[发明专利]一种变电站两种标准之间的转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及变电站领域，尤其涉及一种变电站中基于IEC 61850的对 象模型和IEC103的信息模型之间的转换方法。

技术背景

IEC 60870-5-103远动设备及系统-继保设备信息接口配套标准(103 规约)。IEC60870-5系列通信协议体系是国际电工委员会第57技术委员 会第3工作组(IEC TC57 WG03)用了多年时间制定的一套用于变电站远动 通信的协议体系。与传统的远动通信协议不同，IEC60870-5系列协议体系 借鉴了网络通信协议的分层技术，将协议分为链路层和应用层两层：链路 层由IEC60870-5-1 IEC60870-5-2描述；应用层的基础部分由 IEC60870-5-3，IEC60870-5-4和IEC60870-5描述。网络层、传输层、会 话层、表示层都为空层，应用层直接映射到链路层。传统的微机保护装置 大多采用103协议对自身信息进行建模并进行信息的传输。信息以信息点 的方式(103中的Group，Item)通过一系列报文和远方后台设备进行信息 的交互。

面向对象的变电站通信网络与系统-IEC 61850是一套非常庞杂的标 准体系，共分为10个部分，对变电站自动化通信网络和系统做出了全面、 详细的描述和规范。IEC 61850的制订有其深刻的历史原因，并对今后的 电力系统产生重大影响。国际电工委员会IEC TC57工作组负责电力系统 自动化标准的制定工作。随着认识上的转变，以及计算机、集成电路、通 信等相关技术的高速发展，IEC所制定的电力自动化系统标准经历了从面 向数据到面向对象的几次大的发展变化。

1)面向数据和点。最初的电力系统通信标准都是基于协议(protocol) 的。由于受到当时通信技术和手段的限制，标准中更多地关注数据是如何 传输的问题。这使得早期的通信标准都是面向数据点(例如保护装置的某 项定值或某个动作事件)，而非面向对象(如保护装置)。为描述和交换 数据，标准中定义了一系列报文。当各子系统之间以报文为载体进行数据 交换时，数据的语义并不同时传输。这样的标准包括远动通信协议体系 IEC60870-5系列。

2)面向设备和对象。随着电力系统自动化技术的迅速发展和实施复 杂度的不断提高，迫使我们跳出各个自动化子系统内部，站在更高的层次， 考察和设计各信息子系统的边界。一旦站在系统边界的角度，从系统集成 目的考虑，信息交换的内容实际上比数据如何在系统之间传输更为重要。 基于这样的认识，新一代的、面向对象的电力自动化系统标准被先后制定 出来，如针对变电站自动化

系统的IEC 61850。新一代的标准体系建立了涵盖电力系统一次系统、 二次系统以及通信系统的对象模型、服务模型以及它们之间的关系。

3)面向统一对象模型。

4)实现“一个世界，一种标准，一种技术”。

变电站自动化系统中的继电保护应包括全变电站主要设备和输电线 路的全套保护。具体包括：①高压输电线路的主、后备保护；②主变压器 的主、后备保护；③母线保护；④无功补偿电容器组的保护；⑤配电线路 的保护；⑥小电流接地选线等。继电保护是变电站自动化系统的关键环节， 其功能和可靠性如何会在很大程度上影响整个系统的性能。

变电站自动化系统的功能除控制、监视和保护3大功能外，还包括变电 站自动化系统的维护功能，即系统组态、通信管理和软件管理等功能。

采用变电站自动化系统可以把原本分隔的控制、保护、监视、通信和测 量等装置以合适的形式进行集成，由少量多功能智能电子设备(Intelligent Electronic Device，IED)组成自动化系统，通过站内的通信网络实现信息 共享，可使信号电缆大为减少，系统结构简化。这样既提高了系统的经济性， 又改善了可靠性。因此，变电站集成和自动化已成为电力行业降低安装、维 护和运行成本的有效途径。

在变电站自动化系统集成过程中面临的最大障碍是不同厂家的IED，甚 至同一厂家不同型号的IED所采用的通信协议和用户界面的不相同，因而难 以实现无缝集成和互操作。因为需要额外的硬件(如规约转换器)和软件来 实现IED互联，还要对用户进行培训，这在很大程度上削弱了变电站实现自 动化的优点和意义。因此变电站自动化系统在实现功能之外，还应具备互操 作性、可扩展性和高可靠性等性能。这在以往系统分析和设计过程中通常是 被忽视的。