PCS装置SMV实现技术细节探讨.ppt
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1、PCSPCS装置装置SMVSMV实现技术细节探讨实现技术细节探讨SMVSMV介绍介绍规约介绍规约介绍9-29-2报文报文采样同步采样同步模型中的模型中的SMVSMVSMVSMV软压板软压板SMVSMV品质对装置的影响品质对装置的影响主要内容主要内容2PCS978PCS978前前3PCS978PCS978后后4合并单元前合并单元前5合并单元后合并单元后6PCS8681PCS8681变中变低前变中变低前7PCS9681PCS9681后后8PCS222CPCS222C前前9PCS222CPCS222C后后10户外柜中的终端盒户外柜中的终端盒11主变零序互感器及远端模块主变零序互感器及远端模块12开关
2、柜交换机开关柜交换机13什么是SMV?Sampled Measured Value Sampled Measured Value采样测量值,也称为采样测量值,也称为SV SV(Sampled Value),(Sampled Value),一种用于实时传输数字采样信息一种用于实时传输数字采样信息的通信服务的通信服务 从发展历史来说,从发展历史来说,SMVSMV的发展先后经历:的发展先后经历:IEC60044-8,IEC61850-9-1,IEC61850-9-2 目前主要采用IEC61850-9-2,IEC60044-8 SMVSMV介绍介绍14典型采样过程典型采样过程15典型采样过程典型采样过
3、程16IEC 60044-7:电子式电压互感器IEC 60044-8:电子式电流互感器IEC 61850-9-1:特定通信服务映射通过单向多路点对点串行通信链路的采样值IEC 61850-9-2:特定通信服务映射通过ISO/IEC 8802-3的采样值UCA 9-2 LE:IEC61850-9-2 应用指南,简化版9-2Q/GDW441-2010智能变电站继电保护技术规范:定义了点对点9-2,扩展FT3相关标准发展相关标准发展17IEC60044-8IEC60044-8是国际电工委员会为电子式互感器专门制定的是国际电工委员会为电子式互感器专门制定的一个标准一个标准,点对点光纤串行数据接口,点对
4、点光纤串行数据接口采用采用IEC69870-5-1IEC69870-5-1的的FT3FT3格式格式,故常称之为,故常称之为FT3FT3格式格式传输延时确定传输延时确定可以采用再采样技术实现同步采样可以采用再采样技术实现同步采样硬件和软件实现简单硬件和软件实现简单通道传送瞬时标幺值通道传送瞬时标幺值固定固定1212通道通道IEC60044-8IEC60044-818IEC60044-8IEC60044-8数字输出额定值数字输出额定值19Range-flag=0 表示保护表示保护ECT的的50倍额定;倍额定;Range-flag=1 表示保护表示保护ECT的的100倍额定;倍额定;IEC60044
5、-8IEC60044-8应用层帧格式应用层帧格式20IEC60044-8IEC60044-8默认通道布局默认通道布局21IEC60044-8IEC60044-8状态字状态字22为了满足变电站更加灵活的需求,国网公司在为了满足变电站更加灵活的需求,国网公司在Q/GDW441-Q/GDW441-20102010智能变电站继电保护技术规范对智能变电站继电保护技术规范对60044-860044-8所定义的通所定义的通用帧格式从用帧格式从1212通道扩展到通道扩展到2222通道,一般称之为扩展通道,一般称之为扩展FT3FT3格式格式支持通道可配置的扩展支持通道可配置的扩展 IEC 60044-8IEC
6、60044-8协议(扩展协议(扩展FT3FT3)23扩展扩展FT3FT3应用帧格式应用帧格式24数据集长度数据集长度本标准定义的点对点链接的长度是62(十进制)。数据集名(数据集名(DataSetNameDataSetName)由于扩展协议中通道映射为可配置,不是标准通道映射,所以DataSetName=FE H(十进制254)。样本计数器样本计数器 帧格式位置发生变化数据通道数据通道扩展至22路状态字状态字有效无效位扩展至22路扩展扩展FT3FT3应用帧格式的不同点应用帧格式的不同点25IEC61850-9-2IEC61850-9-2:是国际电工委员会标准是国际电工委员会标准IEC 6185
7、0-9-2IEC 61850-9-2:特定通信服务映射特定通信服务映射(SCSM)(SCSM)中所定义的一种采样值传输方中所定义的一种采样值传输方式式,网络数据接口,网络数据接口传输延时不确定传输延时不确定无法准确采用再采样技术无法准确采用再采样技术硬件软件比较通用,但对交换机要求极高硬件软件比较通用,但对交换机要求极高硬件和软件实现都将困难硬件和软件实现都将困难不同间隔间数据到达时间不确定,不利于母差、变压器等不同间隔间数据到达时间不确定,不利于母差、变压器等保护的数据处理保护的数据处理通道传送一次瞬时值通道传送一次瞬时值IEC61850-9-2IEC61850-9-226IEC61850-
