满足IEC61850标准的数字化变电站IED通用平台
2013-08-01
作者:王 伟
来源:来源:电子技术应用2013年第6期
当前,世界范围内智能电网的建设进程已经全面启动,许多国家都确立了智能电网建设目标、行动路线及投资计划。美国的研究注重电网用户侧的能源定制与智能化,而欧洲更青睐新能源介入及智能电网通信的标准化制订。而我国的智能电网建设不仅将其列为“十二五”规划的重大项目,国家电网更是早就宣布将在2020年建成覆盖全国的智能电网,可谓全世界最大规模的智能电网项目,为全球的电力设备企业打开了一个前所未有的巨大市场。
近年来,智能电网在我国取得不断的进展,当下,配网改造项目更是进行得如火如荼。“在输配电系统中,二次侧设备通常肩负着保护和监控电网健康运行的职责。随着智能电网的全面铺开,配网侧的智能化逐渐成为大家关注的焦点。一个很重要的趋势就是‘一次设备的二次化’,也即‘二次设备前移’。这意味着未来的一次设备会增加很多的测控和监控单元,在一次设备端就可以实现监控与保护功能,从而更有效地保障电网的健康运行。我们认为未来的三五年内,这是一个重要的发展方向。”ADI公司市场经理张松刚先生分析到。
IEC61850标准
智能电网的概念应用在输配电的领域则主要意味着电力自动化和变电站数字化。目前来讲,数字化变电站的设计主要基于国际通用的IEC61850标准。
IEC61850是新一代的变电站自动化系统的国际标准,它定义了数据建模、报告方案、事件快速传输(GOOSE和GSSE)、群组设置、数字采样、数据传输(SV)、命令配置和数据存储。它不仅仅是一个单纯的通信规约,而是数字化变电站自动化系统的标准,它指导了变电站自动化的设计、开发、工程和维护等各个领域。在数字化变电站内,所有IED都将以符合IEC61850标准的方式进行通信。
如何将IEC61850协议应用于中国的智能化数字变电站,是业界同仁需要面临的共同课题。ADI从始至终都在跟踪IEC61850的发展。与多家客户建立联系,了解其设计过程中遭遇的问题与挑战,再经过不断地与第三方进行探讨,最终开发出一套满足IEC61850标准的数字化变电站IED通用平台。
IEC61850演示设计
“该方案实现了IEC61850协议栈在ADI的DSP产品中的完美应用。其中一个很重要的亮点就是采用了ADSP-BF60x 双核Blackfin处理器。”张先生表示:“在诸如机电保护设备或电力质量分析仪等新式IED中,由于故障检测所引发的信号处理量非常繁重,加上IEC61850标准要求的复杂的通信任务,单核处理器已经不能很好地同时满足系统性能和实时性。而当设计多核处理器系统时,又要面临内存共享和核间通信等问题。ADI的ADSP-BF60x集成了独立的双核处理器,内核0运行?滋CLinux操作系统,处理非实时任务;内核1运行采样和继电保护算法,还可以发送实时GOOSE消息而不影响操作系统的运行。同时,它有两个独立的以太网MAC,非常适合IEC61850应用。” 不仅如此,该方案同时整合了ADI在智能电网领域的一些主要的技术与产品,例如ADI为电力系统定制的8通道、16位采样同步ADC——AD7606。它采用单电源供电,同时又是双极性模拟输出,有效简化了变电站的自动化设计。
