【正文】 因此各大電力公司、研究單位和制造廠家都應(yīng)積極調(diào)整產(chǎn)品研究方向，力圖和新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，以適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展方向。事實(shí)上盡管IEC 61850要到 2021年才陸續(xù)出版完整 ,但 SIEMENS、 ABB等公司已經(jīng)推出了IEC 61850的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的產(chǎn)品。 國(guó)外針對(duì) 標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和研究開(kāi)始較早 ,相應(yīng)的示范工程在制定 IEC 61850的過(guò)程中就開(kāi)始實(shí)施：美國(guó)、德國(guó)、荷蘭等國(guó)都有示范工程 ,用以驗(yàn)證 IEC 61850變電站自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn) , 通過(guò)實(shí)踐來(lái)促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完善。 ④ 涵蓋了 IEC 608705101和 IEC 608705103的數(shù)據(jù) 對(duì)象 。 ② IEC 61850可根據(jù)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)來(lái)歸納所需的服務(wù) 類 ， 定義抽象通信服務(wù)接口且與所采用的網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān) 。 ④ 變電站和控制中心的配置 、 事故追憶 、 特殊應(yīng)用計(jì)算機(jī)之間 ，采用 IEC 61850＋ 。 ③ 控制中心和變電站之間采用 IEC 61850＋ 進(jìn)行通信 。 從圖 62可看出： ① IEC 608706 。 并制定出電力系統(tǒng)的無(wú)縫遠(yuǎn)動(dòng)通信體系結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一傳輸協(xié)議 IEC 61850。 2021/11/11 109 建立遠(yuǎn)動(dòng)的無(wú)縫通信體系結(jié)構(gòu)是今后的發(fā)展方向（ 3） 可能的技術(shù)途徑： 會(huì)議決定無(wú)縫遠(yuǎn)動(dòng)通信體系結(jié)構(gòu)以IEC 61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)為基礎(chǔ) 。 會(huì) 議 提 出 了 無(wú) 縫 遠(yuǎn) 動(dòng) 通 信 體 系 結(jié) 構(gòu)（ Seamless Telecontrol Communication Architecture , SCA） 的概念 ， 并贊成制定統(tǒng)一的傳輸通信協(xié)議 。 2021/11/11 108 建立遠(yuǎn)動(dòng)的無(wú)縫通信體系結(jié)構(gòu)是今后的發(fā)展方向（ 2） 2021 年 6 月 6 日 在 德 國(guó) 召 開(kāi) SPAG（ Strategic policy Advisory Group） 會(huì)議 。 德國(guó)專家關(guān)于建立遠(yuǎn)動(dòng)的無(wú)縫通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的建議被會(huì)議接受 。 2021/11/11 105 第 7章 變電站與調(diào)度中心的通信標(biāo)準(zhǔn) (2) IEC 608705 系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 序號(hào) IEC配套標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)對(duì)應(yīng)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 名稱和作用 應(yīng)用場(chǎng)合 1 IEC 608705101 DL/T 6341997 基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn) 變電站和調(diào)度中心間 2 IEC 608705102 DL/T 7192021 電能累計(jì)量傳輸配套標(biāo)準(zhǔn) 變電站和調(diào)度中心間 3 IEC 608705103 DL/T 6671997 變電站繼電保護(hù)信息接口配套標(biāo)準(zhǔn) 變電站內(nèi) 4 IEC 608705104 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸 變電站和調(diào)度中心 5 IEC 60870 調(diào)度中心之間計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信 6 IEC 60870 調(diào)度中心之間計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信 2021/11/11 106 第 7章 變電站與調(diào)度中心的通信標(biāo)準(zhǔn) (3) 當(dāng)前 IEC TC57已有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議存在的問(wèn)題 IEC TC57為電力系統(tǒng)通信已制定許多協(xié)議 ,常用的有以下幾類： (1)用于變電站內(nèi)繼電保護(hù)信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)： IEC 608705103 (2)用于變電站到調(diào)度中心間的遠(yuǎn)距離通信協(xié)議有 :IEC 608705101和 IEC 608705102 (3)變電站和調(diào)度中心通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸標(biāo)準(zhǔn)： IEC 608705104 （ 4） 調(diào)度中心通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膮f(xié)議有： IEC 608706 IEC 608706 以上協(xié)議不能兼容或不能完全兼容 。 