php 61850,基于IEC61850智能电子设备（IED）系统解决方案.PDF

方案编号：APM-IEC-61850-2013

基于IEC61850的智能电子设备(IED)系统解决方案

智能电网和IED

DIGITAL

智能电网是一种使用信息和通信技术对电网内信息进行采集，并基 SUBSTATION

于采集到的信息(例如发电厂和电能消耗的对等信息)可以自动协调

的电网。智能电网通过电力系统的高度自动化，可以改进发电和配 IED IED OTHER

OPERATION

MU IEDS

电的效率、可靠性、经济性以保证电力网络的可持续发展。智能电 BOX

子设备(IED)是组成智能电网的基本要素，提供系统所需要的检测、 PROCESS BUS

测量、保护和控制功能。 IED IED IED

OTHER

POWER RELAY FAULT

IEDS

数字化变电站和IEC61850标准 QUALITY PROTECTION RECORDER

智能电网的概念应用在输配电的领域则主要意味着电力自动化和变 STATION BUS

电站数字化。目前来讲，数字化变电站的设计主要基于国际通用的

IEC61850标准。

在数字化变电站内，所有IED都将以符合IEC61850标准的方式进行通

信。IEC61850主要定义了以下的一些方面，包括：数据建模、报告方

案、事件快速传输(GOOSE和GSSE) 、设置群组、数字采样数据传输

(SV) 、命令配置和数据存储。

主要挑战和IED设计考虑因素

复杂的通信协议和多种不同的通信协议栈

有多种不同的协议可以被IEC61850所映射。比如讲通常实时要求较低的而相对协议栈又比较复杂的服务器-客户端类通信可以被映射成基

于TCP/IP 的MMS协议栈；具有极低的延迟GOOSE通讯协议可以用于交换变电站事件信息；而采样值信息SMV的要求是实时并且具有很低的

时间抖动。

实时性要求非常高的信号处理能力并且有很高的系统可靠度

在诸如继电保护设备或电力质量分析仪等新式的IED 中，广泛采用基于DFT或FFT的算法检测过流故障条件或谐波成分。在某些极端情况

下，IED设计工程师希望处理器能够在几百微秒的时间内处理超过60个通道的FFT信号。再加上IEC61850标准所要求的复杂通信任务，设计

IED工程师们现已开始认识到单核处理器已经接近了性能极限。

另一方面，出于对于系统安全性的考虑，要求在通信网络产生异常情况时，电力线保护设备的IED不允许出现任何异常。

受以上两种需求的共同推动，IED设计工程师开始使用至少两个处理器，分别应付信号处理和通信任务。目前，IED设计工程师不得不面

对的另一个问题是，这些处理器之间如何通信，还有通信效率如何？

广域IED时间同步

数字化变电站要求进行广域的时间同步，这表示变电站内的所有设备应当能够将它们的采样点与同一个时间参考点对齐。时间同步广泛

采用PPS 、IRIG-B或IEEE1588

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