1、數(shù)字化變電站,IEC61850建模,深圳市國電南思系統(tǒng)控制有限公司張結(jié),IEC61850模型不僅是數(shù)字化變電站裝置信息的形式化表達，也是體現(xiàn)數(shù)字化變電站設(shè)計結(jié)果的主要內(nèi)容，同時也是數(shù)字化變電站調(diào)試過程、甚至運行中的主要依據(jù)和載體。,引言,研究IEC61850建模的本質(zhì)、形式、內(nèi)容、方法是本研究的基本目的。,使所建立的模型滿足目前數(shù)字化變電站設(shè)計、調(diào)試、運行的需要，是本研究的現(xiàn)實目的。,IEC61850建模的實質(zhì) 模型在數(shù)字化變電站的使用 IEC61850模型的形態(tài) ICD建模 數(shù)字化變電站建模 SCD建模 一致性要求（另述）,目錄,利用IEC61850的“解偶”特征 語義互操作性 通信互操作性

2、 通信服務(wù) 通信協(xié)議 作用 使通信承載的信息可描述通信角度 使信息表達方式具有一致性信息應(yīng)用 結(jié)果 成為互操作性實現(xiàn)的關(guān)鍵超出IEC61850范圍,IEC61850建模的實質(zhì),IEC61850模型在數(shù)字化變電站的使用,變電站配置描述語言 Substation Configuration description Language (SCL) 基于 XML不同工具之間交換 設(shè)備配置描述文件 (ICD) 系統(tǒng)配置描述文件 (SCD) 系統(tǒng)功能定義文件 (SSD) 變電站一次描述(SID),IEC61850模型的形態(tài),ICD建模文件結(jié)構(gòu)（1）, ,ICD建模文件結(jié)構(gòu)（2）, ,ICD建模 IED信息模

3、型（1）,邏輯節(jié)點 包括 數(shù)據(jù) (對象) 數(shù)據(jù)分為：必選 (M), 條件可選 (C), 和可選 (O)M : 針對該LN適應(yīng)的功能都必須存在的數(shù)據(jù)C : 在一定條件下這些數(shù)據(jù)必須存在O: 可以存在或不存在 數(shù)據(jù)表現(xiàn)為對象,數(shù)據(jù) 包括 屬性 屬性分為：必選 (M), 條件可選 (C), 和可選 (O)屬性用于描述功能的特性 屬性攜帶了數(shù)據(jù)值,邏輯節(jié)點的組合和實現(xiàn) 邏輯節(jié)點被組合在 邏輯設(shè)備(LD)中,例如：依據(jù)共同的使用特征。邏輯設(shè)備在 物理設(shè)備 (IED)中實現(xiàn),ICD建模 IED信息模型（2）,L 系統(tǒng) LN (2*) P 保護 (28) R 保護相關(guān) (10) C 控制 (5) G 一般

4、(3) I 接口和記錄 (4) A 自動控制 (4),M 計量和測量 (8) S 傳感器及監(jiān)視 (4) X 開關(guān)設(shè)備 (2) T 儀用變壓器 (2) Y 電力變壓器 (4) Z 未來電力設(shè)備 (15),以首寫字母區(qū)分,ICD建模 IED信息模型（3）,ICD建模 過程演示,數(shù)字化變電站建模IED模型的作用（1）,語義互操作性工程中最大的問題,語義互操作性 表達裝置的信息構(gòu)成 層次結(jié)構(gòu)的 信息內(nèi)容 表達裝置傳送和接收信息的方式 通信服務(wù) 與數(shù)據(jù)集合掛鉤 IEC61850所負責(zé)的 根據(jù)建模結(jié)果進行通信 并不約束建模過程,數(shù)字化變電站建模IED模型的作用（2）,站控層需要 相當于傳統(tǒng)的產(chǎn)品說明書中的

5、信息表，也稱為軟信號 IED中的REPORT控制塊及相應(yīng)的DATASET REOPRT參數(shù)決定了傳送模式 如：周期、是否緩存等 甚至決定了傳送對象 數(shù)量依據(jù)站控層需求：5-8個 還有接收控制的方式：定值、遙控、人工置數(shù) 間隔層/過程層需要 相當于傳統(tǒng)的裝置端子 以GOOSE控制塊及相應(yīng)的DATASET表示 以SMV控制塊和相應(yīng)的DATASET表示 以inputs表示需要的輸入 傳輸參數(shù)代表著信號模式，如：自保持的狀態(tài)信號、跳閘信號、事件信號（閉鎖、先合）,數(shù)字化變電站建模對模型的需要,站控層要求 信息的監(jiān)視和顯示依賴于DU否則就是人工對點 信息的機器識別依賴于模型中個層次的名稱 REPORT是

