基于IEC61850-9-2标准的通信及测试系统设计

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引 言

电子式互感器的发展实现了模拟量采集的数字化,相继IEC61850通信标准代替了传统的通信规约,解决了不同厂家的二次设备互操作问题。目前,智能变电站内的运行状态全部以数字化信息表示,信息传递实现网络化,通信模型达到标准化,使各种设备和功能共享统一的信息平台。

在智能变电站中,间隔层中的二次设备主要接收由过程层合并单元发送的数字式电压电流信息,而合并单元通信采用IEC61850-9-2标准传送电流电压采样值数据给间隔层的保护与控制设备。这样就要求一次设备和二次设备具有以太网通信接口,并且数据通信遵循IEC61850-9-2标准,为了验证数据通信设备的正常连接和数据通信的正确性,还需建立以太网通信接口的上位机测试系统。本文在详细研究IEC61850通信标准的基础上,针对智能变电站相关电子设备的发展和应用现状,介绍了一种基于IEC61850-9-2标准的通信及测试系统设计方法。

IEC61850-9-2协议简介

IEC61850不是一个单纯的通信规约,而是一个面向变电站自动化系统性的标准,它指导了变电站自动化的设计、开发、工程和维护等各个领域。IEC61850共分为10个部分,其中第1、2、3、4、5部分为简单概述、术语、总体要求、系统项目管理、通信性能评估方面内容;第6~9部分为通信标准的核心内容;第10部分为IEC61850规约一致性测试内容。其中IEC61850-9-2主要应用于智能变电站中的过程层与间隔层之间的通信,它通过ISO/IEC8802-3的采样值传输,基于混合协议栈的抽象模型定义了由应用层直接映射到ISO/IEC8802-3链路层的协议规范。

通信数据包含在APDU(应用协议数据单元)中,它由APCI(应用协议控制信息)和ASDU(应用服务数据单元)两部分组成,在IEC61850-9-2协议中要求APDU是经过ASN.1编码的,其ASN.1编码的APDU帧结构如图1所示,该图为连接四个ASDU的APDU帧结构示例。

本文更多内容,请参阅http://www.epc.com.cn/pdfdown.php?source=2014.02.pdf

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