設為首頁 | 加為收藏
 
產品分類
微機防誤閉鎖操作系統
變電站綜合自動化
電能質量控制
故障指示器
電力安全設備
聯系我們

新聞中心

  
IEC61850標準對電力系統工作的影響
  1.引言
   隨著IEC61850標準的頒布,廣大制造企業和電力用戶開始對IEC61850標準進行研究,IEC61850逐漸成為近期電力系統最熱門的話題,也成為最熱門的研究課題。目前我們更多地研究和討論如何實現以IEC61850為核心的數字化變電站自動化系統,但是從電力用戶的角度來看,如何更好地管理和維護IEC61850系統也將成為一個日趨重要的課題,本文從使用的角度提出一些觀點,希望能夠引起廣大電力工作者的重視。
    
  2.IEC61850標準簡介
   為適應變電站自動化技術的迅速發展,1995年國際電工委員會第57技術委員會(IEC’rc57)為此成立了3個工作組10,ll,12(WGIO/ll/12),負責制定IEC61850標準。工作組成員分別來自歐洲、北美和亞洲國家,他們有電力調度、繼電保護、電廠、操作運行及電力企業的技術背景,其中有些成員參加過北美及歐洲一些標準的制定工作。3個工作組有明確的分工:第10工作組負責變電站數據通信協議的整體描述和總體功能要求;第l 1工作組負責站級數據通信總線的定義;第12工作組負責過程級數據通信協議的定義。這3個工作組參考和吸收了已有的許多相關標準,其中主要有: 1IEC 870—5—10l遠動通信協議標推;②IEC 870—5—103繼電保護信息接口標準;3UCA 2.0(utility communication arch5tectMre2.0),由美國電科院制定的變電站和饋線設備通信協議體系:4ISO/IEC9506制造報文規范MMS固電力裝備20070(Manufacturing Message Specification)。1999年3月,3個工作組提出了IEC 61850委員會草案版本,從該版本看,lEC61850標準共分為10個部分。我們國家也從2002年開始對IEC61850系列標準進行轉換,目前已經基本制定了相應的行業標準。
    
