GOOSE从硬电缆到软信号

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,GOOSE,从硬电缆到软信号,国家电网公司,国网电力科学研究院,丁杰,dingj,目 录,IEC61850,概述,工程应用,GOOSE,应用关键技术,研制历程,数据,信息,知识,智慧,加工处理,分析,决策,数字化,定义,数据处理层次,数字化变电站内涵,数字化电网和数字化变电站的实现是一个过程，相互促进，共同发展,数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象，,以高速网络通信平台为基础，通过对数字化信息进行标准化，,实现信息共享和互操作，,并以网络数据为基础，采用智能化策略实现测量监视、控制保护、信息管理等自动化功能的变电站。,三层架构及逻辑接口,技术服务,远方控制,(,NCC),控制,.,保护,功能,.,A,功能,.,B,保护,.,控制,传感器,执行元件,远方保护,间隔,/,单元层,变电站层,过程层,高压设备,远方保护,过程接口,1,6,3,3,7,9,8,1,6,2,2,4,5,4,5,IF1,：间隔层和站层之间交换保护数据,IF2,：间隔层和远方保护之间交换保护数据,IF3,：间隔层之间交换数据如保护和控制设备间,IF4,：间隔层和过程层之间交换采样数据,IF5,：间隔层和过程层之间交换控制数据,IF6,：间隔层和站层之间交换控制数据,IF7,：站层和远方工程师之间交换数据,IF8,：间隔层之间直接快速交换数据，如联锁,IF9,：站层之间交换数据,IF10,：站层和远方控制中心之间交换数据,10,系统架构一,系统架构一,变电站所有装置和后台系统实现,IEC61850,，所有改动限于通信层面，对变电站现有格局影响最小。该方案比较稳妥，实现了数字化变电站中的,IEC61850,已有批量招标，建议适当应用,系统架构二,在模拟量采集和开关量控制的过程层实现数字式过程总线,过程总线通过把数据送给智能电子装置或计算机，以执行不同的算法功能，例如保护、控制、测量、互锁、故障报告、电能质量监测、设备在线监测等,同时传送对一次设备的控制操作命令,过程总线消除了一次设备与智能电子装置之间的独立硬件接口,大大降低了并行配线的数量,降低了变电站自动化二次设备的成本,过程层及总线意义,系统架构三,无电子互感器,GOOSE,功能,数字化变电站,常规变电站,通信规约,标准化,国际标准,IEC61850,各厂家自定义的网络,103,一致性测试,2005,年,05,月,- 2006,年,12,月,国调中心组织了六次互操作试验。,包括国电南瑞、中国电科院、南瑞继保、四方继保、国电南自、,ABB,、西门子等厂家。,KEMA,为国际唯一公认认证机构。,可以避免劳民伤财的协议转换工作。,由于没有标准，不可能进行一致性测试，厂家间就算提供了规约，也无法保证其实现与规约的一致性，一切只能现场见或事先在实验室联调。,厂家在技术水平、经验、理解等各方面有差异以及会进行个性扩展，产品互操作性问题日益突出。,工程联调费用增加，成为变电站自动化行业发展的巨大障碍 。,工程组态,按变电站组态语言,SCL,定义工程中各装置模型，不同厂家的组态文件包括,ICD,、,CID,、,SCD,、,SSD,是相互识别的。工程调试好的数据可以复用。,采用配置语言，在信息源定义数据和数据属性，传输采样测量值等技术,在组态、配置和维护工作上,节省了大量开支。,组态的内容各不相同，组态的结果互不通用，组态信息的交流通过书面方式，易出错，费时费力。长时间后维护困难。,信息模型,采用对象建模技术，面向设备建模和自我描述。将大量信息进行组织管理，提供人性化的信息访问。为信息报警的过滤、告警信号的逻辑关联（知识库）,/,推理技术（推理机）及事故及异常处理提供了信息甚础平台。,将来会有越来越多的智能设备,(,电能质量、同步相量、设备诊断等,),集成到系统中，无缝数据集成和共享信息节省了大量开支。,面向点号，数据杂乱。各种信号动作频繁时，值班员监控任务较重，很容易遗漏重要告警信号，延误处理造成事故。,二次回路,变电站二次回路数量大幅度减少，因此二次回路故障问题可以明显减少。,变电站二次系统建设、维护工作量明显减少。,变电站二次设备标准化程度将大幅度提高。,二次回路成本高、易出事故、维护复杂。,网络设备,报文优先级机制。,GOOSE,模型提供了在全系统范围内快速可靠地输入输出数据值的功能，实现全站逻辑闭锁功能及保护跳闸、闭锁信号网络传输。,无,由于过程层采用了以太网、测控保护设备就地安装、测控保护设备通过网络报文得到电流电压等基于网络的通信的要求。通信设备必须能够抵抗变电站内的各种类型的传导和辐射电磁骚扰。包括交换机在内的网络设备其抗电磁干扰功能应与测控保护装置一样，一般工业交换机及商用交换机无法满足,IEC61850,标准中提出的要求。