專利名稱：基于iec 61850的智能變電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公布了輸配電領(lǐng)域的基于IEC61850的智能變電站。
背景技術(shù)：
智能變電站是統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐，是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的必不可少的建設(shè)內(nèi)容。智能變電站要求智能變電站的信息采集、傳輸、處理、輸出過程要實現(xiàn)全站信息數(shù)字化、基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)通信平臺的網(wǎng)絡(luò)化、基于基礎(chǔ)信息和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化信息模型的信息共享標(biāo)準(zhǔn)化，以及實現(xiàn)各種站內(nèi)/外高級應(yīng)用系統(tǒng)相關(guān)對象間的高級應(yīng)用互動化等基本要求。為此，智能變電站的建設(shè)內(nèi)容，實質(zhì)上是在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實現(xiàn)一次設(shè)備智能化、輔助系統(tǒng)智能化，并構(gòu)建一體化信息平臺。一次設(shè)備智能化的主要目的之一是實現(xiàn)狀態(tài)信息的數(shù)字化采集和網(wǎng)絡(luò)化的傳輸，建立基于IEC61850的統(tǒng)一信息模型和通信平臺，進(jìn)行實時監(jiān)測與故障分析，為變壓器與斷路器等一次設(shè)備的狀態(tài)檢修提供依據(jù)。而目前多數(shù)一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測IED (智能電子設(shè)備)的功能單一，通信協(xié)議不兼容、通信接口不統(tǒng)一，互操作難以進(jìn)行、數(shù)據(jù)無法共享的問題，無法滿足智能變電站的要求。智能變電站的安全防護、消防、視頻監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、高壓設(shè)備運行溫度、給排水、采暖通風(fēng)等輔助設(shè)備的監(jiān)測的智能化越來越受到重視。實現(xiàn)將各種非IEC61850標(biāo)準(zhǔn)信息統(tǒng)一建模為IEC61850標(biāo)準(zhǔn)化信息，并接入一體化信息平臺，是實現(xiàn)監(jiān)測聯(lián)動是輔助系統(tǒng)的智能監(jiān)測的重要內(nèi)容。為了使傳統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測從一個孤立的、參考性的系統(tǒng)過濾到全局的、網(wǎng)絡(luò)化的、智能化的、互動化的綜合狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，有必要面向一次設(shè)備、輔助系統(tǒng)建立狀態(tài)監(jiān)測的統(tǒng)一信息平臺。在當(dāng)前對智能變電站狀態(tài)監(jiān)測平臺構(gòu)建方面上這些技術(shù)存在以下問題:第一缺乏對智能變電站的輔助系統(tǒng)智能化的統(tǒng)一支持。第二，缺乏對各種監(jiān)測設(shè)備即插即用的支持，增加新功能擴展的建設(shè)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出基于IEC61850的智能變電站，其能實現(xiàn)對智能變電站中各種設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED即插即用的支持，降低新功能擴展的建設(shè)成本，同時加強對智能變電站的輔助設(shè)備狀態(tài)的智能化監(jiān)測。本發(fā)明提供的一種技術(shù)方案是:基于IEC61850的智能變電站，分為:站控層、間隔層和過程層，所述站控層內(nèi)設(shè)有后臺監(jiān)測平臺；所述間隔層內(nèi)設(shè)有智能變電站狀態(tài)監(jiān)測平臺，所述智能變電站狀態(tài)監(jiān)測平臺包括=IED模板數(shù)據(jù)庫、解析配置模塊、出廠數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫，N個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED、M個輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED、IED互操作處理平臺、以及第一 IEC61850-8-1/MMS映射器、第二 IEC61850-8-1/MMS映射器和網(wǎng)關(guān)；
所述的N個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的服務(wù)端和所述的M個輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的服務(wù)端均與所述IED互操作處理平臺連接，所述的IED互操作處理平臺連接所述第二IEC61850-8-1/MMS映射器，所述第二 ffiC61850-8_l/MMS映射器連接所述后臺監(jiān)測平臺；所述的N個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED中，有X個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的客戶端連接所述的第一 IEC61850-8-1/MMS映射器，并通過所述的第一 