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第 27 卷 第 10 期 电 网 技 术 Vol. 27 No. 10
2003 年 10 月 Power System Technology Oct. 2003
文章编号:1000-3673(2003)10-0061-05 中图分类号:TM712 文献标识码:A
基于 IEC 61850 标准的变电站自动化系统研究
吴在军,胡敏强
(东南大学电气工程系,江苏省 南京市 210096)
RESEARCH ON A SUBSTATION AUTOMATION SYSTEM BASED ON IEC 61850
WU Zai-jun, HU Min-qiang
(Dept. of Electrical Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, Jiangsu Province, China)
ABSTRACT: While its control, monitoring and protection
functions are performed, a substation automation system
should become a open system, i.e., to implement the
information sharing of equipments from different
manufacturers and to possesses interoperability. For this
purpose, a standard for communication networks and system
within substations, i.e., IEC 61850, is worked out by IEC. On
the basis of analyzing the concepts of the information leveling,
unified object-oriented modeling, dada object self-description
and abstraction of communication service mapping, etc., a
frame of the communication system within substations which is
conformed to IEC 61850 is proposed. Following the idea of
object-oriented modeling and abstraction of service mapping,
the implementation of the software system and the unified
hardware platform of intelligent electronic devices (IDEs)
within substations as well as the problems should pay attention
to are researched in detail. This work is available for reference
in the implementation of the interoperability, expansibility and
high reliability of substation automation system (SAS).
KEY WORDS: Substation automation system;
Commu-nication system; IEC 61850; Interoperability;
Object-oriented modeling; Intelligent Electronic Devices (IED)
摘要:变电站自动化系统在实现控制、监视和保护功能的同
时,为了实现不同厂家的设备达到信息共享,使变电站自动
化系统成为开放系统,还应具有互操作性。为此,国际电工
委员会(IEC)制定了变电站内通信网络和系统标准体系
IEC 61850。文章在分析 IEC 61850 标准的信息分层、
面向对象的数据对象统一建模、数据自描述和抽象通信服务
映射等概念的基础上,提出了一种符合 IEC 61850 标准的变
电站内通信系统的框架模型。同时,遵循面向对象建模和抽
象服务映射的思想,对变电站内智能电子设备(IED)统一
硬件平台设计和软件系统的实现方法以及应该注意的相关
问题进行了详细讨论,为变电站自动化系统的互操作性、可
扩展性和高可靠性要求的实现提供了依据。
关键词:变电站自动化系统;通信系统;IEC 61850 通信标
准;互操作性;面向对象建模;智能电子设备
1 引言
变电站自动化系统的功能除控制、监视和保护
3 大功能外,还包括变电站自动化系统的维护功能,
即系统组态、通信管理和软件管理等功能
[1]
。
采用变电站自动化系统可以把原本分隔的控
制、保护、监视、通信和测量等装置以合适的形式
进行集成,由少量多功能智能电子设备(Intelligent
Electronic Device,IED)组成自动化系统,通过站
内的通信网络实现信息共享,可使信号电缆大为减
少,系统结构简化。这样既提高了系统的经济性,
又改善了可靠性。因此,变电站集成和自动化已成
为电力行业降低安装、维护和运行成本的有效途
径。
在变电站自动化系统集成过程中面临的最大
障碍是不同厂家的 IED,甚至同一厂家不同型号的
IED 所采用的通信协议和用户界面的不相同,因而
难以实现无缝集成和互操作。因为需要额外的硬件
(如规约转换器)和软件来实现 IED 互联,还要对
用户进行培训,这在很大程度上削弱了变电站实现
自动化的优点和意义。因此变电站自动化系统在实
现功能之外,还应具备互操作性、可扩展性和高可
靠性等性能。这在以往系统分析和设计过程中通常
是被忽视的。
互操作性,即同一厂家或不同厂家的多个 IED
要具有交换信息并使用这些信息进行协同操作的
能力。设备的互操作性可以最大限度地保护用户原
来的软硬件投资,实现不同厂家产品集成。
可扩展性,这就要求系统在设计时,软件系统
和硬件系统都尽可能采用模块化设计方法,方便未