,网络只提供四遥信,息,只需一般工业交换机,对时系统,SNTP,秒、分脉冲，,IRIG-B,标,准,准,制,制,定,定,的,的,主,主,要,要,目,目,的,的,互,操,操,作,作,性,性,为,不,不,同,同,厂,厂,家,家,的,的,设,设,备,备,互,互,联,联,提,提,供,供,互,互,操,操,作,作,性,性,即,不,不,同,同,制,制,造,造,厂,家,家,提,提,供,供,的,的,智,智,能,能,设,设,备,备,可,可,交,交,换,换,信,信,息,息,和,和,使,使,用,用,这,这,些,些,信,信,息,息,执,行,行,特,特,定,定,功,功,能,能,自,由,由,配,配,置,置,满,足,足,变,变,电,电,站,站,自,自,动,动,化,化,系,系,统,统,（,（,SAS,）,功,功,能,能,和,和,性,性,能,能,的,的,要,要,求,；,；,可,可,灵,灵,活,活,配,配,置,置,，,，,将,将,功,功,能,能,自,自,由,由,分,分,配,配,到,到,装,装,置,置,中,中,，,，,支,支,持,用,用,户,户,集,集,中,中,式,式,（,（,如,如,RTU,）,和,和,分,分,散,散,式,式,系,系,统,统,的,的,各,各,种,种,要,要,求,求,长,期,期,稳,稳,定,定,性,性,支,持,持,未,未,来,来,的,的,技,技,术,术,发,发,展,展,，,，,因,因,为,为,它,它,可,可,兼,兼,容,容,主,主,流,流,通,通,讯,讯,技,技,术,而,而,发,发,展,展,，,，,并,并,可,可,伴,伴,随,随,系,系,统,统,需,需,求,求,而,而,进,进,化,化,IEC61850,的,内,内,容,容,系统概貌,1,介绍和概述,2,术语,3,总体要求,4,系统和项目管理,5,功能的通信要求和设备模型,数据模型,变电站和馈线设备的基本通信结构,7-4,兼容逻辑节点类和数据类,7-3,公用数据类,抽象通信服务,变电站和馈线设备的基本通信结构,7-2,抽象通信服务接口,(ACSI),7-1,原理和模型,配置,6,变电站自动化系统配置描述,语言,映射到实际通信网络,8-1,映射到,MMS,和,ISO/IEC8802-3,9-1,通过单向多路点对点串行通信链路采样值,9-2 ISO8802-3,之上的采样值,测试,10,一致性测试,数,据,据,模,模,型,型,服,务,务,器,器,S,CL-,对,象,象,模,模,型,型,建,模,模,实,实,例,例,IEC61850,分,析,析,总,总,结,结,了,了,变,变,电,电,站,站,自,自,动,动,化,化,系,系,统,统,的,的,功,功,能,能,需,需,求,求,，,，,并,并,将,将,功,功,能,能,分,分,解,解,为,为,最,最,小,小,单,单,位,位,逻,逻,辑,辑,节,节,点,点,建,模,模,是,是,厂,厂,家,家,选,选,择,择,多,多,个,个,相,相,关,关,逻,逻,辑,辑,节,节,点,点,，,，,实,实,现,现,自,自,己,己,产,产,品,品,(,系,统,统,、,、,装,装,置,置,),的,功,功,能,能,建,模,模,也,也,可,可,以,以,是,是,设,设,计,计,人,人,员,员,针,针,对,对,变,变,电,电,站,站,要,要,实,实,现,现,的,的,功,功,能,能,，,，,而,而,对,对,整,整,个,个,变,变,电,电,站,站,自,自,动,动,化,化,系,系,统,统,和,和,每,每,个,个,装,装,置,置,选,选,择,择,相,相,关,关,的,的,逻,逻,辑,辑,节,节,点,点,数,据,据,模,模,型,型,XCBR,断,路,路,器,器,XSWI,隔,离,离,开,开,关,关,TCTR,电,流,流,互,互,感,感,器,器,TVTR,电,压,压,互,互,感,感,器,器,SIMG,绝,缘,缘,介,介,质,质,监,监,视,视,CSWI,开,关,关,控,控,制,制,器,器,PTOC,带时,限,限过,电,电流,PTRC,保护,跳,跳闸,条,条件,建模,实,实例,SSD,系统,图,图组,态,态工,具,具,装置,模,模板,组,组态,工,工具,ICD,系统,组,组态,工,工具,SCD,装置,实,实例,组,组态,工,工具,IEC61850,装置,CID,全站,系,系统,配,配置,文,文件,一次,系,系统,配,配置,文,文件,装置,模,模板,配,配置,文,文件,装置,实,实例,配,配置,文,文件,工程,配,配置,统一,性,性,充分,考,考虑,标,标准,数,数据,模,模型,的,的复,杂,杂性,和,和灵,活,活性,，,，提,供,供相,应,应扩,展,展手,段,段，,满,满足,包,包括,保,保护,模,模型,在,在内,的,的多,种,种国,情,情需,求,求,通用,性,性,可配,置,置生,成,成不,同,同厂,家,家装,置,置的,配,配置,文,文件,支持,与,与国,内,内外,多,多厂,家,家配,置,置文,件,件的,导,导入,导,导出,易用,性,性,采用,向,向导,式,式界,面,面进,行,行与,工,工程,应,应用,紧,紧密,有,有关,内,内容,的,的定,制,制,通过,解,解析,SCL,配置,文,文件,，,，自,动,动生,成,成主,接,接线,图,图和,数,数据,库,库,可靠,性,性,配置,文,文件,的,的一,致,致性,检,检查,对多,种,种参,数,数工,程,程合,理,理性,进,进行,检,检查,配置,文,文件,版,版本,管,管理,通用,配,配置,工,工具,数据,交,交换,模,模型,IED,智能,电,电子,设,设备,具有,可,可访,问,问,的数,据,据模,型,型,WHAT,交换,什,什么,IEC61850-7-3,IEC61850-7-4,HOW,（怎,么,么交,换,换）,IEC61850-7-2,请求,响应,事件,Selfdesc,Notlikemodbusregister,服务,模,模型,通用,服,服务,数据,集,集,(DATA-SET),关联,(Applicationassociation),报告,控,控制,块,块,(REPORT-CONTROL-BLOCK),控制,(CONTROL),定值,组,组控,制,制块,(SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK),通用,变,变电,站,站事,件,件,(Genericsubstioneven),取代模,型,型,(Substitution),时间和,时,时间同,步,步模型,(Time& time-synchronization),日志控,制,制块,(LOG-CONTROL-BLOCK),SCSM,通信映,射,射,重传序,列,列中的,每,每个报,文,文都带,有,有允许,生,生存时,间,间参数,，,，用于,通,通知接,收,收方等,待,待下一,次,次重传,的,的最长,时,时间。