【摘要】本文對數(shù)字化變電站采樣值傳輸規(guī)范EC 61850-9-1、IEC 61850-9-2基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行分析，對兩者之間的異同進(jìn)行對比。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化變電站；IEC 61850；采樣值傳輸；電子式互感器

引言

隨著電子式互感器發(fā)展水平的不斷提高，國際電工委員會開始對電子式互感器進(jìn)行全面控制。委員會通過制定IEC 60044—7/8，IEC 61850-9-1、9-2（采樣值傳輸規(guī)范）等一系列國際標(biāo)準(zhǔn)及Q/GDW441 —2010智能變電站智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范，對電子式互感器與二次設(shè)備接口的組成部分——合并單元的接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了全面規(guī)范，從本質(zhì)上提高了電子式互感器之間的應(yīng)用效果。MU能夠?qū)B/T-20840.8（IEC60044-8）、DL/T860.92（IEC61850-9-2）協(xié)議進(jìn)行支持，提高數(shù)據(jù)通道的可配置性能，有效提高了電子式互感器的感應(yīng)性能。當(dāng)前智能化網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，IEC 61850-9-2變電站逐漸增多，已經(jīng)在電網(wǎng)建設(shè)中取得良好成就。

1、概述

IEC-6l850通信標(biāo)準(zhǔn)體系既包含IEC 61850-9-l標(biāo)準(zhǔn)形式又包含IEC 61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)形式，具有非常高的兼容性。IEC 61850-9-l標(biāo)準(zhǔn)主要是通過點對點形式進(jìn)行傳輸，通過1個合并單元完成對多個智能電子元器件的處理，實現(xiàn)信號傳輸。IEC 61850-9-l傳輸方向多為單向傳輸，具有虛擬局域網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先等級的概念。IEC 61850-9-2主體遵循IEC 61850-9-l過程總線傳輸理念，與IEC 61850-9-l標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備一致，兩者過程和總線通信網(wǎng)絡(luò)具有非常高的一致性。

2、IEC 61850-9-1與IEC 61850-9-2的區(qū)別

IEC 61850-9-1與IEC 61850-9-2在進(jìn)行數(shù)字化變電站采樣值傳輸?shù)倪^程中存在非常明顯的差異，兩者之間具有不同的傳輸采樣值標(biāo)準(zhǔn)，具體主要表現(xiàn)在映射實現(xiàn)和實際應(yīng)用兩方面。

2.1在映射實現(xiàn)上的區(qū)別

IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)針有效提高了詳盡邏輯節(jié)點的控制和數(shù)據(jù)對象的控制，為完整的數(shù)據(jù)描述對象模型建立方法及面向?qū)ο蟮姆?wù)奠定了堅實的基礎(chǔ)，提高了邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)對象控制質(zhì)量。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)主要針對變電站功能定義對邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)對象進(jìn)行控制，在實際控制的過程中，邏輯節(jié)點（logical node）實現(xiàn)了數(shù)據(jù)對象模型方法的確定，數(shù)據(jù)對象實現(xiàn)了面向?qū)ο蟮姆?wù)。通過上述對象應(yīng)用程序可以有效完成通信服務(wù)、通信對象及參數(shù)通過特殊通信服務(wù)映射（SCSM）映射，實現(xiàn)了底層應(yīng)用程序控制。通信服務(wù)、通信對象及參數(shù)通過特殊通信服務(wù)映射（SCSM）遵循MMS（應(yīng)用層）+TCP/IP（網(wǎng)絡(luò)層傳輸層）+ISO/IEC8802.3模式（物理層鏈路層標(biāo)準(zhǔn)），選取標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Protocol Data Unit PDU）層編碼控制，直接映射到數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。通過上述映射直接消除了可能出現(xiàn)的通信堆棧延遲，從根本上實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)傳輸信號速度的提升。IEC 61850-9中，9-l將采樣值通過單向點對多項點映射，將數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)降讓訉嶋H對象及通信協(xié)議中，9-2則采取采樣值映射到ISO/IEC 8802-3，實現(xiàn)了對過程總線（Process Bus）的特殊通信服務(wù)映射。兩者之間具有相同的通信映射關(guān)系，傳輸途徑練習(xí)非常緊密。但是，在具體操作的過程中，兩者也具有一定差異，主要表現(xiàn)為：

2.1.1 IEC 61850-9-1

IEC 61850-9-1主要以IEC60044-7/8標(biāo)準(zhǔn)對合并單元進(jìn)行控制。該設(shè)置主要以12路為輸入通道，使用專業(yè)數(shù)據(jù)集和幀格式進(jìn)行固定，通過廣播或組播的方式控制，一旦固定方式確定不可再進(jìn)行改變。IEC 61850-9-1的基礎(chǔ)服務(wù)為“SendMSVMessage”服務(wù)，不服從“GetMSvCBValues/SetMSvCBv ues”及對數(shù)據(jù)對象的直接訪問，映射方法較為簡單、固定，其支持模式存在較大漏洞。