  3 .IEC61850標準涉及的內容
  從IEC61850系列標準中可以看出,整個標準可以分成4大部分,如下:
  1)系統部分;
  2)配置部分;
  3)數據模型、通信服務及映射部分;
  4)測試部分。
  其中每一部分都涉及到具體的一些內容,下面進行說明。
  3.1 系統部分
  包括如下4個標準:
  1)IEC61850一l簡介,
  2)IEC61850—3通用需求,
  3)IEC61850—4系統和工程管理,
  4)IEC61850—5功能和設備模型的通信需求。
  在系統這部分,首先介紹了IEC61850標準制定的出發點,其內容不光從通信技術本身進行描述,還從系統工程管理、質量保證、系統模型等方面全面進行敘述,使IEC61850標準能夠更好地應用于電力系統。在IE(261850標準的第3部分說明了變電站自動化系統的質量需求和環境要求等,為數字化變電站自動化系統的研發和檢測提供了有利依據。在標準的第4部分詳細說明了變電站自動化系統的工程化要求,其中闡述了變電站自動化系統的建設過程,這部分內容對于從事電力系統運行、維護的工作人員特別要注意,它可以用來指導我們進行實際工作。另外這部分從系統生命周期的角度對變電站自動化系統產品的維護和服務提出了要求,也是值得我們電力系統運行、維護人員關注的。最后從質量保證的角度對制造企業提出了要求,這才是我們使用標準的最終目標,就是提供高可靠性的產品。
  3.2配置部分
  IEC61850—6部分規定了描述與通信有關的IED配置和參數、通信系統配置、開關間隔(功能)結構及它們之間關系的文件格式。應該說,標準的配置方法和配置工具是從事電力系統自動化人長期以來努力追求的目標之一,目前大多數廠家的變電站自動化系統配置都有自己的工具和模板,但是不同廠家之間信息不能共享,當進行不同廠家設備之間、變電站自動化系統和調度系統聯合調試時,許多已有信息不能共享,從而增加了工作量,另外也不利于數據一致性檢查,致使主站、子站的配置信息不一致,給運行帶來隱患。IEC61850—6標準通過統一的配置描述語言實現整個系統配置的標準化和規范化。這部分對變電站自動化系統的自動配置有很大作用,系統統一建模和自動配置功能對于進行系統開發、制造的企業非常有用,可以提高不同廠家、不同系統之間信息共享能力。
   3.3數據模型、通信服務和映射部分作為IEC61850最核心的技術部分內容,它包括如下一些方面:
  I)61850—7系列數據模型和抽象通信服務接口,
  2)61850—8系列特定通信服務映射MMS,
  3)61850—9系列特定通信服務映射。
  以上3個方面從技術實現的角度描述了IEC61850的信息模型、通信服務接口模型和信息模型與實際通信網絡的映射辦法,從而實現了系統信息模型的統一、通信服務的統一和傳統過程的一致,也就意味著整個系統實現了良好的兼容性。作為電力工作者,我們要深刻理解這種面向對象的設計思想,然后在實際工作中配合制造企業技術人員和科研機構一起研究電力系統的數據模型的應用模型,使電力系統模型更加豐富和統一,從而保證變電站自動化系統之間具有良好的互操作性。
  3.4測試部分
  61850—10規定了變電站自動化系統和設備的一致性測試方法,用來指導如何對使用61850標準的設備和系統進行相應的一致性測試,從而保證設備之間及設備與系統之間有更好的兼容性,這也是IEC61850標準所追求的目標。作為從事電力工作的人員,我們要把握測試工作的要點,在以后的工作中能夠正確地對待使用中發現的問題,從技術的角度進行合理的分析和評價。另外從使用的角度來看,如何看待通過了測試的產品,如何通過設備的規約一致性測試報告來了解設備與其他設備、設備與系統之間的兼容性是我們需要掌握的方法,這對于我們設備選型有重要作用。 
    
