Q GDW 11201-2014 IEC 61850安全稳定控制装置工程应用模型规范及编制说明.pdf
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1、ICS 29.240 Q/GDW国 家 电 网 公 司 企 业 标 准Q/GDW 112012014IEC61850安全稳定控制装置工程应用模型规范Thespecificationforsecurity &stabilitycontrolequipment engineeringmodelbasedonIEC618502014-11-15发布 2014-11-15实施国家电网公司 发 布Q/GDW112012014I目 次前言.II1 范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.14 缩略语.15 总则.26 配置.27 IED应用模型规范38 安全稳定控制装置功能分解和数据类型79 安全稳
2、定控制装置逻辑节点建模.810 安全稳定控制装置与调度主站通信规约1811 服务实现原则.1912 过程层配置方案.2213 检修处理机制.22附录A(规范性附录) 逻辑节点类定义24附录B(规范性附录) 统一扩充公用数据类型.37附录C(规范性附录) 统一定义的数据类型和数据属性类型.38附录D(资料性附录) 策略表基本结构和格式.50附录E(资料性附录) 站间通信协议帧定义.52编制说明.53Q/GDW112012014II前 言为规范国家电网公司智能变电站电网安全稳定控制装置(系统)工程应用应遵循的基础性建模原则及其过程层网络配置的基本原则和要求,制定本标准。本标准由国家电力调度控制中心
3、提出并解释。本标准由国家电网公司科技部归口。本标准主要起草单位:国网湖南省电力公司、国网天津市电力公司、国网福建省电力公司、国网四川省电力公司、国网上海市电力公司、国家电网公司华中分部、华中科技大学、南京南瑞继保电气有限公司、南瑞集团稳定控制公司。本标准主要起草人:霍思敏、徐宇新、张永伍、黄巍、陈军、涂崎、李锋、李会新、李勇、周良松、王松波、王良、叶振风。本标准首次发布。Q/GDW1120120141IEC61850安全稳定控制装置工程应用模型规范1 范围本标准规定了国家电网公司智能变电站电网安全稳定控制装置(系统)工程应用应遵循的基础性建模原则及其过程层网络配置的基本原则和要求。本标准适用于
4、国家电网公司智能变电站的电网安全稳定控制装置(系统),并作为IEC61850标准的细化和补充,是智能变电站安全稳定控制装置设计、制造和管理的依据。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。DL/T 860 变电站通信网络和系统DL/T 1146 DL/T 860实施技术规范Q/GDW 421 电网安全稳定自动装置技术规范Q/GDW 1396 IEC61850工程继电保护应用模型3 术语和定义Q/GDW 1396界定的术语适用和定义适用于本文件。4 缩略语下列缩略
5、语适用于本文件。Acc:加速(Accelerate)BF:断路器失灵(Breaker failure)BRCB:有缓存报告控制块(Buffered Report Control Block)CID:IED实例配置文件(Configured IED Description)CT:电流互感器(Current transformer)Dev:设备(Device)Err:错误(Error)Fst:第一个(First)GOOSE:面向通用对象的变电站事件(GO Generic object orientedsubstation events)IED:智能电子设备(Intelligent Electron
6、ic Device)ICD: IED能力描述文件(IED Capability Description)Long:长期的(Long)OC:过电流(Over current)OV:过电压(Over voltage)Q/GDW1120120142Pers:持续性的(Persist, persistent)Pmt:许可(Permit, permitted)PT:电压互感器(Potential Transformer)SCD:全站系统配置文件(Substation Configuration Description)Sig:信号(Signal)SSD:系统规格文件(System Specificati
