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基于IEC61850变电站自动化通信系统研究发布时间：2022-10-17T06:48:50.372Z 来源：《中国建设信息化》2022年第11期6月作者：王幸之[导读] 针对颁布的IEC61850国际标准，对该标准进行了详细研究。
根据该标准，具体设计了一套变电站自王幸之辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,辽宁葫芦岛市125000摘要：针对颁布的IEC61850国际标准，对该标准进行了详细研究。
根据该标准，具体设计了一套变电站自动化通信系统，包括：结构介绍、网络选择以及设备配置。
关键词：变电站；自动化通信系统；国际标准；结构设计1. 引言在IEC61850国际标准颁布以后，变电站综合自动化系统已成为变电站乃至整个电力系统升级改造研究的重要内容[1]。
基于IEC61850标准的变电站综合自动化系统的建设，能够很好地解决常规变电站IED设备间不能完全兼容和数据信息不能实时通信互享间的缺陷，能确保变电站综合自动化系统中的测控、保护、故障录波等智能IED设备具有良好的实时通信互享功能[2]。
因此，结合实际工作经验，对基于IEC61850标准的变电站综合自动化系统的升级改造要点进行研究，就显得非常有工程实践应用研究意义。
2. IEC61850标准简介2.1 标准定义IEC61850标准是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准。
它通过标准的实现，实现了智能变电站的工程运作标准化[3]。
使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明。
不论是哪个系统集成商建立的智能变电站工程都可以通过SCD（系统配置）文件了解整个变电站的结构和布局，对于智能化变电站发展具有不可替代的作用。
该标准定义了采用设备名、逻辑节点名、实例编号和数据类名建立对象名的命名规则；采用面向对象的方法，定义了对象之间的通信服务，比如，获取和设定对象值的通信服务，取得对象名列表的通信服务，获得数据对象值列表的服务等。
面向对象的数据自描述在数据源就对数据本身进行自我描述，传输到接收方的数据都带有自我说明，不需要再对数据进行工程物理量对应、标度转换等工作。
基于IEC61850的配网自动化开放式通信体系一、本文概述随着电力系统的快速发展和智能化水平的持续提高，配网自动化已成为提升电网运行效率、保障供电质量的重要手段。
在这个过程中，通信技术的选择和应用显得尤为重要。
IEC61850作为国际电工委员会制定的电力系统自动化领域的国际标准，为配网自动化通信体系的建设提供了统一的技术框架和通信协议。
本文旨在探讨基于IEC61850的配网自动化开放式通信体系的设计原理、关键技术及其在实际应用中的优势与挑战，以期为我国配网自动化通信体系的建设提供有益的参考和借鉴。
文章首先将对IEC61850标准的基本内容进行介绍，包括其发展历程、核心特点以及在配网自动化中的应用意义。
随后，文章将详细阐述基于IEC61850的配网自动化开放式通信体系的结构组成和技术特点，包括通信协议的选择、网络拓扑的设计、信息模型的构建等方面。
在此基础上，文章还将对实际应用中遇到的关键技术问题进行深入探讨，如实时通信的保证、信息安全防护、系统互操作性等。
文章将结合国内外典型案例，分析基于IEC61850的配网自动化开放式通信体系在实际运行中的效果与影响，以期为我国配网自动化通信体系的建设提供有益的启示和建议。
二、IEC61850标准概述IEC61850，即国际电工委员会（IEC）制定的《电力系统自动化——变电站通信网络和系统》标准，是电力系统自动化领域的一项国际性标准。
该标准旨在通过统一的通信协议和数据模型，实现变电站内不同设备之间的互操作性，从而提高电力系统的运行效率和可靠性。
IEC61850标准的核心内容包括抽象通信服务接口（ACSI）、变电站配置语言（SCL）以及一系列的数据模型和服务。
其中，ACSI定义了变电站内部设备之间通信所需的服务接口，包括信息传输、访问控制等；SCL则提供了一种描述变电站配置和通信参数的语言，使得变电站的配置信息可以方便地生成、修改和交换。
IEC61850还定义了一系列的数据模型，如逻辑设备、逻辑节点、数据对象等，用于描述变电站内各种设备的功能和状态。
基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络的研究与实践基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络的研究与实践摘要：随着电网的快速发展，传统变电站的通信网络面临着诸多挑战，例如通信速度慢、可靠性低等问题。
因此，研究基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络，成为提高变电站通信效率和可靠性的关键技术。
关键词：IEC61850；变电站通信网络；数字化；效率；可靠性一、引言随着电力行业的快速发展和智能电网的建设，变电站作为电能转换和传输的关键环节，其在电力系统中的地位日益重要。
然而，传统变电站的通信网络存在着一系列问题，例如通信速度慢、可靠性低、通信协议不统一等。