,如,如果在,该,该时间,间,间隔内,部,部没有,收,收到新,报,报文，,接,接收方,将,将认为,关,关联丢,失,失。重,发,发间隔,的,的最大,时,时间应,该,该 ,60s,。网络,延,延迟 4,ms,深入理,解,解,- GOOSE,额外链,路,路,普通报,文,文缓冲,交换机,GOOSE,普通报,文,文,GOOSE,报文优,先,先发送,深入理,解,解,- GOOSE,一次设,备,备接线,VLAN =000,ExtGGIO1,Ind1.stVal,Ind2.stVal,GSEMEA1,VLAN-ID:000,VLAN-PRIORITY:4,MAC-Address:01-0C-CD-01-00-CF,APPID:0000,Inputs,ExRef1,iedName:MEA3,lnClass:ExGGIO1,doName: Ind1,ExRef2,iedName:MEA3,lnClass:ExGGIO1,doName: Ind2,GSEMEA2,VLAN-ID:000,VLAN-PRIORITY:4,MAC-Address:01-0C-CD-01-00-86,APPID:0001,50517XSWI,Pos.stVal,50527XSWI,Pos.stVal,测控装,置,置,3,测控装置,1,测控装置,2,深入理解,- GOOSE,NSD500,XSWI,XCBR,XSWI,TCTR,TVTR,CSWI,CILO,CSWI,CSWI,CILO,CILO,ExtGGIO,GOOSE,BIO,VO1 =D1Q1CILO1.EnaOpn.stVal,VD1 =D1Q1ExtGGIO.Ind1.stVal,VD2 =D1Q1ExtGGIO.Ind2.stVal,VO1 =VD1& VD2,GOOSE,MMXU,SWITCH,D1Q1,概念介绍,合并单元,概念介绍,IEC618509-1,规定了用于,间,间隔层和过,程,程层之间通,信,信的特定通,信,信服务映射,，,，它规定了,建,建立在与,IEC 60044-8,相一致的单,向,向多路点对,点,点连接之上,的,的映射。,它可用于变,电,电站内电子,式,式电流互感,器,器,(ECT),或电压互感,器,器,(EVT),的合并单元,与,与诸如继电,保,保护这样的,间,间隔层设备,之,之间的通信,。,。,61850-9-1,特定通信服,务,务映射,(SCSM) ,串行单方向,多,多点共线点,对,对点链接,该标准将,61850-7,中有关采样,测,测量值传输,的,的部分映射,过,过来，形成,了,了基于,802.3,LLC,采用无应答,无,无连接，不,使,使用网络层,、,、传输层、,会,会话层及表,示,示层的应用,层,层协议,该协议适用,于,于间隔级设,备,备和过程级,设,设备间的通,信,信,内容概述,Protection,Control,Merging Unit,Signal Processing,Point-to-Point Ethernet,61850-9-2,特定通信服,务,务映射,-,过程总线,与,61850-9-1,类似，区别,有,有,:,非点到点,双向，可配,置,置,MU,中参数,内容概述,LAN Ethernet,Protection,Control,Merging Unit,Signal Processing,同步数据,目 录,IEC61850,概述,工程应用,GOOSE,应用关键技,术,术,研制历程,外陈,220kV,变电站计算,机,机监控系统,2006,年,11,月,18,日，国电南,瑞,瑞科技股份,有,有限公司中,标,标浙江省电,力,力公司,220kV,外陈变电站,项,项目，成为,外,外陈变计算,机,机监控系统,集,集成商。这,是,是继北京顺,义,义,500kV,变电站和承,德,德西地,110kV,变电站后，,国,国电南瑞中,标,标的第三个,应,应用,IEC 61850,的变电站监,控,控系统。中,标,标项目包括,后,后台监控系,统,统、测控装,置,置、统一组,态,态工具、保,护,护子站、远,动,动工作站和,IEC 61850,测试工具。,该项目是国,内,内第一个多,厂,厂家、全,IEC 61850,的,220kV,变电站监控,系,系统，汇集,了,了国电南瑞,、,、国电南自,、,、南瑞继保,、,、北京四方,、,、深圳南瑞,、,、,ABB,、,SIEMENS,七个厂家的,产,产品，涵盖,了,了后台、测,控,控、保护、,四,四合一、远,动,动、保护子,站,站等不同类,型,型的设备。,国,国电南瑞凭,借,借创新的全,站,站统一建模,思,思想、全套,的,的产品、完,善,善的系统解,决,决方案、与,国,国际国内厂,家,家丰富的互,联,联经验一举,中,中标，标志,着,着国电南瑞,在,在,IEC 61850,系统集成方,面,面获得了突,破,破。