邏輯節點

邏輯節點

邏輯節點(Logical Node ,LN )IEC61850 定義LN 是實現功能的基本單位,抽象表示某個物理設備的一個具體功能,由實現這一功能的多個數據和服務組成。IEC61850 定義了適合大多數套用的90 多個特定域邏輯節點,並分組。

除了SCL檔案的Schema里規定的固定的基本配置信息外,IEC 61850還規定了通信結構的91個邏輯節點類和29個通用數據類。

中文名稱邏輯節點
英文名稱logical node
定  義一個對等群(peer group)或一個交換系統作為一個單一點的抽象表示。
套用學科通信科技(一級學科),交換選路(二級學科)

基本介紹

  • 中文名:邏輯節點
  • 外文名:Logical Node
  • 簡稱:LN
  • 來源:IEC61850 技術定義
  • 功能:數據交換
  • 組成:多個代表特定功能的數據組成
定義,類型,模型設計,邏輯網路,

定義

IEC61850 技術是與電力系統相關的唯一標準的通信技術。實現該技術的關鍵是具有研究價值的面向對象的建模方法。
每個功能由邏輯節點的最小功能單位組成,只有邏輯節點才可進行數據交換。邏輯節點由多個代表特定功能的數據組成,每個數據又包含多個表征該數據特徵的數據屬性。
面向對象的建模方法定義了實現不同功能的邏輯節點模型,包括數據的基本類型和數據屬性的基本類型;定義了每類邏輯節點需要的數據或數據類。IEC61850 為避免重複定義具有相同結構的數據或數據屬性,定義了公共數據類和公共數據屬性類。在工程實踐中,只要分析出IED 具有的功能由哪些LN 實現,通過對邏輯節點的Data 和DA 設計,即可實現整個IED 模型的設計。由此可見,設計IED 需要的LN 模型是IED 建模的核心。
MV結構MV結構
Mod、 Beh 、 Health 和 NamPlt 這 4 個數據項是公共邏輯信息,是每個邏輯節點必須具有的數據項。 MV( Measurement Value)表示該數據是測量值。

類型

A 自動控制 (2)
C 監控 (5)
G 通用功能 (3)
I 接口和存檔 (4)
L 系統邏輯 (2)
M 計量和測量 (8)
P 保護功能 (28)
R 保護相關功能(10)
S 感測器和監視(4)
T 儀用互感器 (2)
X 開關設備 (2)
Y 變壓器及相關 (4)
Z 其他設備 (15)

模型設計

根據IEC61850 面向對象的建模技術,首先,需要將通信電源的功能進行分解。通信電源由交流配電單元、整流部分、直流配電單元、蓄電池組組成。交流配電單元將市電接入,經過切換送入系統,經分配後的交流電一部分供開關整流器使用,一部分供用戶使用。整流部分將由交流配電單元提供的交流電轉換為48 V 或24 V 的直流電,供給直流配電單元。直流配電單元完成直流的分配,並控制接入備用電池組。當交流輸入正常時,蓄電池組充電;當交流輸入異常時,蓄電池組作為備用電源供電。經分析,可將通信電源的功能分為交流側狀態檢測及控制、整流器運行狀態檢測及控制、蓄電池組檢測、直流側狀態檢測及控制四大功能。設計模型時,把通信電源作為一個IED ,將其具有的4個子功能設計為4 個邏輯設備,通過分析每個邏輯設備具有的功能,設計需要的邏輯節點類型。
交流側模型設計
交流側模型設計交流側需要測量交流輸入電壓、電流、頻率,指示交流輸入的缺相、防雷故障、進線開關位置、電網電壓過高或高低等狀態信息,控制進線開關狀態。IEC61850 定義的邏輯節點類MMXU(Measurement)可實現反應電網運行狀態的電流、電壓、功率等。
MMXU 類描述見圖所列。
MMXU類描述MMXU類描述
標準未定義特定的邏輯節點類實現交流側的功能,因此可採用繼承GGIO 類的方法實現。交流側GGIO 類見表3 所列。
交流側GGIO 類交流側GGIO 類
整流側模型設計
整流側需要檢測整流模組的運行參數,包括輸出電壓、輸出電流、開關機狀態、均浮充狀態;採集交流輸入電壓過低或過高、缺相、防雷故障報警,採集整流模組故障、開關機狀態等指示信息;控制整流模組的均浮充、開關及模組電壓升降等。由於標準未定義特定邏輯節點類實現該功能,繼續採用繼承GGIO 類的方法實現。整流側GGIO類見表4 所列。
整流側GGIO 類整流側GGIO 類
直流側模型設計
直流配電單元需要檢測的模擬量有系統的輸出總電流、輸出總電壓、母線對地絕緣電阻等,採集的報警量有各直流配電輸出熔斷器通斷狀態等。控制量有母線的進線開關位置。採用GGIO類的屬性類型為MV 的V 、A 、R 分別表示系統輸出總電壓、系統輸出總電流、母線對地絕緣電阻,用屬性類型為SPS 的Alm1 表示其中一個報警量,用屬性類型為SPC 的Ctr 表示母線進線開關的分合控制。直流側GGIO 類見表5 所列。
直流側GGIO 類直流側GGIO 類
蓄電池組模型設計
蓄電池組的功能包括測量蓄電池組輸出電壓、輸出電流、蓄電池組的環境溫度、內阻、剩餘容量;測量單節電池溫度、電壓;指示蓄電池組的充放電狀態、電池組電壓過高或過低;控制蓄電池放電開關分合與檢測開關位置及熔絲報警。ZBAT(Z Battery )可較好地實現對蓄電池組的輸出電壓、輸出電流及充放電狀態的檢測。其他功能採用擴展GGIO 類實現。採用屬性類型為MV 的數據表示其他測量值。ZBAT 類見表6 所列。
表6 ZBAT 類表6 ZBAT 類

邏輯網路

邏輯網路的每一鏈路有一個名字和標識符,代理Messenger使用它們確定自己的路由。每一邏輯節點有一名字,並提供了供所有駐留在它上面的Messenger訪問的公共存儲空間。這一存儲空間,即節點變數區域,同時被作為節點唯一的資料庫和代理Messenger之間的通信通道。

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