在子網(wǎng)間路由消息的橋式智能電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橋式IED(智能電子設(shè)備)，用于在例如發(fā)電設(shè)備或電力變電站中的子網(wǎng)之間路由IEC 61850G00SE消息。此外，本發(fā)明涉及一種例如發(fā)電設(shè)備或電力變電站中的子網(wǎng)系統(tǒng)，其中每個(gè)子網(wǎng)包括多個(gè)橋式IED。
【背景技術(shù)】
[0002]IEC 61850是用于發(fā)電設(shè)備和電力變電站中的通信的基于以太網(wǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，用于在變電站或子網(wǎng)中集成所有保護(hù)、控制、測(cè)量和監(jiān)控功能以提供用于高速變電站保護(hù)應(yīng)用、互鎖、聯(lián)鎖跳閘的智能電子設(shè)備。
[0003]術(shù)語或機(jī)制GOOSE (面向通用對(duì)象的變電站事件)描述了一種控制模型機(jī)制，其中任意數(shù)據(jù)格式，如狀態(tài)、值被組合成數(shù)據(jù)集，并在短時(shí)期內(nèi)被發(fā)送并且被用于確保規(guī)定的傳輸速度和可靠性。
[0004]GOOSE數(shù)據(jù)直接嵌入以太網(wǎng)數(shù)據(jù)分組中，并在多播或廣播地址上的發(fā)布者-訂閱者機(jī)制上工作。由國際電工委員會(huì)(IEC)在IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了 GOOSE通信。
[0005]IEC61850G00SE是UCA GOOSE的演進(jìn)版。GOOSE消息用于在IED之間交換數(shù)據(jù)。GOOSE是用于將諸如命令和報(bào)警之類的變電站事件快速傳輸?shù)囊环N機(jī)制。IED發(fā)送的單一GOOSE消息可由若干接收者接收和使用。在通用子網(wǎng)的一個(gè)設(shè)備中，當(dāng)只有訂閱者設(shè)備正在接收信息時(shí)，發(fā)送者發(fā)布該信息。每個(gè)接收者的反應(yīng)依賴于其配置和功能性。
[0006]另外，GOOSE被設(shè)計(jì)為發(fā)布者-訂閱者模型，并且該發(fā)布者IED向所有其連接的訂閱者IED多播傳輸。通常地，所有通過GOOSE消息通信的IED必須組合在一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)。子網(wǎng)可以是物理子網(wǎng)或經(jīng)由邏輯子網(wǎng)內(nèi)的VLAN(虛擬LAN)配置，以便如保護(hù)信號(hào)這樣的重要信號(hào)可以只能在相同子網(wǎng)中的IED之間傳輸。
[0007]在IEC 61850規(guī)范中，GOOSE協(xié)議被安排用于IED之間的數(shù)據(jù)交換，也被稱為橫向通信或橫向快速IED-1ED通信，并且其一般基于對(duì)等通信。
[0008]問題說明
[0009]所有已知的變電站IED只有一個(gè)具有IEC 61851版本I中規(guī)定的通信協(xié)議的以太網(wǎng)接口，并且為了滿足IEC61850版本2中所新定義的冗余要求，具有切換功能的第二以太網(wǎng)接口內(nèi)置于IED (HSR或DRP)。
[0010]GOOSE消息在例如發(fā)電設(shè)備或電力變電站中的若干子網(wǎng)之間是不可路由的。但是保護(hù)信號(hào)或二進(jìn)制信號(hào)以及模擬值通過GOOSE協(xié)議發(fā)送，所述GOOSE協(xié)議不僅僅在同一配置子網(wǎng)中的一個(gè)SCD (變電站配置說明)文件中配置的IED之間被使用。SCD文件是一種詳細(xì)描述變電站配置和通信的文件。通常需要向其他子網(wǎng)發(fā)送此類信號(hào)以對(duì)用于卸載應(yīng)用的這些信號(hào)起作用，用于保護(hù)裝備的關(guān)閉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供一種新的解決方案，用于通過使用IED橋，在例如發(fā)電設(shè)備或電力變電站中的若干子網(wǎng)之間路由IEC 61850G00SE消息。
[0012]新的橋式IED包括用于信號(hào)映射的基本功能和附加模(modular)數(shù)量的通信接口，每個(gè)通信接口被設(shè)計(jì)成具有依據(jù)IEC 61850要求的自己可配置的CID文件的IED，其中CID文件包括關(guān)于變電站中的一個(gè)特定IED的從配置工具至變電站的信息。