,三级调度,主机,/,人机工作站,1,主机,/,人机工作站,2,工程师工作站,远动装置,1/2,100MB,星形以太网,工业级以太网交换机,浙江省电力公司,220,kV,外陈变电站计算机监控系统网络结构示意图,激光打印机,针式打印机,220kV,继电器小室,测控,IED,保护,IED,智能,操作箱,公用信息,管理机,保护子站,主变、,110kV,继电器小室,测控,IED,主变保护,IED,公用信息,管理机,110kV,测控,保护,IED,100MB,光纤环网,35kV,配电装置小室,保护测控一体,IED,保护测控一体,IED,三级调度,电力数据网,省电力数据网,网络,记录仪,网络分析仪,网络,记录仪,浙江,220kV,外陈变电站,工,工程,所有,IED,设备通过,100Mbps,多模光纤就,近,近接入控制,小,小室的工业,级,级以太网交,换,换机。在交,换,换机处配置,静,静态,VLAN,和流量控制,，,，以最合理,的,的网络配置,确,确保,GOOSE,报文在网络,传,传输中的实,时,时性和可靠,性,性。,间隔层测控,和,和保护装置,采,采用均采用,IEC61850,标准与站级,层,层主机和远,动,动工作站无,缝,缝通信。测,控,控装置之间,的,的联闭锁信,号,号采用,IEC61850,标准中的面,向,向通用对象,的,的变电站事,件,件报文,GOOSE,机制进行水,平,平通信。,220kV,线路保护、,母,母线保护、,主,主变保护、,重,重合闸装置,及,及智能操作,箱,箱之间的闭,锁,锁、启动、,跳,跳闸等信号,也,也采用,GOOSE,机制快速,水,水平通信,。,。与测控,不,不同的是,，,，保护采,用,用独立的,双,双,GOOSE,网口分别,在,在独立的,VLAN,中通信。,站控层主,机,机通过电,口,口与交换,机,机相连；,间,间隔层每,个,个测控,IED,（包括保,护,护测控一,体,体化,IED,）通过一,个,个光口与,交,交换机相,连,连，存在,保,保护,GOOSE,收发的保,护,护,IED,通过三个,光,光口连接,到,到网络上,，,，第一个,光,光口主要,传,传输,MMS,报文，其,他,他两个光,口,口传输,GOOSE,报文，并,分,分别接入,到,到两个不,同,同的环网,，,，以提高,保,保护,GOOSE,报文的网,络,络冗余性,。,。,为了提高,网,网络性能,，,，隔离不,同,同网络接,口,口的广播,和,和组播报,文,文，我们,设,设置了四,个,个,VLAN,，第一个,VLAN,包括所有,的,的测控,IED,（包括保,护,护测控一,体,体化,IED,）和保护,IED,的,MMS,通讯口，,第,第二个,VLAN,包括所有,的,的测控,GOOSE,通讯口，,第,第三个,VLAN,包括所有,保,保护,GOOSE,通讯,A,口，第四,个,个,VLAN,包括所有,保,保护,GOOSE,通讯,B,口。,外陈变的,实,实际配置,示,示意图。,本,本站规模,：,：,220kV,主变两台,，,，,220kV,出线,2,回，,110kV,出线,4,回，,35kV,出线,4,回，,35kV,电容器,2,组，所用,变,变两台。,全,全站采用,了,了国内外,八,八个主流,厂,厂家符合,IEC61850,标准的二,次,次设备产,品,品，共,63,台,IED,。,系统配置,图,图,数据统一,建,建模技术,。,。采用国,际,际通用的,XML,格式来统,一,一定义多,厂,厂家的信,息,息模型。,工程统一,组,组态技术,。,。系统采,用,用统一的,配,配置工具,进,进行自顶,向,向下的工,程,程组态。,保护,GOOSE,可靠通信,机,机制。创,新,新地提出,了,了,GOOSE,双网机制,、,、,GOOSE,软压板机,制,制。,关键技术,保护,GOOSE,通讯状态,在,在线监视,网络管理,网络信息,在,在线监测,和,和分析。,用,用于分析,复,复杂的,IEC61850,信息交换,过,过程。,保护信息,应,应用标准,化,化技术。,系,系统地提,出,出并实现,了,了多项保,护,护信息应,用,用的标准,化,化技术方,案,案。,网络通信,方,方式下的,检,检修方案,。,。研究并,提,提出全新,的,的检修方,式,式来满足,二,二次智能,设,设备的检,修,修需求。,关键技术,外陈,220kV,变电站计,算,算机监控,系,系统,IEC61850,工,工程实施,规,规范,目,录,录,1,范,围,围,2,引,用,用,标,标,准,准,3,配,置,置,工,工,具,具,及,及,配,配,置,置,文,文,件,件,4,建,模,模,原,原,则,则,5,服,务,务,实,实,现,现,原,原,则,则,附,录,录,A,：,逻,逻,辑,辑,节,节,点,点,类,类,一,一,致,致,性,性,要,要,求,求,附,录,录,B,：,公,公,用,用,数,数,据,据,类,类,一,一,致,致,性,性,要,要,求,求,附,录,录,C,：,服,服,务,务,一,一,致,致,性,性,要,要,求,求,附,录,录,D,：,故,故,障,障,报,报,告,告,文,文,件,件,格,格,式,式,IEC61850,规,约,约,转,转,换,换,器,器,，,，,支,支,持,持,各,各,种,种,非,非,IEC61850,装,置,置,的,的,接,接,入,入,IEC61850,保,护,护,子,子