IEC 61850通信协议体系介绍和分析

0 引言 变电站自动化技术发展很快,国内外厂商相继推出了多种变电站自动化系统产品.为使不同厂商的产品具有互操作性(interoperation),IEC已制定关于变电站自动化系统的通信网络和系统的国际标准IEC 61850.尽管IEC 61850现在只拟出了委员会草案,还没有公布正式版本,但研究和分析其特点,对于我们了解变电站自动化技术发展的国际大趋势和设计新系统还是很有益处的.本文将对IEC 61850通信体系做简要的分析和介绍.     

基于IEC 61850标准的智能化开关柜通信模型设计

目前我国应用于电力系统中的智能化开关柜有多种结构和类型[1],各厂商使用的网络和通信协议各式各样、互不兼容。对变电站自动化系统通信网络和系统国际标准IEC61850的特点以及变电站自动化系统接口模型作简要介绍,给出了合并单元的定义及模型。针对不同结构的智能化开关柜,设计出了基于IEC61850标准的改造后开关柜的通信模型;对所设计的相关通信模型进行了模块化、集成化的改进,指出应用IEC61850标准后,现有设备的互操作性和可靠性都将增强。     

基于IEC61850的间隔层单元建模的研究

以变电站新型通信网络和系统协议IEC61850为基础,通过建立对象模型、服务模型和通信协议的探讨,对变电站自动化系统的间隔层进行建模,使间隔层各设备的设计适应变电站自动化系统未来发展的方向,走向标准化、规范化.     

数字变电站IED设备通信研究

IDE是变电站综合自动化系统的关键二次设备,也是支持变电站向数字化进程迈进的一个重要因素。为了解决IDE设备间的通信问题,文章提出了一个基于IEC61850通信协议的数字化变电站通信模型,该模型能较好地实现IDE间的数据共享,符合设备互操作性、网络可扩展性和高可靠性原则,适应数字变电站通信网络的特点和需求,为今后IED网络的实施和发展提供了参考依据。文章对IEC61850协议目标,数字变电站自动化系统的三层通信网络结构,以及如何在IEC61850协议主导下实现IED间的通信等内容做了描述。     

IEC61850标准在500kV狮洋变电站自动化系统的应用及组网分析

变电站自动化系统集成过程中存在不同厂家甚至同一厂家不同型号智能电子设备采用不同通信协议的问题,而应用IEC 61850标准可以使设备具有开放互联性.针对此,结合广东电网500 kV狮洋变电站自动化系统的建设情况,探讨分析了IEC 61850标准在500 kV变电站的工程应用和组网方式,测试及实际运行结果均表明基于IEC...     

制造报文规范在变电站自动化系统中的研究与应用

IEC61850是新一代变电站自动化系统无缝通信协议标准,以实现互操作性为主要目的。制造报文规范的引用规范了工业领域具有通信能力的智能传感器、智能电子设备和智能控制设备,使出自不同制造商的设备之间具有互操作性。阐述了MMS技术及其在变电站自动化系统中的应用,并分析了基于IEC61850标准的制造报文规范通信系统及其服务流程。     

IEC 60870-5-103和IEC 60870-5-104协议应用经验

如何提高变电站自动化系统的通信开放性和可靠性？采用标准的通信协议和加强通信协议的测试手段应是最好的办法。文中介绍CBZ-8000变电站自动化系统中采用IEC 60870-5-103和IEC 60870-5-104两个国际标准的实现方式，分析了变电站自动化系统中采用这两个标准的必要性及实现中如何满足变电站自动化系统所有信息的传送要求和特点，最后介绍了为了保证通信协议的兼容性所采用的测试手段。研发实践验证了采用标准协议的合理性和采用测试手段的优越性。     

智能通信服务器在变电站自动化系统中应用

介绍了基于嵌入式Linux系统和IntelXscale网络处理器的Moxa智能通信服务器在煤矿井下6kV变电站自动化系统接入煤矿自动化系统中的应用。通过Linux串口编程技术、多线程编程技术和网络编程技术对其进行二次开发,实现了智能通信服务器的多个串口同现场不同接口、通信协议种类繁多的测控装置和智能设备的通信,收集它们的实时采样数据,同时采用Modbus/TCP协议作为智能通信服务器和煤矿调度指挥中心的通信协议,将处理后的各种现场实时信息纳入煤矿调度指挥中心,实现了井下6kV中央变电站的无人值守。由于Modbus/TCP协议具有通用性,所以该装置可与多种上位机软件监控平台建立连接。     

IEC 6087—5—103和IEC 60870—5—104协议应用经验

如何提高变电站自动化系统的通信开放性和可靠性？采用标准的通信协议和加强通信协议的测试手段应是最好的办法。文中介绍CBZ－8000变电站自动化系统中采用IEC 60870－5－103和IEC 60870－5－104两个国际标准的实现方式。分析了变电站自动化系统中采用这两个标准的必要性及实现中如何满足变电站自动化系统所有信息的传送要求和特点，最后介绍了为了保证通信协议的兼容性所采用的测试手段。研究实践验证了采用标准协议的合理性和采用测试手段的优越性。     

基于IEC61850的煤矿数字网络化变电所

介绍了一种基于IEC61850的煤矿数字网络化变电所,这种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,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。基于IEC61850的煤矿数字网络化变电所使信息的实时性和共享性有很大提高,整个矿区形成一个有效的一体化控制供电网络。     

网络化SCADA系统与变电站自动化系统体系结构探讨

计算机网络技术、通信技术的发展使得基于网际的SCADA体系结构进入了实际应用阶段。分别提出了网络化SCADA系统的分层体系结构和与其相适应的变电站综合自动化系统网络体系结构，探讨了在网络化SCADA系统中可能应用的通信协议。认为这方面的研究工作将对新一代SCADA系统和变电站自动化系统的研发具有实际意义。     

