一種變電站兩種標準之間的轉(zhuǎn)換方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種變電站兩種標準之間的轉(zhuǎn)換方法，包括ＩＥＣ　６１８５０的對象模型和ＩＥＣ１０３的信息模型，它包括以下步驟：對邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)對象進行建模，按各ＣＰＵ分別建模，ＣＰＵ由第一ＣＰＵ１、第二ＣＰＵ２和第三ＣＰＵ３組成；對邏輯設備進行建模，將一個保護設備建模為一個邏輯設備。本發(fā)明專利技術(shù)將傳統(tǒng)的１０３裝置模型轉(zhuǎn)化為符合ＩＥＣ　６１８５０標準模型，解決了傳統(tǒng)變電站中大批基于ＩＥＣ　１０３的微機裝置如何和６１８５０系統(tǒng)進行兼容的問題，實現(xiàn)傳統(tǒng)變電站到數(shù)字化變電站的過渡。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及變電站領(lǐng)域，尤其涉及一種變電站中基于IEC 61850的對 象模型和I EC 10 3的信息模型之間的轉(zhuǎn)換方法。
技術(shù)介紹
IEC 60870-5-103遠動設備及系統(tǒng)-繼保設備信息接口配套標準(103 規(guī)約)。IEC60870-5系列通信協(xié)議體系是國際電工委員會第57技術(shù)委員 會第3工作組(IEC TC57 WG03)用了多年時間制定的一套用于變電站遠動 通信的協(xié)議體系。與傳統(tǒng)的遠動通信協(xié)議不同，IEC60870-5系列協(xié)議體系 借鑒了網(wǎng)絡通信協(xié)議的分層技術(shù)，將協(xié)議分為鏈路層和應用層兩層鏈路 層由IEC60870-5-1 IEC60870-5-2描述；應用層的基礎部分由 IEC60870-5-3， IEC60870-5-4和IEC60870-5描述。網(wǎng)絡層、傳輸層、會 話層、表示層都為空層，應用層直接映射到鏈路層。傳統(tǒng)的微機保護裝置 大多采用10 3協(xié)議對自身信息進行建模并進行信息的傳輸。信息以信息點 的方式(103中的Gro叩，Item)通過一系列報文和遠方后臺設備進行信息 的交互。面向?qū)ο蟮淖冸娬就ㄐ啪W(wǎng)絡與系統(tǒng)一IEC 61850是一套非常龐雜的標 準體系，共分為IO個部分，對變電站自動化通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)做出了全面、 詳細的描述和規(guī)范。IEC 61850的制訂有其深刻的歷史原因，并對今后的 電力系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響。國際電工委員會IEC TC57工作組負責電力系統(tǒng) 自動化標準的制定工作。隨著認識上的轉(zhuǎn)變，以及計算機、集成電路、通 信等相關(guān)技術(shù)的高速發(fā)展，IEC所制定的電力自動化系統(tǒng)標準經(jīng)歷了從面 向數(shù)據(jù)到面向?qū)ο蟮膸状未蟮陌l(fā)展變化。1 )面向數(shù)據(jù)和點。最初的電力系統(tǒng)通信標準都是基于協(xié)議(protocol ) 的。由于受到當時通信技術(shù)和手段的限制，標準中更多地關(guān)注數(shù)據(jù)是如何 傳輸?shù)膯栴}。這使得早期的通信標準都是面向數(shù)據(jù)點(例如保護裝置的某 項定值或某個動作事件)，而非面向?qū)ο?如保護裝置)。為描述和交換 數(shù)據(jù)，標準中定義了一系列報文。當各子系統(tǒng)之間以報文為載體進行數(shù)據(jù) 交換時，數(shù)據(jù)的語義并不同時傳輸。這樣的標準包括遠動通信協(xié)議體系 IEC60870—5系列。2) 面向設備和對象。隨著電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的迅速發(fā)展和實施復 雜度的不斷提高，迫使我們跳出各個自動化子系統(tǒng)內(nèi)部，站在更高的層次， 考察和設計各信息子系統(tǒng)的邊界。 一旦站在系統(tǒng)邊界的角度，從系統(tǒng)集成 目的考慮，信息交換的內(nèi)容實際上比數(shù)據(jù)如何在系統(tǒng)之間傳輸更為重要。 基于這樣的認識，新一代的、面向?qū)ο蟮碾娏ψ詣踊到y(tǒng)標準被先后制定 出來，如針對變電站自動化系統(tǒng)的IEC 61850。新一代的標準體系建立了涵蓋電力系統(tǒng)一次系統(tǒng)、 二次系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)的對象模型、服務模型以及它們之間的關(guān)系。