基于IEC61850的变压器保护IED研究

随着微处理器技术的发展，在变电站自动化领域出现了大量基于微处理器的智能电子设备(IED)，给变电站自动化系统的集成带来方便的同时也带来了互操作性差的问题，即不同制造商或同一制造商在不同时期的IED由于采用的通信协议可能不相同，使得IED之间交换信息必须通过协议转换，增加了系统通信成本，影响了系统的实时性能，也降低了用户选择系统解决方案的灵活性，不利于系统的功能升级或扩展。 为了适应变电站自动化技术的迅速发展，IEC以UCA2.0的数据模型和服务为基础，参考和吸收了已有的许多相关标准，制定了关于变电站自动化系统的第一个完整的国际通信标准体系IEC61850。标准通过采用面向对象建模、抽象通信服务接口、XML等先进技术，为实现不同制造商的IED之间的互操作性提供了一条有效的途径，同时特殊通信服务映射等机制的引入，使得标准能适应通信技术的飞速发展而保持稳定性。 本文首先对IEC61850进行了深入的分析，包括：IEC61850的互操作性目标分析，指出互操作性目标可以分为IED间的互操作性和自动化功能间的互操作性，而后者才是IEC61850互操作性所强调的使用信息协同操作的能力，是设备应用IEC61850的最大价值；IEC61850实现自动化功能间互操作性的具体措施—面向对象建模以及抽象通信服务接口分析，指出这些措施的本质是对通信数据和通信服务的标准化：IEC61850实现互操作性的另一环节—系统的配置管理分析。通过上述分析归纳得出基于IEC61850标准的变电站自动化产品特点。在此基础上，以变压器保护IED为例，建立了其包括数据和服务在内的完整的数据通信模型；并对其软件实现进行了研究，给出了功能最小单位逻辑节点类的Java设计以及系统流程图；同时还给出了变压器保护IED的硬件实现方案；最后采用基于XML的SCL对变压器保护IED的配置进行了描述。