2.1.2 IEC 61850-9-2

IEC 61850-9-2除了支持SendMSVMessage”服務(wù)外，還可以向MMS的映射：對的基礎(chǔ)映射服務(wù)為SendMSVMessage”服務(wù)及“GerMSVCBVlaues/SetMSVCBVlaues”等控制服務(wù)。通過控制服務(wù)可以對輸入通道進(jìn)行重新設(shè)定，對輸入通道及采樣頻率參數(shù)控制、對數(shù)據(jù)集進(jìn)行更改、對數(shù)據(jù)對象進(jìn)行直接訪問。該方式幀格式定義較為靈活，可以支持單播，映射效果較高，設(shè)備支持較為完備。

2.2在實際應(yīng)用上的區(qū)別

2.2.1 IEC 61850-9-1

IEC 61850-9-1在頒布的過程中將交換機(jī)成本作為基礎(chǔ)考慮對象，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)方式傳輸采樣值的合理配置。IEC 61850-9-1為了降低變電站建設(shè)成本，對點對點傳輸標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了制定。

IEC 61850-9-1點對點傳輸標(biāo)準(zhǔn)將介質(zhì)的寬帶傳輸方式及接收方CPU處理數(shù)據(jù)能力作為基礎(chǔ)考慮內(nèi)容，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理。在這種處理方式中，數(shù)據(jù)處理過程沒有通過網(wǎng)絡(luò)與其他間隔共享網(wǎng)絡(luò)寬帶，無需考慮其他設(shè)備影響及數(shù)據(jù)流量影響。IEC 61850-9-1點對點傳輸技術(shù)簡單，成本低廉，具有非常高的應(yīng)用價值。但是隨著人們生活對電網(wǎng)需求的不斷加大，IEC 61850-9-1暴露出許多問題，主要表現(xiàn)在：（1）光纖連線整體較為復(fù)雜，光纖結(jié)構(gòu)架設(shè)不清晰；（2）跨間隔保護(hù)操作較為復(fù)雜；（3）線路靈活性及安裝靈活性較差。

2.2.2 IEC 61850-9-2

IEC 61850-9-2對網(wǎng)絡(luò)管理功能交換機(jī)技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用，將采樣值網(wǎng)絡(luò)傳輸模式落實到了數(shù)字化變電站中，實現(xiàn)了IEC 61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)采樣值的規(guī)范。IEC 61850-9-2方式將合并器將數(shù)字量采樣信號以光纖方式接入過程層網(wǎng)絡(luò)，間隔層保護(hù)、測控、計量等設(shè)備通過光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接、分析、處理，實現(xiàn)了采集信號的信息共享，降低了過程層可能對信息處理產(chǎn)生的影響。除此之外，該方式通過交換機(jī)本身的優(yōu)先級技術(shù)、虛擬VLAN技術(shù)、組播技術(shù)控制采樣值傳輸流量，大大降低了過程層交換機(jī)信號問題，彌補(bǔ)了點對點傳輸過程中存在的缺陷。IEC 61850-9-2已經(jīng)成為當(dāng)前電網(wǎng)傳輸過程中的主要方式，已經(jīng)逐漸開始在大型工程中應(yīng)用。其主要優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾方面。第一，IEC 61850-9-2光纖連接線非常簡潔，結(jié)構(gòu)架設(shè)明顯；第二，跨間隔保護(hù)操作較為加單；第三，安裝方式較為靈活。

3、結(jié)語

隨著IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的實施、電子式互感器、智能斷路器技術(shù)的成熟及逐步應(yīng)用，數(shù)字化技術(shù)正從變電站的二次設(shè)備向一次設(shè)備延伸，這將對變電站的自動化運(yùn)行和管理帶來深遠(yuǎn)的影響。在進(jìn)行數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程中，高速可靠網(wǎng)絡(luò)連接降低了一次電纜和二次接線過程中的接線問題，在最大限度實現(xiàn)了變電站系統(tǒng)內(nèi)的資源貢獻(xiàn)和信息貢獻(xiàn)，實現(xiàn)了運(yùn)行系統(tǒng)及支持系統(tǒng)之間的高效連接。該網(wǎng)絡(luò)連接方式從根本提高了系統(tǒng)的可靠性、靈活性、可拓展性和使用周期，降低了系統(tǒng)成本投資和運(yùn)行維護(hù)損失。

因此，在對IEC 61850體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行建設(shè)的過程中，相關(guān)人員要依照數(shù)字化變電站數(shù)據(jù)要求，對IEC 61850體系采樣值傳輸規(guī)范進(jìn)行全面分析，選取合理體系建設(shè)操作。隨著IEC 61850-9-2體系的逐漸完善，在今后的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，IEC 61850-9-2將逐漸取代IEC 61850-9-1，成為數(shù)字化變電站采樣傳輸中新的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]高翔，張沛超.數(shù)字化變電站的主要特征和關(guān)鍵技術(shù).電網(wǎng)技術(shù)，2006，30（23）：67-71

[2]國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) Q/GDW 441—2010智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范