这些问题严重影响了变电站的运行效率和安全性，亟需一种新型数字化变电站通信网络来解决这些问题。
二、IEC61850通信协议的介绍IEC61850是国际电工委员会制定的用于电气装置通信的标准。
相比传统的变电站通信协议，IEC61850采用了面向对象的编程思想，能够实现设备之间的多点通信和数据共享，提供了更高的通信速度和可靠性。
同时，IEC61850还支持通信网络的自动发现和协商，使得设备的接入和配置变得更加简单和灵活。
三、基于IEC61850的数字化变电站通信网络的设计与实现1. 网络拓扑设计：根据变电站的实际需求，采用星型、环型或混合型等拓扑结构进行设计，同时考虑网络的可靠性和扩展性。
2. 网络安全设计：采用虚拟专用网络（VPN）和数据加密技术，保障通信数据的安全性和机密性，防止黑客攻击和信息泄露。
3. 设备接入与配置：利用IEC61850的自动发现和协商功能，实现设备的自动接入和配置，减少了人工操作的复杂性和错误率。
4. 通信性能优化：通过合理设置通信参数和网络设备的优化，提高通信速度和稳定性，保证通信数据的及时性和准确性。
5. 维护与管理：建立完善的监控系统和报警机制，及时发现和解决通信故障，保障数字化变电站的正常运行。
四、实践案例分析以某变电站为例，通过改造其通信网络，采用了基于IEC61850的新型数字化变电站通信网络。
浅论基于IEC61850的数字化变电站的应用技术摘要:随着我国电力体制改革步伐的不断加快,国内数字化变电站的建设进入了一个崭新的发展时期,特别是IEC61850标准的引入,有效提升国内电力技术的科学化、规范化应用,而且是保证数字化变电站建设质量的重要技术参考依据。
本文结合笔者多年电力工作经验,简要分析了基于IEC61850的数字化变电站的应用技术,仅供同行参考和借鉴。
关键词:IEC61850 数字化变电站应用技术1 IEC61850标准在国内推广的现状IEC61850标准是目前在国际电力行业中最为基础的标准之一,其基本原则是实现“同一世界、同一标准、同一技术”,进而有效提升全球电力技术的标准化、集成化、智能化发展。
在全球经济技术一体化的背景下,IEC61850标准完全符合我国电力行业的发展需求,尤其是在数字化变电站建设中的应用,更加凸显了IEC61850标准的优势,其根本目的是通过对于技术的合理应用和监管,实现电力网络的优质、安全、经济运行。
但是从国内电力行业的发展现状而言,IEC61850标准尚有许多与我国实际情况不相适应的地方,所以,在数字化变电站建设中,应有所取舍的进行应用,而不是“一股脑”的全盘引入。
随着我国电力体系的不断完善,国内以IEC61850标准为基础,对其进行了必要的修订,从而基本形成了符合中国实际国情的新型电力技术理念,特别是在数字化变电站的继电保护技术方面,国内已经制定了较为完善的应用技术体系,并且在很多大型工程中得以实践。
另外,随着国内数字化变电站建设经验的不断积累,特别是随着对于各种高新技术的熟练和掌握,形成了构建属于我国自己的电力技术标准的前提,但是对于相关问题的深入研究和探索仍是必不可少的。
因此,在IEC61850标准的引入和应用过程中,国内电力技术人员一定要保持“取其精华、去其糟粕”的原则,即拿来我们需要的部分,舍弃我们不需要的部分,从而在实现技术标准简化的基础上,进一步提升了实用性。
基于IEC61850数字化变电站的研究摘要变电站自动化技术的发展和微机保护的广泛应用极大地提高了电网的自动化水平和管理水平，但是由于变电站自动化系统和保护设备的通信协议不统一，造成系统无缝集成困难，生命周期缩短；设备之间互操作性差，维护工作量大，改造升级困难。
同时变电站的一、二次设备的控制信号发送、模拟量采集靠大量的电缆连接实现，不仅浪费了大量的财力，而且抗干扰性大大降低。
随着IEC61850 标准的发布，电子式互感器、智能化高压电气设备的发展，电气设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机网络技术的高速发展，使得建设数字化变电站具备了必要的技术条件。
本文在研究数字化变电站相关理论和技术的基础上，总结变电站数字化技术的现状、发展趋势，初步形成数字化变电站的整体模型，提出了数字化变电站的特征和需要实现的功能。
研究数字化变电站三层网络结构下通信的实现，运用前面的研究成果，探讨在现有技数条件下建设数字化变电站，如何实现与以往设备的兼容，使本文提出的数字化变电站改造方案更具有实用性和可操作性。
关键词：数字化变电站，IEC61850 标准，电子式互感器，智能化高压电气设备DIGITAL SUBSTATION BASED ON IEC61850 RESEARCHABSTRACTWith the development of integrated substation automation technology and microprocessor-based protections，electrical power system automation is highly promoted. But the communication protocols among IEDs produced by different manufacturers are different，the