  4. IEC61850標準對電力系統工作的要求
   4.1規范變電站自動化系統的測試在以往的產品檢測中,一般分成兩個大的方面:
   1)單個設備的型式檢驗;
   2)整個系統的系統檢驗。
   隨著IEC61850標準的使用,我們要從質量保證體系的角度來全面地看待這個問題。在61850—4標準的7.1.1.1質量體系中,有如下試驗:
   1)系統測試,
   2)型式實驗,
  3)一致性測試,
   4)產品例行檢驗,
  5)FAT工廠接受試驗(與電力用戶有關),
   6)SAT現場接受試驗(與電力用戶有關),
   7)現場設備升級試驗(與電力用戶有關)。
  在以上7種試驗中,5、6、7三種與電力用戶有密切關系,尤其是6、7兩種試驗需要在現場進行,因此試驗方法、試驗項目都需要由用戶根據需要進行制定。
  FAT工廠接受試驗用來驗證即將出廠的產品是否滿足了用戶的需要,其試驗的依據來源是雙方的技術協議和雙方討論的測試項目,如果用戶需要進行工廠接收試驗,則需要在技術協議中寫清楚試驗的項目和要求,使制造企業能夠提供相應的試驗記錄。
   一般SAT現場接受試驗分4個步驟進行:
   1)過程層與間隔控制層之間的試驗,
  2)間隔控制層與站控層之間的試驗,
  3)站控層與調度中心之間的試驗,
  4)過程層到調度中心之間的試驗。
  電力用戶必須針對以上4個階段的試驗制定詳細的試驗項目和試驗方法,以保證安裝在現場的設備、系統能夠滿足實際工作需要,可以進行投運。在自動化系統升級、改造過程中,需要進行設備的更換和新設備的增加,這些新加入的設備是否能夠與原系統協調工作就需要進行試驗,試驗的內容和項目也需要進行規范,保證新加入的設備不影響原有系統的工作,并且能夠實現其預定功能。
  4.2協助規范變電站自動化的系統模型
  IEC61850標準不只是一個簡單的通信規約,它在通信規約的基礎上使用了系統數據模型和抽象通信服務接口(ACSI)概念,使得系統之間、設備之間以及設備與系統之間達到了更高層次的兼容性,也就是信息模型層面的兼容性,它的核心內容就是不同廠家的設備、系統使用相同的信息模型來設計自己的產品,有些模型在標準中有明確的定義,而隨著使用和發展的需要,一定會出現更多新的系統模型,及時補充、完善新的系統模型工作就顯得尤為重要,如果模型設計的不夠完善,或者模型設計不統一將直接導致系統、設備間的兼容性變差,從而背離了IEC61850設計的初衷。因此,從使用的角度進行模型的擴充和完善也將成為電力系統研究人員的一項重要工作。
  4.3建立完善的現場驗收要求
   隨著數字化變電站的建設,IEC61850標準對現場驗收提出了許多新的要求和新的形式要求,這需要我們電力工作者根據IEC61850的新特點,補充、完善現場驗收要求,使現場驗收工作更加具體、有效、完整,將一切系統安全隱患消除在萌芽之中,及時發現各種功能不完善之處。
  從驗收的內容來看,不光包括系統中的硬件、軟件,還要包括:
  1)系統中使用的硬件、軟件說明文檔,
  2)系統中使用設備的配置參數文檔,
  3)系統數據、信息模型文檔,
  4)各個設備、系統的配置文件等。
  4.4變革變電站系統工作流程在變電站工作中,一般有如下工作需要進行:
  1)變電站自動化系統安裝;
  2)變電站自動化系統現場驗收;
   3)變電站自動化系統投運;
  4)變電站自動化系統日常維護;
  5)變電站自動化系統設備檢修;
  6)變電站自動化系統設備更換;
  7)變電站自動化系統擴展、升級等。
  隨著IEC61850系統的使用,為這些環節的工作賦予了新的工作內涵,有些甚至會影響現有的工作流程,必須針對IEC61850的特點和需求及時修改、補充完善現有工作流程、規章制度,使之能適應新系統的需要,否則當我們使用功能強大的新系統時,在缺乏有效管理手段的情況下,就可能會給電力生產帶來巨大的安全隱患。
  4.5加強變電站自動化系統的文檔管理相對于傳統保護、測控設備來說,以IEC61850為核心的新一代設備功能更加強大,系統組織結構更加靈活,同時也就給系統管理和維護提出了更高的要求,以數字化、信息化為主要內容的新一代設備通過靈活的配置完成各種組合的功能,這時,這些配置信息就成為物理設備的一個重要組成部分,通過配置信息的靈活改變就可以實現同一個物理設備的不同功能,相當于傳統保護、測控設備硬件的調整或者程序的改變,因此這些配置信息能否得到良好的保存和管理就成為一個重要的課題,如果管理不完善,隨著系統使用時間越來越長,系統在使用過程中維護、修改越來越多,就會給日后的維護帶來越來越多的問題,如果文檔記錄跟蹤不到位就會增大工作難度,甚至使許多工作都要重新來做,無形中增加了工作量,也帶來了許多不安全的隱患。文檔化工作需要涉及如下內容:
  1)硬件文檔,記錄變電站自動化系統中每個組件與過程環境的外部連接關系;
  2)參數文檔,定義系統內部所有定性和定量的關系。包括如下方面:
   a.工程參數文檔;
  b.運行參數文檔;
  c.配置清單列表;
  d.系統參數文檔;
  e.過程參數文檔。
  另外,在系統運行、維護過程中,隨著系統維護、擴建工作的開展,相應的文檔也要及時進行調整,以適應系統的變化,并且以前各個階段的文檔要使用版本管理的方法來進行。
  鑒于文檔化工作任務重、難度大,最好使用文檔管理工具來輔助完成這一工作。
  具體要管理哪些文檔,文檔管理要遵循哪些工作流程等問題都需要電力用戶結合工作需要進行考慮。
  4.6完善變電站二次系統設計內容
  一個變電站設計包括土建設計和電氣設計等內容,其中電氣部分又分為一次系統和二次系統,在傳統二次系統設計中,通常要完成以下內容:
  1)設備選型;
  2)系統結構圖;
  3)電氣接線圖等。
  在以IEC61850為核,L,09數字化變電站設計中,由于保護、測控設備與傳統意義上的保護、測控設備有了許多改變,其中最主要的特征就是以邏輯節點LN為基本單元的物理設備,通過系統功能分配賦予相應的需要實現的功能,這樣在以下方面就需要進行相應調整:
  1)設備選型將變成按照設備邏輯功能選型;
  2)電氣接線圖將變成電氣接線圖和功能邏輯結構圖。
  從以上變化可以看出,數字化變電站系統設備對電力設計院提出了更高的要求,要設計出結構合理、滿足實際需要的可靠系統,除了熟悉原有知識外,還需要對各種61850設備的功能邏輯節點LN進行熟悉,以便能夠使這些物理設備通過邏輯連接完成所需功能。
    
