附录A 32

1 绪 论

1。1 课题背景及研究的目的和意义

智能电网也称为智能电力、“电网2。0”，它是电网的智能化。它依靠高速的通信网络，通过先进的设备技术、先进的传感技术，测量技术，控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的安全、可靠、高效和环境友好的目标[1]。

智能电网的范畴包括配电、用电、运行、调度等方面。智能电网作为未来电网的发展方向，它的建设是一个庞大而系统的工程，渗透到发电、输电、配电、用电、调度、通信信息等各个环节，在上述的这些环节中，变电站的智能化无疑是最重要的一环。

智能变电站分为三个层次，分别为过程层、间隔层和站控层。过程层的主要任务是完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、保护等相关功能，它主要包含一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端。间隔层主要任务是与远方输入/输出、控制器和智能传感器通信，间隔层设备一般有监控装置、继电保护装置等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能。站控层主要任务是实现面向全站设备的测量和控制功能，完成操作闭锁和监视控制、数据采集以及保护信息管理、电能量采集、同步相量采集等相关功能，它主要包含通信系统、站域控制、自动化系统、对时系统等子系统。

在这三层结构中，过程层是较新的概念，它是传统变电站中不存在的。传统变电站的各种信号，保护装置开关量等都有一一对应的物理端子，在设计二次接线回路时，通过端子与端子之间的电缆实现保护装置之间的配合还有保护装置至一次设备的出口。由于变电站智能化水平越来越高，在变电站中需要传输的信息量越来越大，需要的传输速度越来越快，所以在智能变电站中采用光纤替代传统的电缆来传输信息。由于光纤的采用，传统变电站中物理端子一一对应的关系不存在了，从而引入了虚端子概念来实现各保护装置之间信息的交互、跳合闸出口等，基于网络传输的数字信号取代了传统的物理端子，网络化的光缆连接取代了传统的点对点的电缆连接。然而，这也带来了相应的问题，变电站中的智能设备并非是由一家厂商提供，所以它们之间不能直接通讯，必须要使用规约转换器来实现信号的传输，而这会导致数据的丢失和精度的下降。其主要原因是电力行业没有统一的通讯标准，并且在结构和功能上没有达成共识。IEC61850的提出是为了定义一种公共的通信标准，通过对设备的规范化，使其产生一个规范的输出，实现系统的无缝连接。IEC61850标准是唯一的基于通用网络通信平台的变电站自动化系统的国际标准，它是由国际电工委员会第57技术委员(IECTC57)的 3个工作组10,11,12 (WG10/ 11/12)负责制定的。此标准吸收和参考了许多已有的相关标准,其中主要有:IEC 870-5-101远动通信协议标准;IEC870-5-103继电保护信息接口标准；UCA2。0(Utility Communication Architecture2。0) (由美国电科院制定的变电站和馈线设备通信协议体系)；ISO/IEC9506制造商信息规范MMS(Manufa-Cturing Message Specification）。变电站通信体系的3层结构就是由IEC61850规定的。变电站内的IED（Intelligent Electronic Device）设备，测控单元和继电保护均采用统一的协议,利用网络进行信息交换。IEC61850标准解决了智能变电站自动化系统中各设备的互操作性和协议转换问题。该标准可使变电站自动化设备具有自描述、自诊断特性，极大的方便了系统的集成，降低了变电站自动化系统的工程费用[2]。论文网