,站,站,代,代,理,理,，,，,支,支,持,持,保,保,护,护,主,主,站,站,IEC61850,规,约,约,的,的,接,接,入,入,IEC61850,远,动,动,工,工,作,作,站,站,，,，,支,支,持,持,将,将,IEC61850,转,成,成,101,或,104,上,送,送,调,调,度,度,IEC61850,其,它,它,应,应,用,用,基,于,于,IEC61850,的,保,保,护,护,故,故,障,障,报,报,告,告,运,运,行,行,界,界,面,面,保,护,护,故,故,障,障,报,报,告,告,基,于,于,SNMD,的,交,交,换,换,机,机,运,运,行,行,状,状,态,态,在,在,线,线,监,监,视,视,网,络,络,管,管,理,理,基,于,于,SNMD,的,交,交,换,换,机,机,运,运,行,行,状,状,态,态,在,在,线,线,监,监,视,视,网,络,络,管,管,理,理,本,着,着,积,积,极,极,稳,稳,妥,妥,、,、,有,有,序,序,推,推,进,进,的,的,指,指,导,导,思,思,想,想,，,，,开,开,展,展,基,基,于,于,IEC61850,标准的,变,变电站,自,自动化,系,系统在,浙,浙江电,网,网的各,电,电压等,级,级变电,站,站的应,用,用。在,220kV,宣家变,工,工程在,间,间隔层,和,和站级,层,层实现,了,了,IEC61850,标准技,术,术的基,础,础上，,通,通过,500kV,兰溪变,工,工程探,索,索该项,技,技术在,500kV,变电站,的,的工程,化,化应用,模,模式。,500kV,兰溪变,工,工程,采用常,规,规的电,流,流电压,互,互感器,，,，不采,用,用数字,式,式的电,流,流电压,互,互感器,智,智,能,能操作,箱,箱安装,到,到开关,场,场现场,开,开,关,关设备,全,全电动,、,、全远,方,方、程,序,序化操,作,作设计,主,主,要,要,IED,之间的,信,信息交,互,互采用,IEC61850,标准的,GOOSE,技术,500kV,兰溪变,工,工程,三级调,度,度,人机工,作,作站,1,人机工,作,作站,2,工程师,工,工作站,远动装,置,置,1/2,工业级,以,以太网,交,交换机,500,kV,变电站,计,计算机,监,监控系,统,统网络,结,结构示,意,意图,激光打,印,印机,针式打,印,印机,500kV,继电器,小,小室,测控,IED,保护,IED,智能,操作箱,n,公用信,息,息,管理机,保护子,站,站,100MB,光纤环,网,网,三级调,度,度,电力数,据,据网,省电力,数,数据网,网络分,析,析仪,测控,IED,保护,IED,测控,IED,保护,IED,GOOSE,交换机,GOOSE,交换机,220kV,继电器,小,小室,测控,IED,保护,IED,智能操,作,作箱,1,公用信,息,息,管理机,GOOSE,交换机,智能操,作,作箱,n,GOOSE,交换机,直流屏,室,室, ,测控,IED,GOOSE,交换机,GOOSE,交换机,主机,1,主机,2,激光打,印,印机,智能,操作箱,1,智能,操作箱,n,智能,操作箱,1,智能操,作,作箱,1,智能操,作,作箱,n,测控,IED,500,kV,变电站,计,计算机,监,监控系,统,统网络,结,结构示,意,意图,500kV,继电器,小,小室,500kV,断路器,及,及,线路测,控,控,500kV,母设,测控,500kV,断路器,保护,500kV,线路,保护,500kV,断路器,智能操作,箱,箱,1,500kV,断路器,智能操作,箱,箱,2,GOOSE,网,站控层网,GOOSE,网,100MB,光纤星型,网,网,100MB,光纤星型,网,网,500kV,断路器,智能操作,箱,箱,3,500kV,断路器,智能操作,箱,箱,n,500kV,断路器及,线路测控,500kV,母设,测控,500kV,断路器,保护,500kV,线路,保护,500kV,断路器,智能操作,箱,箱,1,500kV,断路器,智能操作,箱,箱,2,500kV,断路器,智能操作,箱,箱,3,500kV,断路器,智能操作,箱,箱,n,主变,保护,1,220kVGOOSE,网,1,主变,保护,2,220kVGOOSE,网,2,500,kV,变电站计,算,算机监控,系,系统网络,结,结构示意,图,图,220kV,继电器小,室,室,220kV,线路,测控,220kV,母设,测控,220kV,线路,保护第,1,套,220kV,母差,保护第,1,套,220kV,断路器,第,1,套智能操,作,作箱,1,220kV,断路器,第,1,套智能操,作,作箱,n,GOOSE,网,站控层网,220kV,线路,保护第,2,套,220kV,母差,保护第,2,套,220kV,断路器,第,2,套智能操,作,作箱,1,220kV,断路器,第,2,套智能操,作,作箱,n,GOOSE,网,100MB,光纤环网,100MB,光纤环网,220kV,线路,测控,220kV,母设,测控,220kV,线路,保护第,1,套,220kV,母差,保护第,1,套,220kV,断路器,第,1,套智能操,作,作箱,1,220kV,断路器,第,1,套智能操,作,作箱,n,220kV,线路,保护第,2,套,220kV,母差,保护第,2,套,220kV,断路器,第,2,套智能操,作,作箱,1,220kV,断路器,第,2,套智能操,作,作箱,n,主变保护,第,1,套,主变保护,第,2,套,220kV,母联,保护,目 