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图文丨IEC 61850在配电网通信中的应用

北极星输配电网  来源:供用电杂志  作者:徐丙垠  2016/10/19 8:48:17  我要投稿  

北极星输配电网讯:应用IEC 61850实现配电网IED(智能电子设备)与自动化系统的互联、互通、互操作以及IED的即插即用,是智能配电网通信技术的发展方向。文章介绍了IEC(国际电工委员会)TC57技术委员会WG17工作组及其TF90-6工作小组的工作进展情况,阐述了TC57 WG17针对IEC 61850用于配电网提出的信息模型与通信映射方法的解决方案,给出了实现IED实时数据快速传输与即插即用的方法,分析了IEC 61850用于配电网在系统配置时需要解决的特殊问题,可为IEC 61850用于配电网的研究和实践提供参考。

引言

分布式电源、电动车充电设施的大量接入以及对供电质量、运行效率要求的不断提高,使得配电技术正在经历着一场深刻的变化。为此,人们提出了智能配电网、主动配电系统、配电网信息物理系统等概念,以描述未来配电网发展的技术形态与特征。尽管这些概念(定义)强调的功能特征有所不同,但其实质都是将二次信息系统与一次配电系统高度集成与融合,实现配电网的信息化并在此基础上实现自动化、互动化与智能化。配电网实现信息化的基础是其信息模型与信息交换方法。现有的电力系统通信协议如IEC 60870-5-101/104,DNP3.0等采用信息点表的方式组织数据,缺少对数据的来源以及与其他数据的关系的描述,无法实现智能电子设备与自动化系统之间的互联、互通、互操作与即插即用(plug in and play),安装调试工作量大。为解决这些问题,IEC(国际电工委员会)TC57技术委员会正在推动电网信息模型与信息交换方法的标准化工作,IEC 61970与IEC 61968定义能量管理系统主站与配电管理系统主站的信息模型与应用程序接口,而IEC 61850则定义现场智能电子设备(IED)的信息模型与信息交换的方法。应用IEC 61850实现配电网IED的开放式通信,是智能配电网通信技术的发展方向,也是建设智能配电网、主动配电系统、配电网信息物理系统乃至能源互联网的关键支撑技术。

1 智能配电网体系结构

根据系统物理结构及其功能,智能配电网可分为一次配用电设备、传(互)感器、信息系统与智能化高级应用软件4个层次上的内容,如图1所示。信息系统完成配电网运行数据的采集、交换、存储与管理,同时为各种智能化应用软件提供数据与支撑平台。

图1 智能配电网体系架构

智能配电网信息系统的物理构成如图2所示,包括IED、广域通信网络(WAN)以及运行监控与管理主站系统(如能量管理系统、配电管理系统、分布式电源管理系统)等。与常规的配电自动化系统相比,智能配电网中的IED除具有常规的“四遥”功能外,还可与局域内(如一条馈线范围内)其他IED对等交换实时测控信息;具有开放式应用程序接口,支持基于本站点测量信息的就地控制应用以及基于局域测量信息的分布式控制应用。

图2 智能配电网信息系统的构成

智能配电网的信息系统应具有良好的开放性,采用IEC 61970/61968/61850系列标准定义的信息模型与信息交换方法,支持来自不同厂家的IED、自动化系统以及应用软件的互联、互通、互操作与即插即用,其中主站之间的信息共享采用IEC 61970与IEC 61968,而智能终端与主站之间以及IED之间的通信则采用IEC 61850。

2 IEC TC57 WG17工作组

IEC TC57在2004发布了IEC 61850 Ed1.0标准后,启动了IEC 61850 Ed2.0标准的制定工作[8],决定将IEC 61850的覆盖范围扩展至变电站以外的所有公用电力应用领域,并于2004年成立了WG17工作组负责制定IEC 61850在分布式电源(DER)与配电自动化通信中应用的有关标准。目前,WG17已发布了分布式电源通信系统标准IEC 61850-7-420 、逆变器应用IEC 61850对象模型技术文件IEC 61850-90-7,以及电动车IEC 61850对象模型技术文件IEC 61850-90-8。

正在制定的标准文件为:

1)IEC 61850-90-6《IEC 61850在配电自动化系统中的应用》。

2)IEC 61850-90-9《电力储能系统IEC 61850对象模型》。

3)IEC 61850-90-10《IEC 61850中的调度模型》。

4)IEC 61850-90-15《基于IEC 61850的DER并网集成》。

5)IEC 61850-8-2《通信服务(SCSM)对XMPP(可扩展通信和表示协议)的映射》。

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