IEC61850-8-1/MMS映射器與位于所述過程層內(nèi)的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED對應(yīng)連接；其余的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的服務(wù)端連接所述的網(wǎng)關(guān)，并與位于所述過程層內(nèi)的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測儀對應(yīng)連接，每個所述的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED和每個所述的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測儀均與一個一次設(shè)備對應(yīng)連接；所述的M個輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的客戶端均與所述的第一 IEC61850-8-1/MMS映射器連接，并通過所述的第一 IEC61850-8-1/MMS映射器與位于所述過程層內(nèi)的輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED對應(yīng)連接；所述的IED模板數(shù)據(jù)庫同時連接所述的第二 IEC61850-8-1/MMS映射器、所述的解析配置模塊和所述的IED互動操作平臺；所述的出廠數(shù)據(jù)庫和所述的實時數(shù)據(jù)庫同時連接所述的解析配置模塊。進(jìn)一步的，所述的IED模板數(shù)據(jù)庫包括LN信息庫和CDC信息庫，所述的LN信息庫中以XML語法規(guī)范存放IEC61850-7中定義的標(biāo)準(zhǔn)邏輯節(jié)點類的基本信息；所述的CDC信息庫內(nèi)以XML規(guī)范存放公共數(shù)據(jù)類的基本信息；所述的LN信息庫和所述的⑶C信息庫分別同時連接所述的第二 IEC61850-8-1/MMS映射器、所述的解析配置模塊和所述的IED互動操作平臺。再進(jìn)一步的，所述解析配置模塊內(nèi)置IED配置子模塊和系統(tǒng)配置子模塊，在所述IED出廠信息庫的支持下，通過所述系統(tǒng)配置子模塊完成所述SCD文件的下載，通過所述IED配置子模塊完成CID文件的生成和下載。更進(jìn)一步的，所述解析配置模塊提供可視化的操作界面，對所述的CID文件和所述SCD文件進(jìn)行編輯、修改和校驗。進(jìn)一步的，所述第一 IEC61850-8-1/MMS映射器將各個所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED提供的ACS服務(wù)映射為對應(yīng)所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED接受的麗S服務(wù)；所述第一IEC61850-8-1/MMS映射器將各個所述輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED提供的ACS服務(wù)映射為對應(yīng)所述輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED接受的MMS服務(wù)。進(jìn)一步的，所述網(wǎng)關(guān)在各個所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測儀與對應(yīng)的所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED之間提供非IEC61850與IEC6180協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。進(jìn)一步的，各個所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和所述輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED通過所述IED互操作處理平臺，使用相同的信息表達(dá)實現(xiàn)互操作。進(jìn)一步的，所述過程層內(nèi)設(shè)有若干合并單元，每個所述合并單元連接有一個電子互感器，所述合并單元通過成對設(shè)置的計量IED和測控IED與所述后臺監(jiān)測平臺連接。進(jìn)一步的，所述一次設(shè)備包括斷路器，所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED包括斷路器監(jiān)測子IED，所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED包括斷路器監(jiān)測主IED ;所述斷路器、所述斷路器監(jiān)測子IED和所述斷路器監(jiān)測主IED依次連接；每個所述斷路器通過依次連接的開關(guān)控制器和保護IED與所述后臺監(jiān)測平臺連接。采用了本發(fā)明的基于IEC61850的智能變電站的技術(shù)方案，即在智能變電站的智能變電站狀態(tài)監(jiān)測平臺中引入了第一 ffiC61850-8-l/MMS映射器、第二 ffiC61850-8_l/MMS映射器、網(wǎng)關(guān)和輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED。其技術(shù)效果是:智能變電站狀態(tài)監(jiān)測平臺不僅能對智能變電站內(nèi)一次設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，還能對輔助設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，從而消除傳統(tǒng)智能變電站監(jiān)測中獲取信息的局部性、分散性和孤立性，使得所監(jiān)測的信息范圍是全景、實時、全方位的，保證智能變電站狀態(tài)監(jiān)測時所采集的信息的關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性和完整性。另一方面實現(xiàn)對各種一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和各種輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED即插即用的支持，降低智能變電站新功能擴展的建設(shè)成本。