录,IEC61850,概述,工程应用,GOOSE,应用关键,技,技术,研制历程,是否单独,组,组网组,网,网原则,1 GOOSE,组网原则,过程总线,的,的基本组,网,网方案,1,每个间隔,拥,拥有自己,的,的通信网,络,络,2,通信网络,可,可以跨越,多,多个间隔,3,所有设备,共,共用一个,通,通信网络,4,面向继保,功,功能区划,分,分网络,环网、星,型,型网及混,合,合网各有,优,优缺点，,需,需对以下,因,因素进行,充,充分比较,：,：经,济,济性（交,换,换机数量,、,、网络总,体,体价格）,可,可靠性,（,（网络风,暴,暴、网络,冗,冗余性、,自,自治性,(,独立）,安,安全性,（,（网络延,时,时对保护,的,的影响）,复,复杂性,（,（网络,配,配置、监,视,视、维护,),扩展性（,扩,扩建时的,易,易扩展性,、,、易配置,性,性、网络,性,性能不能,下,下降）,定,定检、维,护,护的局部,性,性要求,按电气间,隔,隔划分网,段,段,按继电保,护,护区域划,分,分网段,环网、星,型,型网及混,合,合网各有,优,优缺点，,需,需对以下,因,因素进行,充,充分比较,：,：经,济,济性（交,换,换机数量,、,、网络总,体,体价格）,可,可靠性,（,（网络风,暴,暴、网络,冗,冗余性、,自,自治性,(,独立）,安,安全性,（,（网络延,时,时对保护,的,的影响）,复,复杂性,（,（网络,配,配置、监,视,视、维护,),扩展性（,扩,扩建时的,易,易扩展性,、,、易配置,性,性、网络,性,性能不能,下,下降）,定,定检、维,护,护的局部,性,性要求,环网与星,形,形网络的,比,比较,以太网从,其,其发明之,日,日起就是,一,一种总线,网,网络，其,逻,逻辑拓扑,结,结构，即,从,从其功能,上,上讲，是,一,一条总线,；,；但因其,实,实际网络,布,布线方式,的,的不同，,可,可以构成,星,星形、总,线,线形和环,形,形等不同,的,的物理拓,扑,扑结构。,在,在办公自,动,动化网络,系,系统中，,一,一般对于,可,可靠性没,有,有特别的,要,要求，同,时,时为了网,络,络管理和,布,布线的方,便,便，多采,用,用星形的,网,网络结构,。,。在工业,自,自动化网,络,络中，由,于,于目前的,控,控制系统,大,大多为分,布,布式控制,系,系统，因,此,此，多采,用,用总线结,构,构或环形,结,结构。为,了,了进一步,提,提高网络,的,的可靠性,，,，可以采,用,用双星形,、,、双总线,或,或双环网,络,络结构实,现,现网络冗,余,余。,环网与,星,星形网,络,络的比,较,较,星形,环形,双星形,双环形一,双环形二,拓扑图例,优点,布线简单，管理方便，任意两个,IED,之间最多三跳。,分布式网络，允许光纤出现一处断点。发生链路故障时，网络自动快速切换到总线。环网是最经济可靠的线路冗余方式。,冗余网络，允许交换机、光纤、网线（网卡）三种故障，任意两个,IED,之间最多三跳。,冗余网络，允许交换机、两处光纤、网线（网卡）四种故障。是常用的高级工业冗余网络结构,冗余网络，允许交换机、两处光纤、网线（网卡）四种故障，且,A,网和,B,网之间物理隔离，数据完全分开。,环网与,星,星形网,络,络的比,较,较,星形,环形,双星形,双环形一,双环形二,拓扑图例,冗余切换时间,无冗余，没有切换时间可言,5 ms x N (N=,环上交换机数量,),取决于软件，任一故障均导致,A,网和,B,网整网切换，时间稍长。,链路故障由硬件完成恢复，恢复时间,5 ms x N,(N=,单环上交换机数量,),，其它故障取决于软件。除链路故障外，其他故障也只是导致,A,网和,B,网部分切换，时间短。,链路故障由硬件完成恢复，恢复时间,5 ms x N,(N=,单环上交换机数量,),，其它故障取决于软件。但除链路故障外，其他故障均导致,A,网和,B,网整网切换，时间稍长。,环网与,星,星形网,络,络的比,较,较,星形,环形,双星形,双环形一,双环形二,拓扑图例,缺点,没有冗余，且中央交换机风险过于集中。,属于简单冗余，当某一交换机发生故障时，会导致单点网络故障。,布线复杂，所有网络设备、网络光（电）缆、网卡均为双份，成本高。冗余实际上是通过软件编程实现的，因此切换时间与程序编制有较大关系。,布线较双星形简单，其它成本，如网络设备、网络光（电）缆、网卡均为双份，与双星形一样。,布线较双星形简单，其它成本，如网络设备、网络光（电）缆、网卡均为双份，与双星形一样。,环网与,星,星形网,络,络的比,较,较,星形,环形,双星形,双环形一,双环形二,拓扑图例,硬件成本,低,最低,最高,高,高,网络拓,扑,扑结构,级连结,构,构,网络拓,扑,扑结构,环形结,构,构,网络拓,扑,扑结构,星形结,构,构,网络拓,扑,扑结构,可容错,的,的星形,环,环形混,合,合结构,网络拓,扑,扑结构,可容错,的,的星形,环,环形混,合,合结构,发,发生故,障,障,网络拓,扑,扑结构,可容错,的,的双网,结,结构,网络拓,扑,扑结构,可容错,的,的双网,结,结构发,生,生故障,正常情,况,况下，,采,采用,100M,以太网,和,和多播,技,技术，,网,网络的,最,最大通,信,信时延,完,完全满,足,足实时,性,性要求,，,，且有,较,较大裕,度,度，但,是,是在网,络,络发生,异,异常情,况,况（如,网,网络中,某,某些节,点,点突然,断,断开、,网,网络风,暴,暴或接,入,入新设,备,备或新,系,系统导,致,致的网,络,络负载,突,突然增,加,加等）,怎,怎么满,足,足实时,性,性要求,（,（,3ms,）？