基于IEC61850标准的电能质量监测IED的研究

摘要

目前,电能质量监测设备种类繁多,制造商使用各自的通信协议和数据格式,开发的设备和软件不尽相同,不同设备之间难以兼容。为此,使用标准的协议和标准的数据文件交换格式、建立开放式的电能质量监测系统十分必要。随着IEC61850在电能质量监测方面的扩展,将IEC61850作为电能质量监测设备的通信协议成为建立开放式的电能质量监测系统的关键。
　　 本文深入研究了变电站通信网络与系统的国际标准——IEC61850,对该标准的制订背景、国内外研究现状、制订目的及意义进行了探讨,并通过采用IEC61850进行电能质量监测装置的设计与研究,对IEC61850应用于智能电子设备(IED)的实现技术做了一些探索。IEC61850标准主要围绕以下4个方面展开,分别是:功能建模、数据建模、通信协议、变电站自动化系统工程,本文就以此为主线展开论述。首先依据IEC61850建模思想并结合电能质量监测装置的实际功能提出了一套完整的符合标准要求的信息建模方法。建模过程包括:分配、合并、定义装置的自动化功能,从逻辑节点库中选取相应的功能逻辑节点;用数据对象及其属性对逻辑节点进行实例化;组建装置对应的逻辑设备;采用抽象通信服务接口,根据信息模型的属性构建出信息模型的服务。然后是对建立的模型按照特殊通信服务映射将抽象的通信服务映射到具体的通信网络协议上,从而使服务借助通信得以实现,重点分析了过程层与间隔层之间的采样值传输服务以及映射到制造报文规范(MMS)的站级总线通信服务。最后深入研究了基于可扩展标记语言(XML)的变电站配置描述语言(SCL),采用SCL对电能质量监测装置进行了配置描述。通过基于IEC61850的电能质量监测装置的研究,对其它智能电子设备的IEC61850产品化开发和工程实践具有一定的参考借鉴作用。