圖1為本發(fā)明的基于IEC61850的智能變電站的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的基于IEC61850的智能變電站中智能變電站狀態(tài)監(jiān)測平臺的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式請參閱圖1和圖2，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明:本實施例中，本發(fā)明的基于IEC61850的智能變電站分為過程層3、間隔層2和站控層I三層。其中，間隔層2內(nèi)設(shè)有一個智能變電站狀態(tài)監(jiān)測平臺200，包括IED模板數(shù)據(jù)庫210、解析配置模塊220、實時數(shù)據(jù)庫231和出廠數(shù)據(jù)庫232、N個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED、M個輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED、IED互操作處理平臺260、第一 IEC61850-8-1/MMS映射器240、第二 IEC61850-8-1/MMS 映射器 270 和網(wǎng)關(guān) 250。其中，所述的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED包括:變壓器監(jiān)測主IED281，斷路器監(jiān)測主IED282、電容器監(jiān)測主IED283、GIS (氣體絕緣全封閉組合電器)監(jiān)測主IED284、電抗器監(jiān)測主IED285和避雷針監(jiān)測主IED286。輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED包括高壓設(shè)備溫度監(jiān)測主 IED291。本實施例中，變壓器監(jiān)測主IED281的客戶端，斷路器監(jiān)測主IED282的客戶端、電容器監(jiān)測主IED283的客戶端、GIS監(jiān)測主IED284的客戶端連接第一 IEC61850-8-1/MMS映射器240，用以與位于所述過程層3內(nèi)的多個變壓器監(jiān)測子IED301的服務(wù)端，多個斷路器監(jiān)測子IED302的服務(wù)端、多個電容器監(jiān)測子IED303的服務(wù)端、多個GIS監(jiān)測子IED304的服務(wù)端進(jìn)行連接和通信。每個變壓器監(jiān)測子IED301的客戶端都通過光纜或者ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)連接一個變壓器321，每個斷路器監(jiān)測子IED302的客戶端都通過光纜或者ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)連接一個斷路器322，每個電容器監(jiān)測子IED303的客戶端都通過光纜或者ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)連接一個電容器323，每個GIS監(jiān)測子IED304的客戶端都通過光纜或者ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)連接一個GIS324。每個變壓器監(jiān)測子IED301的客戶端都與對應(yīng)的變壓器321上的傳感器實現(xiàn)與對應(yīng)變壓器321連接，并通過該傳感器來獲取該對應(yīng)的變壓器321的狀態(tài)信息。每個斷路器監(jiān)測子IED302的客戶端都與對應(yīng)的斷路器322上的傳感器實現(xiàn)與對應(yīng)斷路器322連接，并通過該傳感器來獲取該對應(yīng)的斷路器322的狀態(tài)信息。每個電容器監(jiān)測子IED303的客戶端都與對應(yīng)的電容器323上的傳感器實現(xiàn)與對應(yīng)電容器323連接，并通過該傳感器來獲取該對應(yīng)的電容器323的狀態(tài)信息。每個GIS監(jiān)測子IED304的客戶端都是與對應(yīng)的GIS324上的傳感器實現(xiàn)與對應(yīng)GIS324連接，并通過該傳感器來獲取該對應(yīng)的GIS324的狀態(tài)信息。同理，高溫設(shè)備溫度監(jiān)測主ffiD291連接第一 ffiC61850-8_l/MMS映射器240，用以與位于過程層3內(nèi)的若干個高壓設(shè)備溫度監(jiān)測子IED311進(jìn)行通信。該若干個高壓設(shè)備溫度監(jiān)測子IED311都與位于同一個高壓設(shè)備331上的若干個傳感器一一對應(yīng)地連接，并通過該若干傳感器來獲取該高壓設(shè)備331的溫度信息的。即一個高溫設(shè)備溫度監(jiān)測主IED291對應(yīng)一個高壓設(shè)備331。概括地說就是一個所述的輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED對應(yīng)一個所述的輔助設(shè)備。變壓器監(jiān)測主IED281、斷路器監(jiān)測主IED282、電容器監(jiān)測主IED283、GIS監(jiān)測主IED284,以及變壓器監(jiān)測子IED301、斷路器監(jiān)測子IED302、電容器監(jiān)測子IED303、GIS監(jiān)測子IED304都是基于IEC61850協(xié)議進(jìn)行設(shè)計的。