,2,网络异,常,常实时,性,性,交换机,需,需支持,优,优先级,、,、虚拟,局,局域网,，,，而且,全,全站,GOOSE,报文占,用,用的网,络,络带宽,并,并不大,，,，,GOOSE,网和变,电,电站层,监,监控网,是,是否一,定,定要物,理,理分开,？,？如果,共,共用一,个,个网，,网,网络带,宽,宽如何,选,选择？,如,如何防,止,止网络,风,风暴的,出,出现？,3,交换机,设,设置原,则,则,IEC61850,并没有,对,对,GOOSE,通信网,络,络各通,信,信节点,的,的故障,告,告警和,故,故障诊,断,断的在,线,线功能,进,进行约,定,定，厂,家,家如何,保,保证,GOOSE,网络通,信,信状态,异,异常的,告,告警？,是,是否提,供,供,GOOSE,通信网,络,络在线,和,和离线,诊,诊断工,具,具？,4,网络报,文,文监视,关键技,术,术,GOOSE,等调试,/,诊断,/,维护工,具,具,例如一,个,个,GOOSE,发送端,的,的扩充,会,会影响,所,所有相,应,应的接,受,受。已,投,投运的,设,设备调,试,试如何,降,降低风,险,险,网络状,况,况监视,告,告警,(SMNP),网络报,文,文,”,故障录,波,波器,”(,黑匣子,),目,录,录,IEC61850,概述,工程应,用,用,GOOSE,应用关,键,键技术,研制历,程,程,从,2001,年开始,参,参与,IEC 61850,标准的翻译,与,与制定工作,于,2003,年正式立项,研,研究基于,IEC 61850,的变电站自,动,动化系统,(,江苏省科技,厅,厅,基于无缝通,信,信体系的超,高,高压变电站,自,自动化系统,的,的研制,，于,2006,年,10,月通过验收,),2005,年,3,月开发出第,一,一套试验系,统,统，参加了,第,第一次互操,作,作试验,全程参加,6,次国调中心,组,组织的互操,作,作实验,研制历程,2005,年,12,月与广东试,验,验研究所签,订,订了合作进,行,行“基于,61850,的合并单元,研,研究项目”,合,合同，,2006,年,7,月交货,2005,年,12,月和,SIEMENS 7SJ63,装置成功进,行,行了互连，,测,测试了数据,读,读写、遥测,、,、遥信、遥,控,控和报告,2006,年,1,月和,AREVAC264C,装置成功进,行,行了互连，,测,测试了数据,读,读写、遥测,、,、遥信、遥,控,控、报告、,取,取代、对时,2006,年,8,月推出基于,61850,的包括,NSD3500,测控装置和,NSR3600,系列保护装,置,置的,NS3000,数字化变电,站,站产品,2006,年,9,月起，实施,多,多个数字化,变,变电站工程,研制历程,研制历程,采用,KEMA,软件进行一,致,致性测试,通过测试软,件,件的各种正,反,反向测试试,验,验,与,ABB,、,SIEMENS,、,AREVA,等国外厂家,实,实现互联互,通,通,国家电网公,司,司,数字化电网,及,及数字化变,电,电站,关键技术研,究,究框架,研制历程,管理信息化,数字化电网,2005,年底启动，,国,国网南京自,动,动化研究院,组,组织调研和,数,数字化变电,站,站关键技术,研,研究框架初,稿,稿的编写,2006,年,3,月于北京召,开,开数字化变,电,电站技术研,讨,讨会，对数,字,字化变电站,研,研究框架初,稿,稿进行了讨,论,论,国网南京自,动,动化研究院,组,组织研究框,架,架的修改，,并,并将数字化,变,变电站与数,字,字化电网进,行,行一体化研,究,究,2007,年,3,月于南京召,开,开技术研讨,会,会，经修改,形,形成征求意,见,见稿,2007,年,3,月中旬，根,据,据公司总部,有,有关部门意,见,见，进一步,修,修改形成框,架,架讨论稿,2007,年,4,月，于北京,召,召开专家评,审,审会,2007,年,5,月，编写组,讨,讨论修改，,网,网省公司参,与,与编写和修,改,改，并进一,步,步征求意见,2007,年,8,月，于青岛,通,通过专家评,审,审,研制历程,国家电网公,司,司国家电力,调,调度通信中,心,心,IEC61850,国际标准工,程,程化实施规,范,范,南方电网公,司,司,中国南方电,网,网公司数字,化,化变电站技,术,术规范,研制历程,北京,500kV,顺义变电站,IEC61850,技术应用,(2006.10),浙江省绍兴,220kV,外陈变电站,监,监控系统集,成,成,(2007.12),河北承德,110kV,西地变电所,数,数字化改造,工,工程,(2007.08),广东鹤山,110kV,沙坪变电所,数,数字化工程,(2008.2),山东青岛,220kV,午山变电站,监,监控系统集,成,成,(2008.6),深圳,220kV,简龙变,IEC61850,技术应用,(2008.3),绍兴,220kV,渡东变,IEC61850,数字化监控,系,系统,(2008.6),河南郑州,110kV,碧沙变电站,数,数字化工程,(2008.5),广东,500kV,曲江变电站,IEC61850,工程改造,山东潍坊,110kV,穆村变数字,化,化综合自动,化,化系统,广西,110kV,杨丁变数字,化,化综合自动,化,化系统,江西