7、on Description)Strp:压板(Strap)SV:采样值(Sampledvalue)URCB:无缓存报告控制块(UnbufferedReport Control Block)UV:欠电压(Under voltage)5 总则本标准严格遵守IEC61850标准,是IEC61850标准的细化和补充,规范了IEC61850标准中不明确的部分。本标准统一了IEC61850标准应用的数据类型定义,避免因各制造厂商数据类型不统一引起的数据类型冲突,避免因各种数据类型支持不同导致实施困难。本标准统一了电网安全稳定控制装置(系统)所包含的逻辑节点的列表,对于包含多个虚拟设备的电网安全稳定控制装置
8、(系统),该装置(系统)的各个虚拟设备应参照对应类型的逻辑节点列表进行建模。本标准以Q/GDW 421为基础扩充了安全稳定控制装置所包含的逻辑节点和逻辑节点中的数据对象。本标准对GOOSE和SV的模型、配置和传输等方面进行了规范。6 配置配置工具、配置文件、配置流程应符合DL/T1146,配置流程详见图1,在此基础上,做以下补充:按照工程远景规模配置实例化的DOI,ICD文件中应包含中文的“desc”描述和dU属性。ICD文件应包含模型自描述信息。如LD和LN实例应包含中文“desc”属性,实例化的DOI应包含中文“desc”属性。ICD文件应包含版本修改信息,明确描述修改时间、修改版本号等内
9、容。图1 变电站配置流程图Q/GDW11201201437 IED应用模型规范7.1 总体建模原则7.1.1 物理设备建模原则一个物理设备,应建模为一个IED对象。该对象是一个容器,包含server对象,server对象中至少包含一个LD对象,每个LD对象中至少包含3个LN对象:LLN0、LPHD、其他应用逻辑接点。装置模型ICD文件中IED名应为“TEMPLATE”。实际工程应用中的IED名由系统配置工具统一配置。7.1.2 服务器(Server)建模原则Server描述了一个设备外部可见(可访问)的行为,每个server至少应有一个访问点(AccessPoint)。支持过程层自动化的间隔层
10、设备,对上与变电站层设备通信,对下与过程层设备通信,可采用不同访问点分别与变电站层和过程层进行通信。所有访问点,应在同一个ICD文件中体现。7.1.3 逻辑设备(LD)建模原则逻辑设备建模原则,应把某些具有公用特性的逻辑节点组合成一个逻辑设备。LD不宜划分过多,稳定控制功能宜使用一个LD来表示。SGCB控制的数据对象不应跨LD,数据集包含的数据对象不应跨LD。逻辑设备的划分宜依据功能进行,按以下几种类型进行划分:a) 公用LD,inst名为 “LD0”;b) 测量LD,inst名为 “MEAS”;c) 稳控LD,inst名为 “SSC_PROT”;d) 稳控装置过程层访问点的LD,inst 名
11、为“PI”;e) 录波LD,inst名为“RCD”。7.1.4 逻辑节点(LN)建模原则需要通信的每个最小功能单元建模一个LN对象,属于同一功能对象的数据和数据属性应放在同一个LN对象中。LN类的数据对象统一扩充。统一扩充的LN类,见附录A。IEC61850标准、附录A中己经定义LN类而且是IED自身完成的最小功能单元,应按照IEC61850标准、附录A建立LN模型;IEC61850标准、附录A中均已定义的LN类,应优先选用附录A中的定义;其它没有定义或不是IED自身完成的最小功能单元应选用通用LN模型(GGIO或GAPC)或按照本标准的原则扩充,如安全稳定控制装置所采集的断路器本体信号、主变
12、本体信号等。7.1.5 逻辑节点类型定义逻辑节点类型定义要求如下:a) 统一扩充的逻辑节点,见附录A;b) 其他逻辑节点类参照IEC61850标准7-4 部分;c) 各制造厂商实例化的自定义逻辑节点类型的名称格式为:制造厂商前缀名_LN 类名(_其他后缀)。7.1.6 数据对象类型定义数据对象类型定义要求如下:a) 统一扩充的公用数据类,见附录B;Q/GDW1120120144b) 装置使用的数据对象类型应按附录C统一定义。附录C统一定义的数据类型中装置未实际映射的数据属性可不上送,同时应在装置模型实现一致性声明文件中说明;c) 附录C中无法表达的数据类型,各制造厂商需扩充时应符合以下命名规范
