眾所周知,隨著變電站自動化技術(shù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展,IEC61850標準已成為近年來數(shù)字化變電站自動化研究的熱點問題之一。所謂數(shù)字化變電站,就是使變電站的所有信息采集、傳輸、處理、輸出過程由過去的模擬信息全部轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息,并建立與之相適應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。傳統(tǒng)以來,國內(nèi)主流的變電站自動化系統(tǒng)中廣泛采用的是國際電工委員會IEC于1997年頒布的繼電保護信息接口配套標準IEC60870-5-103規(guī)約。由于該規(guī)約制定時間較早,受技術(shù)條件的限制,在以太網(wǎng)和智能數(shù)字化設(shè)備迅速發(fā)展的今天,其缺陷日益明顯,如:
(1)沒有定義基于以太網(wǎng)的通信規(guī)范。
(2)沒有標準的系統(tǒng)功能、二次智能設(shè)備的模型規(guī)范。
(3)缺乏權(quán)威的一致性測試。
(4)不支持元數(shù)據(jù)傳送,沒有統(tǒng)一的命名規(guī)范。
上述缺陷直接導(dǎo)致變電站自動化系統(tǒng)在建設(shè)過程中不同廠家設(shè)備之間互操作性較差,不同廠家設(shè)備之間互聯(lián)需要規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)備,需要進行大量的信息對點工作,變電站自動化系統(tǒng)集成工作量增加,系統(tǒng)信息處理效率低下。
因此不難看到,隨著變電站二次設(shè)備及系統(tǒng)的發(fā)展,設(shè)備一體化、信息一體化已成為必然的趨勢,迫切需要一個統(tǒng)一的信息平臺實現(xiàn)整個自動化系統(tǒng)。為了統(tǒng)一變電站通信協(xié)議,統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型,統(tǒng)一接口標準,實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的無縫連接,實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的互操作,減少數(shù)據(jù)交換過程中不同協(xié)議間轉(zhuǎn)換時的浪費,IEC TC57工作組在IEEE協(xié)議UCA2.0基礎(chǔ)上,組織制定了IEC61850——變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)系列標準,并于2004年正式發(fā)布。
IEC61850是一個關(guān)于變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)通信的國際標準,其目的是使變電站內(nèi)不同廠家的智能電子設(shè)備(IED)之間通過一種標準(協(xié)議)實現(xiàn)互操作和信息共享。電力行業(yè)尤其是變電站環(huán)境對數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)通信的要求是非??量痰摹0凑誌EC 61850系列標準的要求,工業(yè)以太網(wǎng)交換機產(chǎn)品至少要滿足其中的功能性要求、電磁兼容設(shè)計要求、寬溫環(huán)境要求和機械結(jié)構(gòu)驗證等四大類要求。
功能性方面,最重要的至少有兩點,一是要求工業(yè)以太網(wǎng)交換機能夠支持快速轉(zhuǎn)發(fā)和QoS服務(wù)質(zhì)量以保證IEC61850標準中重要的GSE/GOOSE數(shù)據(jù)包得到實時的傳輸,并且能夠支持組播通信管理IGMPsnooping。二是工業(yè)以太網(wǎng)交換機必須能夠支持構(gòu)建冗余的網(wǎng)絡(luò)拓撲例如環(huán)網(wǎng)架構(gòu)以提高拓撲的可靠性,并且同時能夠提供極短的網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)時間。此外還包括像VLAN、優(yōu)先級和快速生成樹等技術(shù)功能測試要求。
在電磁兼容設(shè)計方面,工業(yè)以太網(wǎng)交換機要能夠通過包含電擊、雷擊和其他電磁干擾測試;在寬溫環(huán)境要求方面,交換機設(shè)備必須在-40℃~85℃的極端溫度環(huán)境下可以正常工作;在機械結(jié)構(gòu)要求方面,交換機設(shè)備還要通過專業(yè)第三方的振動和沖擊耐受度測試。
要表明符合上述IEC61850和IEEE1613標準,必須通過第三方權(quán)威測試機構(gòu)認證。在電力產(chǎn)品測試領(lǐng)域,來自荷蘭的KEMA無疑是鼎鼎大名的獨立測試機構(gòu)之一。KEMA 成立于 1927 年,最初為荷蘭電力行業(yè)在阿納姆的測試機構(gòu)。在其長達80多年的歷史中,KEMA 作為測試機構(gòu)在國際上一直享有盛譽,其Dutch KEMA-KEUR 標志擁有很高的知名度,并且還擁有其他數(shù)十種質(zhì)量標志。目前KEMA擁有 1500 多位專家,已經(jīng)為全球 70 個 國家的大約 500 家公共事業(yè)單位提供了能源咨詢和技術(shù)實施服務(wù)。
現(xiàn)中國市場,越來越多的工業(yè)以太網(wǎng)交換機提供商在推出符合電力行業(yè)IEC61850標準的產(chǎn)品。