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变电站是电力系统中的重要环节,担负着电能转换和分配的任务,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。随着计算机在继电保护应用中的深入,智能电子设备(Intelligent Electronic Device,IED)成为变电站自动化系统中的重要设备。新近颁布的变电站通信网络与系统标准IEC 61850,反映了变电站自动化技术、计算机软件技术和通信技术的新成果。IEC 61850的研究和应用对于提高我国变电站自动化行业整体水平有着重要的意义,已成为国内电力行业发展的一个聚焦点。
论文首先研究和分析了IEC 61850的技术核心内容,包括信息分层、抽象通信服务接口((abstract communication service Interface,ACSI)、面向对象的数据对象统一建模、数据自描述,指出IEC 61850的最大特点就是引入了面向对象的思想对变电站内的功能进行统一的信息建模。接着分析了IEC61850的信息建模方法,即先把应用功能分解成最小的单元--逻辑节点(1ogic node,LN),然后通过组合创建信息模型;同时分析了信息模型建立的步骤,即逻辑节点和数据建模,逻辑设备建模,通信服务建模。
接着以RSC-902C型光纤纵联距离保护装置为例进行具体的信息建模,将RSC-92C型光纤纵联距离保护装置看作一个IED,按功能分解为许多逻辑节点,然后分别对逻辑节点及逻辑节点所包含的数据进行信息建模,再按跳闸单元将各逻辑节点组合成逻辑设备,由不同的逻辑设备最后构成整个IED,即RSC-902C型光纤纵联距离保护装置的功能模型。论文简要介绍了可扩展标示语言(The Extensible Markup Language,XML)语言的由来,分析了XML Sctaema语法,并以实例具体说明了XML Schema语法的应用,同时详细分析了XML的有效性及在XML Schema文档中对XML文件的引用;然后用XML语言对已建立的信息模型分别从逻辑设备、逻辑节点、逻辑节点数据、数据属性以及各数据属性所包含的自身属性进行了详细和具体的分析,结合具体的信息模型说明了每个数据以及数据属性应用时的具体内容及含义。
由于我国变电站二次系统中IEC 60870-103规约使用较为普遍,大量的非兼容设备在短期内不可能淘汰,我们将不可避免的面临一个长时期的IEC 61850与IEC 60870-103并存的局面,因此论文最后将IEC 61850和IEC 60870-103分别从内容涵盖范围、建模方法、体系结构等方面进行了比较和分析。就IEC 60870-103规约到IEC 61850的映射关系,从数据映射和服务映射两个方面进行了分析,并具体分析了在IEC 61850中如何实现103规约保护装置的总查询流程。提出了基于我国目前的电力发展水平,IEC 61850的应用途径。