因而第一 IEC61850-8-1/MMS映射器240的作用在于:在變壓器監(jiān)測子IED301與變壓器監(jiān)測主IED281之間，在斷路器監(jiān)測子IED302與斷路器監(jiān)測主IED282之間，在電容器監(jiān)測子IED303與電容器監(jiān)測主IED283之間，在GIS監(jiān)測子IED304與GIS監(jiān)測主IED284之間，對應(yīng)地將ACS (抽象通信服務(wù))映射為麗S (虛擬制造設(shè)備服務(wù)器)服務(wù)。ACS服務(wù)與MMS服務(wù)之間的映射包括三種映射:數(shù)據(jù)類型映射、類模型映射以及服務(wù)映射。一個與第一 IEC61850-8-1/MMS映射器240連接的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的客戶端可以通過第一 IEC61850-8-1/MMS映射器240向?qū)?yīng)的一次狀態(tài)監(jiān)測子IED的服務(wù)端發(fā)起請求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型從麗S域到IEC61850命名空間的轉(zhuǎn)換，同時該一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED還可根據(jù)IED模板數(shù)據(jù)庫210中的數(shù)據(jù)，來獲取對應(yīng)的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED的IEC61850的數(shù)據(jù)模型定義，從而在實時數(shù)據(jù)庫231中建立起該一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的數(shù)據(jù)模型，完成對應(yīng)的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED的自我描述、自動建模的過程。同理，高壓設(shè)備溫度監(jiān)測主IED291的客戶端也連接第一 IEC61850-8-1/MMS映射器240，并通過第一 IEC61850-8-1/MMS映射器240與高壓設(shè)備溫度監(jiān)測子IED311進(jìn)行通信。高壓設(shè)備溫度監(jiān)測主IED291和高壓設(shè)備溫度監(jiān)測子IED311都是基于IEC61850協(xié)議進(jìn)行設(shè)計的，因此第一 IEC61850-8-1/MMS映射器240的作用在于:高壓設(shè)備溫度監(jiān)測子IED311的服務(wù)端和高壓設(shè)備溫度監(jiān)測主IED291的客戶端之間，對應(yīng)地將ACS (抽象通信服務(wù))映射為MMS (虛擬制造設(shè)備服務(wù)器)服務(wù)。當(dāng)然，第一 IEC61850-8-1/MMS映射器240還能完成其它輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED的服務(wù)端和對應(yīng)的輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的客戶端之間，對應(yīng)地將ACS (抽象通信服務(wù))映射為MMS (虛擬制造設(shè)備服務(wù)器)服務(wù)。同時每個輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED還可根據(jù)IED模板數(shù)據(jù)庫210中的數(shù)據(jù)，來獲取對應(yīng)的輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED的IEC61850的數(shù)據(jù)模型定義，從而在實時數(shù)據(jù)庫231中建立起該監(jiān)測主IED的數(shù)據(jù)模型，完成對應(yīng)的輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED的自我描述、自動建模的過程。本實施例中，電抗器監(jiān)測主IED285和避雷針監(jiān)測主IED286的客戶端連接網(wǎng)關(guān)250，并通過網(wǎng)關(guān)250對應(yīng)連接多個電抗器監(jiān)測儀305和多個避雷針監(jiān)測儀306的服務(wù)端，每個電抗器監(jiān)測儀305的客戶端都通過光纜或者ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)連接一個電抗器325，每個避雷針監(jiān)測儀306的客戶端都通過光纜或者ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)連接一個避雷針326。每個電抗器監(jiān)測儀305的客戶端都是與對應(yīng)的電抗器325上的傳感器實現(xiàn)與對應(yīng)電抗器325的連接，并通過該傳感器來獲取該對應(yīng)的電抗器325的狀態(tài)信息。每個避雷針監(jiān)測儀306的客戶端都是與對應(yīng)的避雷針326上的傳感器實現(xiàn)與對應(yīng)避雷針326的連接，并通過該傳感器來獲取該對應(yīng)的避雷針326的狀態(tài)信息。