13、,命名规范为:制造厂商前缀_DO 类名(_其它后缀)。7.1.7 数据属性类型定义数据属性类型定义要求如下:a) 公用数据类属性类型不应扩充;b) 装置测控功能使用的数据属性类型应按附录C统一定义,不宜自定义;c) 附录C中无法表达的数据类型,各制造厂商需扩充时应符合以下命名规范,命名规范为:制造厂商前缀_DA 类名(_其它后缀)。7.1.8 取代模型装置模型中的所有支持输出的数据对象如遥测、遥信等,应支持取代模型和服务:a) 数据对象中应包含数据属性subEna、subVal、subQ、subID;b) 当数据对象处于取代状态时,送出的该数据对象的q中取代位应置1。7.2 LN实例建模7.2
14、.1 LN实例化建模原则LN实例化建模原则如下:a) 采样值数据采用多个逻辑节点实例描述,每个逻辑节点对应一个仪用互感器设备;b) 常规交流测量使用MMXU实例,单相测量使用MMXN实例;c) GOOSE出口软压板与传统出口硬压板设置点一致,通过对跳闸、远传节点设置软压板,从逻辑上隔离这些信号的输出;d) 标准己定义的报警使用模型中的信号,其他的统一在GGIO中扩充:告警信号用 GGIO的Alm上送,普通遥信信号用 GGIO的lnd上送;e) 扰动记录(RDRE)逻辑节点可以实现故障录波功能,电网振荡检测/闭锁(RPSB)逻辑节点可以作为安全稳定控制装置辅助功能。7.2.2 策略表建模原则策略
15、表建模原则如下:a) 策略表的建模要求按照附录A中的CTCT统一扩充,策略表中的运行方式识别通过对各线路、母线及变压器的运行状态检测;b) 安全稳定控制装置定值采用装置 ICD 文件中定义固定名称的定值数据集的方式。装置参数数据集名称为dsParameter,装置参数不受SGCB控制;c) 策略表中的故障识别首先通过对元件的故障识别,然后进行综合分析完成系统故障识别;d) 策略表数据集中的数据来源于各个逻辑节点,同时作为各个逻辑节点的“策略表组”,不同运行方式下发生各种故障后的动作逻辑节点需要执行的策略动作都包含在此。7.2.3 LN实例化建模原则LN实例化建模原则如下:a) 一个LN中的DO
16、若需要重复使用时,应按加阿拉伯数字后缀的方式扩充;b) GGIO和 GAPC 是通用输入输出逻辑节点,扩充DO应按lnd l,Ind2,Ind3;Alm l,Alm2,Alm3;SPCSOl,SPCSO2,SPCSO3的标准方式出现;Q/GDW1120120145c) 非电量信号宜使用 GGIO模型;d) 档位控制采用通用过程I/O(GGIO)逻辑节点进行扩展,直接接受控制信号;e) 执行动作出口,目前宜采用保护的PTRC逻辑节点;f) 跳闸逻辑节点PTRC的动作信号Op是PTRC产生跳闸信号Tr的条件,稳控保护功能逻辑节点与断路器逻辅节点XCBR之间应有逻辑节点 PTRC。g) 安全稳定控制
17、装置应包含PTRC模型实例,PTRC中的Str为启动信号,Op为跳闸动作信号 ,Tr为经出口软压板后的跳闸出口信号。7.2.4 故障录波与故障报告模型故障录波与故障报告模型如下:a) 故障录波应使用逻辑节点RDRE进行建模,安全稳定控制装置只包含一个RDRE实例;b) 故障录波逻辑节点RDRE中的数据RcdMade,FltNum应配置到保护录波数据集中,通过报告服务通知客户端;c) 安全稳定控制装置录波文件存储于COMTRADE 文件目录中,波形文件名称为:IED名_逻辑设备名_故障序号_故障时间,其中逻辑设备名不包含IED名,故障序号为十进制整数,故障时间格式为年月日_时分秒_毫秒,如200
18、90530_172305_456。监控后台等客户端应同时支持二进制和ASCII两种格式的COMTRADE文件;d) 安全稳定控制装置故障简报功能通过上送录波头文件实现,安全稳定控制装置动作并完成录波后,通过报告上送故障序号FltNum和录波完成信号RcdMade,录波头文件放置于装置的COMTRADE目录下,文件名按录波文件名要求实现,客户端通过文件读取服务获得录波头文件,解析出故障简报信息。录波头文件统一采用XML文件格式。7.3 安全稳定控制装置模型安全稳定控制装置功能通过相应逻辑节点类实现,将逻辑节点进行封装,形成安全稳定控制装置模型,安全稳定控制装置逻辑节点列表见下表1,其中标注M为必
