[發明專利]驗證標準化配置描述

有效

• 申請號: 200810084515.9
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN101271330A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 克勞斯·費特爾;克里斯蒂安·弗雷;邁克爾·奧布里斯特
• 申請（專利權）人: ABB研究有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 李春暉;李德山

技術領域

本發明涉及具有標準化配置表示的變電站自動化系統領域。具體而言，本發明涉及驗證變電站自動化系統的標準化配置描述或者作為變電站自動化系統的組成部分的智能電子設備的標準化配置描述。

背景技術

電力系統包括使地理上分離的區域相互連接的電力傳輸和/或配送網絡以及電網節點處的多個變電站。這些變電站包括用于變壓和切換電網各線路之間的連接的裝置。對用戶的發電和負載流(load?flow)由中央能量管理系統(EMS)來管理并且/或者由位于網絡控制中心(NCC)的監控和數據采集(SCADA)系統來監督。

高壓和中壓電網中的變電站包括主設備如電纜、線路、母線、開關(如斷路器或者斷開器)、電力變壓器和儀表變壓器，這些主設備通常設置在開關站(switch?yard)和/或開關室(switch?bay)中。這些主設備通過負責保護、控制、測量和監視變電站的變電站自動化(SA)系統以自動化方式來操作。SA系統包括在SA通信網絡中相互連接的、并且經由處理接口與主設備交互的稱為數字繼電器的輔助設備。這些設備一般分配到如下三個層次級之一：(a)站級，包括具有人機接口(HMI)的運營商工作站(OWS)以及通向網絡控制中心(NCC)的網關；(b)室級(bay?level)，其設備用于保護、控制和測量；以及(c)過程級(process?level)，包括例如用于電壓、電流和氣體密度測量的電子傳感器和用于感測開關和變壓器抽頭變換器位置的接觸探測器，以及控制開關或者抽頭變換器的驅動的致動器。在過程級，智能致動器可以集成在相應的主設備中并且經由串行鏈路或光處理總線而連接到室單元。室單元相互連接，并且經由室間總線或者站總線而連接到站級的設備。

如今的SA系統要求所有變電站設備之間的獨立于變電站設備制造商的互操作性。為此，國際電工委員會已經引入了用于變電站的輔助設備之間的通信的國際公認的標準，名為IEC?61850“communication?networksand?systems?in?substations”。連接到SA網絡的所有遵循IEC?61850的設備都稱為智能電子設備(IED)。

IEC?61850針對遵循標準的變電站定義了抽象對象模型，并且定義了如何通過網絡訪問這些對象的方法。這允許特定于變電站的應用如OWS與標準對象一起操作，而變電站中的實際對象可以通過不同制造商的IED以不同的方式實現。就作為物理設備分配給IED的邏輯設備內的邏輯節點而言，根據以上標準的抽象對象模型表示SA功能。

用于非時間敏感的消息的IEC?61850通信協議是基于客戶-服務器的，這使數個客戶能夠訪問來自服務器的數據、以標準化面向對象的方式定義變電站內數據的語義以及提供以標準化格式在不同的工程工具之間傳送數據的標準化方法。對于非時間敏感的消息，IED之間的通信通過構建在OSI/TCP/IP/以太網上的制造消息規范(Manufacturing?MessageSpecification，MMS)通信棧來處理；或者，對于時間敏感的消息，IED之間的通信通過直接構建在通信棧的以太網鏈路層上的所謂面向通用對象變電站事件(GOOSE)來處理。在過程級的時間非常敏感的信號(如斷路命令(trip?command)和模擬電壓或電流)使用也在以太網鏈路層上直接構建的稱為SV(采樣值)的GOOSE簡化變型。

上述互操作性要求的一個結果是將來自不同供應商的IED可以組合成一個SA系統。由于IED在工程階段期間被初始配置，所以不同供應商的對應的專用工程或SA配置工具必須能夠交換關于IED的信息。為此，應當以計算機可讀的方式規定具有所有主設備、IED和通信鏈路的整個SA系統。這是通過作為IEC?61850標準一部分的綜合的基于XML的變電站配置描述語言(SCL)來實現的。簡言之，IEC?61850SCL語言提供對主設備、具有保護、控制和監視(PCM)功能的輔助設備、通信系統的邏輯結構以及IED與主設備之間的關系的標準化描述。因此，IEC?61850SCL實現對IED的自動化配置。