由于電抗器監(jiān)測主IED285和避雷針監(jiān)測主IED286是基于IEC61850協(xié)議進(jìn)行設(shè)計的，電抗器監(jiān)測儀305和避雷針監(jiān)測儀306是基于非IEC61850協(xié)議進(jìn)行設(shè)計的，為了實現(xiàn)電抗器監(jiān)測主IED285和電抗器監(jiān)測儀305，避雷針監(jiān)測主IED286和避雷器監(jiān)測儀306之間的通信，必須通過網(wǎng)關(guān)250，在電抗器監(jiān)測儀305的服務(wù)端與電抗器監(jiān)測主IED285的客戶端之間，在避雷針監(jiān)測儀306的服務(wù)端與避雷針監(jiān)測主IED286的客戶端之間，完成非IEC61850協(xié)議與IEC61850之間的映射，包括報文通信服務(wù)與IEC61850通信服務(wù)之間的映射、非IEC61850數(shù)據(jù)類型與IEC61850的公共數(shù)據(jù)類型(CDC)的映射等，從而完成非IEC61850協(xié)議的數(shù)據(jù)對象到IEC61850的數(shù)據(jù)對象之間的轉(zhuǎn)換，將基于非IEC61850協(xié)議的電抗器監(jiān)測儀305和避雷針監(jiān)測儀306接入本發(fā)明的基于IEC61850的智能變電站。同時該電抗器監(jiān)測主IED285和避雷針監(jiān)測主IED286還可根據(jù)IED模板數(shù)據(jù)庫210中的數(shù)據(jù)，在實時數(shù)據(jù)庫231中建立起電抗器監(jiān)測主IED285和避雷針監(jiān)測主IED286的數(shù)據(jù)模型，完成對應(yīng)的電抗器監(jiān)測儀305和避雷針監(jiān)測儀306的自我描述、自動建模的過程。第二 IEC61850-8-1/MMS映射器270的作用在于:將各個所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的服務(wù)端與后臺監(jiān)測平臺100之間，完成從ACS服務(wù)到麗S服務(wù)之間的映射，使得后臺監(jiān)測平臺100與可根據(jù)IED模板數(shù)據(jù)庫210中的數(shù)據(jù)，來獲取各個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和各個輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的IEC61850的數(shù)據(jù)模型定義，從而在后臺監(jiān)測平臺100中，建立起各個所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和各個所述輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的IEC61850數(shù)據(jù)模型，完成各個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和各個輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的自我描述、自動建模的過程。因此，各個所述的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和各個輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的作用在于:防止各個所述的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED和各個所述的輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED直接與后臺監(jiān)測平臺100進(jìn)行通信。同時將基于非IEC61850協(xié)議的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測儀接入本發(fā)明的基于IEC61850的智能變電站中。同時各個所述的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED還能通過過程網(wǎng)絡(luò)匯總并分析對應(yīng)的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED或一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測儀的數(shù)據(jù)，各個所述輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED還能通過過程網(wǎng)絡(luò)匯總并分析各個對應(yīng)的輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED采集的數(shù)據(jù)。IED互操作處理平臺260在IED模板數(shù)據(jù)庫210支持下，使得各個所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和所述輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED可以通過IED互操作處理平臺260，使用相同的信息表達(dá)實現(xiàn)互操作，同時將各個所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和所述輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED搜集的數(shù)據(jù)匯總給后臺監(jiān)測平臺100。由于第一IEC61850-8-1/MMS 映射器 240、第二 IEC61850-8-1/MMS 映射器 270、網(wǎng)關(guān)250和IED互動操作平臺260提供了豐富的端口，便于一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED在本發(fā)明的基于IEC61850的智能變電站中的即插即用。降低了新功能擴展的建設(shè)成本。同時也提升了智能變電站狀態(tài)監(jiān)測平臺200的對于智能變電站中輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的能力。IED模板數(shù)據(jù)庫210分為LN信息庫和CDC信息庫。