事件评论
第一、IEC 61850的通俗解释:一个世界、一种技术、一个标准
IEC 61850是面向未来的变电站自动化技术标准,也是全世界关于变电站自动化系统的第1个完整的通信标准体系,它甚至可能成为电力系统中从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝通信标准。
目前的电力自动化技术标准比较繁杂,不仅电力系统至上而下各个环节的标准不统一,而且变电站内部各个层次的标准也不统一。比如,在变电站和控制 中心之间应使用101规约,在变电站内部应使用103规约,电能量计量计费系统应使用102规约,使得各个厂家之间的产品互联互通存在困难。
IEC 61850的发展方向是在工业控制通信上最终实现“一个世界、一种技术、一个标准”。变电站自动化产品遵循IEC 61850通信标准是确保不同厂家的产品能互通的关键。
变电站自动化系统((Substation Automation System--SAS))最终向数字化方向发展,也就是建设所谓的“数字化变电站”,而IEC 61850是实现数字式变电站自动化系统的基础。数字化变电站基本特征有四点:1)智能化一次设备(智能开关、光电互感器等机电一体化设备出现)、2)网 络化的二次设备(常规的二次设备全部采用高速网络通信)、3)自动化的运行管理系统,4)通讯数据全部采用数字量和通讯手段主要为光传输,
第二、IEC 61850的专业解释:过程层的功能在间隔层实现、面向未来的开放的标准
IEC 61850按照变电站自动化系统所要完成的控制、监视和继电保护三大功能从逻辑上将系统分为3层,即变电站层、间隔层和过程层,并定义了3层间的9种逻辑 接口。IEC 61850给出的变电站自动化系统接口模型如图1所示。过程层主要完成开关量I/O、模拟量采样和控制命令的发送等与一次设备相关的功能。过程层通过逻辑 接口④和接口⑤与间隔层通信。间隔层的功能是利用本间隔的数据对本间隔的一次设备产生作用,如线路保护设备或间隔单元控制设备就属于这一层。间隔层通过逻 辑接口④和接口⑤与过程层通信,通过逻辑接口③完成间隔层内部的通信功能。变电站层的功能分为2类:一是与过程相关的功能,主要指利用各个间隔或全站的信 息对多个间隔或全站的一次设备发生作用的功能,如母线保护或全站范围内的闭锁等,变电站层通过逻辑接口⑧完成通信功能;二是与接口相关的功能,主要指与远 方控制中心、工程师站及人机界面的通信,通过逻辑接口①,⑥,⑦完成通信功能。
IEC 61850的分层模式与现有大多数变电站自动化系统不同,在现有系统中过程层的功能都是在间隔层设备中实现的,于是就没有独立的逻辑接口④和接口⑤了。随着光电流、电压互感器的使用,现代电力技术的发展趋势是将越来越多的间隔层功能下放到过程层中去。
变电站自动化通信标准目前比较复杂,按照互联性和功能性,各个标准的特点如图2所示,显然IEC 61850是最先进的,它是面向未来的开放的标准。
第三、“IEC61850”决定电力二次设备行业技术发展的未来
应用IEC 61850是今后变电站自动化技术发展的大势所趋,实施IEC61850是变电站自动化、配电自动化、电网监控、保护产品等的开发方向,对行业和市场的影 响绝对革命性的和长期性的:一方面创造需求、推动技术进步提高(这个道理和移动通讯行业的联通、移动之间的互联互通发展类似);另一方面提高了行业进入的 技术门槛,促使行业内部重新洗牌,最重要的是形成电信行业健康有序的竞争局面。应用“统一的”标准对电力系统用户和电力设备供应商同样都是有利的,如下 表。
正由于上述理由,生产相关产品的国内外各大公司都在围绕IEC 61850开展工作,外企也试图以此为契机改变电力系统市场格局。2004年11月,西门子输配电集团(PTD)在瑞士承建了世界上第一个运用IEC 61850通讯规约的电站自动化系统。国内第一个110kV数字化变电站于2006年4月在西安投运,由国电南自研发生产,第二个是由北京四方于6月在西 安投运。据悉,南瑞继保也已经开发完成基于61850变电站自动化系统并在湖北电网应用。国电南瑞和许继的61850变电站自动化系统正在积极开发。
另外,电力自动化的一些二线厂商也开始意识到,如果不加紧61850的研发,可能将被市场淘汰出局,但自身的实力和研发的投入也不及上述厂商, 估计几个二线厂商可能采取联盟措施,每家出资出人,共同研发61850,成果共同分享,硬件是各自的平台,各自利用研发的成果融入自身的产品线中。
我们了解,目前市场上基于61850变电站自动化项目需求并不多,已经上的多是示范工程和创新工程一类的,电力系统用户更喜欢用成熟的产品。推 动市场的力量主要是电力自动化设备厂商,自动化厂商对61850的研发相当热衷、技术研发总是具有超前性的,非此则无法在市场上保持持续竞争.