風(fēng)電場(chǎng)SCADA系統的數據傳輸技術(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標準.該標準是IEC 61850標準在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域內的延伸，專(zhuān)門(mén)面向風(fēng)電場(chǎng)的監控系統通信，為風(fēng)電場(chǎng)的監控提供了一個(gè)統一的通信基礎.

　　2.1 IF..12 614∞.25標準的體系結構

　　IEC 61400—25標準共規劃了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)標準分別涉及到了如下內容：

　　1)IEC 61400—25.1：風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)監控通信原理和模型概述.這部分是一個(gè)導向性的介紹，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(chǎng)監控通信的信息模型.該部分對風(fēng)電場(chǎng)信息模型和邏輯節點(diǎn)、公共數據類(lèi)進(jìn)行了詳細的介紹.

　　3)IEC 61400.25—3：風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)監控通信的信息交換模型.其內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(chǎng)監控通信中面向通信協(xié)議的映射.到現在為止，該部分仍在制訂中，具體采用哪種協(xié)議映射還沒(méi)有定論.目前已從常用的通信規約中準備了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(chǎng)監控通信的一致性測試.這部分建立在I】巳C 61850—10的基礎上，是IEC 61400—25的擴展，詳細介紹了執行一致性測試的標準技術(shù)以及申報性能參數時(shí)所用的測量技術(shù).

　　6)IEC 61400—25.6：風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)監控通信中用于環(huán)境監測的邏輯節點(diǎn)類(lèi)和數據類(lèi).該部分目前仍在制訂當中，主要是對環(huán)境監測系統信息模型和信息轉換模型進(jìn)行定義.

　　2.2 IEC 61400.25標準通信模型

　　IEC61400.25標準考慮了風(fēng)電場(chǎng)監控系統中所有可能產(chǎn)生通信的環(huán)節，抽象地定義了一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)監控系統的通信模型.通信模型包括3個(gè)獨立的部分：信息模型(IEC 61400—25—2);信息交換模型(IEC 61400—25—3)及上述2種模型在標準通信規約上的映射(IEC 61400—25—4).如圖1所示，IF_K;61400.25標準是一種客戶(hù)機一服務(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(chǎng)信息模型和信息交換模型一起構成了客戶(hù)機與服務(wù)器的接口，通過(guò)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(hù)機提供通信過(guò)程中所需要的信息內容和功能，客戶(hù)機則具有一定的權限使用和管理服務(wù)器.信息模型通過(guò)服務(wù)器向客戶(hù)機提供一個(gè)統一的面向實(shí)際組件的風(fēng)電場(chǎng)數據表;信息交換模型規定了服務(wù)器中激活的功能模塊間數據交換的服務(wù)內容.

　　2.3 lEC 61400.25標準信息模型

　　2.3.1信息模型概述

　　IEC61400.25標準中定義的信息模型為發(fā)生在客戶(hù)機和服務(wù)器之間的監控體系內的信息交換提供了信息交換的內容㈨8.信息交換內容如圖2所示.

　　IEC61400—25標準利用對象模型的概念來(lái)表示風(fēng)電場(chǎng)監控系統和各部分組件之間的通訊.這就意味著(zhù)實(shí)際風(fēng)電場(chǎng)當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、設定點(diǎn)數據的對象.這些對象和數據又被映射成實(shí)際組件的通用邏輯表示，并且每個(gè)數據都擁有一個(gè)數據名稱(chēng)和數據類(lèi)型，這就是風(fēng)電場(chǎng)的信息模型.

　　2.3.2信息模型建模方法

　　IEC61400—25標準定義的風(fēng)電場(chǎng)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標準的建模方法)，這個(gè)建模方法的基礎部分在IEC61850—7—2：2003標準第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別，并將其集合成類(lèi)，較低級別的類(lèi)會(huì )自動(dòng)繼承上一級別的類(lèi)所具有的屬性.風(fēng)電場(chǎng)信息模型的結構如圖3所示.

　　其中，最上層成為邏輯設備(LD)，向下依次被分解為邏輯節點(diǎn)(LN).邏輯節點(diǎn)由一組相關(guān)的數據即數據類(lèi)(DC)組成.所有邏輯節點(diǎn)都有一個(gè)標準化的表結構，如圖4所示.有些基本的數據類(lèi)被定義為公用數據類(lèi)(CDC)，其他的數據類(lèi)都繼承某個(gè)公用數據類(lèi)的一組屬性.公用數據類(lèi)由數據屬性組成，數據的最基本、最詳細的部分可以在公用數據類(lèi)的類(lèi)型定義中找到.

　　IEC61400—25標準將風(fēng)電場(chǎng)某一特定的風(fēng)力發(fā)電機設定為邏輯設備，并按其功能系統(如轉子，傳動(dòng)系統，發(fā)電機、偏航系統等)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(chēng)為邏輯節點(diǎn).一個(gè)邏輯設備包含屬于該風(fēng)力發(fā)電機的邏輯節點(diǎn)的集合.IEC 6140.25標準為風(fēng)電場(chǎng)定義了一套專(zhuān)用的邏輯節點(diǎn)類(lèi)(IEC 61400—25—2)，其中某些類(lèi)是固有的(用“M”表示)，其他的則是可選的(用“o”表示).邏輯節點(diǎn)類(lèi)和數據類(lèi)的基本使用規范及其擴展規則遵照了IEC 61850—7—4標準附錄A和IEC 61850—7.1標準第14章的定義.

　　2.4Ⅱ℃61枷.25標準信息交換模型