其中LN信息庫以XML語法規(guī)則存放IEC61850-7協(xié)議中定義的標(biāo)準(zhǔn)邏輯節(jié)點類的基本信息，標(biāo)準(zhǔn)邏輯節(jié)點類的基本信息包括該標(biāo)準(zhǔn)邏輯節(jié)點類所包含的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的類型、該標(biāo)準(zhǔn)邏輯節(jié)點類所包含的數(shù)據(jù)是可選的還是強制性的、以及該邏輯節(jié)點類所包含的數(shù)據(jù)是否有設(shè)置量。CDC信息庫存放公共數(shù)據(jù)類的基本信息。公共數(shù)據(jù)類的基本信息包括公共信息類所包含的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的類型、該公共信息類所包含的數(shù)據(jù)是可選的還是強制性的、以及該公共信息類所包含的數(shù)據(jù)是否有設(shè)置量，以及公共信息類數(shù)據(jù)的功能約束和觸發(fā)條件。在用戶通過解析配置模塊220對邏輯節(jié)點元素進(jìn)行編輯時，提供相應(yīng)的約束信息。當(dāng)IEC61850-7定義的標(biāo)準(zhǔn)邏輯節(jié)點，不能滿足所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED或者所述輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的建模功能時，所述IEC61850-7定義的標(biāo)準(zhǔn)邏輯節(jié)點通過繼承GGIO (通用過程輸入/輸出)類而擴充而生成新的邏輯節(jié)點，該新的邏輯節(jié)點的基本信息也實時存放在所述的LN信息庫中。所述的LN信息庫與所述的CDC信息庫均同時與解析配置模塊220、第二IEC61850-8-1/MMS映射器270、IEC互動操作平臺260連接，以方便對于所述LN信息庫內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)邏輯節(jié)點類的基本信息以及CDC信息庫內(nèi)的公共信息類的查詢和編輯。解析配置模塊220分為IED配置子模塊222和系統(tǒng)配置子模塊221。解析配置模塊220對智能變電站系統(tǒng)進(jìn)行配置的過程中，要用到四種類型的SCL文件，分別為:側(cè)重于整個智能變電站系統(tǒng)功能級的系統(tǒng)規(guī)格進(jìn)行描述的SSD文件，側(cè)重于智能變電站配置進(jìn)行描述的SCD文件、以及側(cè)重于對所述的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和所述的輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的IED功能進(jìn)行描述的I⑶文件、側(cè)重于對配置所述的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和所述的輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的IED功能進(jìn)行描述的CID文件。解析配置模塊220的主要功能就是在IED出廠信息庫232的支持下，通過IED配置子模塊222和系統(tǒng)配置子模塊221，完成CID文件和S⑶文件的生成和以及從后臺監(jiān)測平臺100的下載工作，從而實現(xiàn)對各個所述的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和所述的輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的配置。因此解析配置模塊220有力支撐了各個所述的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和所述的輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED面向服務(wù)的自我描述、自動建模的實現(xiàn)。同時解析配置模塊220中的IED配置子模塊222和系統(tǒng)配置子模塊221還各自提供了可視化的配置界面，這樣可以根據(jù)智能變電站運行的實際情況對SCL文件的內(nèi)容進(jìn)行可視化地編輯、修改、校驗操作。通過智能變電站狀態(tài)監(jiān)測平臺，使得站控層I內(nèi)的后臺監(jiān)測平臺100可以對整個智能變電站的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、處理，將各項應(yīng)用功能進(jìn)行高度集成一體化，實現(xiàn)基于全景數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息平臺與自動化的運行管理，諸如面向智能變電站的智能狀態(tài)診斷與告警、故障綜合分析決策、一次設(shè)備狀態(tài)診斷、檢修策略與維護等高級應(yīng)用。智能變電站是由一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建。為了適應(yīng)現(xiàn)階段一次設(shè)備本體內(nèi)嵌集成智能組件方式在技術(shù)上現(xiàn)階段尚未成熟，以一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED，或者一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測儀通常要通過內(nèi)置或外置于對應(yīng)一次設(shè)備的傳感器來采集一次設(shè)備的狀態(tài)信息。輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED，一般通過內(nèi)置或外置于對應(yīng)輔助設(shè)備的傳感器來采集一次設(shè)備的狀態(tài)信息。