數(shù)字化變電站的IEC61850建模ppt課件

1、深圳市國電南思系統(tǒng)控制深圳市國電南思系統(tǒng)控制張結(jié)張結(jié)IEC61850模型不僅是數(shù)字化變電站安裝信息的方式化表達(dá)，也是表達(dá)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、甚至運轉(zhuǎn)中的主要根據(jù)和載體。研討IEC61850建模的本質(zhì)、方式、內(nèi)容、方法是本研討的根本目的。使所建立的模型滿足目前數(shù)字化變電站設(shè)計、調(diào)試、運轉(zhuǎn)的需求，是本研討的現(xiàn)實目的。IEC61850建模的本質(zhì)模型在數(shù)字化變電站的運用IEC61850模型的形狀I(lǐng)CD建模數(shù)字化變電站建模SCD建模一致性要求另述利用利用IEC61850的的“解偶特征解偶特征語義互操作性語義互操作性通訊互操作性通訊互操作性通訊效力通訊效力通訊協(xié)議

2、通訊協(xié)議作用作用使通訊承載的信息可描畫使通訊承載的信息可描畫通訊角度通訊角度使信息表達(dá)方式具有一致性使信息表達(dá)方式具有一致性信息運用信息運用結(jié)果結(jié)果成為互操作性實現(xiàn)的關(guān)鍵成為互操作性實現(xiàn)的關(guān)鍵超出超出IEC61850范圍范圍IED配置配置IED數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫當(dāng)?shù)匚募鬏敭?dāng)?shù)匚募鬏斶h(yuǎn)程文件傳輸遠(yuǎn)程文件傳輸IED才干描畫才干描畫 (LN, DO, 等等)采用采用IEC61850效力進(jìn)展文效力進(jìn)展文件傳輸和參數(shù)初始化件傳輸和參數(shù)初始化工程配置工程配置變電站自動化系統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)IEDIEDIEDIED變電站網(wǎng)關(guān)變電站網(wǎng)關(guān) 單線圖，預(yù)制報單線圖，預(yù)制報表等的關(guān)聯(lián)表等的關(guān)聯(lián)工程任務(wù)站工程任務(wù)站系統(tǒng)配

3、置系統(tǒng)配置變電站配置描畫言語變電站配置描畫言語Substation Configuration description Substation Configuration description Language (SCL)Language (SCL) 基于基于 XML XML不同工具之間交換不同工具之間交換 設(shè)備配置描畫文件設(shè)備配置描畫文件 (ICD) (ICD) 系統(tǒng)配置描畫文件系統(tǒng)配置描畫文件 (SCD) (SCD) 系統(tǒng)功能定義文件系統(tǒng)功能定義文件 (SSD) (SSD)變電站一次描畫變電站一次描畫(SID)(SID) 特性 屬性屬性值屬性屬性值邏輯設(shè)備邏輯設(shè)備 (LD) 組合組合物理設(shè)

4、備物理設(shè)備 (IED)定義為效力器定義為效力器 實現(xiàn)實現(xiàn)邏輯節(jié)點邏輯節(jié)點 (LN)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) (對象對象)數(shù)據(jù) 間隔單元間隔單元 (稱號非規(guī)范化稱號非規(guī)范化)控制控制 (稱號非規(guī)范化稱號非規(guī)范化)CSWI (開關(guān)控制開關(guān)控制)Pos (位置位置)ctlVal (控制值控制值/命令命令) off/onstVal (形狀值形狀值) Intermediate-state/off/on/bad-state邏輯節(jié)點的組合和實現(xiàn)邏輯節(jié)點的組合和實現(xiàn)邏輯節(jié)點被組合在邏輯節(jié)點被組合在 邏輯設(shè)備邏輯設(shè)備(LD)中中,例如：根例如：根據(jù)共同的運用特?fù)?jù)共同的運用特征。征。邏輯設(shè)備在邏輯設(shè)備在 物理設(shè)備物理設(shè)備 (IE

5、D)中實現(xiàn)中實現(xiàn)L 系統(tǒng)系統(tǒng) LN (2*)P 維護(hù)維護(hù) (28)R 維護(hù)相關(guān)維護(hù)相關(guān) (10)C 控制控制 (5)G 普通普通 (3)I 接口和記錄接口和記錄 (4)A 自動控制自動控制 (4)M 計量和丈量計量和丈量 (8)S 傳感器及監(jiān)視傳感器及監(jiān)視 (4)X 開關(guān)設(shè)備開關(guān)設(shè)備 (2)T 儀用變壓器儀用變壓器 (2)Y 電力變壓器電力變壓器 (4)Z 未來電力設(shè)備未來電力設(shè)備 (15)CSWI: 開關(guān)控制MMXU: 丈量單元YPTR: 電力變壓器通訊效力通訊效力信息模型構(gòu)造信息模型構(gòu)造語義空間構(gòu)造語義空間構(gòu)造信息模型語義信息模型語義語義商定的機制語義商定的機制 內(nèi)容內(nèi)容方式方式確確定定性

