IEC61850

IEC61850应用范围已经突破了变电站，面向智能电网厂站端。IEC61850已经成为智能电网核心标准之一。IEC61850一直在发展。

随着新型配电系统建设的不断推进，新型配电系统的信息化和智能化程度越来越高，配电网信息物理系统面临网络攻击的安全风险增加。文章针对新型配电系统信息侧安全风险及安全漏洞无法定量评估的问题，提出一种跨空间的风险量化评估方法。首先建立新型配电系统网络风险评估模型，采用改进的基于穆迪图的层次分析法(Moody's diagram based analytic hierarchy process，MSDM-AHP)构建权重矩阵解决传统层次分析法指标权重不准确的问题，采用逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an ideal solution，TOPSIS)对节点的脆弱性因子进行量化并计算攻击目标的攻击概率。最后，依据IEC61850标准建立了新型配电系统子站信息模型，并基于此模型验证了所提方法的有效性与准确性。

智能变电站的二次回路呈现出的新的特征，原有直接可观、相互解耦、具体的二次接线将由不直接可见、相互高度耦合、抽象的网络数据流代替，并通过IEC61850-6中定义的变电站配置描述(SCL) 语言将全站所有的配置信息描述在系统配置描述(SCD) 文件中。由于传统硬电缆的二次回路不复存在，导致传统基于设备和回路的一系列设计、施工、运行、维护、检修等方面的做法和工具都不再适用，由各ICD汇总形成的全站SCD文件代替设计图纸成为调试、运维及改扩建的直接依据。SCD文件俗称变电站配置描述文件，它包含了整个变电站所有设备模型及工程配置信息，描述了所有IED的实例配置和通信参数、IED之间的通信配置以及变电站一次系统结构，以及信号联系信息，是变电站设备运行、日常运维、工程管理依赖的重要数据，是全站统一的数据源。 智能变电站技术决定了智能变电站的运维过程高度依赖于SCD文件。在变电站调试后期、运维检修、改扩建涉及SCD文件的修改和升级时，由于SCD文件存在不同应用类型信息耦合和设备间二次虚回路复杂关系配置等原因，很难界定SCD文件修改后的影响范围，客观上造成了“牵- -发而动全身”的现象。在调试阶段，SCD 文件哪怕只是修改局部信息往往造成重新全部调试，调试工作反复进行。改扩建阶段，由于新增或改建间隔，SCD文件必然要更改，由于改动风险不好确定，往往通过扩大停电范围或全站停电来调试和确认功能的正确性，才能投运。同时变电站日常运维管理中，由于SCD模型过于专业且不同业务配置信息混合在- .起，变电站运维管理或专业管理人员无法快速理解并找到所关注业务的信息，模型维护和管控只能依赖设备厂家或系统集成商进行，不利于变电站检修管理、专业管理和监督等工作。 为此，当对智能变电站进行改扩建以及运维检修时，需要进一步探讨高度集成的SCD文件的分解措施，提供隔离间隔配置信息改动影响范围的手段，降低SCD 文件应用的复杂度,针对SCD文件的变更影响的范围进行分析，能够更好的做好防护措施，同时减少不必要的大面积的停电和反复的调试工作。

针对当前基于IEC61850的配电终端信息模型对配电物联网的描述和覆盖能力的欠缺，以及未考虑面向终端微应用的开发，存在功能灵活扩展不足等问题，提出一种面向配电物联网的配电终端一体化信息模型。该模型融合扩展了IEC61850、CIM和物模型，采用扁平化模型层次结构和基于本体的模型抽象方法，建立物、数据、设备和服务4个顶层本体。所建模型适用于云主站与终端之间设备的信息模型交互，以及大规模接入场景下的配电终端即插即用，有助于降低终端微应用间信息交互管理的复杂度，以及配电终端功能一体化的实现，能够全力支撑当前配电终端的数字化转型。

