作为全球领先的电气设备和方案提供商,施耐德电气致力于成为全球能效管理专家。施耐德电气长期专注于电力监视与控制、电能管理的领先技术研究。就电力监视控制部门来说,我们专注于两大业务:
电能管理--提供关于电能管理、电能质量及节能降耗全套解决方案,包括多功能智能表、高精度互感器及关口表等
电力监视与控制--微机综合保护装置、RTU、电力监控系统及SCADA.
为什么需要IEC61850?
在过去,不同厂家的保护装置紧密的和各自通讯规约联系紧密,有时候为了方便和易于实现,还可能会使用厂家自成体系的私有规约与接口。这导致了在一个变电站内如果存在不同厂家的设备,会给安装、调试带来极大的不便,我们的终端用户常常会抱怨产品和装置在设计和集成、安装与调试上困难越来越大,为系统的稳定运行带来了一系列的问题。同时对于产品优化选型也几乎变得不可能。因此,技术发展到今天,不管是从用户的角度、还是厂家的角度,我们都需要一个更好的形式去改变目前的现状。
得益于美国电科院UCA2.0的一些体系结构与实际项目,同时结合多年来60870的推广经验与实践。并考虑到实际的用户需求:简化和标准化变电站的设计、建造、调试、运行和维护,并减少相应的费用成本,在UCA用户组织及IEC标准委员会的推动下,IEC61850应运而生。
推广IEC61850的价值点
1.提升变电站自动化系统的技术管理水平
过去由于不同厂商所使用的通讯网络、协议的不同,互操作问题成为最重要的问题。IEC61850解决了这个最棘手的问题。实现了在一个变电站内,对于不同的厂商的的IED,能够统一信息描述和数据访问的方法,能够透明的共存。对于用户而言,设备的优化选型问题没有了,可以按照实际的需要去选择不同厂家的产品,同时,维护和调试的复杂度降低了。同时IEC61850技术具有前瞻性,长期来看技术的稳定性更强,因此变电站自动化系统的技术管理水平得到了提升。
2.未来数字变电站的技术支撑
另一个方面,随着变电站一次、二次设备正朝智能化、数字化,网络化方向发展,需要有一个统一的、大家都能够遵循的体系来实现更大意义上的互联,就目前而言,IEC61850在这个方面考虑较多,在数字变电站其他相关技术成熟后,可以作为未来数字变电站的一个最基本的技术框架。
3.作为全电网信息标准与规范的基础点
最为电网中的最基础的节点,IEC61850使得变电站内部实现了无缝的通信,同时考虑到各变电站之间、变电站到调度中心或主控中心,也需要一个统一的的信息和访问的模式。这个呢IEC61850具有一个先天的优势。
可行技术方案
我们看到了,IEC61850能够带给我们最主要的优势。同样也看到了在推广IEC61850方面呢,有非常清晰的价值点。那么,就目前而言,我们应该采用什么样的技术方案推广IEC61850呢?施耐德电气认为可行的技术方案应该是能够满足以下三个方面:
首先,必须切合实际需求。项目形式的差异会直接影响到对技术的需求。比如新建变电站,我们可以要求,设计的所有保护、测控、监控等需要支持61850标准。而旧站扩建项目中,一期部分不支持IEC61850,二期需要支持,在设计的时候需要充分考虑到这种情况。对于旧站改造而言,我们也需要考虑最好能以最小的改造成本来实现对IEC61850标准的支持。同样,目前除保护等设备外,还有大量的其他智能设备还不支持IEC61850,因此,需要对这些相应的设备做进一步的工作来实现对IEC61850的支持。我们还要看到,在电子式互感器和智能高压组合电器方面,还处于一个技术的发展上升期,还没有到达稳定的技术平稳实施阶段,因此就数字变电站或IEC61850的实施来看,一段时间内依然会采用传统的电磁CTPT的形式或混合式CT这种较为成熟的做法来执行。
其次,需要遵从现有的运行和设计方式。在国内外,对于变电站两层结构的模式(变电站层、间隔层)有着非常丰富的设计和应用经验,在三层结构方面,由于过程层大量涉及到光电互感器和组合电器的问题,而且会对当前的设计规程和运行校验规程产生比较大的影响。因此,为电力系统稳定与安全期间,施耐德建议在实施中,现阶段应积极实施两层结构。最大程度的利用现有的经验,而不会对生产方式带来巨大的冲击,在三层结构方面,结合设备的情况、规程等方面进行积极的研究。
最后,一个可行的技术方案一定是能后让更多的用户享有技术革新带来的收益:互操作,降低运行和维护成本以及提高变电站的管理水平。IEC61850技术的发展一定是用来满足客户的需求,而不是用来制造新的技术壁垒。只有这样才能够更好的促进IEC61850的全面推广与普及,更好的给用户带来积极的改变。
施耐德电气IEC61850产品与方案
基于以上考虑,施耐德电气在IEC61850的实施上提供了更加灵活、更加务实、更加可靠的技术实施方案。
施耐德电气明确坚决的长期支持与推动开放通讯标准在各行业中的应用,施耐德电气最早在工业领域内推动工业以太网的全面实施,并直到今天“透明就绪”方案依然在工业领域发挥巨大的作用。施耐德作为IECTC65的领导者之一,对行业的贡献有目共睹。
在IEC61850方面,施耐德电气强有力的参与并推动标准的发展。在IECTC57委员会中,有4位成员参与,并事实上带来了施耐德电气对电气测量、保护及电能质量方面的深刻理解。同样施耐德电气也是UCA用户组织的成员之一。
从微机综合保护装置开始,施耐德电气提供一系列支持IEC61850的产品。包括:
全系列的SEPAM微机综合保护装置,并全面符合KAMALEVELA认证;
SCADA及电力监控系统;
RTU等独立的软件配置和诊断工具;
……
施耐德电气的IEC61850方案分为两个层次:
第一层次,增强型方案--面对旧站改造与升级。
得益于SEPAM微机综合保护装置灵活的的模块化结构,使得用户能够以极低的成本进行IEC61850标准站的改造与升级,而不会带来对供电的直接影响以及花费大量工程量。
第二层次,标准型方案--面对旧站扩建与新站建设。
IEC61850是一个完整的技术体系,同样也在实施中不断地发展与完善。就目前支持而言,对版本1和版本2有一个选择问题。SNTP并不允许1ms时钟同步。施耐德电气支持采用基于IEEE802.1D2004标准的RSTP来支持以太冗余。就目前,IEC61850还并不完全支持保护定值的问题。
因此,我们需要在IEC61850的实践中,去完善和成熟IEC61850。善用其效,尽享其能。