8、9-2IEC61850-9-2的简化版(的简化版(light editionlight edition)IEC61850-9-2/LE版规约是UCA推出,由ABB、SIMENS、AREVA、OMICRON、美国GE、日本TMT&D、东芝(欧洲)、加拿大等公司和实验室的国际知名专家联合起草的,IEC61850-9-2的工程实现指南,事实上是IEC61850-9-2的更为明确定义的配套规范/标准。与标准9-2的不同点:只支持采样值发送,去掉9-2有关的其它通信服务;定义了MU的标准模型;采样率统一为支持80点和256点2种;统一定义了SAV的格式;约定了Mod支持的属性及含义对应的MU的行为;对时
9、间同步作了补充规范;因此,细化明确了报文格式和SCL配置格式。IEC61850-9-2/LEIEC61850-9-2/LE27ISO/IEC 8802-3ISO/IEC 8802-3以太网帧结构以太网帧结构对比(对比(9-29-2与与9-2LE9-2LE)2861850-9-2附录附录A9-2LE附录附录AAPDUAPDU帧结构帧结构对比(对比(9-29-2与与9-2LE9-2LE)2961850-9-2附录附录A9-2LE附录附录A数据通道编码(数据通道编码(9-2LE9-2LE)309-2LE的APPID固定40009-2LE的通道固定8路,且通道排序为(IA,IB,IC,IN,UA,UB
10、,UC,UN)去掉数据集(0 x81),刷新时间(0 x84),采样率(0 x86)等数据帧9-2LE的一个周波80点的通过一个ASDU表示,一个周波265的通过8个ASDU表示。9-29-2与与9-2LE9-2LE帧结构上的几个区别帧结构上的几个区别31基于9-2LE,但是APPID,通道顺序及个数灵活可配。具体说明如下,此说明来自于公司的9-2数据帧格式。国内现行组网国内现行组网9-29-2与与9-2LE,61850-9-29-2LE,61850-9-2区别区别32前导字节(前导字节(PreamblePreamble)前导字段,7字节。Preamble字段中1和0交互使用,接收站通过该字段
11、知道导入帧,并且该字段提供了同步化接收物理层帧接收部分和导入比特流的方法。帧起始分隔符字段(帧起始分隔符字段(Start-of-Frame DelimiterStart-of-Frame Delimiter)帧起始分隔符字段,1字节。字段中1和0交互使用。以太网以太网macmac地址报头地址报头以太网mac地址报头包括目的地址(6个字节)和源地址(6个字节)。目的地址可以是广播或者多播以太网地址。源地址应使用唯一的以太网地址。IEC 61850-9-2 多点传送采样值,建议目的地址为01-0C-CD-04-00-00 到 01-0C-CD-04-01-FF。优先级标记优先级标记 (Priori
12、ty taggedPriority tagged)为了区分与保护应用相关的强实时高优先级的总线负载和低优先级的总线负载,采用了符合IEEE 802.1Q 的优先级标记。优先级标记头的结构:9-29-2以太网帧结构说明(以太网帧结构说明(1 1)33TPID值:0 x8100User priority:用户优先级,用来区分采样值,实时的保护相关的GOOSE报文和低优先级的总线负载。高优先级帧应设置其优先级为47,低优先级帧则为13,优先级1 为未标记的帧,应避免采用优先级0,因为这会引起正常通信下不可预见的传输时延,优先级默认为4。采样值传输优先级设置为优先级4CFI:若值为1,则表明在ISO/
13、IEC 8802-3 标记帧中,Length/Type 域后接着内嵌的路由信息域(RIF),否则应置0。VID:虚拟局域网标识,VLAN ID。以太网类型以太网类型EthertypeEthertype由IEEE著作权注册机构进行注册,可以区分不同应用。9-29-2以太网帧结构说明(以太网帧结构说明(1 1)34APPID:应用标识,建议在同一系统中采用唯一标识,面向数据源的标识。为采样值保留的APPID值范围是0 x4000-0 x7fff。可以根据报文中的APPID来确定唯一的采样值控制块。在9-2 LE版本中APPID值默认为0 x4000。如果使用固定APPID=0 x4000,根据报文
14、中的svID来确定唯一的采样值控制块。长度Length:从APPID开始的字节数。保留4个字节应用协议数据单元应用协议数据单元APDUAPDUAPDU格式说明请参考下一部分。帧校验序列帧校验序列4个字节。该序列包括32位的循环冗余校验(CRC)值,由发送 MAC方生成,通过接收MAC方进行计算得出,以校验被破坏的帧。9-29-2以太网帧结构说明(以太网帧结构说明(1 1)35IEC 61850-9-2 IEC 61850-9-2 采样值报文采样值报文 APDU APDU结构结构(2 2)36IEC 61850-9-2 IEC 61850-9-2 采样值报文采样值报文 ASDU ASDU结构结构
15、(3 3)37IEC 61850-9-2 IEC 61850-9-2 采样值报文采样值序列按间隔配置,典型采样值报文采样值序列按间隔配置,典型1212通道的结构示意如下通道的结构示意如下(4 4)38模拟采样值需要乘上比例因子,模拟采样值需要乘上比例因子,保护电流和测量电流采样精度保护电流和测量电流采样精度(最小单位)为(最小单位)为1mA,测量电压,测量电压采样精度(最小单位)为采样精度(最小单位)为10mV。IEC61850-9-2数据帧报文通道数数据帧报文通道数根据一个间隔最多采样量来定。根据一个间隔最多采样量来定。采样值通道数量可以灵活配置采样值通道数量可以灵活配置。使用使用Valid
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