基于包交换通信易扩展、易配置，是保护控制通信发展的趋势，但须根据不同业务整体规划。新兴通信技术能为保护控制的发展创造条件，同时也许考虑新技术应用的合理性。即使站内通信要取代MMS也不意味要取代IEC61850，仍要以61850模型及服务为基础。合理优化保护装置建模，避免使用GGIO.关注保护装置信息模型的应用，充分应用模型语义，减少保护app的配置工作量

E8300通过了开普实验室型式试验认证和IEC61850规约一致性实验认证，精度完全符合IEC61000-4-30A级标准。目前已通过广东、广西、云南、浙江等地电科院的入网检测，广泛应用于全国各地各级变电站、高耗能企业对现场电能质量的监测与分析。

智能电网是全球电力行业的新话题，不同的国家都在以自己的方式研究和实践智能电网，随着光纤技术的发展，当前国内基于光纤技术的电子式互感器在数字化变电站中广泛应用，并取得重大进展，IEC61850正在从变电站走向整个电力行业自动化领域，相关技术越来越成熟，它克服了传统互感器绝缘复杂、体积大且笨重、易饱和等缺点，为光纤技术在发电机保护进一步发展和应用创造了条件。基于光纤技术的数字化电厂的发展可以降低发电成本、提高电能质量、减少设备故障率，最终实现电厂的安全运行和节能增效。基于上述情况，本项目针对基于光纤技术的光学电流互感器的数字化发电机保护关键技术进行了深入的研究，并开展光纤回路的功能定义、接线技术、标识等方面设计及应用。 本项目创新点有：1）提出基于光学电流互感器的多种多重差动保护方案，提高了内部故障主保护整体性能，是光学电流互感器在发电机组上的首次应用。2）设计并研制了发电机专用光学电流互感器，克服了传统互感器绝缘复杂、体积大且笨重、易饱和等缺点，适用于发电机恶劣运行环境。3）基于介质黏带减振的光学互感器抗振动技术，从而实现了对传感光纤的振动缓冲，提高了传感环的抗振动能力。4）集成式光纤测温精度补偿技术，在温度循环试验中比差变化小于0.15%，角差变化小于1分，均远优于国标。5）新型光纤接线技术，解决光缆分理、接入等问题，实现光纤的在线维护。本项目成果从根本上解决了发电机继电保护技术现存的请多问题，是国内外唯一基于光纤技术应用光学互感器的发电机保护，它在主保护性能、变频相量算法精度等方面均优于常规发电机保护。与国内外现有光学互感器相比，项目研制的发电机专用光学互感器安装灵活、电流线性测县范围更广、具有更好的振动和温度特性。本项目成果，获得专利授权4项，发表论文2篇，成果鉴定报告1项。

在可再生新能源高渗透、互联网信息技术全面发展的背景下，为防控南方电网基准运行风险和应对新常态新挑战，广泛互联、高度智能、开放互动的新型能源利用模式正在形成。现有电网实现了多源运行状态信息的数据采集，但难以达到大电网智能化管理和运营水平，亟需建立基于数据驱动的新型大电网信息管理和安全防御系统，这就要求必须从顶层设计架构同步同源的区域数据生态体系。然而，当前智能变电站保护方案中，站域、区域保护系统均强依赖外时钟，运行风险突增，且当前站域保护和区域保护采用不同的数据来源和不同的同步方式，形成数据孤岛，导致两者之间没有可参考的时间参考平面，限制了区域数据应用的功能拓展，且增加了区域数据应用的建设成本。本项目立足于电网一体化数据同步平台关键技术研究，通过构建虚拟变电站，开展一体化数据同步平台和典型应用研究，并开发了相应的关键设备。项目主要创新点如下：（1）首次提出并实现了基于延时可测技术的电网一体化同步数据采集，建立了灵活、可靠的数据处理与交互机制，为实现间隔、站域、全域数据的准确、高效融合奠定了基础；（2）首次提出了符合 IEC61850 标准的虚拟变电站建模方法，实现了多个变电站的模型智能集成与配置，为解决电网数据对象在不同应用中的统一定义难题提供了新方法；（3）开发了同源同步的电网一体化数据平台，为应用功能快速开发和灵活部署奠定了基础。 项目申请专利 13 项（实授 9 项），发表及录用核心期刊论文 5 篇。利用项目研究成果参与编制了 1 项行业技术规范。项目研究成果在国家电网浙江省电力公司检修分公司和南方电网科学研究院落地实践，实现了智能变电站站域、区域保护从强依赖外时钟到高同步可靠性的转变，实现了从多源数据重复建设到电网数据对象统一定义快速开发的转变，极大提升了智能变电站运行安全性、可靠性和稳定性，降低了区域数据应用的建设成本，为大规模推进智能站和区域数据应用实体建设打下坚实基础。