根據(jù)IEC61850協(xié)議自由分布和就近原則，將不遵循IEC61850協(xié)議的各個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測儀，或者遵循IEC61850的各個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED、輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED部署在過程層，用于實現(xiàn)各個一次設(shè)備和各個輔助設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的自動采集、處理和傳輸。所述過程層內(nèi)設(shè)有若干合并單元340，每個所述合并單元340連接有一個電子互感器360，每個合并單元340通過在間隔層2內(nèi)成對設(shè)置的一對計量IED201和測控IED202與后臺監(jiān)測平臺100連接，使后臺監(jiān)測平臺100及時獲取各電子互感器360的狀態(tài)信息。間隔層2內(nèi)還設(shè)有若干保護IED203，每個保護IED203都分別與后臺監(jiān)測平臺100及一個位于過程層3內(nèi)的開關(guān)控制器連接230，每個開關(guān)控制器350都與一個斷路器322連接，使后臺監(jiān)測平臺100能對該斷路器322進(jìn)行操作。本實施例中，所有的所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和所有的輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED均選用上海景松智能科技有限公司的VB-M-P3型智能IED。網(wǎng)關(guān)250選用力通netEasy-1220型IEC-61850智能網(wǎng)關(guān)。合并單元340選用南京南瑞繼保電氣有限公司的PCS-220/221合并單元，開關(guān)控制器350選用西門子的開關(guān)控制器。電子互感器360選用南京南瑞繼保電氣有限公司的PCS-9250光學(xué)電子式電流電壓互感器。
權(quán)利要求
1.基于IEC61850的智能變電站，分為:站控層、間隔層和過程層，其特征在于:所述站控層內(nèi)設(shè)有后臺監(jiān)測平臺； 所述間隔層內(nèi)設(shè)有智能變電站狀態(tài)監(jiān)測平臺，所述智能變電站狀態(tài)監(jiān)測平臺包括=IED模板數(shù)據(jù)庫、解析配置模塊、出廠數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫，N個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED、M個輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED、IED互操作處理平臺、以及第一 ffiC61850-8-l/MMS映射器、第二IEC61850-8-1/MMS映射器和網(wǎng)關(guān)； 所述的N個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的服務(wù)端和所述的M個輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的服務(wù)端均與所述IED互操作處理平臺連接，所述的IED互操作處理平臺連接所述第二IEC61850-8-1/MMS映射器，所述第二 ffiC61850-8_l/MMS映射器連接所述后臺監(jiān)測平臺； 所述的N個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED中，有X個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的客戶端連接所述的第一 IEC61850-8-1/MMS映射器，并通過所述的第一 IEC61850-8-1/MMS映射器與位于所述過程層內(nèi)的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED對應(yīng)連接；其余的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的服務(wù)端連接所述的網(wǎng)關(guān)，并與位于所述過程層內(nèi)的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測儀對應(yīng)連接，每個所述的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED和每個所述的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測儀均與一個一次設(shè)備對應(yīng)連接； 所述的M個輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的客戶端均與所述的第一 IEC61850-8-1/MMS映射器連接，并通過所述的第一 IEC61850-8-1/MMS映射器與位于所述過程層內(nèi)的輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED對應(yīng)連接； 所述的IED模板數(shù)據(jù)庫同時連接所述的第二 IEC61850-8-1/MMS映射器、所述的解析配置模塊和所述的IED互動操作平臺； 所述的出廠數(shù)據(jù)庫和所述的實時數(shù)據(jù)庫同時連接所述的解析配置模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的基于IEC61850的智能變電站，其特征在于:所述的IED模板數(shù)據(jù)庫包括LN信息庫和⑶C信息庫，所述的LN信息庫中以XML語法規(guī)范存放IEC61850-7中定義的標(biāo)準(zhǔn)邏輯節(jié)點類的基本信息； 所述的CDC信息庫內(nèi)以XML規(guī)范存放公共數(shù)據(jù)類的基本信息； 所述的LN信息庫和所述的⑶C信息庫分別同時連接所述的第二 IEC61850-8-1/MMS映射器、所述的解析配置模塊和所述的IED互動操作平臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于IEC61850的智能變電站，其特征在于:所述解析配置模塊內(nèi)置IED配置子模塊和系統(tǒng)配置子模塊，在所述IED出廠信息庫的支持下，通過所述系統(tǒng)配置子模塊完成所述SCD文件的下載，通過所述IED配置子模塊完成CID文件的生成和下載。