調(diào)度中心之間的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn) IEC 608706 ,它適用于調(diào)度中心之間的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信 。 由于這種技術(shù)特點(diǎn) ， 當(dāng)帶寬占用率低于 37%時(shí) ， 可以基本避免沖撞 ， 充分滿足實(shí)時(shí)要求 。 但沖突會(huì)很快地被解決 。 (2) 可靠性高 (3) 成本低 (4) 網(wǎng)絡(luò)管理 由于以上原因 ， 以太網(wǎng)應(yīng)用于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)已成為發(fā)展的趨勢(shì) 。 以太網(wǎng)是當(dāng)今使用最廣泛的局域網(wǎng) ， 在所有的網(wǎng)絡(luò)連接中 ， 80%都是基于以太網(wǎng)的 。 LONWorks主要適用于大型的 、 對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求不太高的分布式控制系統(tǒng) 。 ⑤ 支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)送和播發(fā)送功能 。 ③ 提供優(yōu)先級(jí)控制 、 實(shí)時(shí)性強(qiáng) 。 CANbus的技術(shù)特點(diǎn)是： ① 技術(shù)多主結(jié)構(gòu) 。 LONWorks的節(jié)點(diǎn)相互獨(dú)立 ， 從硬件結(jié)構(gòu)上保證當(dāng)任何一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障 ， 不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作 。 兩者的區(qū)別如下： (1) 數(shù)據(jù)特性不一樣 數(shù)據(jù)網(wǎng)使用大數(shù)據(jù)報(bào)文 ， 且數(shù)據(jù)并不是頻繁地發(fā)送 、通信速率一般較高 ， 控制網(wǎng)卻相反 ， 必須頻繁傳送少批量數(shù)據(jù) 。 2021/11/11 96 網(wǎng)絡(luò)通信 現(xiàn)場(chǎng)總線通信網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)： 現(xiàn)場(chǎng)總線按 ISO的 OSI標(biāo)準(zhǔn)提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù) ， 可靠性高 ， 穩(wěn)定性好 ， 抗干擾能力強(qiáng) ， 通信速率快 ， 造價(jià)低 ，維護(hù)成本低 。 以現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成的控制系統(tǒng) ， 結(jié)構(gòu)上是分散的 。 RS422/485缺點(diǎn)： ① 能連接的通信點(diǎn)數(shù) ≤32個(gè) 。 2021/11/11 93 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的信息傳輸網(wǎng)絡(luò) 表 61 幾種常用的串行通信標(biāo)準(zhǔn)接口的主要性能 RS232C RS422 RS485 操作方式 單端 差分 差分 最大電纜距離 15m 1200m 1200m 最大傳輸速率 (bps) 12m 20K(15m) 10M 10M 120m 1M 1M 1200m 100K 100K 2021/11/11 94 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的信息傳輸網(wǎng)絡(luò) RS422/485的優(yōu)點(diǎn)： ① 接口簡(jiǎn)單 ， 僅需一根信號(hào)電纜 （ 雙絞線 、 同軸電纜 ） ， 便可實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)互聯(lián) 。 由 RS422標(biāo)準(zhǔn)變形為 RS485。而在距離 15米時(shí) ， 最大傳輸速率為 20Kbps。 是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì) （ EIA） 于 1973年制定的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口 。 間隔層內(nèi)設(shè)備間的通信 間隔層設(shè)備間內(nèi)部通信 ， 主要解決兩個(gè)問(wèn)題： ★ 數(shù)據(jù)共享 ★ 互相閉鎖 2021/11/11 90 變電站內(nèi)的信息傳輸 間隔層與變電站層的通信 間隔層和變電站層的通信內(nèi)容很豐富 ， 概括起來(lái)有以下 4類： ★ 測(cè)量信息 ★ 狀態(tài)信息 ★ 操作信息 ★ 參數(shù)信息 變電站層的內(nèi)部通信 變電站層不同設(shè)備間的通信 ， 根據(jù)各設(shè)備任務(wù)和功能的特點(diǎn) ， 傳輸所需的測(cè)量信息 、 狀態(tài)信息和操作信息等 。 2) 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)與調(diào)度中心或控制 中心的通信 。 1LSB ② 相對(duì)誤差： (相對(duì)誤差 /滿量程的模擬量） 100% （ 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間：完成一次 A/D轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間。例如：177。 