19、选项,标注O根据情况可选。表1 安全稳定控制装置逻辑节点列表功能类型 逻辑节点 逻辑节点类 M/O 备注 LD基本逻辑节点 管理逻辑节点 LLN0 M LD0物理设备逻辑节点 LPHD M其他 设备告警 GGIO M设备遥信 GGIO M远程控制接口 ITCI O 可多个人机交互接口 IHMI O功能压板 GGIO M动作出口压板 GGIO M基本逻辑节点 管理逻辑节点 LLN0 M SSC_PROT物理设备逻辑节点 LPHD M稳定控制 运行方式识别 AISO M 可多个Q/GDW1120120146表1(续)功能类型 逻辑节点 逻辑节点类 M/O 备注 LD稳定控制 元件故障识别 CCFI
20、 M 可多个SSC_PROT系统故障识别 CSFI M无故障跳闸 CNTI M管理逻辑节点 LLN0 M物理设备逻辑节点 LPHD M策略表 CTCT M系统稳定判断 ASSD M系统稳定动作出口 ASSO M控制测量 控制测量 MMXUMMXN M 可多个控制自检告警 控制自检告警 GGIO M辅助功能 振荡闭锁 RPSB O执行控制 PTRC M稳控输入接口 电压互感器 TVTR M 可多个电流互感器 TCTR M开入 GGIO M开关设备状态 GGIO O档位设备状态 GGIO O过程层设备接口 断路器 XCBR O 可多个发电机气门控制器 GGIO O站间通信功能 站间通信节点 ICB
21、C O稳控录波 管理逻辑节点 LLN0 M RCD物理设备逻辑节点 LPHD M故障录波 RDRE M故障信息 RFLO O基本逻辑节点 管理逻辑节点 LLN0 MPI物理设备逻辑节点 LPHD MGOOSE和SV接口 位置输入 GGIO O 可多个开入信息 GGIO O模拟量输入 GGIO O采样值输入 GGIO O其他输入 GGIO O执行动作出口 PTRC MQ/GDW1120120147表1(续)功能类型 逻辑节点 逻辑节点类 M/O 备注 LD注1:公用LD,inst名为“LD0”,存储公用信息;稳控LD,inst名为“SSC_PROT”,表示控制相关功能逻辑节点;过程层访问点LD,
22、inst名为“PI”,表示GOOSE和SV接口逻辑节点;注2:人机接口(IHMI)逻辑节点实例表示与变电站层设备接口;远程控制接口(ITCI)逻辑节点实例作为主站装置与子站控制接口;注3:GOOSE和SV接口功能逻辑节点实例表示通过GOOSE报文和SV报文交互的数据;注4:PI逻辑设备中执行动作(PTRC)逻辑节点实例是发送GOOSE报文的接口。8 安全稳定控制装置功能分解和数据类型8.1 安全稳定控制装置功能分解安全稳定控制装置的主要功能包括运行方式识别、故障识别、策略表管理、稳定判断(策略表查询)以及稳定动作(策略表查询)、故障录波,对外接口主要包含与调度端通信接口、与变电层通信接口、人机
23、接口、变电站间安稳装置通信接口和与过程层设备接口。运行方式的识别根据变电站线路和变压器的运行状态判断系统处于何种运行方式,为选取特定的策略表提供依据;故障识别对变电站内多个元件进行故障的判别,并判别是否出现多重故障,同时装置还具有无故障判别功能;系统稳定判断根据运行方式、故障元件、故障类型、检测断面及潮流判断是否需采取稳定措施,并向系统稳定动作出口发送采取的稳定措施编号;系统稳定动作出口收到稳定措施号后采取相应的本地动作并将其他站所需采取动作信息经站间通信逻辑节点转发给其他站的安稳装置,同时也执行其他站要求本站安稳的动作。系统的稳定判别和动作都是依赖策略表,不同运行方式下存在不同的策略表,策略
24、表是一个数据量大的多维数据集,需要有策略表管理功能;站间通信功能是安全稳定控制装置获取其它厂站的电气量与开关量信息,并相互配合动作完成预定控制。8.2 安全稳定控制装置数据类型8.2.1 采样值数据采样值数据来自于合并单元,主要包括电压采样值、电流采样值,此类数据采用公用数据类CDC中采样值(SV)描述。8.2.2 开入数据开入数据包括断路器的变位信号、档位变位信号及保护或自动装置的动作信号,使用开入数据结合电气量数据可以判出当前系统具体故障类型。开入数据采用公用数据类中状态信息类数据描述,其中断路器、隔离开关变位信号采用双点状态(DPS),保护或自动设备动作信号采用单点状态(SPS),档位变
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