6、性語義互操作性語義互操作性工程中最大的問題工程中最大的問題 語義互操作性語義互操作性 表達(dá)安裝的信息構(gòu)成表達(dá)安裝的信息構(gòu)成 層次構(gòu)造的層次構(gòu)造的 信息內(nèi)容信息內(nèi)容 表達(dá)安裝傳送和接納信息的方式表達(dá)安裝傳送和接納信息的方式 通訊效力通訊效力 與數(shù)據(jù)集合掛鉤與數(shù)據(jù)集合掛鉤 IEC61850所擔(dān)任的所擔(dān)任的 根據(jù)建模結(jié)果進(jìn)展通訊根據(jù)建模結(jié)果進(jìn)展通訊 并不約束建模過程并不約束建模過程 站控層需求站控層需求 相當(dāng)于傳統(tǒng)的產(chǎn)品闡明書中的信息表，也稱為軟信相當(dāng)于傳統(tǒng)的產(chǎn)品闡明書中的信息表，也稱為軟信號號 IED中的中的REPORT控制塊及相應(yīng)的控制塊及相應(yīng)的DATASET REOPRT參數(shù)決議了傳送方式參數(shù)

7、決議了傳送方式 如：周期、能否緩存等如：周期、能否緩存等 甚至決議了傳送對象甚至決議了傳送對象 數(shù)量根據(jù)站控層需求：數(shù)量根據(jù)站控層需求：5-8個個 還有接納控制的方式：定值、遙控、人工置數(shù)還有接納控制的方式：定值、遙控、人工置數(shù) 間隔層間隔層/過程層需求過程層需求 相當(dāng)于傳統(tǒng)的安裝端子相當(dāng)于傳統(tǒng)的安裝端子 以以GOOSE控制塊及相應(yīng)的控制塊及相應(yīng)的DATASET表示表示 以以SMV控制塊和相應(yīng)的控制塊和相應(yīng)的DATASET表示表示 以以inputs表示需求的輸入表示需求的輸入 傳輸參數(shù)代表著信號方式，如：自堅持的形狀信號、傳輸參數(shù)代表著信號方式，如：自堅持的形狀信號、跳閘信號、事件信號閉鎖、先

8、合跳閘信號、事件信號閉鎖、先合站控層要求站控層要求信息的監(jiān)視和顯示依賴于信息的監(jiān)視和顯示依賴于DU否那么就否那么就是人工對點是人工對點信息的機器識別依賴于模型中個層次的稱信息的機器識別依賴于模型中個層次的稱號號REPORT能否支持動態(tài)生成能否支持動態(tài)生成有利有弊有利有弊定值的順序問題定值的順序問題DATASET處理處理人工置數(shù)的呼應(yīng)人工置數(shù)的呼應(yīng)為了間隔防誤為了間隔防誤間隔層間隔層/過程層要求過程層要求信號的一致表達(dá)信號的一致表達(dá)GOOSE控制塊的劃分控制塊的劃分現(xiàn)實上依賴設(shè)計現(xiàn)實上依賴設(shè)計GOOSE和和SMV控制塊的參數(shù)控制塊的參數(shù)對輸入端子的表達(dá)對輸入端子的表達(dá)inputs 規(guī)范化規(guī)范化

9、針對數(shù)字化變電站的開展需求針對數(shù)字化變電站的開展需求 IEC61850通訊一致性、模型語法一致性通訊一致性、模型語法一致性 信號語義一致性的規(guī)范信號語義一致性的規(guī)范 檢測檢測 IEC61850檢測檢測通訊、語法通訊、語法 沒有根據(jù)沒有根據(jù)模型及信息語義一致性模型及信息語義一致性 沒有管理方案沒有管理方案能否滿足數(shù)字化變電站需求能否滿足數(shù)字化變電站需求 設(shè)計設(shè)計 信號設(shè)計信號設(shè)計成為必然的內(nèi)容成為必然的內(nèi)容 產(chǎn)品制造產(chǎn)品制造/設(shè)計的界限設(shè)計的界限 IEC61850只支持描畫和通訊只支持描畫和通訊 數(shù)字化變電站是設(shè)計的結(jié)果數(shù)字化變電站是設(shè)計的結(jié)果 數(shù)字化變電站中數(shù)字化變電站中AUTOCAD圖所能表

