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基于IEC 61850 标准的微电网监控系统(一)

时间:2014-10-09 10:17来源:未知 作者:admin 点击:
微电网是集发电和配电为一体的可控单元,微电网监控系统是实现微电网与大电网互相支持、互相补充的关键。文章依据IEC 61850 标准搭建具有与智能大电网统一接口的微电网监控系统平台,提出一种建立微电网系统信息模型的具体方法,构建微电网信息模型,并以光伏微电网为例,建

     微电网是集发电和配电为一体的可控单元,微电网监控系统是实现微电网与大电网互相支持、互相补充的关键。文章依据IEC 61850 标准搭建具有与智能大电网统一接口的微电网监控系统平台,提出一种建立微电网系统信息模型的具体方法,构建微电网信息模型,并以光伏微电网为例,建立光伏微电网关键设备的物理设备信息模型。满足IEC 61850 通信标准的分布式电源可以很容易地实现不同厂家设备之间的互换和互操作性,有利于微电网监控系统的建立和微电网的产业化发展。


     0 引言


     近年来单一可控微电网的出现解决了分布式发电(Distributed Generation,简称DG)的并网问题,同时微电网与大电网二者互相支持、互相补充也大大地提高了电网的供电可靠性。目前,微电网监控系统的研究多是注重于控制策略和微电网监控系统的拓扑结构方面,对微电网内、外部接口标准的研究很少[1 - 3]。随着分布式发电技术的迅速发展,各分布式电源设备制造商又面临着一个新的挑战:统一微电网监控系统标准和协议。各制造商按照适合自己设备通信协议开发的微电网监控系统,增加了智能大电网和电力调度部门对微电网监控和调度的难度,大大增加了二次开发的成本,减缓了微电网的发展步伐。


     IEC 61850是以实现智能电子设备之间的互操作性和互换性为目的的面向电力系统对象统一建模的标准体系[4]。遵循IEC 61850标准通信模型的微电源可以很容易地实现不同厂家设备的互换性和互操作,有利于微电网监控系统的建立。同时,IEC已将建模语言统一到UML(UnifiedModelingLanguage),并在IEC61850标准和IEC61970标准的对象模型(Communication Interface Module,简称CIM)之间做了大量统一工作,基于IEC 61850标准体系的微电网监控系统容易实现与基于IEC 61970的电力能量管理系统接口。目前国内外正在建设或已经完成建设的数字化变电站也是基于IEC 61850标准体系的,基于该标准体系的微电网监控系统符合智能电网的要求,满足电力调度部门与智能大电网的通信需求。


     1 微电网监控系统的结构分层


     IEC 61850是第一个完全以实现变电站自动化系统中智能电子设备(Int e l l i g e ntElectronic Device,简称IED)互操作性为主要目的通信标准体系,同时它也是建立数字化变电站的唯一国际标准。依据微电网的定义,我们可以将微电网看成是一个站自用电负荷远大于一般变电站的特殊化变电站,将DG 看成集发电、保护和控制为一体的IED。IEC 61850将不同种DG的逻辑节点分类[5],因此,在建设微电网监控系统时可以借鉴数字化变电站建设的相关经验。


     1.1 数字化变电站的结构分层


     IEC 61850标准按分布式的方式将变电站自动化系统分为三层:过程层、间隔层、变电站层(图1)[6- 7]。图中标出了三层间的通信接口,同时还给出了变电站层和控制中心、控制中心和远端控制中心的接口,各层内部及各层之间均采用高速网络通信,各接口的通信映射和方式在IEC 61850标准中作了具体规范。

 

    

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