6、否支持動態(tài)生成有利有弊 定值的順序問題DATASET解決 人工置數(shù)的響應(yīng)為了間隔防誤 間隔層/過程層要求 信號的一致表達 GOOSE控制塊的劃分事實上依賴設(shè)計 GOOSE和SMV控制塊的參數(shù) 對輸入端子的表達inputs,數(shù)字化變電站建模對模型的要求,標準化 針對數(shù)字化變電站的發(fā)展需要 IEC61850通信一致性、模型語法一致性 信號語義一致性的規(guī)范 檢測 IEC61850檢測通信、語法 沒有依據(jù)模型及信息語義一致性 沒有管理方案是否滿足數(shù)字化變電站需要 設(shè)計 信號設(shè)計成為必然的內(nèi)容 產(chǎn)品制造/設(shè)計的界限 IEC61850只支持描述和通信 數(shù)字化變電站是設(shè)計的結(jié)果,數(shù)字化變電站建模一致性的需求

7、,數(shù)字化變電站中AUTOCAD圖所能表現(xiàn)的 一次設(shè)備的安裝 二次設(shè)備的配置 二次系統(tǒng)的物理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)/VLAN劃分 還需要的設(shè)計 裝置端子/屏柜端子GOOSE/SMV控制塊 二次回路信號在網(wǎng)絡(luò)上的邏輯傳輸關(guān)系inputs 由于通信的實現(xiàn)機制（廣播），設(shè)計還包括： VLAN GOOSE化分涉及到界線問題 組播地址的安排 信號模式GOOSE/SMV控制塊參數(shù) 由SCD文件承載,SCD建模設(shè)計需求, ,SCD建模文件結(jié)構(gòu)（1）, ,SCD建模文件結(jié)構(gòu)（2）,SCD建模過程舉例,作為監(jiān)控系統(tǒng)的輸入 變電站一次結(jié)構(gòu) 二次設(shè)備配置 裝置信息 裝置控制點 作為裝置的輸入 初始數(shù)據(jù) 信號來源inputs 表現(xiàn)為

8、GOOSE的組播地址屏柜端子排 信號通信 參數(shù) 地址 模式 與SID和CID文件關(guān)系,SCD建模模型的使用,設(shè)計 一次 二次 回路 通信 復(fù)制 IED 類型定義 目前的問題 過大 類型定義重復(fù)、不一致 ICD/SCD的界限不清 產(chǎn)品不依據(jù)設(shè)計、甚至無關(guān),SCD建模模型的生成過程,產(chǎn)品模型/ICD的內(nèi)容和界限 表明產(chǎn)品的能力產(chǎn)生信號語義的上下文邏輯 表明產(chǎn)品向站控層可報告的信號/數(shù)據(jù)（REPORT） 表明產(chǎn)品可接受的站控層命令（CONTROL、SGCB） 表明產(chǎn)品的開出”端子“（包括跳閘方式相關(guān)信號） 表明產(chǎn)品的開入”端子“（供inputs使用） 表明產(chǎn)品的輸入數(shù)值（“A/D端子”） 信號語義由ICD給定（基礎(chǔ)是字典） 信號的傳輸方式依賴設(shè)計 除與站控層的信息交換（因為是可定制的） 自動化裝置GOOSECB及附屬的信號集 MU如采用9-2SMV及附屬的信號集 智能單元GOOSECB及附屬的信號集 性質(zhì)上是廣播方式下的邏輯接線（與物理網(wǎng)絡(luò)、VLAN、接收端都有關(guān)系）,一致性要求,變電站模型/SCD的內(nèi)容和界限 各裝置的安裝位置 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成（MAC、VLAN、廣播目標地址） 數(shù)字二次回路（ inputs 描述，不僅限于外部，“端子”的作用） GOOSECB及附屬的信號集 如采用9-2SMV及附屬的信號集表明產(chǎn)品的輸入數(shù)值（“A/D端子”） 初始參數(shù)（如變比、壓板、定值描述、