基于ARM平台及嵌入式实时操作系统的通信管理机

变电站内的通信网络和通信协议的多样性带来了如何实现互操作的现实问题,而基于IEC61850标准的变电站自动化系统不可能短期内实现,一个可行的解决方案就是在变电站通信网络中采用通信管理机。通过通信管理机,可以实现低速的串行总线、现场总线网络和高速以太网之间的互联,构建出高速、可靠、开放的变电站通信网络。基于ARM平台采用嵌入式以太网技术和嵌入式实时操作系统,设计了一种具有多种通信接口,能实现异种网络互联的通信管理机,简述了通信管理机在变电站自动化系统应用优势,详细介绍了该系统软、硬件的设计实现。     

110 kV变电站多阶段产品共存的综合自动化改造问题

变电站综合自动化系统经历了多阶段的发展。一个逐步扩建的变电站会存在不同阶段的产品,在综合自动化系统中如何组合各阶段的产品将是一个亟待解决的问题。以110kV洪梅变电站的综合自动化改造为例,提出了通过分层分布式结构、面向对象设计的综合自动化系统连接多阶段的保护测控装置,完成统一的通信接 口的实现方案。介绍了该变电站综合自动化系统的结构、功能、特点和配置,以及进行改造的实施步骤。     

.NET Framework模型在电力通信协议转换系统中的应用

在综合自动化变电站中,继电保护设备采用的通信协议多种多样,监控系统必须同时处理多种协议。文中在电力监控的通信协议转换系统中引入．NET Framework体系模型,其基本特征是在源协议与目标协议之间建立协议实时数据库（P—RTDB）,并将各种通信协议转换软件中功能相同的部分抽取出来建立统一的通用协议服务。源协议和目标协议通过调用通用协议服务来收发报文和访问P—RTDB,实现了一个协议转换系统同时处理多种源协议并将它们分别转换成相应的目标协议,而且在很大程度减小了通信协议软件开发工作的负担和成本,降低了开发难度和复杂性。     

不同厂家通信服务器互连方案的实现

正在变电站综合自动化系统中,通常测控装置和系统集成为同一厂商产品。不同的厂商因为通信规约的理解和解释不一致,难以直接实现互相之间的通信。提出了国电南自PSX600U与国电南瑞NSC320型通信服务器三种互连方案,分析各种方案的利弊。采取将PSX600U通信服务器以智能电子设备形式下挂至NSC320型通信服务器作为规约转换器,进行相应的通信和规约配置,满足变电站综合自动化系统单系统运行的要求。     

基于IEC 61850的变电站自动化系统通信网络

基于IEC 61850标准的变电站自动化系统通信网络不仅需要基于标准中特殊通信服务映射所规范的网络技术,而且网络设备和数据信息的建模需要利用面向对象技术,遵循标准中提供的模型,并通过一致性测试的检验,使设备具有互操作性,实现数据的共享。文章介绍了IEC 61850——变电站通信网络和系统系列国际标准的制定背景,分析了标准的内容和主要特点,总结了IEC 61850标准与现有其它电力系统通信协议的关系与区别,提出了以IEC61850为基础的电力系统无缝通信体系结构。     

基于MMS的IEC61850变电站通信网络和系统ACSI SCSM的分析和实现

IEC61850是关于变电站自动化系统的通讯网络和系统的国际标准,制定该标准的主要目的是为了实现不同厂商设备的互操作性。MMS(Manufacturing Message Specification)即制造报文规范,主要是规范工业自动化领域内智能设备间的通信行为,广泛地应用于工业过程控制、工业机器人等领域。ACSI(Abstract Communication Service Interface)即抽象通信服务接口,它是独立于通信协议,独立于具体实现,独立于操作系统的抽象的对服务过程和相关数据类的描述。它通过不同的SCSM映射到不同的协议。该文讨论了如何将IEC61850中的ACSI映射到MMS,以及如何用程序实现。     

变电站自动化系统的通信网络及传输规约选择

不同类型的变电站对自动化系统的通信网络有不同的要求，文章对变电站自动化系统工程实施过程中的数据通信网络及传输规约的选择进行了分析，并对变电站自动化系统的发展方向进行了初步探讨。     

变电站自动化系统采用IEC60870-5-103、104协议的优势

先后分析了变电站自动化系统采用标准通信协议的必要性、目前变电站自动化系统的通信标准的现状.在分析了IEC60870-5-103、IEC60870-5-104特点和变电站自动化系统通信的特点后,论述了变电站自动化系统采用IEC60870-5-103、IEC60870-5-104协议的必要性和优势.最后介绍了CBZ-8000变电站自动化系统中采用IEC60870-5-103和IEC60870-5-104两个国际标准的实现方式和实现中如何满足变电站自动化系统所有信息的传送要求和特点.     

嵌入式网络单片机及其在变电站自动化通信中的应用

随着变电站自动化技术从中、低压变电站系统向高压、超高压变电站系统发展,对变电站自动化通信网提出了更高的技术要求,从而使嵌入式系统在变电站自动化通信中倍受关注。介绍了在变电站自动化系统中实现嵌入式以太网的关键技术,指出采用由Ubicom公司的IP2022以太网协议转换芯片构成的嵌入式网络单片机是变电站自动化通信网的最佳配置方案,并对这种嵌入式网络单片机的软、硬件,及其在变电站自动化通信中的应用模式进行了深入的分析,认为嵌入式以太网是今后变电站通信网的热点和发展方向。