3) 面向統(tǒng)一對象模型。4) 實現(xiàn)一個世界， 一種標準， 一種技術(shù)。變電站自動化系統(tǒng)中的繼電保護應包括全變電站主要設備和輸電線 路的全套保護。具體包括①高壓輸電線路的主、后備保護；②主變壓器 的主、后備保護；③母線保護；④無功補償電容器組的保護；⑤配電線路 的保護； 小電流接地選線等。繼電保護是變電站自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)， 其功能和可靠性如何會在很大程度上影響整個系統(tǒng)的性能。變電站自動化系統(tǒng)的功能除控制、監(jiān)視和保護3大功能外，還包括變電 站自動化系統(tǒng)的維護功能，即系統(tǒng)組態(tài)、通信管理和軟件管理等功能。采用變電站自動化系統(tǒng)可以把原本分隔的控制、保護、監(jiān)視、通信和測 量等裝置以合適的形式進行集成，由少量多功能智能電子設備(Intelligent Electronic Device, IED)組成自動化系統(tǒng)，通過站內(nèi)的通信網(wǎng)絡實現(xiàn)信息 共享，可使信號電纜大為減少，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化。這樣既提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟性， 又改善了可靠性。因此，變電站集成和自動化已成為電力行業(yè)降低安裝、維5護和運行成本的有效途徑。在變電站自動化系統(tǒng)集成過程中面臨的最大障礙是不同廠家的IED，甚 至同一廠家不同型號的IED所釆用的通信協(xié)議和用戶界面的不相同，因而難 以實現(xiàn)無縫集成和互操作。因為需要額外的硬件(如規(guī)約轉(zhuǎn)換器)和軟件來 實現(xiàn)IED互聯(lián)，還要對用戶進行培訓，這在很大程度上削弱了變電站實現(xiàn)自 動化的優(yōu)點和意義。因此變電站自動化系統(tǒng)在實現(xiàn)功能之外，還應具備互操 作性、可擴展性和高可靠性等性能。這在以往系統(tǒng)分析和設計過程中通常是 :故忽4見的。互操作性，即同一廠家或不同廠家的多個IED要具有交換信息并使用這 些信息進行協(xié)同操作的能力。設備的互操作性可以最大限度地保護用戶原來 的軟硬件投資，實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品集成。可擴展性，這就要求系統(tǒng)在設計時，軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)都盡可能采用 模塊化設計方法，方便未來的系統(tǒng)擴展，同時要求通信接口標準化，系統(tǒng)具 有開放性。高可靠性，系統(tǒng)應具有冗余結(jié)構(gòu)，特別是作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)通道的通信系統(tǒng) 和人機界面的監(jiān)控主站應具有互相獨立的冗余配置。在故障情況下，冗余的 通信系統(tǒng)和監(jiān)控主站應該可以在系統(tǒng)不停止工作的情況下進行熱切換，以保 證系統(tǒng)執(zhí)行相應的保護和自動控制任務。IEC在充分考慮上述變電站自動化系統(tǒng)的功能和要求，特別是互操作性 要求的基礎上，制定了變電站內(nèi)通信網(wǎng)絡與系統(tǒng)的通信標準體系IEC 61850 標準。它采用分層分布式體系、面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)，使得數(shù)據(jù)對象的自描 述成為可能，為不同廠商的IED實現(xiàn)互操作和系統(tǒng)無縫集成提供了途徑。隨著IEC61850標準的制訂和數(shù)字化變電站的加速實施，未來基于IEC 61850標準設備必將在電力系統(tǒng)中占居主導地位。但在61850標準大規(guī)模推 廣的時候，不得不面對的一個問題是傳統(tǒng)變電站中大批基于IEC 103的微機 裝置如何和61850系統(tǒng)進行兼容的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種變電站兩種標準6之間的轉(zhuǎn)換方法，它解決了傳統(tǒng)變電站基于IEC 103微機保護裝置模型到 IEC 61850模型的映射，實現(xiàn)傳統(tǒng)變電站到數(shù)字化變電站的過渡。