表 5－ 1 A/D位數(shù) 分辨率 8 10 12 14 16 1/28=1/256 1/210=1/1024 1/212=1/4096 1/214=1/16384 1/216=1/65536 2021/11/11 82 第 5章 模擬量的輸入、輸出 (4) A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)性能 （ 2）準(zhǔn)確度： ① 絕對(duì)誤差：對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)字量的實(shí)際模擬量的值和模擬量的理論值之差，為絕對(duì)誤差。 N位 A/D轉(zhuǎn)換能反映 1/2n滿量程的模擬量輸入電壓。模擬量都是隨時(shí)間連續(xù)變化的物理量。 2021/11/11 70 第 4章 數(shù)字量的 輸 入 /輸 出 （ 1） 概述 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，要采集的信息有：模擬量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量和廣義讀表數(shù)。 （ 4） 分層分散式結(jié)構(gòu)可靠性高 ， 組態(tài)靈活 ， 檢修方便 。 （ 2） 二次設(shè)備與一次設(shè)備就近安裝 ， 節(jié)省了大量的連接電纜 。 （ 2） 變電站內(nèi)的各 IEDs的通信網(wǎng)絡(luò)采用現(xiàn)場(chǎng)總線 ， IEDs按不同的電壓等級(jí) ， 組成相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng) ， 然后經(jīng)規(guī)約轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換 ， 通過(guò)光纖組成雙光纖以太網(wǎng)與變電站層的各工作站通信 。 按一次設(shè)備的電壓等級(jí)分別以小室方式分散布置 。 分層 （ 級(jí) ） 分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)模式實(shí)質(zhì)上是把這些面向間隔設(shè)計(jì)的變電站層和間隔層的智能電子設(shè)備 ， 按它們的功能組裝成多個(gè)屏 （ 柜 ） ， 例如：主變保護(hù)屏 （ 柜 ） 、 線路保護(hù)屏 （ 柜 ） 、 數(shù)據(jù)采集屏等等 ，這些屏 （ 柜 ） 一般都集中安裝在主控室中 ， 我們把這種結(jié)構(gòu)模式簡(jiǎn)稱為 “ 分布集中式 ” 結(jié)構(gòu)模式 。 2021/11/11 64 自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式 集中式的綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 分層 （ 級(jí) ） 分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié) 構(gòu)模式 分布分散式與集中相結(jié)合的自動(dòng)化系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式 分布分散式的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式 2021/11/11 65 集中式結(jié)構(gòu) 打印機(jī) 顯示器 鍵　盤(pán)監(jiān)控主機(jī)電能計(jì)量 微機(jī)保護(hù) 電壓無(wú)功控制 輸出接口輸入接口輸出接口 輸入接口 輸入接口 輸出接口測(cè)量TATV保護(hù)動(dòng)作出口主變保護(hù)TATV各線路保護(hù)TATV電容器TATV斷路器位置輸入主變測(cè)量TATV各變分頭位置電容器開(kāi)關(guān)位置分頭控制信號(hào)電容器控制信號(hào)測(cè)量TVTA開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸入保護(hù)動(dòng)作信息輸入信號(hào)輸出監(jiān)控機(jī)動(dòng)作通信控制器調(diào)制解調(diào)器調(diào)度（控制）中心站級(jí)層間隔層現(xiàn)場(chǎng)層2021/11/11 66 分層分布式系統(tǒng)集中組屏的結(jié)構(gòu)模式（ 1） 分層分布式自動(dòng)化系統(tǒng)的功能在邏輯上仍可分為程層 、 間隔層和變電站層三層結(jié)構(gòu) 。 IEC 61850 協(xié)議對(duì)智能電子設(shè)備 IED的定義是：由一個(gè)或多個(gè)處理器組成 ， 具有從外部源接收和傳送數(shù)據(jù)或控制外部源的任何設(shè)備 （ 例如：電子多功能儀表 、 數(shù)字繼電器 、 控制器 ） 。 （ 2）間隔層（ Bay level）功能 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在間隔層的設(shè)備主要有各種微機(jī)保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和 RTU等等。 2021/11/11 59 第 3章 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 概述 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯接口 變電站的智能電子設(shè)備 自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模式 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向 2021/11/11 60 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的分層和邏輯接口 國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC） TC 57技術(shù)委員會(huì)（電力系統(tǒng)控制和通術(shù)委員會(huì)）在制定 IEC 61850（變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)）標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，把變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能在邏輯上分配在 3個(gè)層次（變電站層、間隔層或單元層、過(guò)程層），這 3個(gè)層次分別通過(guò)邏輯接口 1～ 9建立通信，如圖。 目前