[0013]依據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了每個(gè)子網(wǎng)被IEC 61850工程工具單獨(dú)地工程設(shè)計(jì)，并且該工程設(shè)計(jì)過程的結(jié)果被輸出到各自的SCD文件中。
[0014]橋式IED的通信接口 IED被使用IEC 61850CID文件描述并被在IED描述中配置。
[0015]依據(jù)本發(fā)明的另一方面，橋式IED自身包括應(yīng)用軟件，該應(yīng)用軟件允許自由濾波和/或映射所接收的信號(hào)并且將信號(hào)重排進(jìn)新的數(shù)據(jù)電報(bào)，所述數(shù)據(jù)電報(bào)被從每個(gè)所連接的通信接口到所連接的子網(wǎng)自由發(fā)布和傳輸。
[0016]本發(fā)明的有益效果
[0017]新的橋式IED允許在不同子網(wǎng)之間路由GOOSE信號(hào)。
[0018]依據(jù)本發(fā)明，提供的技術(shù)方案可以被類似依據(jù)IEC 61850的用于GOOSE通信的的標(biāo)準(zhǔn)IED處理和配置。
[0019]額外地，提供了對(duì)所接收和發(fā)送的信號(hào)的濾波或重新排列。
[0020]依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，通過使用信號(hào)矩陣或映射功能允許靈活的信號(hào)配置。
【附圖說明】
[0021 ] 通過使用附圖所述的示例性實(shí)施例，將更加詳細(xì)地描述和解釋本發(fā)明的主題以及本發(fā)明的有利改進(jìn)和提高，其中
[0022]圖1示出了新的橋式IED的例子，其具有用于每個(gè)連接的子網(wǎng)的通信接口，以及
[0023]圖2示出了用于通信板和/或主干網(wǎng)電子的冗余實(shí)施例中的示范性橋式IED。
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1示出了新的橋式IED I的例子，其具有通過使用OPC服務(wù)器2用于監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集SCADA中的每個(gè)連接的子網(wǎng)SN_1，SN_2...SN_n的通信接口 CI_1，CI_2...CI_n。在通信板和/或主干網(wǎng)電子中實(shí)施該示范性橋式IED 1
[0025]每個(gè)子網(wǎng)SN_1，SN_2...SN_n包括多個(gè)IED并且其與SCADA系統(tǒng)的OPC服務(wù)器2連接。IED是作為變電站自動(dòng)化的自動(dòng)化組件的智能電子設(shè)備，類似于分配控制系統(tǒng)(DCS)中的控制器。
[0026]橋式IED I是具有信號(hào)映射的基本功能和附加模數(shù)量的通信接口 CI_1，CI_2...CI_n的一個(gè)組件，每個(gè)通信接口被設(shè)計(jì)為具有依據(jù)IEC 61850要求的自己可配置的CID文件的IEDo
[0027]依據(jù)本發(fā)明，利用IEC 61850工程工具單獨(dú)地工程設(shè)計(jì)每個(gè)子網(wǎng)SN_1，SN_2...SN_n，并且其結(jié)果被輸出到S⑶文件中。橋式IED I的通信接口 IED CI_1，CI_2...CI_n被使用正常IEC 61850CID文件(配置的IED描述)描述并且類似依據(jù)IEC61850用于GOOSE通信的標(biāo)準(zhǔn)IED配置。
[0028]橋式IED I自身具有應(yīng)用軟件，該應(yīng)用軟件允許自由濾波和/或映射所接收的信號(hào)并且將信號(hào)重新排列到新的數(shù)據(jù)電報(bào)，所述數(shù)據(jù)電報(bào)被從每個(gè)所連接的通信接口 CI_1，CI_2...CI_n到所連接的子網(wǎng)SN_I，SN_2...SN_n自由發(fā)布和傳輸。
[0029]圖2示出了用于通信板和/或主干網(wǎng)電子的冗余實(shí)施例中的示范性橋式IED1.1，1.2。
[0030]另夕卜，通信接口IED C1-1，C1-2，C1-3...C1-n，C1-η+Ι 對(duì)于每個(gè)子網(wǎng) SN_1，SN_2...SN_n是冗余的。
[0031]依據(jù)圖2所示的實(shí)施例，為了更高的可用性，橋式IED以冗余方式被使用:
[0032]-冗余通信接口C1-l，C1-2，C1-3...C1-n，C1-n+l，其中兩個(gè)通信接口 (如 C1-1 和C1-2)作為發(fā)布者和/或訂閱者被配置在同一子網(wǎng)中，
[0033]-冗余橋式IED主干網(wǎng)，其中將主干網(wǎng)電子設(shè)備部分1.1,1.2被設(shè)置為冗余。