  5 .IEC61850對各方面工作的要求
  5.1 電力用戶要做的工作
  作為數字化變電站的使用者-電力用戶一定要與時俱進,與數字化變電站的建設保持同步。為此應該從以下方面進行考慮:
  1)與制造企業和科研機構合作,探討、研究IEC61850技術;
  2)以IEC61850為核心,結合實際工作需求,與各使用部門進行充分地協商,制定更高水平的用戶需求,為制造企業設計、研發產品提供依據;
  3)結合IEC61850的特點和對工作產生的影響,制定相應的管理規范和工作規范,以配合數字化變電站建設的需要;
  4)考慮到IEC61850系統對一次、二次信息的需要,制定相應的設備管理規范和編碼規范。
   5.2制造企業要做的工作
  1)積極與科研機構和電力用戶進行技術交流,使各方面技術發展保持基本同步,了解用戶需求;
   2)一次設備、二次設備制造企業要進行積極有效的技術溝通,因為IEC61850涉及從一次到二次、從保護到控制、從通信到系統模型等多方面,如果某個4~,lP或者企業中的某個部門從自己工作的角度進行設計、研發,而不考慮與其他環節配合,那么勢必會在以后的工作中遇到不兼容的地方需要進行調整,另外這種技術發展的不平衡也會制約企業設計、研究的發展;
  3)當遇到標準中未規定的新情況時,通過行業協會、或者跨行業的協會組織一起進行交流和討論,然后制定相應的規范,使IEC61850的發展更加健康、有序。
   5.3科研、檢測結構要做的工作
  1)積極與制造企業和電力用戶進行技術交流,使各方面技術發展保持基本同步,了解用戶需求;
  2)努力研究新的檢驗方法和檢驗項目,滿足61850標準的要求;
  3)積極配合變電站自動化系統項目的研究和建設,為系統開發和建設提供寶貴的意見和建議。
     
   6.結語
  新技術取代舊技術是歷史發展的必然,如何讓新技術更好地被社會接受,為電力發展做出更大的貢獻是我們各方面都需要考慮的課題,在這一變革的重要時刻,電力工作者要保持清醒的頭腦和積極探索的精神,使IEC61850能夠更好地應用于電力系統。
【打印】 【關閉】

© 2010 襄陽天盾科技實業有限公司 鄂ICP2009092315號 【后臺登錄】
地址:湖北省襄陽市追日路2號 郵編:441000 電話:0710-3230055 售后電話:0710-3223068 郵箱:[email protected]  傳真:0710-3235522