数字化变电站的IEC61850建模

Titel vom Buch,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,数字化变电站,IEC61850,建模,深圳市国电南思系统控制有限公司张结,IEC61850,模型不仅是数字化变电站装置信息的形式化表达，也是体现数字化变电站设计结果的主要内容，同时也是数字化变电站调试过程、甚至运行中的主要依据和载体。,引言,研究,IEC61850,建模的本质、形式、内容、方法是本研究的基本目的。,使所建立的模型满足目前数字化变电站设计、调试、运行的需要，是本研究的现实目的。,IEC61850,建模的实质,模型在数字化变电站的使用,IEC61850,模型的形态,ICD,建模,数字化变电站建模,SCD,建模,一致性要求（另述）,目录,利用,IEC61850,的“解偶”特征,语义互操作性,通信互操作性,通信服务,通信协议,作用,使通信承载的信息可描述,通信角度,使信息表达方式具有一致性,信息应用,结果,成为互操作性实现的关键,超出,IEC61850,范围,IEC61850,建模的实质,IED,配置,IED,数据库,当地文件传输,远程文件传输,IED,能力描述(,LN,DO,等),采用,IEC61850,服务进行文件传输和参数初始化,工程配置,变电站自动化系统,IED,IED,IED,IED,变电站网关,单线图，预制报表等的关联,工程工作站,系统配置,IEC61850,模型在数字化变电站的使用,变电站配置描述语言,Substation Configuration description Language(SCL),基于,XML,不同工具之间交换,设备配置描述文件(,ICD),系统配置描述文件(,SCD),系统功能定义文件(,SSD),变电站一次描述,(SID),IEC61850,模型的形态,ICD,建模,文件结构（,1,）,ICD,建模,文件结构（,2,）,特性,属性,值,属性,值,逻辑设备(,LD),组合,物理设备(,IED),定义为服务器,实现,逻辑节点(,LN),数据(对象,),数据,间隔单元,(名称非标准化,),控制,(名称非标准化,),CSWI,(,开关控制),Pos,(,位置),ctlVal,(,控制值,/,命令),off/on,stVal,(,状态值),Intermediate-state/off/on/bad-state,ICD,建模,IED,信息模型（,1,）,逻辑节点,包括,数据,(,对象),数据分为：必选,(M),条件可选,(C),和可选,(O)M:,针对该,LN,适应的功能都必须存在的数据,C:,在一定条件下这些数据必须存在,O:,可以存在或不存在,数据表现为对象,数据,包括,属性,属性分为：必选,(M),条件可选,(C),和可选,(O),属性用于描述功能的特性,属性携带了数据值,逻辑节点的组合和实现,逻辑节点被组合在,逻辑设备,(LD),中,例如：依据共同的使用特征。,逻辑设备在,物理设备,(IED),中实现,ICD,建模,IED,信息模型（,2,）,L,系统,LN(2*),P,保护,(28),R,保护相关,(10),C,控制,(5),G,一般,(3),I,接口和记录,(4),A,自动控制,(4),M,计量和测量(8),S,传感器及监视(4),X,开关设备(2),T,仪用变压器(2),Y,电力变压器(4),Z,未来电力设备(15),例如：,PDIF,:,差动保护,RBRF,:,断路器失灵,XCBR,:,断路器,CSWI,:,开关控制,MMXU,:,测量单元,YPTR,:,电力变压器,以首写字母区分,ICD,建模,IED,信息模型（,3,）,ICD,建模,过程演示,数字化变电站建模,IED,模型的作用（,1,）,通讯服务,信息模型,结构,语义空间,结构,信息模型语义,语义约定的,机制,内容,形式,确定性,语义互操作性,工程中最大的问题,语义互操作性,表达装置的信息构成,层次结构的,信息内容,表达装置传送和接收信息的方式,通信服务,与数据集合挂钩,IEC61850,所负责的,根据建模结果进行通信,并不约束建模过程,数字化变电站建模,IED,模型的作用（,2,）,站控层需要,相当于传