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于IEC61850的智能變電站，其特征在于:所述解析配置模塊提供可視化的操作界面，對所述的CID文件和所述SCD文件進(jìn)行編輯、修改和校驗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的基于IEC61850的智能變電站,其特征在于:所述第一 IEC61850-8-1/MMS映射器將各個所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED提供的ACS服務(wù)映射為對應(yīng)所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED接受的MMS服務(wù)；所述第一 IEC61850-8-1/MMS映射器將各個所述輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED提供的ACS服務(wù)映射為對應(yīng)所述輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED接受的麗S服務(wù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的基于IEC61850的智能變電站,其特征在于:所述網(wǎng)關(guān)在各個所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測儀與對應(yīng)的所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED之間提供非IEC61850與IEC6180協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的基于IEC61850的智能變電站，其特征在于:各個所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED和所述輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED通過所述IED互操作處理平臺，使用相同的信息表達(dá)實現(xiàn)互操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的基于IEC61850的智能變電站，其特征在于:所述過程層內(nèi)設(shè)有若干合并單元，每個所述合并單元連接有一個電子互感器，所述合并單元通過成對設(shè)置的計量IED和測控IED與所述后臺監(jiān)測平臺連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的基于IEC61850的智能變電站，其特征在于:所述一次設(shè)備包括斷路器，所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED包括斷路器監(jiān)測子IED，所述一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED包括斷路器監(jiān)測主IED ;所述斷路器、所述斷路器監(jiān)測子IED和所述斷路器監(jiān)測主IED依次連接； 每個所述斷路器通過依次連接 的開關(guān)控制器和保護IED與所述后臺監(jiān)測平臺連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了輸配電領(lǐng)域的基于IEC 61850的智能變電站，分為站控層、間隔層和過程層，站控層內(nèi)設(shè)有后臺監(jiān)測平臺;間隔層內(nèi)設(shè)有智能變電站狀態(tài)監(jiān)測平臺，智能變電站狀態(tài)監(jiān)測平臺包括IED模板數(shù)據(jù)庫、解析配置模塊、出廠數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫，N個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED、M個輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED、IED互操作處理平臺、以及第一IEC61850-8-1/MMS映射器、第二IEC61850-8-1/MMS映射器和網(wǎng)關(guān)；N個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED中，有X個一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主IED的客戶端連接第一IEC61850-8-1/MMS映射器，并通過第一IEC61850-8-1/MMS映射器與位于過程層內(nèi)的一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測子IED對應(yīng)連接。
文檔編號H02J13/00GK103199624SQ201310106458
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者宗明, 王鵬, 陸昱, 肖曉春, 曹袖, 蘭森林, 朱欽, 黃維華, 秦虹 申請人:國家電網(wǎng)公司, 上海市電力公司