IEC61850系列標準提出了變電站的三層功能結(jié)構(gòu)、功能間的邏輯接口以及邏輯接口到物理接口的映射。根據(jù)IEC61850的上述指導思想,國內(nèi)智能變電站實施過程中設計了多種不同的體系結(jié)構(gòu),其中應用較多的是“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu),也提出過“三層三網(wǎng)”結(jié)構(gòu)及“三層一網(wǎng)”結(jié)構(gòu)。各種結(jié)構(gòu)形式的共同點是遵從三層結(jié)構(gòu),而在網(wǎng)絡配置上差異較大。當前最經(jīng)典的智能變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu),三層:站控層、間隔層、過程層,兩網(wǎng):站控層網(wǎng)絡、過程層網(wǎng)絡,站控層網(wǎng)絡、過程層網(wǎng)絡物理上相互獨立。
三層設備
站控層設備包括監(jiān)控主機、遠動工作站、操作員工作站、對時系統(tǒng)等,實現(xiàn)面向全站設備的監(jiān)視、控制、告警及信息交互功能,完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制(SCADA)、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護信息管理、順序控制等相關(guān)功能。站控層功能宜高度集成。
間隔層設備一般指保護裝置、測控裝置等二次設備。間隔層設備的功能是采集本間隔一次設備的信號并對一次設備產(chǎn)生保護、控制和監(jiān)視作用,并將相關(guān)信息上送給站控層設備和接收站控層設備的命令。
過程層設備包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流電壓互感器等一次設備及其所屬的智能終端和合并單元。智能終端和合并單元將交流采樣信號和直流開入開出信號(狀態(tài)信號)就地轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,是一次設備數(shù)字化和智能化的接口。
兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)
三層設備之間通過網(wǎng)絡通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和信息共享。間隔層設備與站控層設備之間的網(wǎng)絡稱之為站控層網(wǎng)絡,過程層設備與間隔層設備之間的網(wǎng)絡稱為過程層網(wǎng)絡。
站控層網(wǎng)絡實現(xiàn)站控層內(nèi)部以及站控層與間隔層之間的數(shù)據(jù)傳輸;過程層網(wǎng)絡實現(xiàn)過程層內(nèi)部以及間隔層與過程層之間的數(shù)據(jù)傳輸。間隔層設備之間的通信,物理上可以映射到站控層網(wǎng)絡,也可以映射到過程層網(wǎng)絡。全站的通信網(wǎng)絡應采用高速工業(yè)以太網(wǎng)組成。
(1)站控層網(wǎng)絡
站控層和間隔層之間的網(wǎng)絡通信協(xié)議采用MMS(Manufacturing Message Specification,制造報文規(guī)范),故也稱為MMS網(wǎng),網(wǎng)絡可通過劃分VLAN(虛擬局域網(wǎng))分隔成不同的邏輯子網(wǎng)以減輕數(shù)據(jù)壓力。
(2)過程層網(wǎng)絡
過程層網(wǎng)絡包括GOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)。GOOSE網(wǎng)用于間隔層和過程層設備之間的狀態(tài)與控制數(shù)據(jù)交換。GOOSE網(wǎng)一般按電壓等級配置,220kV以上電壓等級采用雙網(wǎng),保護裝置與本間隔的智能終端之間采用GOOSE點對點通信方式。SV網(wǎng)用于間隔層和過程層設備之間的采樣值傳輸,保護裝置與本間隔的合并單元之間也采用點對點的方式接入SV數(shù)據(jù)。也就是我們常說的“直采直跳”。
(審核編輯: Doris)
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