[0034]新的橋式IED具有多于一個(gè)IEC 61850通信接口，并且每個(gè)通信接口在不同子網(wǎng)中通過獨(dú)立的SCD文件工程設(shè)計(jì)。結(jié)果是，新的橋式IED允許IED內(nèi)部的路由功能。額外地，以太網(wǎng)開關(guān)可提供這種功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在子網(wǎng)(SN_1，SN_2...SN_n)之間路由國際電工委員會(huì)IEC 61850面向通用對(duì)象的變電站事件GOOSE消息的橋式智能電子設(shè)備IED，其中所述橋式IED包括用于信號(hào)映射的功能以及多于一個(gè)通信接口(CI_1，CI_2...CI_n)，其中所述通信接口(CI_1，CI_2...CI_n)的每一個(gè)被設(shè)計(jì)為具有依據(jù)IEC 61850要求的自己的配置的IED描述CID文件的IED。
2.權(quán)利要求1涉及IDD、IEC、G00SE和CID而未給出這些首字母縮寫的含義，使得所述權(quán)利要求的呈現(xiàn)不清楚。建議為了解決這些問題，通過將“智能電子設(shè)備”周圍的括號(hào)用逗號(hào)代替，在IEC和61850之間增加“國際電工委員會(huì)”，在GOOSE和消息之間增加“面向通用對(duì)象的變電站事件”，以及在CID和文件之間增加“IED配置說明”。
3.如權(quán)利要求1所述的橋式IED，其中每個(gè)子網(wǎng)(SN_1，SN_2...SN_n)被利用IEC61850工程工具單獨(dú)地工程設(shè)計(jì)，并且所述工程設(shè)計(jì)過程的結(jié)果被輸出到各自的SCD文件中。
4.如權(quán)利要求1或2所述的橋式IED，其中所述橋式IED(I)的每個(gè)通信接口(CI_1，CI_2...CI_n)被使用IEC 61850 CID文件描述并被在IED描述中配置。
5.如權(quán)利要求1-3所述的橋式IED，包括應(yīng)用軟件，所述應(yīng)用軟件允許自由濾波和/或映射所接收的信號(hào)和/或?qū)⑿盘?hào)重新排列到新的數(shù)據(jù)電報(bào)，所述數(shù)據(jù)電報(bào)被從每個(gè)所連接的通信接口(CI_1，CI_2...CI_n)自由發(fā)布和傳輸?shù)剿B接的子網(wǎng)(SN_1，SN_2...SN_n)。
6.如權(quán)利要求1-4所述的橋式IED，其中所述橋式IED被類似于依據(jù)用于GOOSE通信的IEC 61850的標(biāo)準(zhǔn)IED來處理和配置。
7.如權(quán)利要求1-5所述的橋式IED，包括通信接口(C1-l，C1-2，C1-3...C1-n，CI_n+l)，這些通信接口對(duì)于每個(gè)子網(wǎng)(SN_1，SN_2...SN_n)是冗余的。
8.如權(quán)利要求6所述的橋式IED，包括冗余的通信接口(C1-1，C1-2，C1-3...CI_n，C1-n+1)，其中兩個(gè)通信接口 IED (例如C1-1和C1-2)作為發(fā)布者和/或訂閱者被配置在同一子網(wǎng)中。
9.一種在發(fā)電設(shè)備或電力變電站中的子網(wǎng)系統(tǒng)，其中每個(gè)子網(wǎng)(SN_1，SN_2...SN_η)包括多個(gè)在權(quán)利要求1-7中要求的橋式IED(1，1.1，1.2)，并且所述每個(gè)子網(wǎng)(SN_1，SN_2...SN_n)與SCADA系統(tǒng)的OPC服務(wù)器(2)連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種橋式智能電子設(shè)備(IED)，用于在子網(wǎng)(SN_1，SN_2...SN_n)之間路由IEC61850 GOOSE消息，其中該橋式智能電子設(shè)備(IED)包括用于信號(hào)映射的功能以及多于一個(gè)通信接口(CI_1，CI_2...CI_n)，其中每個(gè)所述通信接口(CI_1，CI_2...CI_n)被設(shè)計(jì)為具有依據(jù)IEC 61850要求的自己的配置的IED描述CID文件的智能電子設(shè)備IED。
【IPC分類】H02H7-26, H04L29-06, H04L12-46, H04L12-28, G06F17-30, H02J13-00, H04L29-08, H04B3-54
【公開號(hào)】CN104620543
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380038281
【發(fā)明人】H·布克爾
【申請(qǐng)人】Abb技術(shù)股份公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2013年6月14日
【公告號(hào)】EP2688251A1, EP2873200A1, US20150134134, WO2014012612A1