SA system will not be integrated well.Also，IEDs from different manufacturers are difficult to achieve interoperability.Maintenance and upgrading such a SA system may cost much resource and time.In a substation，many cables made with copper are used to transmit control signal and analog data，so highly lower the anti-interference of a SA system. The IEC6185O standard electronic measurement transformers，intelligent control of high voltage electrical apparatus，computer network technology，etc，all these make it possible to build a digital substation. So,the thesis will study these key technologies and intelligence devices，and give a reference design project of digital substations. First，a digital substation model and main charaeters are formed in this thesis. Then a communication network construction principle of digital substations，including proeess buses and Station buses，are developed. According with the Principle，with the reaserch on the key technologies of 110kV wucun digital substation in Shenzhen Power Supply Bureau and 220kV sanxiang digital substation in nanfang Power Supply Bureau，this article analysis a digital substation’ s layered communication network framework. Deeply. Based on the investigation of intelligence devices of digital substations，selcetion and configuration principle of devices is summarized.KEY WORDS: digital subatation,IEC61850 standard ,electronictransformer ,intelligent control of high voltage electrical apparatus目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................... I I 第1章绪论. (1)第2章数字化变电站系统的发展及现状 (3)2.1 变电站自动化系统的发展 (3)2.2 变电站自动化系统通信规约现状 (6)2.3 小结 (9)第3章数字化变电站的技术优势及经济效益 (10)3.1 数字化变电站的技术优势 (10)3.2 经济效益 (13)3.3 小结 (14)第4章 IEC61850 标准介绍 (15)4.1 IEC61850 标准主要内容 (15)4.1.1 IEC61850 标准内容 (15)4.2.1 分层 (17)4.2.2变电站通信网络的实时性以及时延不确定性研究 (18)4.3 本章小结 (35)总结与展望 (36)1.全文工作总结 (36)2. 工作展望 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录1 (43)第1章绪论变电站自动化系统是在计算机技术和网络通信技术基础上发展起来的。
IEC61850标准与数字化变电站的探讨摘要：解析了iec61850标准的主要内容和特点，并对数字化变电站通信框架模型和ied模型做了简要分析，最后针对iec61850标准尚未说明的部分提出了几点看法。
关键词：iec61850；数字化变电站；建模；ied0 引言iec 61850 是国际电工委员会负责电力系统控制及其通信的相关标准的第57 技术委员会(iectc57)制定的关于变电站自动化系统结构和数据通信的一个国际标准，目的是使变电站内不同厂家的智能电子设备(ied) 之间通过一种标准协议实现互操作和信息共享，实现“一个世界、一种技术、一个标准”。
