風(fēng)電場SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

　　2006年12月，國際電工委員會(huì)(IEC)公布了由IEC TC88技術(shù)委員會(huì)起草制定的IEC 61400—25標(biāo)準(zhǔn).該標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域內(nèi)的延伸，專門面向風(fēng)電場的監(jiān)控系統(tǒng)通信，為風(fēng)電場的監(jiān)控提供了一個(gè)統(tǒng)一的通信基礎(chǔ).

　　2.1 IF..12 614∞.25標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)

　　IEC 61400—25標(biāo)準(zhǔn)共規(guī)劃了6個(gè)部分，目前已公布IEC 61400—25的第1，2，3，5部分，IEC61400-25的第4，6部分仍在制訂和商討中.這6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別涉及到了如下內(nèi)容：

　　1)IEC 61400—25.1：風(fēng)力發(fā)電場監(jiān)控通信原理和模型概述.這部分是一個(gè)導(dǎo)向性的介紹，包括對必要條件、基本工作原理以及模型概貌的介紹.

　　2)IEC 61400—25.2：風(fēng)力發(fā)電場監(jiān)控通信的信息模型.該部分對風(fēng)電場信息模型和邏輯節(jié)點(diǎn)、公共數(shù)據(jù)類進(jìn)行了詳細(xì)的介紹.

　　3)IEC 61400.25—3：風(fēng)力發(fā)電場監(jiān)控通信的信息交換模型.其內(nèi)容包括對信息交換的功能模型和抽象通信服務(wù)接口的描述.

　　4)IEC 61400—25—4：風(fēng)力發(fā)電場監(jiān)控通信中面向通信協(xié)議的映射.到現(xiàn)在為止，該部分仍在制訂中，具體采用哪種協(xié)議映射還沒有定論.目前已從常用的通信規(guī)約中準(zhǔn)備了5個(gè)可選的映射協(xié)議，分別是(web services，IEC 61850—8—1 MMS，oPC XML DA，IEC 60870...5 104，DNP3).

　　5)IEC 61400—25.5：風(fēng)力發(fā)電場監(jiān)控通信的一致性測試.這部分建立在I】巳C 61850—10的基礎(chǔ)上，是IEC 61400—25的擴(kuò)展，詳細(xì)介紹了執(zhí)行一致性測試的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)以及申報(bào)性能參數(shù)時(shí)所用的測量技術(shù).

　　6)IEC 61400—25.6：風(fēng)力發(fā)電場監(jiān)控通信中用于環(huán)境監(jiān)測的邏輯節(jié)點(diǎn)類和數(shù)據(jù)類.該部分目前仍在制訂當(dāng)中，主要是對環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)信息模型和信息轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行定義.

　　2.2 IEC 61400.25標(biāo)準(zhǔn)通信模型

　　IEC61400.25標(biāo)準(zhǔn)考慮了風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)中所有可能產(chǎn)生通信的環(huán)節(jié)，抽象地定義了一個(gè)風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)的通信模型.通信模型包括3個(gè)獨(dú)立的部分：信息模型(IEC 61400—25—2);信息交換模型(IEC 61400—25—3)及上述2種模型在標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約上的映射(IEC 61400—25—4).如圖1所示，IF_K;61400.25標(biāo)準(zhǔn)是一種客戶機(jī)一服務(wù)器的通信模式，并且通信模型嵌入在一個(gè)抽象環(huán)境中，風(fēng)電場信息模型和信息交換模型一起構(gòu)成了客戶機(jī)與服務(wù)器的接口，通過通用信道進(jìn)行通信.服務(wù)器作為信息和服務(wù)的提供者，向客戶機(jī)提供通信過程中所需要的信息內(nèi)容和功能，客戶機(jī)則具有一定的權(quán)限使用和管理服務(wù)器.信息模型通過服務(wù)器向客戶機(jī)提供一個(gè)統(tǒng)一的面向?qū)嶋H組件的風(fēng)電場數(shù)據(jù)表;信息交換模型規(guī)定了服務(wù)器中激活的功能模塊間數(shù)據(jù)交換的服務(wù)內(nèi)容.