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是 ， 包括IEC 61850的對象模型和IEC103的信息模型，其中，它包括以下 步驟對邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)對象進行建模，按各CPU分別建模，CPU由第 一CPU1、第二 CPU2和第三CPU3組成；對邏輯設備進行建模，將一個保護設備建模為一個邏輯設備。上述的變電站兩種標準之間的轉(zhuǎn)換方法，其中，所述的對邏輯節(jié) 點和數(shù)據(jù)對象進行建模步驟中，包括保護功能建模步驟，即首先針對實現(xiàn)高頻保護功能的第一 CPU1,在IEC 61850中，兼容 邏輯節(jié)點PSCH用于在多個線路保護之間交換動作信息，利用PSCH與 其他保護邏輯節(jié)點配合共同構(gòu)成高頻保護系統(tǒng)；第二CPU2作為后備保護及重合閘邏輯，采用三段式相間和接地距 離保護，相間和接地的每一段都應該建模為距離保護邏輯節(jié)點類PDIS 的一個實例，接地距離可在對象名前增加前綴Gnd以作區(qū)分，而I、 II、 III段用后綴序號1 、 2 、 3擴展，最后，各保護的動 作命令都輸出至保護跳閘條件邏輯節(jié)點PTRC,并最終由其向斷路器 XCBR發(fā)送跳閘Trip命令。上述的變電站兩種標準之間的轉(zhuǎn)換方法，其中，所迷的對邏輯節(jié) 點和數(shù)據(jù)對象進行建模步驟中，還包括保護相關(guān)功能建模步驟，即首先，自檢告警信息，采用通用輸入輸出邏輯節(jié)點GGIO表示；本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種變電站兩種標準之間的轉(zhuǎn)換方法，包括ＩＥＣ６１８５０的對象模型和ＩＥＣ１０３的信息模型，其特征在于，它包括以下步驟：　對邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)對象進行建模，按各ＣＰＵ分別建模，ＣＰＵ由第一ＣＰＵ１、第二ＣＰＵ２和第三ＣＰＵ３組成；　對 邏輯設備進行建模，將一個保護設備建模為一個邏輯設備。

【技術(shù)特征摘要】
1. 一種變電站兩種標準之間的轉(zhuǎn)換方法，包括IEC 61850的對象模型和IEC103的信息模型，其特征在于，它包括以下步驟對邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)對象進行建模，按各CPU分別建模，CPU由第一CPU1、第二CPU2和第三CPU3組成；對邏輯設備進行建模，將一個保護設備建模為一個邏輯設備。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站兩種標準之間的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述的對邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)對象進行建模步驟中，包括保護功能建模步驟，即首先針對實現(xiàn)高頻保護功能的第一 CPU1，在IEC 61850中，兼容邏輯節(jié)點PSCH用于在多個線路保護之間交換動作信息，利用PSCH與其他保護邏輯節(jié)點配合共同構(gòu)成高頻保護系統(tǒng)；第二 CPU2作為后備保護及重合閘邏輯，采用三段式相間和接地距離保護，相間和接地的每一段都應該建模為距離保護邏輯節(jié)點類PDIS的一個實例，接地距離可在對象名前增加前綴Gnd以作區(qū)分，而I、 II、 III段用后綴序號1 、2 、3擴展，最后，各保護的動作命令都輸出至保護跳閘條件邏輯節(jié)點PTRC，并最終由其向斷路器XCBR發(fā)送跳閘Trip命令。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變電站兩種標準之間的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述的對邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)對象進行建模步驟中，還包括保護相關(guān)功能建模步驟，即首先，自檢告警信息，采用通用輸入輸出邏輯節(jié)點GGIO表示；其次，模擬量采樣、開關(guān)量采樣功能模擬量采樣按照IEC 61850-7-4建模為測量單元邏輯節(jié)點MM...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡為進，賴鷹鈺，梁守碩，毛俊，涂琦，王忠民，
申請(專利權(quán))人：上海久隆電力科技有限公司，上海市電力公司，
類型：發(fā)明
國別省市：31[中國|上海]