智能变电站通信网络一旦发生故障，将大范围影响继电保护、监控系统的安全运行。例如，2018年西北某220kV变电站过程层通信故障导致母线保护退出运行；同年，河北牟庄220kV变电站站控层通信故障导致调度监控功能丧失。但现有技术无法有效监控网络故障，存在以下技术难点：①网络异常成环、多类型故障并发等现象可导致网络通信瘫痪，但信息表征错综复杂，存在偶发性，复杂故障实时侦测难度高。②网络风暴时链路流控易造成采样、跳闸等重要报文丢失，系统功能严重受损，异常报文精准隔离困难。③网络链路时延及抖动异常直接影响跨间隔保护速动性，但网络链路结点多、业务时间敏感度高、软件时戳精度低，导致无法实时精确监测网络链路质量。④变电站内网络级联关系复杂，现有交换机设备网络拓扑感知深度低，存在探测盲区，导致故障定位困难，影响运维检修效率。因此，亟需突破智能变电站通信网络实时管控关键技术。 在国网科技项目支持下，产学研团队攻克了复杂网络下故障实时侦测、异常流精准隔离、拓扑盲区动态探测等难题，研制出智能变电站通信网络监测与诊断系统。主要创新：①通信网络多级推演故障诊断技术。创建了覆盖多维信息的故障诊断专家库，提出了分层推演策略，实现了链路时延异常、拓扑连接异常等现有变电站网络故障100%实时监测。②网络精准靶向流控技术。构建了链路流量预测模型，提出了实时逐流分离监视控制策略，实现了网络风暴等异常流控时正常业务报文零丢失。③网络链路全路径质量监控技术。提出了变电站业务报文染色技术，创立了物理与逻辑路径合一的通信链路质量监测机制，链路时延、抖动等监测精度达到微秒级。④网络信息层级主动嗅探技术。提出了IED设备报文特征自主学习算法，创建了IED设备特征信息编码库，实现了全站网络拓扑实时动态感知。 该项目授权专利5项，发表论文7篇，获软件著作权2项，编写6项标准（国际标准1项、行标2项、企标3项）。中国电机工程学会组织的鉴定委员会认为项目成果整体达到国际领先水平。该项目实现了智能变电站通信网络全面监测零的突破，研发的智能变电站通信网络监测与诊断系统已成功应用于四川、浙江、江苏等27个省市自治区。根据应用反馈，项目成果可减少智能变电站网络调试、故障排查工作量50%以上，显著提升了通信网络运维管理效率，实现通信网络异常状态及时预警，提升电力系统运行可靠性。依托项目成果牵头编制了国际标准IEC61850-90-22，大幅提升了我国在电力系统通信网络技术领域的国际话语权和影响力。

将站用交流电源系统、直流操作电源系统、UPS/INV系统、通信电源系统组合为一体，共享直流操作电源蓄电池组并统一监控的成套电源系统； 通过一体化监控将站用电源各子系统通信网络化，实现站用电源信息共享。一体化监控通过以太网接口（IEC61850规约），可以方便地接入数字化变电站系统，满足系统全参数的在线监测功能需求，同时也保留了RS232/485接口，能实现MODBUS等标准协议通信，可广泛用于各类变电站。