[发明专利]验证标准化配置描述

说明书

技术领域

本发明涉及具有标准化配置表示的变电站自动化系统领域。具体而言，本发明涉及验证变电站自动化系统的标准化配置描述或者作为变电站自动化系统的组成部分的智能电子设备的标准化配置描述。

背景技术

电力系统包括使地理上分离的区域相互连接的电力传输和/或配送网络以及电网节点处的多个变电站。这些变电站包括用于变压和切换电网各线路之间的连接的装置。对用户的发电和负载流(load flow)由中央能量管理系统(EMS)来管理并且/或者由位于网络控制中心(NCC)的监控和数据采集(SCADA)系统来监督。

高压和中压电网中的变电站包括主设备如电缆、线路、母线、开关(如断路器或者断开器)、电力变压器和仪表变压器，这些主设备通常设置在开关站(switch yard)和/或开关室(switch bay)中。这些主设备通过负责保护、控制、测量和监视变电站的变电站自动化(SA)系统以自动化方式来操作。SA系统包括在SA通信网络中相互连接的、并且经由处理接口与主设备交互的称为数字继电器的辅助设备。这些设备一般分配到如下三个层次级之一：(a)站级，包括具有人机接口(HMI)的运营商工作站(OWS)以及通向网络控制中心(NCC)的网关；(b)室级(bay level)，其设备用于保护、控制和测量；以及(c)过程级(process level)，包括例如用于电压、电流和气体密度测量的电子传感器和用于感测开关和变压器抽头变换器位置的接触探测器，以及控制开关或者抽头变换器的驱动的致动器。在过程级，智能致动器可以集成在相应的主设备中并且经由串行链路或光处理总线而连接到室单元。室单元相互连接，并且经由室间总线或者站总线而连接到站级的设备。

如今的SA系统要求所有变电站设备之间的独立于变电站设备制造商的互操作性。为此，国际电工委员会已经引入了用于变电站的辅助设备之间的通信的国际公认的标准，名为IEC 61850“communication networksand systems in substations”。连接到SA网络的所有遵循IEC 61850的设备都称为智能电子设备(IED)。

IEC 61850针对遵循标准的变电站定义了抽象对象模型，并且定义了如何通过网络访问这些对象的方法。这允许特定于变电站的应用如OWS与标准对象一起操作，而变电站中的实际对象可以通过不同制造商的IED以不同的方式实现。就作为物理设备分配给IED的逻辑设备内的逻辑节点而言，根据以上标准的抽象对象模型表示SA功能。

用于非时间敏感的消息的IEC 61850通信协议是基于客户-服务器的，这使数个客户能够访问来自服务器的数据、以标准化面向对象的方式定义变电站内数据的语义以及提供以标准化格式在不同的工程工具之间传送数据的标准化方法。对于非时间敏感的消息，IED之间的通信通过构建在OSI/TCP/IP/以太网上的制造消息规范(Manufacturing MessageSpecification，MMS)通信栈来处理；或者，对于时间敏感的消息，IED之间的通信通过直接构建在通信栈的以太网链路层上的所谓面向通用对象变电站事件(GOOSE)来处理。在过程级的时间非常敏感的信号(如断路命令(trip command)和模拟电压或电流)使用也在以太网链路层上直接构建的称为SV(采样值)的GOOSE简化变型。

上述互操作性要求的一个结果是将来自不同供应商的IED可以组合成一个SA系统。由于IED在工程阶段期间被初始配置，所以不同供应商的对应的专用工程或SA配置工具必须能够交换关于IED的信息。为此，应当以计算机可读的方式规定具有所有主设备、IED和通信链路的整个SA系统。这是通过作为IEC 61850标准一部分的综合的基于XML的变电站配置描述语言(SCL)来实现的。简言之，IEC 61850SCL语言提供对主设备、具有保护、控制和监视(PCM)功能的辅助设备、通信系统的逻辑结构以及IED与主设备之间的关系的标准化描述。因此，IEC 61850SCL实现对IED的自动化配置。