淺析基於IEC 61850的智能變電站監控係統
水利電力
作者：喻亮
摘要：文章首先介紹智能變電站發展的背景和意義，並簡要闡述計算機監控係統及IEC 61850通信標準，然後依照模塊化思想，設計了智能變電站監控係統的結構，將其劃分成三層，詳細分析各層需要實現的功能及設計方案。
關鍵詞：IEC 61850；智能化；監控係統；智能變電站
中圖分類號：TM764 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）23-0126-02
1 概述
隨著供電可靠性和安全性要求的提高及各種技術的推動，智能變電站概念愈發清晰。而智能化一次設備的應用、在線檢測方法的發展及計算機網絡技術的進步，促使智能變電站成為當今電力的發展趨勢。
2 變電站監控係統
變電站監控係統是利用現代電子、計算機、通信和信息處理等技術來實現變電站二次設備的各類功能，對站內設備的運行情況實現控製、監視、測量的一種自動化
係統。
目前，變電站監控係統多采用分層分布體係結構，以數字化和智能化為發展方向，網絡技術和計算機技術在監控係統中作用變得更為重要。
3 IEC 61850標準
IEC 61850標準是基於網絡通信的變電站自動化係統國際標準，對站內自動化係統進行功能特點定義、係統模型建立和係統層次劃分，規範其數據的命名與定義、設備的行為與特征描述、通用語言配置使各類智能設備之間的信息共享和相互操作成為一種可能。IEC 61850標準的核心概念就是要在智能站內建立基於IEC 61850的係統模型。
IEC 61850標準按照站內監控係統要實現的控製、監視和保護等功能提出變電站功能按三層劃分的概念：即站控層、間隔層及過程層。其站控層的設備采用100M工業以太網，並按照IEC 61850規約進行係統建模來實現信息傳輸。目前，IEC 61850標準作為變電站監控係統的權威標準體係，已成為智能變電站實現互操作性和無縫通信的基石。
4 智能變電站監控係統的實現
一次設備的智能化、二次設備的網絡化及數據平台的標準化是智能變電站的主要特點。基於上述特征，智能變電站從傳統硬電纜接線改變為光纖網絡，以網絡連接站內各二次設備，因此智能變電站對比常規變電站的主要區別在於二次回路的網絡化，這是智能變電站的核心內容。
IEC 61850標準將智能變電站內的數據傳輸分為若幹類型，主要有3類：監控報文（MMS）、采樣值報文（SV）和狀態報文（GOOSE）。
MMS報文屬於不用快速傳輸的報文，雙向傳遞數據。SV報文和GOOSE報文屬於快速傳輸的報文，單向傳遞數據。SV報文采用等間隔發送機製，一直以基於采樣頻率的固定間隔發送。GOOSE報文采用變位發送機製，正常時以最大發送間隔重複發送。
MMS報文一般用來實現保護、測控等裝置與監控係統間的信息交互；SV報文則主要用於保護、測控、錄波和計量等裝置所需的采樣值信號，如電流、電壓等；而GOOSE報文傳遞開關量信號，如開入量狀態信號、跳合閘信
號等。
IEC 61850標準將監控係統分為三層，即站控層、間隔層、過程層，並約束這三類設備之間的通信服務，它主要包含通信要求、通信協議、信息模型、一致性檢測和工程管理等方麵內容，且支持各層間的通信，完全可以滿足當前智能變電站的要求。
4.1 監控係統結構介紹
4.1.1 過程層。智能變電站的過程層是保護、測控等裝置與斷路器、互感器等設備的連接點，必須完成控製操作的驅動與執行，在線檢測各運行設備的狀態參數等
功能。
過程層需完成電氣模擬量的采集、輸入和基本狀態量的輸入輸出任務，主要為斷路器、互感器、合並單元、傳感器單元、智能輸入輸出單元等設備。其控製操作功能主要體現在分合斷路器、投切補償裝置、低頻低壓減載、調節有載變壓器的分接頭等，且要求能判別命令真偽及合