什么是IEC61850通信協(xié)議
為何選擇IEC61850?
想象一下,全國各地都有數(shù)百家制造工廠,所有這些工廠都擁有自己品牌的設備,可以通過各種協(xié)議進行通信?,F(xiàn)在想象一下,為了使這些植物有效地發(fā)揮作用,這些植物需要相互通信,但這些協(xié)議是不可互操作的。這些設備本身并不意味著彼此通信。
用變電站取代這些制造工廠,您就可以了解全世界在輸配電方面的情況。為了保持電能質量和可靠性,變電站需要相互通信。但是,使用許多協(xié)議,需要進行大量的工程工作。
此外,可再生能源和微電網(wǎng)引入了一系列不同的制造商,協(xié)議和電力,能夠擾亂電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性(例如供電頻率),以及各國能源結構中對可再生能源的日益重視世界,迫切需要共同的協(xié)議結果。這種需求體現(xiàn)在IEC61850中,這是一種促進變電站中“智能電子設備(IED)”之間互操作性和通信的通用協(xié)議,這對于智能電網(wǎng)或虛擬熱電廠(VHP)的開發(fā)至關重要。
IEC61850的優(yōu)勢并不止于此!其他優(yōu)點包括:
- IEC61850建立在以太網(wǎng)通信骨干網(wǎng)之上。因此,與串行通信相比,通信帶寬和速度分別更大和更快。隨著更復雜的IED,更多需要更快響應的數(shù)據(jù)被傳輸,并且以太網(wǎng)骨干網(wǎng)變得必要。
- 與面向信號的舊協(xié)議相比,IEC61850是面向對象的協(xié)議。對于面向信號的協(xié)議,在您的控制系統(tǒng)中,您將從設備1,2,3等引用您的數(shù)據(jù)點為10004,21015。這意味著您將需要花時間找出每個點對您的庫所代表的內(nèi)容數(shù)據(jù)的。雖然這對于小規(guī)模系統(tǒng)是可以接受的,但是當存在數(shù)萬個數(shù)據(jù)點時會出現(xiàn)問題,這對于電源而言是常見的。另一方面,對于IEC61850,數(shù)據(jù)點的識別更容易。示例:屬于繼電器1的斷路器1(XCBR1)的狀態(tài)功能(ST)的本地值(Loc)的狀態(tài)值(stval)。通過標準化的命名結構和常用縮寫,我們觀察到只要熟悉命名規(guī)則,就可以直觀地知道關鍵點。這將導致工程成本的急劇下降,因為花費更少的時間來識別相關點。此外,所有設備都是自我描述的。這意味著控制軟件工程師無需單獨輸入這些點。相反,控制軟件將自動檢測并識別IED內(nèi)的所有數(shù)據(jù)點。
- 冗余:與RSTP(快速生成樹協(xié)議)等其他以太網(wǎng)冗余方法不同,IEC61850的冗余提供零恢復時間。IEC61850使用并行冗余協(xié)議,在該協(xié)議下,每個源通過2條不同的路由發(fā)送2個幀的副本。因此,如果一條路徑發(fā)生故障,數(shù)據(jù)仍將通過備用路由到達目的地,從而防止停機。PRP已經(jīng)過修改,將其與使用環(huán)形網(wǎng)絡的高速冗余協(xié)議相對應,這與以前版本的并行網(wǎng)絡中運行的PRP不同。因此,PRP和HSR在今天大致相當。
- 其他協(xié)議(MMS,GOOSE,SMV)還允許數(shù)據(jù)更快更可靠地從IED到中心站,IED之間和SMV情況下,從PT和CT到IED。
IEC 61850是變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)的最新標準。其定義范圍大大超過了之前的標準IEC 60870-5-101。IEC 61850包含以下個別標準:
- IEC 61850-1,61850-2
簡介和概述/術語表 - IEC 61850-3
一般要求 - IEC 61850-4
系統(tǒng)和項目管理 - IEC 61850-5
功能和設備型號的通信要求 - IEC 61850-6
用于與IED相關的變電站通信的配置描述語言 - IEC 61850-7-1
變電站和饋線設備的基本通信結構 – 原理和模型 - IEC 61850-7-2
變電站和饋線設備的基本通信結構 – 抽象通信服務接口(ACSI) - IEC 61850-7-3
變電站和饋線設備的基本通信結構 – 通用數(shù)據(jù)類 - IEC 61850-7-4
變電站和饋線設備的基本通信結構 – 兼容的邏輯節(jié)點類和數(shù)據(jù)類 - IEC 61850-8-1
特定通信服務映射(SCSM) – 映射到MMS(ISO 9506-1和ISO 9506-2)和ISO / IEC 8802-3 - IEC 61850-9-1
特定通信服務映射(SCSM) – 串行單向多點點對點鏈路上的采樣值 - IEC 61850-9-2
特定通信服務映射(SCSM) – ISO / IEC 8802-3上的采樣值 - IEC 61850-10
一致性測試
IEC 61850不僅限于傳輸格式,還定義了完整的數(shù)據(jù)模型。它還引入了一種基于XML的語言(變電站配置描述語言 – SCL),它提供了一種獨立于供應商的方法來描述設備及其配置。
IEC 61850由特定于分支的數(shù)據(jù)模型(例如IEC 61400-25)補充,其中維護了基本協(xié)議原則。
標準IEC 61400-25(用于風力發(fā)電廠的監(jiān)視和控制的通信)也在協(xié)議棧IEC 61850,Client中實現(xiàn)。
該映射符合標準的第4部分(IEC 61400-25附錄C:符合IEC 61850-8-1的每個制造消息規(guī)范(MMS)的IEC 61400)。