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，将物理设备虚拟化，对数字化信息进行标准化，实现信息共享和互操作，满足安全可靠、技术先进、经济运行要求的变电站。
当前电力系统中，对变电站自动化的要求越来越高，为方便变电站中各种ied的管理以及设备间的互联，就需要一种通用的通信方式来实现。
iec61850提出了一种公共的通信标准，通过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。
1、iec 61850的介绍该标准根据电力系统生产过程的特点，制定了满足实时信息传输要求地服务模型；采用抽象通信服务接口、制定通信服务映射，以适应网络发展。
采用面向对象建模技术，面向设备建模和自我描述，以适应功能扩展，满足应用开放互操作要求。
采用配置语言，配备配置工具，在信息源定义数据和数据属性。
定义和传输元数据，扩充数据和设备管理功能，传输采样测量值等。
该标准还包括变电站通信网络和系统总体要求、系统和工程管理、一致性测试等。
作为全世界唯一的变电站网络通信标准，为电力系统自动化产品的“统一标准、统一模型、互连开放”的格局奠定了基础，使得信息建模标准化成为可能，信息共享具备了可实施的基础，也将成为电力系统中从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝自动化标准。
基于IEC61850的变电站智能化通信网络建设的研究摘要：基于IEC61850标准，根据智能变电站通信网络的性能要求，分析了基于IEC61850标准的智能变电站信息模型的构建，并介绍了采样传输和通用变电站事件两类重要的通信服务模型。
基于IEC61850的变电站通信网络的特点，提出对实时性改进措施。
关键词：IED; IEC61850; 通信网络; 智能变电站随着变电站综合自动化技术和网络通信技术的发展，变电站设备之间的通信将是数字化变电站系统的全面实现。
配置将更加灵活，功能扩展会更方便。
然而，各种智能电子设备（IED）提供的数据格式，结果导致了大量的“信息孤岛”。
这不仅造成软件和硬件系统的重复建设，但同时也增加了系统的运行和维护成本。
从另一个角度来看，系统的复杂性使得网络连接和信息交换更困难。
这就需要建立一个统一的、标准的、开放的，能够满足各站之间的互连设备沟通的平台。
因此，研究和实践基于IEC 61850标准的变电站通信网络对合理应用现有设备，开发新设备都具有重要的现实意义。
1 IEC61850 的介绍IEC61850 是国际电工委员会TC57 工作组制定的《变电站通信网络和系统》新的国际标准，其目标是实现不同厂家IED 之间的互操作。
IEC61850 标准制定了变电站内部通信网络与系统。
由十大部分，十四个分册组成，规范了数据的命名、定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口。
基于IEC61850 的变电站通信网络主要有以下特点：1) 三层结构网络协议划分，完成了控制、监视和继电保护三大功能;2) 采用面向对象的建模技术，定义了基于客户/服务器结构数据模型;3) 完善的自我描述，传输到接收方的数据都带有自我说明;4) 采用抽象通信服务接口ACSI，从而网络独立;5) 智能化的一次设备的应用;6) 采用XML 配置技术作为配置描述语言信息的交换格式等。
基于IEC61850标准的数字化变电站通信技术研究的开题报告开题报告一、选题背景及研究意义随着能源互联网、智能电网建设的推进，数字化变电站得到了广泛应用。
数字化变电站建设与运行需要依靠通信系统，以实现变电站各设备之间的信息交换及控制。
传统的变电站通信方式采用基于串口或光口的串行通信或以太网通信，这种方式通信速度较慢、通信负载较大，不能满足数字化变电站通信的实时性、可靠性和安全性等要求。
因此，数字化变电站通信技术的研究和应用具有重要的现实意义和发展前景。
IEC61850是目前国际上最重要的数字化变电站通信标准，它具有面向对象、灵活、安全可靠等特点，已经成为数字化变电站通信技术的主要标准。
因此，本课题选择IEC61850标准为研究对象，探究基于IEC61850标准的数字化变电站通信技术。
二、研究内容和方法主要研究内容包括：IEC61850标准的基本原理、通信模型和数据模型；数字化变电站通信系统的设计与实现，包括通信网络的构建、通信协议的编写、通信测试方法的研究等；数字化变电站通信技术应用的实验验证，以某数字化变电站为例，验证基于IEC61850标准的通信技术在实际应用中的效果。
本研究将采用实验研究方法，通过搭建数字化变电站通信系统并在实验室环境下进行验证，评估其通信性能，对基于IEC61850标准的数字化变电站通信技术进行深入的研究。
三、研究预期结果及创新点本研究预期可以通过实验验证，证明基于IEC61850标准的数字化变电站通信技术在实际应用中的有效性和可行性，为数字化变电站的建设和运行提供技术支持。
同时，本研究还将探索更优的数字化变电站通信技术实现方案，具有一定的技术创新点。
四、预期工作进度及安排1. 文献综述：前期在研究领域内进行了大量文献综述和调研，并对IEC61850标准和数字化变电站通信技术进行深入理解。
2. 设计和实现数字化变电站通信系统：本阶段工作主要包括通信网络的构建、通信协议的编写、通信测试方法的研究等方面的工作，预计耗时3个月。