　　2.3 lEC 61400.25標(biāo)準(zhǔn)信息模型

　　2.3.1信息模型概述

　　IEC61400.25標(biāo)準(zhǔn)中定義的信息模型為發(fā)生在客戶機(jī)和服務(wù)器之間的監(jiān)控體系內(nèi)的信息交換提供了信息交換的內(nèi)容㈨8.信息交換內(nèi)容如圖2所示.

　　IEC61400—25標(biāo)準(zhǔn)利用對象模型的概念來表示風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)和各部分組件之間的通訊.這就意味著實(shí)際風(fēng)電場當(dāng)中的所有組件都被定義成了具有模擬量、二進(jìn)制狀態(tài)、命令、設(shè)定點(diǎn)數(shù)據(jù)的對象.這些對象和數(shù)據(jù)又被映射成實(shí)際組件的通用邏輯表示，并且每個(gè)數(shù)據(jù)都擁有一個(gè)數(shù)據(jù)名稱和數(shù)據(jù)類型，這就是風(fēng)電場的信息模型.

　　2.3.2信息模型建模方法

　　IEC61400—25標(biāo)準(zhǔn)定義的風(fēng)電場信息模型是一個(gè)分層的信息模型，它是基于IEC 61850—7—1第6章定義的建模方法(也就是IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的建模方法)，這個(gè)建模方法的基礎(chǔ)部分在IEC61850—7—2：2003標(biāo)準(zhǔn)第5章中得到了描述.分層的意思是將公用信息劃分為不同的級(jí)別，并將其集合成類，較低級(jí)別的類會(huì)自動(dòng)繼承上一級(jí)別的類所具有的屬性.風(fēng)電場信息模型的結(jié)構(gòu)如圖3所示.

　　其中，最上層成為邏輯設(shè)備(LD)，向下依次被分解為邏輯節(jié)點(diǎn)(LN).邏輯節(jié)點(diǎn)由一組相關(guān)的數(shù)據(jù)即數(shù)據(jù)類(DC)組成.所有邏輯節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的表結(jié)構(gòu)，如圖4所示.有些基本的數(shù)據(jù)類被定義為公用數(shù)據(jù)類(CDC)，其他的數(shù)據(jù)類都繼承某個(gè)公用數(shù)據(jù)類的一組屬性.公用數(shù)據(jù)類由數(shù)據(jù)屬性組成，數(shù)據(jù)的最基本、最詳細(xì)的部分可以在公用數(shù)據(jù)類的類型定義中找到.

　　IEC61400—25標(biāo)準(zhǔn)將風(fēng)電場某一特定的風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)定為邏輯設(shè)備，并按其功能系統(tǒng)(如轉(zhuǎn)子，傳動(dòng)系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)、偏航系統(tǒng)等)分成各個(gè)能進(jìn)行信息交換的最小實(shí)體，這些實(shí)體就被稱為邏輯節(jié)點(diǎn).一個(gè)邏輯設(shè)備包含屬于該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的邏輯節(jié)點(diǎn)的集合.IEC 6140.25標(biāo)準(zhǔn)為風(fēng)電場定義了一套專用的邏輯節(jié)點(diǎn)類(IEC 61400—25—2)，其中某些類是固有的(用“M”表示)，其他的則是可選的(用“o”表示).邏輯節(jié)點(diǎn)類和數(shù)據(jù)類的基本使用規(guī)范及其擴(kuò)展規(guī)則遵照了IEC 61850—7—4標(biāo)準(zhǔn)附錄A和IEC 61850—7.1標(biāo)準(zhǔn)第14章的定義.

　　2.4Ⅱ℃61枷.25標(biāo)準(zhǔn)信息交換模型