,110kV,兴国变数字,化,化综合自动,化,化系统,工程业绩,东莞,110kV,田心变,IEC61850,数字化综自,系,系统,东莞,110kV,南栅变,IEC61850,数字化综自,系,系统,韶关,110kV,南郊变,IEC61850,数字化综自,系,系统,韶关,110kV,东郊变,IEC61850,数字化综自,系,系统,佛山,110kV,大榄变,IEC61850,数字化综自,系,系统,汕头,110kV,玉井变,IEC61850,数字化综自,系,系统,茂名,110kV,高地变,IEC61850,数字化综自,系,系统,梅州,110kV,松口变,IEC61850,数字化综自,系,系统,梅州,110kV,梅南变,IEC61850,数字化综自,系,系统,清远,110kV,城南变,IEC61850,数字化综自,系,系统,汕尾,110kV,河田变,IEC61850,数字化综自,系,系统,清远,35kV,大茛变,IEC61850,数字化综自,系,系统,东莞,220kV,跃立变,IEC61850,数字化综自,系,系统,深圳,220kV,清水河变,IEC61850,数字化综自,系,系统,佛山,220kV,都宁变,IEC61850,数字化综自,系,系统,工程业绩,IEC61850,工程应用深,化,化研究,内容一：,IEC61850,现有工程应,用,用情况分析,内容二：,IEC61850,变电站通信,体,体系结构研,究,究,内容三：,IEC61850,变电站合并,单,单元及,Goose,通信可靠性,技,技术研究,内容四：,IEC61850,一致性测试,技,技术,内容五：,IEC61850,标准第二版,的,的研究,2008,年国网科技,项,项目,数字化变电,站,站技术体系,研,研究,内容一：研,究,究和评估数,字,字化变电站,技,技术的国内,外,外现状,调研国内外,数,数字化变电,站,站技术的发,展,展历程和现,状,状，尤其是,在,在理论研究,及,及工程实施,方,方面的现状,，,，对数字化,变,变电站全面,应,应用和推广,的,的进程进行,评,评估,内容二：研,究,究数字化变,电,电站技术的,发,发展方向及,目,目标,通过对变电,站,站自动化技,术,术发展趋势,、,、将来我国,特,特高压骨干,电,电网、微网,、,、分布电源,、,、智能电网,建,建设等方面,的,的研究，理,清,清数字化变,电,电站技术的,发,发展思路，,为,为未来智能,电,电网建设打,好,好技术基础,。,。,内容三：研,究,究数字化变,电,电站的内涵,和,和外延,总结近年在,数,数字化变电,站,站技术方面,的,的研究成果,和,和实施经验,，,，结合国内,外,外相关技术,发,发展趋向，,考,考量未来智,能,能电网建设,的,的要求，明,确,确数字化变,电,电站定义、,内,内涵和外延,，,，确保数字,化,化变电站技,术,术的发展满,足,足未来电网,建,建设的需求,。,。,2009,年国网科技,项,项目,数字化变电,站,站技术体系,研,研究,内容四：研,究,究数字化变,电,电站相关技,术,术及要求,数字化变电,站,站采用最新,的,的通信、计,算,算机技术实,现,现对变电站,更,更大范围的,数,数字化描述,，,，在信息标,准,准化、共享,的,的基础上，,最,最终实现智,能,能化变电站,。,。因此，必,将,将涉及众多,新,新技术的应,用,用。本课题,将,将对数字化,变,变电站涉及,的,的技术进行,分,分析、归纳,和,和总结，并,明,明确关键技,术,术和发展重,点,点。,内容五：研,究,究数字化变,电,电站架构及,指,指导原则,通过研究和,评,评估分布式,、,、集中式和,分,分布集中相,结,结合的不同,逻,逻辑架构体,系,系，确定不,同,同逻辑架构,体,体系适用的,范,范围；结合,不,不同电压等,级,级，提出符,合,合我国国情,的,的数字化变,电,电站架构。,研,研究包括从,站,站控层、间,隔,隔层到过程,层,层设备的变,化,化及其带来,的,的影响；研,究,究通信网络,架,架构；为不,同,同电压等级,、,、新站建设,、,、老站改造,等,等多种模式,提,提供指导建,议,议。,2009,年国,网,网科,技,技项,目,目,数字,化,化变,电,电站,技,技术,体,体系,研,研究,内容,六,六：,研,研究,数,数字,化,化变,电,电站,评,评估,指,指导,原,原则,研究,并,并提,出,出针,对,对数,字,字化,变,变电,站,站体,系,系架,构,构、,技,技术,水,水平,、,、总,体,体性,能,能、,经,经济,效,效益,、,、全,寿,寿命,周,周期,等,等多,参,参量,在,在内,的,的，,较,较为,完,完整,的,的评,估,估指,导,导原,则,则。,内容,七,七：,研,研究,数,数字,化,化变,电,电站,标,标准,规,规范,体,体系,建,建立,原,原则,通过,对,对数,字,字化,变,变电,站,站技,术,术变,革,革的,分,分析,和,和现,场,场调,研,研，,结,结合,现,现行,相,相关,标,标准,、,、规,范,范、,规,规程,，,，考,虑,虑多,年,年生,产,产实,践,践形,成,成的,经,经验,，,，提,出,出相,关,关技,术,术文,档,档需,要,要修,订,订的,技,技术,建,建议,书,书。,2009,年国,网,网科,技,技项,目,目,谢谢,观,观看,/,欢迎,下,下载,BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH,