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光伏体系的IEC61850建模

摘要:为了得到解决分布式能源系统中设备的互操作问题,设计了基于IEC61850标准的监控系统。应用IEC61850信息建模方法,给出了光伏发电系统的逻辑设备及其包含的主要逻辑节点,并详细阐述其作用。应

摘要:为了得到处理分布式动力体系中设备的互操作问题,规划了依据IEC61850规范的监控体系。运用IEC61850信息建模办法,给出了光伏发电体系的逻辑设备及其包含的首要逻辑节点,并具体论述其效果。运用缓存陈述操控块、文件传输模型作为实时通讯协议,用于告警信息、丈量信息的传输,完结了光伏监控体系IED的实时通讯。

跟着惯例动力的逐渐衰竭和环境污染的日益加剧,大规模开展依据可再生动力的分布式发电技能已是必然趋势。分布式动力首要经过微电网接入配电网。配电终端是配电自动化体系中根本的底层操控单元,传统配电终端已不能满意含微电网的新式配电网的监控需求。为了习惯微电网接入对配电网的影响,需求将传统配电终端晋级改造为依据IEC61 850的分布式动力智能监控终端。IEC61850构建了一种公共的通讯规范,并提出设备互操作的要求,使得不同的光伏发电体系设备间数据模型的一致变得尤为要害。

本文首要是完结依据IEC61850的光伏变电体系的建模与通讯。规划了光伏电站的信息模型,完结功用分配和模型完结,设定通讯办法,为完结光伏电站的规范化、信息化打下了根底。

1 光伏体系的概述

光伏发电体系(PV System)是将太阳能转换成电能的发电体系,运用的是光生伏特效应。光伏发电体系分为独立太阳能光伏发电体系、并网太阳能光伏发电体系和分布式太阳能光伏发电体系。

它的首要部件是太阳能电池、蓄电池、操控器和逆变器。其特点是可靠性高、运用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运转,遭到各国企业安排的喜爱,具有宽广的开展前景。运用光伏电池的光生伏打效应,将太阳辐射能直接转换成电能的发电体系,包含光伏组件和配套部件(BOS)。

据智研咨询计算:2012年全球光伏发电累计装机到达97GW,2012年全球新增装机30GW,我国新增装机占全球总量的16%以上,跟着国家对清洁动力工业的大力扶持,我国光伏发电体系工业将迎来开展高峰期。

2 光伏体系IED模型的完结

2.1 光伏变电体系逻辑设备建模

依据光伏单元设备的功用及需求,可将其信息模型笼统为7个逻辑设备,其间包含光伏电气衔接点逻辑设备、光伏单元操控器逻辑设备、光伏发电逻辑设备、交直流转换器逻辑设备、电池体系逻辑设备、物理量测逻辑设备以及光伏维护逻辑设备。上述7个逻辑设备一起组成了光伏单元设备的信息模型,各个逻辑设备各司其职又相得益彰,组成了光伏体系的功用根底。在确认逻辑设备的根底上,对不同逻辑设备均分配了相应的逻辑节点以完结其功用。依据IEC 61850-7-420供给的材料,光伏单元设备信息模型如图1所示。

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2.2 光伏变点体系逻辑节点建模

逻辑设备由若干逻辑节点、数据集和不同的服务模型组成。

依据IEC61850规范结合实际光伏变电体系,制作了光伏体系体系相关的逻辑节点。如图2所示。

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2.3 依据“四遥”的光伏变电体系数据建模

因为现在变电站体系及长途监控体系还没有完结IEC61850规范化,仍需求运用已有网络体系,对远方的变电站进行实时监控。而IEC60870-5-x系列协议在电网体系得到实际运用并运转状况良好,所以需求和已有体系进行兼容,逐渐完结体系规范化。所以光伏变电体系选用依据“四遥”进行建模,能够很好习惯现在的通讯体系,经过网关完结信息网间的传输,此办法具有较高可施行性。

2.3.1 遥测信息建模

光伏发电体系中遥测信息包含:馈线的电压、电流值、频率、有功、无功等。选用逻辑节点MMXU完结。逆变器直流侧电气量用逻辑节点MMXN来表明。电能计量逻辑节点MMT R。依据IEC61850—7—3和IEC61850—7—4,以丈量逻辑节点MMXN为例,别离对其数据目标和特点建模,如表1所示。

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2.3.2 遥信信息建模

遥信信息一般是对告警状况、开关或阀门方位等状况信息的监督。表2为分布式电源状况逻辑节点DRCS的遥信信息建模实例。表中ECPConn代表光伏发电支路ECP衔接状况,true代表衔接,false代表断开。时标t是收集状况信息的时刻。

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2.3.3 遥控信息建模

微电网体系中的遥控信息指操控断路器、开关、刀闸的开合,例如微电网的能量办理战略会自动的下发操控指令来启停分布式电源或许投切负荷,来满意正常运转的需求。过流、过压、短路等状况维护设备也会切除毛病部分。微电网体系中操控信息CSWI来建模如表3所示,由它来操作带有断路器、阻隔开关的设备,履行微电网监控中心或许维护设备宣布的操控指令。

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2.3.4 遥调信息建模

遥调是对设备运转时的一些参数值进行调整,如调理发电机输出功率,变压器分接头方位。微电网的遥调信息首要担任调整微电网的分布式电源的运转参数。比方,DER并网时一般运转在恒功率PQ运转形式,PQ值的巨细能够调理。表4以分布式电源操控器DTRC为例对遥调数据建模。

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3 光伏变电体系IED实时信息通讯

3.1 光伏发电体系通讯服务挑选

构建依据IEC61850规范的微电网通讯面对三个问题,一是依据三层的微电网通讯结构各层之间选用何种服务进行交互。二是不同数据类型的数据别离选用什么服务进行传输。三是体系中有些设备不支撑IEC61850规范界说的服务,怎么进行通讯。处理办法如图3所示,关于问题一,就地操控层多存在数据收集和操控履行设备,所以就地操控层与集中操控层的数据交互的数据如操控信息能够运用GOOSE传输,收集信息可运用采样值SMV服务,IEC61850—7—2,IEC61850—9,有具体的规则。集中操控层与监控中心之间信息映射到选用MMS协议栈进行传输。关于问题二,操控、遥调、定值下发的数据选用操控服务,遥信、遥测、定值、SOE等上传的数据选用陈述操控块。关于问题三,选用通讯网关处理,就地操控层数据经过通讯网关将非IEC61850规范支撑的服务转换成IEC61850支撑的通讯办法,再与监控中心通讯。微电网监控中心与配网调度中心间的信息交互运用IEC608 70—5—104协议.所以再经过通讯网关将MMS协议数据转换成104协议与配网通讯。

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3.2 选用陈述操控块传输数据

陈述操控模型分为带缓冲的陈述操控块BRCB(Buffered Report Control Block)和不带缓冲的陈述操控块URCB(Unbuffered Report Control Block)两种类型。运用BRCB时,假如外界条件不满意陈述传送,它会存储内部改变的数据到达必定数量后,假如条件满意,再发送。这样不会形成数据丢掉,并能够供给SOE功用。运用URCB则当即发送内部事情(数据改变、质量改变、数据改写等)陈述,假如相关不存在或许传输数据流过慢将丢掉事情。陈述操控块可用于告警、事情、开入、模拟量等需求上送的信息。Server与Client衔接过程中,客户端可依据自己的需求设定每个陈述实例的特点。在IED建模时,经过设置Report Control的“buffered”特点为true,挑选缓冲型陈述,对应FC为BR,否则为非缓冲型陈述,对应FC为RP。一般遥信、告警、事情、SOE等陈述建模为缓存类型,遥测类型的数据建模为非缓存型。

陈述操控块的呼应一般有以下状况,客户机与服务器树立衔接时宣布总呼唤,设定监控的数据集发生了内部事情(dchg,qchg,dupd),也会发生陈述,将BRCB中数据集引证的数据特点成员的值上送给客户端。

4 结束语

微电网的呈现处理了分布式电源发电中存在的问题,既能够并网运转作为电力体系的一个节点,也能够独立运转,给用电量小的体系或区域供给电力支撑。而现在分布式电源的效果越来越大,并网的容量也在不断添加,怎么处理互操作问题,处理分布式光伏电源接入配电网对电能质量的影响等等问题,显得越发重要。IEC61850规范对分布式电源提出了相应的规范,为IEC61850—7—420。可是该规范仅仅做出了全体描绘,而分布式电源开展一日千里,因而要求咱们在施行过程中,需求依据实际状况进行建模,具体问题具体分析,需求添加的信息自己规划,防止歧义。

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