浅谈对IEC61850标准及其应用状况的理解.doc

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浅谈对IEC61850标准及其应用状况的理解

概述

变电站综合自动化是近年来电气工程应用中快速发展的一个领域，它可以对变电站实施优秀的管理、维护和降低资金投入。

基于IEC61850标准的开放变电站自动化通信体系，使来自不同制造厂商的IED之间有良好的互操作性和互换性，并且适应通信技术的迅速发展，提高了可靠性，降低了重复投资以及维护成本。

IEC61850标准是目前关于变电站通信网络和系统的最新国家标准，代表了变电站自动化系统的最新发展方向，其特点是：

使用面向对象技术定义了一个变电站自动化系统的抽象模型，规定了各个IED之间如何通信，而具体对象模型的构建和IED通信的实施则是映射到特定的应用层协议。

一、IEC61850的内涵分析

1.1IEC61850技术特点分析

IEC61850规约体系完善，相对于基于报文结构的传统规约，应用面向对象技术的IEC61850有明显的技术特点和优势。

⑴系统分层技术:

IEC61850明确了变电站自动化系统的三层结构:

变电站层、间隔层和过程层以及各层之间的接口意义。

将由一次设备组成的过程层纳入统一结构中，这是基于一次设备如传感器、执行器的智能化和网络化发展。

⑵面向对象的建模技术:

为了实现互操作性，IEC61850标准采用面向对象技术，建立统一的设备和系统模型，采用基于XML的SCL变电站设备通信配置语言来全面的描述设备和系统，提出设备必须具有自描述功能。

自描述、自诊断和即插即用的特性，极大方便了系统的集成，降低了变电站自动化系统的工程费用。

⑶抽象服务通信接口技术:

IEC61850为实现无缝的通信网络，提出抽象通信服务接口（ACSI），接口技术独立于具体的网络应用层协议，与采用何种网络无关，可充分适应TCP/IP以及现场总线等各类通信体系，而且客户只需改动特定通信服务映射（SCSM），即可完成网络转换，从而适应了电力系统网络复杂多样的特点。

1.2IEC61850标准的本质内涵

作为下一代变电站的无缝通信标准，IEC61850充分借鉴了变电站通信、计算机、工业控制等领域的长期经验。

在IEC61850鲜明技术特点的背后，是IEC61850与以往变电站通信标准的实质性差别，而理解IEC61850的本质是应用IEC61850的基础。

IEC61850是变电站自动化通信标准，通信标准的本质目标是实现双方快速准确的理解相互传达与接收到的逻辑信息命令，并正确执行命令。

由于各设备生产商生产的智能电子设备，可能采用不同的芯片、不同的硬件架构、不同的嵌入式系统，它们组成了一个复杂的异构环境系统，所以变电站中设备之间的通信是一个复杂的分布式信息交互问题。

变电站设备要实现互操作实际就是解决如何在异构环境下实现数据交换的问题。

二、IEC61850标准的描述

2.1系统分层分布化

根据IEC61850标准的描述，变电站的一、二次设备可分为三层：

①站控层（变电站层）包括监控主机、远动通信机等。

该层设现场总线或局域网，实现各主机之间、监控主机与间隔层之间信息交换。

②间隔层：

一般按断路器间隔划分，具有测量、控制元件或继电保护元件。

测量、控制元件负责间隔线路、变压器等设备的保护、故障记录。

③过程层：

通常又称为设备层，主要是指变电站内的变压器和断路器、隔离开关及其辅助触点，电流、电压互感器等一次设备。

2.2分层分布式系统的主要特点

按站内一次设备（变压器或线路等）实现面向对象的分布式配置，其主要特点是：

（1）不同电气设备均单独安装具有测量、控制和保护功能的元件，如数字式保护和测控单元等，任一元件出现故障，不会影响整个系统正常运行；

（2）分布式系统实现多CPU工作模式，每个单独的装置都具有一定的数据处理能力，从而大大减轻了主控制单元的负担；

（3）系统自诊断能力强，能自动对系统内所有装置进行巡检，及时发现故障并加以隔离；

（4）系统扩充灵活、方便。

2.3IEC61850标准主要意义

（1）实现智能设备的互操作性。

（2）实现变电站信息共享。

（3）支持系统协调工作。

IEC61850标准为实现变电站一、二次设备建模标准化提供了有效工具，确立了变电站网络通信标准。

三、IEC61850在智能电网中的应用前景

IEC61850系列标准吸收了多种国际最先进的新技术，并且引用了多个领域内的其它国际标准，它通过采用面向对象的建模技术和面向未来通信的可扩展架构，来实现“一个世界、一种技术、一个标准”的目标。

它已经成为智能变电站实现的基础。

四、结语

作为未来智能电网领域的主要标准，凭借良好的可扩展性和体系结构、先进的设计思想、抽象的信息建模技术、面向未来的需求的开放性，是IEC61850被广泛接受的主要原因。

国际电工委员会计划将IEC61850打造成电力系统自动化领域唯一的无缝通信国际标准。

由于世界范围内绿色能源、分布式能源和智能电网的兴起，IEC61850作为智能电网中连接电力生产和消费环节的纽带，将担当起越来越重要的角色。

参考文献:

[1].谭文恕.变电站通信网络和系统协议IEC61850介绍[J].电网技术，2001,25（9）：

8-11

[2].电子百科-电子技术IEC61850标准的技术及应用研究

[3].吴在军,胡敏强.基于IEC61850标准的变电站自动化系统研究[J].电网技术，2003，27（10）：

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