10、現(xiàn)的圖所能表現(xiàn)的 一次設(shè)備的安裝一次設(shè)備的安裝 二次設(shè)備的配置二次設(shè)備的配置 二次系統(tǒng)的物理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造二次系統(tǒng)的物理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造/VLAN劃分劃分 還需求的設(shè)計還需求的設(shè)計 安裝端子安裝端子/屏柜端子屏柜端子GOOSE/SMV控制塊控制塊 二次回路二次回路信號在網(wǎng)絡(luò)上的邏輯傳輸關(guān)系信號在網(wǎng)絡(luò)上的邏輯傳輸關(guān)系inputs 由于通訊的實現(xiàn)機制廣播，設(shè)計還包括：由于通訊的實現(xiàn)機制廣播，設(shè)計還包括： VLAN GOOSE化分化分涉及到界限問題涉及到界限問題 組播地址的安排組播地址的安排 信號方式信號方式GOOSE/SMV控制塊參數(shù)控制塊參數(shù) 由由SCD文件承載文件承載 作為監(jiān)控系統(tǒng)的輸入作為監(jiān)控系統(tǒng)的輸入

11、變電站一次構(gòu)造變電站一次構(gòu)造 二次設(shè)備配置二次設(shè)備配置 安裝信息安裝信息 安裝控制點安裝控制點 作為安裝的輸入作為安裝的輸入 初始數(shù)據(jù)初始數(shù)據(jù) 信號來源信號來源inputs 表現(xiàn)為表現(xiàn)為GOOSE的組播地址的組播地址屏柜端子排屏柜端子排 信號通訊信號通訊 參數(shù)參數(shù) 地址地址 方式方式 與與SID和和CID文件關(guān)系文件關(guān)系設(shè)計設(shè)計一次一次二次二次回路回路通訊通訊復(fù)制復(fù)制IED類型定義類型定義目前的問題目前的問題過大過大類型定義反復(fù)、不一致類型定義反復(fù)、不一致ICD/SCD的界限不清的界限不清產(chǎn)品不根據(jù)設(shè)計、甚至無關(guān)產(chǎn)品不根據(jù)設(shè)計、甚至無關(guān) 產(chǎn)品模型產(chǎn)品模型/ICD/ICD的內(nèi)容和界限的內(nèi)容和界限

12、 闡明產(chǎn)品的才干闡明產(chǎn)品的才干產(chǎn)生信號語義的上下文邏輯產(chǎn)生信號語義的上下文邏輯 闡明產(chǎn)品向站控層可報告的信號闡明產(chǎn)品向站控層可報告的信號/ /數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)REPORTREPORT 闡明產(chǎn)品可接受的站控層命令闡明產(chǎn)品可接受的站控層命令CONTROLCONTROL、SGCBSGCB 闡明產(chǎn)品的開出端子闡明產(chǎn)品的開出端子“包括跳閘方式相關(guān)信號包括跳閘方式相關(guān)信號 闡明產(chǎn)品的開入端子闡明產(chǎn)品的開入端子“供供inputsinputs運用運用 闡明產(chǎn)品的輸入數(shù)值闡明產(chǎn)品的輸入數(shù)值“A/DA/D端子端子 信號語義由信號語義由ICDICD給定根底是字典給定根底是字典 信號的傳輸方式依賴設(shè)計信號的傳輸方式依賴設(shè)計

13、除與站控層的信息交換由于是可定制的除與站控層的信息交換由于是可定制的 自動化安裝自動化安裝GOOSECBGOOSECB及附屬的信號集及附屬的信號集 MUMU如采用如采用9-2SMV9-2SMV及附屬的信號集及附屬的信號集 智能單元智能單元GOOSECBGOOSECB及附屬的信號集及附屬的信號集 性質(zhì)上是廣播方式下的邏輯接線與物理網(wǎng)絡(luò)、性質(zhì)上是廣播方式下的邏輯接線與物理網(wǎng)絡(luò)、VLANVLAN、接納端都有關(guān)系、接納端都有關(guān)系變電站模型變電站模型/SCD/SCD的內(nèi)容和界限的內(nèi)容和界限各安裝的安裝位置各安裝的安裝位置網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成MACMAC、VLANVLAN、廣播目的地址、廣播目的地址數(shù)字二次回路數(shù)字二次回路 inputs inputs 描畫，不僅限于外描畫，不僅限于外部，部，“端子的作用端子的作用GOOSECBGOOSECB及附屬的信號集及附屬的信號集如采用如采用9-2SMV9-2SMV及附屬的信號集闡明產(chǎn)品的輸及附屬的信