070400.

HU Shaoqian, LI Li, QI Zhong, et al. Research on and application of IEC 61850 modelling and CIM extension for protection relay information management system[J]. Automation of Electric Power Systems, 2016, 40(6): 119-125. DOI: 10.7500/AEPS2015070400.

[9] 梅德冬,周斌,黃樹幫,等.基于IEC 61850第二版變電站配置描述的集成配置解耦[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2016,40(11):132-136.DOI:10.7500/AEPS20150906003.

MEI Dedong, ZHOU Bin, HUANG Shubang, et al. Decoupling integrated configuration of substation configuration description based on IEC 61850 Edition 2.0[J]. Automation of Electric Power Systems, 2016, 40(11): 132-136. DOI: 10.7500/AEPS20150906003.

[10] 陳愛林,耿明志,張海東,等.智能變電站和主站共享建模的關(guān)鍵技術(shù)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2012,36(9):72-76.

CHEN Ailin, GENG Mingzhi, ZHANG Haidong, et al. Key technologies of model sharing between smart substation and control centre[J]. Automation of Electric Power Systems, 2012, 36(9): 72-76.

李 金(1979—),男,通信作者,高級(jí)工程師,主要研究方向:電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電力通信協(xié)議。E-mail： lijin2@csg.cn

武芳瑛(1973—),女,高級(jí)工程師,主要研究方向:電力系統(tǒng)自動(dòng)化、繼電保護(hù)信息系統(tǒng)、二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。

張喜銘(1980—),男,高級(jí)工程師,主要研究方向:電力系統(tǒng)自動(dòng)化。