IEC 61850电力系统自动化数据建模中的逻辑节点和数据类

 

现代变电站自动化层次控制 

在现代的电力系统自动化结构中，可以通过使用IED（智能电子设备）来消除涉及RTU，PLC，计量装置和仪表变压器的硬布线的冗余连接。为了实现这一目标，电气工程师需要知道如何使用IEC 61850进行数据建模。 

IEC 61850中的数据建模首先考虑包含以下图层的框： 

1.第一层是直接连接到网络地址的物理设备。  

2.第二层是逻辑设备，IED。不同的制造商，具有不同的IED模型，可以在变电站自动化中执行组合功能，即计量，控制，监控，保护和通信。 

西门子IED.

3.第三层是可以被视为IEC 61850面向对象虚拟模型的抽象数据对象和主元素的逻辑。这包括标准化的数据和数据属性。 IEC 61850定义了ACSI，它创建独立于任何协议的对象和服务。这使得可以从通信网络访问它们的分层类模型，其中所有类信息，在这些类上运行的服务以及关联的参数。 

IEC 61850中有13个逻辑节点。

逻辑 Node Groups	团体 Designator
系统逻辑节点	L
保护功能	P
保护相关功能	R
监督控制	C
通用参考文献	G
接口和归档	I
自动控制	A
计量和测量	M
开关柜	X
仪表变压器	T
电源变压器	Y
进一步的电力系统设备	Z
传感器	S

4.第四层是数据类。在这种情况下，13个逻辑节点组被扩展为86个数据类。 

每个组进一步细分为逻辑节点。有86种不同的类型 定义的逻辑节点。这些中的每一个都由代表一些的数据组成 应用特定含义，旨在提供单独的数据类别 （这里应用术语的诗意许可）。例如， 保护功能组包括27个不同的逻辑节点，其中一些是 以上所列。要将其映射到现实世界，具有21和51的保护继电器的数据 元素将分别映射到PTOC和PDIS逻辑节点

5.第五层是数据。 86种数据类进一步扩展到总共355个数据。 

要访问61850系统中的数据类似于访问跨常用的数据 Windows资源管理器中的网络基础架构，其中用户将浏览网络，直到数据源位于。  

例如，一个人负责HMI希望在单行上动画CB符号 diagram: 

• 通过IED1控制和监控CB1，因此它们将浏览网络直到此 逻辑设备位于。
• 他们需要足够的61850名命名知识来知道XCBR LN是 与CB的状态相关联，然后钻取到该状态“folder”

下图显示了数据建模样本。在该过程中，左侧的物理设备（简单进料器），该物理设备由具有CT和VT的一个断路器组成。因此，右侧IED 1和IED 2中的2个IED可以如图所示执行。例如，在IED 1中，断路器通过逻辑节点数据类XCBR建模，而在同一IED中，还有另一个设备用于测量MMXU。 包含在上面的IED中包含的数据类可以基于所需结果（由设计者或程序员）的方式来组合以执行某个功能。

下图显示了有关物理世界对虚拟世界的解释更全面的详细信息，涉及IEC 61850下的逻辑节点和数据类。  

电力系统运营商的作用

电力系统运营商

电力系统运营商的作用 

电力系统运营商主要涉及电网的可靠性或安全性。操作员控制来自电厂的实际电力流量给客户。他们还与邻近的控制领域合作，管理电力的进出口。匹配消费者需求的电力供应是这些运营商的主要焦点之一。 

在正常情况下执行的任务和操作 

在正常情况下，有许多任务和操作。以下功能是最基本的运营商角色。 

派遣和控制  - 它们操作高压直流转换器设备，抽头变压器，相移变压器和断路器以及电压控制设备。调度员监控设备并在试验板上记录读数，这是传输电网系统的地图，显示传输电路和与变电站和工厂的连接。有很多次，你必须做的就是监控系统。重要的是你在那里，但小时 似乎很长，尤其是当系统运行时很好，并且正在执行很少的维护活动。 

能源需求预测 - 执行的最重要的任务是客户的投影’近期能源要求。这通常是每小时24至96小时的每小时兆瓦的电力投影。该投影基于历史负荷模式和天气预测。根据位于赤道上方的位置，由于时间日出和日落和温度条件，您的负载模式可以在冬季，夏季，春季和下降之间非常显着。影响负载模式的其他因素包括云覆盖，一周中的一天和假期。 

能源需求

市场权威 - 市场和交换交易运营商’重点放在批发能源市场上。它们还与其他操作合作，以减轻安全违规事件的问题。

欧洲电力现货市场

监控负载到容量资源 - 下一步是在每小时进入自动生成控制程序的预计购买和销售。此自动生成控制程序在代代，客户负载要求和购买和销售之间进行平衡，并提供其频率偏见义务。 

监控频率 - 此自动生成控制程序还保持恒定的频率和准确的时间。如果党的一代人无法执行其平衡义务，频率将偏离60赫兹并及时创造不准确。当发生频率偏差时，自动生成控制程序应用其频率偏置计算以使频率恢复到正常。  

能量和解 - 另一个任务，能源会计，是与其他公用事业的预定交易的事实和解以及包括损失的实际交易。在这种对帐中，确定实际交付之间的差异并确定并累积无意中能量。在大多数情况下，通过回报布置纠正无意中能量。 

断电协调  - 另一个任务，同样重要，是设备中断的维护和其他原因的调度。这需要与请求授权在电气设备上工作的维护人员进行沟通和协调。为了在电气系统上执行工作，需要许可证或间隙。为了提供许可或许可，必须进行研究以确定在所要求的时间范围内将设备脱离服务的后果。 

在停电期间修理传输线的技术员

许多次需要与区域可靠性权威协调。这些研究是以第一次应急为基础进行的。换句话说，在中断期间，系统必须保持稳定和安全，发生了最严重的应急情况。该分析采用现代计算机化模型的电动传输系统完成。 中断调度任务由负责传输操作负责的组执行，并且需要与可靠性协调器协调。 

承诺能力资源  - 在提交生成单元以满足这些能量要求之前，将预定义的操作储备添加到预计的能量要求中。然后，基于与发电站的讨论来确定其可用性，将在接下来的24到96小时内致力于将这些要求（包括储备）满足这些要求（包括储备）。此步骤称为单位承诺。 

与其他电力生产商开发交易   - 通常情况下，在提交单位并确定是否有可供出售的访问能力或需要购买以弥补发电能力的缺陷，那么个人进入市场并销售过量或购买不足。这些交易由交汇处审查。 

电力系统操作员的高级工具 

苏米达 - SCADA扫描程序从整个系统中的变电站收集模拟信息。通过实时和研究图表和表格显示器的实时和学习版本可提供此信息。 

电力系统苏达达

信息包括总线电压，线流和变压器流量和变压器油温。使用最新的控制系统，您将具有基本上所有可控设备和功能的物理控制。 SCADA意味着监督控制和数据采集。 

电力系统模拟器 - 能源管理计算机系统有其他工具可供履行执行职责。这些工具包括传输系统的数学模型，例如电力流程研究，应急评估研究和状态估计程序。 

电力系统模拟器

状态估计程序计算未知的系统值，检查实际计量值是否相对精度，并计算未知的计量量，并且是今天最有用的工具。此外，为了避免主要中断，基于详细研究的操作指南也可供系统运营商和中断协调员使用。这些操作指南在可由系统运营商提供之前审查并批准可靠性管理局。 

系统控制器  - 您可以使用控制功能作为系统运算符。使用单行图和表格显示器和这些控制功能，您可以在打开或关闭，控制第一和第二端重新闭合，然后转动转换接通或关闭转移跳闸。