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7 即插即用
智能配电网中包含成千上万个IED,采用传统的通信协议,需要人工配置并核对信息点表,安装调试与维护的工作量非常大,因此迫切需要解决IED的即插即用问题。所谓IED的即插即用就是在IED接入通信网络后,能够被主站(或者分布式控制中主控IED)自动发现,然后由主站自动接收IED上传的数据模型配置信息,并根据配置信息自动配置主站数据库里IED测控信息;或者主站在发现IED接入后,自动生成IED数据模型配置文件并将其下发。
要实现IED的即插即用,必须在信息模型、信息交换模型、传输协议标准化的基础上,采用统一的配置描述语言,实现IED功能与模型信息的自描述,此外,还有解决IED的自动注册、主站自动发现IED的问题。在变电站自动化系统中,IED的配置都是由变电站的设计者预先设计的,可以进行统一的配置,因此,现有的IEC 61850标准还没有解决IED的自动注册与自动发现问题。而智能配电网中的IED量大面广,难以实现统一的自上而下的配置,因此需要解决IED的自动发现问题。
自动发现机制包括自动注册(Register)和自动发现(Discover)两种机制。
1)注册。新的IED接入网络中并上电后,主动向主站发送Register信息,主站接收IED的Register信息后,查询IED的通信与配置、通信地址等相关信息。如果终端已配置好IED实例配置文件(CID),则召唤IED的CID文件,根据上传的CID文件配置主站数据库的IED信息。如果终端没有配置IED文件,主站则将CID文件下载给IED,IED根据CID文件组织测控信息。
当在现场更新IED的配置信息后,也是采用Register的机制主动通知主站。
2)发现。主站发送Discover命令,新接入的IED在接到Discover命令后发送Register信息,然后根据其自身是否已配置CID文件向主站发送或从主站接收CID文件;对于已安装的IED则向主站发送配置版本信息,主站根据接收到的配置版本信息,判断IED的CID文件是否已更新,如果已更新,则召唤更新后的CID文件。IED自动发现/注册的过程如图6所示。
图6 IED发现/注册机制
8 系统配置问题
IEC 61850-90-6对IEC 61850用于配电网需要解决的特殊问题进行了分析,包括配置对象、配置内容与配置模式三个方面。
8.1 配置对象
变电站自动化系统的IED集中布置在站内,一般是把整个变电站作为一个工程项目(Project)进行配置。而配电网中包含成千上万的IED,点多面广,而且经常有新的IED接入,同时因配电网结构或应用系统功能发生变化而需要更新IED的配置,因此,不宜把整个配电网作为一个工程项目进行配置。
配电网的规划设计一般以单条馈线为单位。根据IEC 61968对馈线(feeder)的定义,它是以变电站为起点,以联络开关(正常运行时处于分位)或负荷、分布式电源等为终点的一段配电线路。根据其接线方式,馈线可分为放射式馈线以及环型馈线两类。环型馈线与其他馈线有联络关系,几条有联络关系的馈线构成一个环网,图7给出了一个由4条馈线构成的架空环网。除电源点外,放射式馈线与其他馈线没有连接关系;环网中的馈线与本环网外的其他馈线也没有连接关系。因此,在对配电网终端进行配置时,应该把一条放射式馈线或一个环网作为一个独立的工程项目对待。
图7 由4条馈线构成的架空环网
配电网包含若干个独立的供电区域,一个供电区域又包含若干个变电站、馈线或馈线环网。馈线配置文件中包含系统描述文件SCD与系统交换信息描述SED文件,通过这两个文件可以获取一个独立供电区域内的所有配置信息。
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