張錦　寇新民　馬東嶺

摘 要：文章首先對介紹IEC61850標準進行介紹，根據(jù)在線監(jiān)測裝置在變電站中的應用，依據(jù)在線裝置信息模型，結合IEC61850面向?qū)ο蠼Ｋ枷?，按照服務器、邏輯設備、邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)對象的步驟對測量IED進行建模分析。

關鍵詞：IEC61850；信息模型；建模

引言

根據(jù)國網(wǎng)公司規(guī)范性文件要求，智能變電站的自動化系統(tǒng)必須遵循IEC61850規(guī)約，實現(xiàn)通信的網(wǎng)絡化，信息的數(shù)字化，設備的智能化[1]。隨著電網(wǎng)規(guī)模的日趨擴大和復雜、輸送容量的大幅提升和電壓等級的提高，電網(wǎng)突發(fā)故障所造成的直接與間接損失也越來越大[2，3]。為此，狀態(tài)監(jiān)測日趨重要。

1 IEC61850標準介紹

IEC61850變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)國際標準是采用面向?qū)ο蟮姆椒ń⒁粋€全球性的標準，旨在解決變電站自動化不同設備廠家產(chǎn)品互通互聯(lián)問題，減少規(guī)約接入工作量和收發(fā)難度。IEC61850標準的分層分布式的體系結構，分變電站層、間隔層和過程層三層，采用面向?qū)ο蟮慕＜夹g，數(shù)據(jù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)對象的自我描述，為不同廠家設備實現(xiàn)互操作和系統(tǒng)無縫集成提供了有效的途徑[4]。與一般通信規(guī)約不同，IEC61850的通信機制與基于面向?qū)ο蠓椒ń⑵饋淼慕Y構化模型密切相關，同時也允許按規(guī)則擴展邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)和共用數(shù)據(jù)類。

2 在線監(jiān)測裝置建模方法

2.1 信息模型

IEC61850標準中IED的信息模型為分層結構化類模型，自上而下分為四個層級：服務器（SERVER）、邏輯設備（LOGICAL-DEVICE）、邏輯節(jié)點（LOGICAL-NODE）、數(shù)據(jù)（DATA）。服務器模型（SERVER）描述一個設備“外部可視”行為，它能夠提供這個裝置的自描述信息和數(shù)據(jù)，并且允許其它裝置通過通信網(wǎng)絡來訪問它的資源；邏輯設備是包含相關邏輯結點和數(shù)據(jù)且實現(xiàn)某種功能的虛擬；邏輯節(jié)點LN（Logical Node）是IEC61850標準面向?qū)ο蠼５年P鍵部件，在IEC61850標準中，定義了近140個邏輯節(jié)點，分為三大類：公用邏輯節(jié)點類、物理裝置（LPHD）邏輯節(jié)點類及域?qū)Ｓ眠壿嫻?jié)點類；數(shù)據(jù)屬性代表數(shù)據(jù)的屬性的量，例如“Pres”數(shù)據(jù)具有“mag”、“units”等一系列數(shù)據(jù)屬性[5]。

2.2 建模原則即步驟

2.2.1 創(chuàng)建服務器Server模型和邏輯設備LD

服務器描述了IED的外部可視（可訪問）行為，每個Sever至少應有一個訪問點（AccessPoint），如一個設備具有多個訪問點，該設備所有訪問點應在同一個ICD文件中體現(xiàn)。邏輯設備劃分應把具有公用特性的邏輯節(jié)點組合成一個邏輯設備，邏輯設備不宜劃分過多，相關功能宜采用一個LD。

2.2.2 確定邏輯節(jié)點

需要通信的每個最小功能單元建模為一個LN，屬于同一功能的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)屬性應放在同一個LN中，一個LN中的DO如果需要重復使用時，應以后綴方式擴充。

2.2.3 實例化數(shù)據(jù)

在IEC61850-7-4中規(guī)定每個邏輯節(jié)點內(nèi)都包含一個或多個數(shù)據(jù)（Data）。兼容數(shù)據(jù)類是由IED的邏輯節(jié)點決定的。應根據(jù)IED的實際功能選擇邏輯節(jié)點包含的兼容數(shù)據(jù)類，當有必選和可選兩種兼容數(shù)據(jù)類均不能滿足要求時，就需要進行擴充。

3 在線監(jiān)測裝置實例建模

SF6氣體因其優(yōu)異的絕緣性能和滅弧性能而被廣泛應用于電力設備，使用SF6氣體的電力設備，其絕緣和滅弧性能很大程度上取決于SF6氣體的純度和密度，所以對SF6氣體純度、密度等的在線監(jiān)測就顯得特別重要。

3.1 測量信息流及信息模型

測量信息是對SF6氣體的壓力、密度、溫度及微水進行監(jiān)測。測量信息模型見表1。

3.2 氣體測量IED實例建模

根據(jù)IEC61850在線監(jiān)測裝置建模的一般步驟，結合氣體測量IED功能，服務器Server訪問點名為S1，用于測量IED與站控層的MMS通信邏輯設備名為MESA；測量IED的管理邏輯節(jié)點為LLN0，用于處理邏輯設備普通據(jù)，物理設備邏輯節(jié)點為LPHD，用于模擬物理設備普通數(shù)據(jù)，域?qū)Ｓ眠壿嫻?jié)點為SIMG，用于測量SF6氣體溫度、密度。

在EC61850標準中，模型文件是基于變電站配置描述語言SCL（Substation Configuration Description Language）進行構建的，模型文件如圖1所示。

4 結束語

文章闡述了IEC61850標準面向?qū)ο蠼５暮诵乃枷?，列出了在IEC61850標準下建模的詳細步驟，結合氣體測量IED的功能，給出了實例化建模的原則和步驟，對開發(fā)基于IEC61850的在線監(jiān)測裝置起到了一定的參考作用。

參考文獻

[1]高翔.數(shù)字化變電站應用技術[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]李水平，邢德強.智能變電站狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)存在的問題及建模分析[J].信息通信，2012，13（36）：15-19.

[3]王茜.智能電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測集成平臺統(tǒng)一信息模型研究[D].華北電力大學，2012.

[4]王凱.基于IEC61850的智能配電終端模型的研究[D].華北電力大學，2012.

[5]趙妍.基于IEC61850的智能配電終端模型的研究[D].南京郵電大學，2013.

作者簡介：張錦（1988-），女，漢族，河南許昌人，工程師，主要從事智能變電站智能組件研發(fā)工作。