用于高级别应用的主智能电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于发电设施或电力变电站中的例如电力管理或切负荷应用的高级别应用的主IED(智能电子装置)，包括支持MMS客户端和GOOSE功能的至少一个通信接口(CI-1，CI-2...CI-n)，其中每个通信接口被设计为具有其自己的按照IEC 61850要求可配置的CID文件的IED。主IED专用IEC 61850配置工具能够按每个通信接口CI-1处理SCD(变电站配置说明)文件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高级别应用的主智能电子装置
本专利技术涉及一种用于如电力管理或切负荷(shedding)应用的高级别应用的主IED(智能电子装置)，由此，主IED包括MMS(制造报文规范)客户端和GOOSE(面向通用对象的变电站事件)发布者-订阅者功能。另外，本专利技术涉及一种发电设施或电力变电站中的子网系统。
技术介绍
在作为基于以太网的国际标准的、用于发电设施和电力变电站中的通信以集成所有保护、控制、测量和监控功能的IEC61850规范中，IED被具体化为具有MMS服务器、GOOSE提供者和订阅者功能。在IEC61850规范中，GOOSE协议被安排用于IED间的数据交换，也被称为横向通信或横向快速IED-IED通信，并且GOOSE协议通常基于对等通信。机制GOOSE(面向通用对象的变电站事件)描述了一种控制模式机制，其中任意数据格式，如状态、值，被分组成数据集，并在短时间段内被发送并用于保证特定传输速度和可靠性。GOOSE数据直接嵌入以太网数据分组中，并在多播或广播地址上的发布者-订阅者机制上工作。由国际电工委员会(IEC)在IEC61850标准中详细说明了GOOSE通信。IEC61850GOOSE是UCAGOOSE的高级版。GOOSE消息用于在IED之间交换数据。GOOSE是用于变电站事件(比如命令和报警)的快速传输的机制。IED发送的单一GOOSE消息可由若干接收者接收和使用。在通用子网中，一个设备，发送方发布信息，同时仅订阅者设备正在接收该信息。每个接收者的反应依赖于其配置和功能。此外，GOOSE被设计为发布者-订阅者模式，并且发布者IED向所有其连接的订阅者IED多播传输。通常地，所有通过GOOSE消息通信的IED必须组合在一个子网内。子网可以是物理子网或经由VLAN(虚拟LAN)配置在逻辑子网内，以使得重要信号(如保护信号)可仅在同一子网内的IED之间传输。在国际标准ISO9506中描述了制造报文规范(MMS)，涉及在自动化系统的分布式网络中的网络设备之间传输实时处理数据和监管控制信息的消息传输系统。对于用于数据接入、操作、报警/事件和存档功能的从IED到SCADA(监管控制和数据采集)OPC服务器的纵向点对点通信而言，MMS协议是可预知的。在IEC61850规范中，该OPC服务器接口被指定为逻辑附注IHMI(人工机器接口，也称为SCADA系统)并用作连接和存档功能的组指示符。OPC与作为客户端的每个IED相连，并具有到所有经配置的IED报告控制块的入口，在报告控制块中配置有质量和时间戳的值。OPC与作为客户端的每个IED相连，并具有到所有经配置的IED报告控制块的入口，在报告控制块中配置有质量和时间戳的值。问题的声明所有公知的变电站IED只有一个根据IEC61850版本1指定的以太网接口，为了IEC61850版本2中所新定义的冗余需求，具有切换功能的第二以太网接口内置于IED，作为高可用性无缝冗余(HSR)或IEC62439-6标准兼容冗余环网(DRP)协议。现在，IEC61850规定了一种网络冗余，其满足关于站级总线和过程级总线的变电站自动化需求。这是基于IEC62439-3标准中所定义的两种补充协议：并行冗余协议(PRP)和高可用性无缝冗余(HSR)协议。两者都能克服具有零切换时间的链接或切换的缺陷，同时允许根据IEEE1588的时钟同步以实现可靠操作。通过ABB协同其他公司的开发，PRP和HSR都将成为IEC61850标准的第二版本的一部分。对于高级别应用，需要将模拟值，如电压和电流，作为此项工作的输入。IED之间的实际GOOSE通信并没有被清楚地说明，并不是所有IED供应商都支持经由GOOSE通信的模拟值。高级别应用的通用概念，如电力管理或切负荷不可能在IED中实现。
技术实现思路