统的产品说明书中的信息表，也称为软信号,IED,中的,REPORT,控制块及相应的,DATASET,REOPRT,参数决定了传送模式,如：周期、是否缓存等,甚至决定了传送对象,数量依据站控层需求：,5-8,个,还有接收控制的方式：定值、遥控、人工置数,间隔层,/,过程层需要,相当于传统的装置端子,以,GOOSE,控制块及相应的,DATASET,表示,以,SMV,控制块和相应的,DATASET,表示,以,inputs,表示需要的输入,传输参数代表着信号模式，如：自保持的状态信号、跳闸信号、事件信号（闭锁、先合）,数字化变电站建模,对模型的需要,站控层要求,信息的监视和显示依赖于,DU,否则就是人工对点,信息的机器识别依赖于模型中个层次的名称,REPORT,是否支持动态生成,有利有弊,定值的顺序问题,DATASET,解决,人工置数的响应,为了间隔防误,间隔层,/,过程层要求,信号的一致表达,GOOSE,控制块的划分,事实上依赖设计,GOOSE,和,SMV,控制块的参数,对输入端子的表达,inputs,数字化变电站建模,对模型的要求,标准化,针对数字化变电站的发展需要,IEC61850,通信一致性、模型语法一致性,信号语义一致性的规范,检测,IEC61850,检测,通信、语法,没有依据,模型及信息语义一致性,没有管理方案,是否满足数字化变电站需要,设计,信号设计,成为必然的内容,产品制造,/,设计的界限,IEC61850,只支持描述和通信,数字化变电站是设计的结果,数字化变电站建模,一致性的需求,数字化变电站中,AUTOCAD,图所能表现的,一次设备的安装,二次设备的配置,二次系统的物理网络结构,/VLAN,划分,还需要的设计,装置端子,/,屏柜端子,GOOSE/SMV,控制块,二次回路,信号在网络上的逻辑传输关系,inputs,由于通信的实现机制（广播），设计还包括：,VLAN,GOOSE,化分,涉及到界线问题,组播地址的安排,信号模式,GOOSE/SMV,控制块参数,由,SCD,文件承载,SCD,建模,设计需求,SCD,建模,文件结构（,1,）,SCD,建模,文件结构（,2,）,SCD,建模,过程举例,作为监控系统的输入,变电站一次结构,二次设备配置,装置信息,装置控制点,作为装置的输入,初始数据,信号来源,inputs,表现为,GOOSE,的组播地址,屏柜端子排,信号通信,参数,地址,模式,与,SID,和,CID,文件关系,SCD,建模,模型的使用,设计,一次,二次,回路,通信,复制,IED,类型定义,目前的问题,过大,类型定义重复、不一致,ICD/SCD,的界限不清,产品不依据设计、甚至无关,SCD,建模,模型的生成过程,产品模型,/ICD,的内容和界限,表明产品的能力,产生信号语义的上下文逻辑,表明产品向站控层可报告的信号,/,数据（,REPORT,）,表明产品可接受的站控层命令（,CONTROL,、,SGCB,）,表明产品的开出”端子“（包括跳闸方式相关信号）,表明产品的开入”端子“（供,inputs,使用）,表明产品的输入数值（“,A/D,端子”）,信号语义由,ICD,给定（基础是字典）,信号的传输方式依赖设计,除与站控层的信息交换（因为是可定制的）,自动化装置,GOOSECB,及附属的信号集,MU,如采用,9-2SMV,及附属的信号集,智能单元,GOOSECB,及附属的信号集,性质上是广播方式下的逻辑接线（与物理网络、,VLAN,、接收端都有关系）,一致性要求,变电站模型,/SCD,的内容和界限,各装置的安装位置,网络构成（,MAC,、,VLAN,、广播目标地址）,数字二次回路（,inputs,描述，不仅限于外部，“端子”的作用）,GOOSECB,及附属的信号集,如采用,9-2SMV,及附属的信号集表明产品的输入数值（“,A/D,端子”）,初始参数（如变比、压板、定值描述、定值步长、通信参数等）,形成,CID,是装置运行的依据,是变电站改造的载体,是运行监视的依据,一致性要求,技术条件,信号,/,字典一致性,传统端子的总结、归纳,接收端利用模型上下文（如安装位置,/,智能单元、,I,段、,II,段等,/,站控）,开放办法,一致性举例,信息,字典,类型定义,一致性要求,规范化,