本专利技术提供一种新的主IED，其包括用于高级别应用，如发电设施或电力变电站中的电力管理或切负荷应用，的发布者-订阅者功能。本专利技术的主IED包括至少一个被设计成IED自身的通信接口(CI)，且从IEC61850专用远程控制接口(ITCI)组成功能结合。在IEC61850规范中，该逻辑附注ITCI代表用于连接到更高控制功能的远程控制或遥控接口。ITCI意指用于连接和存档功能(I)和遥控和/或远程控制接口(TCI)的组指示符。规定，作为MMS客户端，经由所配置的报告控制块，从与主IED连接的每个IED接收所有模拟和/或二进制值。为了快速反应，主IED通信接口IED额外支持GOOSE提供者和订阅者功能，以将计算结果作为多播信号发送至所有连接的IED。此外，本专利技术涉及一种发电设施或电力变电站中的子网系统，其中，提供了具有通信接口和附加OPC接口的至少一个主IED，并且主IED通过通信接口与子网连接，且通过OPC接口与SCADA系统连接。在本专利技术系统的一个优选的实施例中，提供一种主IED特定的IEC61850配置工具以接通信接口CI-1处理SCD(变电站配置说明)文件。本专利技术有益效果本专利技术允许操作所有类型的高级别应用，如电力管理和切负荷。应用结果和行为将作为点对点命令被单独地发送至每个IED，或者经由GOOSE通信作为多播发送至该子网内所有连接的IED。在一个优选的实施例中，还提供了用于信号映射和附加模块数量的通信接口的基本功能，每个通信接口被设计为使得IED具有其自己的按照IEC61850需求的可配置CID文件的。附图说明通过使用附图所述的示例性实施例，将更加详细地描述和解释本专利技术的主题以及本专利技术的有利改进和提高，其中：图1示出了示例性的主IED，其具有与子网连接的通信接口以及与分布式网络中SCADA系统连接的附加OPC接口，图2示出了额外实施例中示例性的主IED，其通信接口集成在主IED中，附加OPC接口与分布式网络中的SCADA系统连接，和图3示出了用在发电设施或电力变电站中的具有主IED的示例性子网系统，该主IED具有冗余芯板和通信接口，每个主IED芯板以冗余方式具有其自己的OPC服务器接口，以与分布式网络中的SCADA系统连接。具体实施方式附图1示出了分布式网络的示例性部分，该分布式网络包括具有通信接口IEDCI-1和附加OPC接口4的主IED1，主IED1通过通信接口CI-1与子网SN_1连接，且通过OPC接口4与SCADA系统2连接。主IED1包括经由通信接口IEDCI-1的MMS(制造消息规范)客户端和GOOSE(面向通用对象的变电站事件)发布者-订阅者功能。通过使用主IED1中新的功能，规定，改变IEC61850的IED专用配置工具以按通信接口CI-1处理SCD(变电站配置说明)文件。SCD文件是详细地描述了全配置的变电站的文件。子网SN_1包括多个IED，并与SCADA系统2的OPC服务器3相连。IEC61850兼容的主IED1的通信接口CI-1被提供作为MMS客户端，并能够经由所配置的报告控制块，从作为点对点连接的每个IED接收所有模拟和/或二进制值。IED是作为自动化变电站的自动化组件的智能电子装置，例如分布式控制系统(DCS)中的控制器。附图2示出了示例的主IED1，具有两个集成在该主IED1中的通信接口CI-1和CI-2。第二通信接口CI-2对于第一通信接口CI-1是冗余组件。通信接口CI-1和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发电设施或电力变电站中的例如电力管理或切负荷应用的高级别应用的主IED(智能电子装置)，所述主IED包括MMS客户端、用于高级别应用的GOOSE发布者‑订阅者功能以及至少一个通信接口(CI‑1，CI‑2...CI‑n)，其中，每个通信接口被设计为具有其自己的按照IEC61850要求的可配置CID文件的IED，且结合了来自IEC 61850专用远程控制接口(ITCI)的功能组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.16 EP 12005219.61.一种用于发电设施或电力变电站中的高级别应用的主智能电子装置IED，所述主智能电子装置IED包括MMS客户端、用于高级别应用的GOOSE发布者-订阅者功能以及至少一个通信接口(CI-1，CI-2...CI-n)，其中，每个通信接口被设计为具有其自己的按照IEC61850要求的可配置CID文件的IED，且结合了来自IEC61850专用远程控制接口ITCI的功能组合，其中，主IED通信接口被配置成作为MMS客户端，全部经由所配置的报告控制块，从连接到所述主IED的每个IED接收全部模拟值和/或全部二进制值，以及其中，所述主IED通信接口IED被配置为支持所述GOOSE发布者-订阅者功能以将计算结果作为多播信号发送给所有连接的IED，以用于快速反应。2.如权利要求1所述的主IED，其中，提供用于信号映射的基本功能和附加模块数量的通信接口(CI-1，CI-2...CI-n)，每个通信接口被设计为具有其自己的按照IEC61850要求的可配置CID文件的IED。3.如权利要求1或2所述的主IED，其中，来自远程控制接口的功能组合是，作为MMS客户端，全部经由所配置的报告控制块，从与主IED(1)连接的每个IED接收模拟和/或二进制值。4.如权利要求1或2所述的主IED，其中为了快速反应，支持附加的GOOSE发布者-订阅者功能，以将计算结果作为多播信号发送至所有所连...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·布克尔，
申请(专利权)人：ABB技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH