Mô tả cấu trúc trạm biến áp theo tiêu chuẩn IEC 61850.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu giao thức truyền thông IEC 61850 trong trạm biến áp (Trang 62)

- Thuộc tính lớp GoCB

B. Mô tả cấu trúc trạm biến áp theo tiêu chuẩn IEC 61850.

4.1. Giới thiệu ngôn ngữ SCL (Substation Configuration Language).

Những ứng dụng tự động hoá trạm được thực hiện bằng ngôn ngữ cấu hình trạm

SCL thông qua việc hỗ trợ bằng những phần mềm được xây dựng dành riêng cho việc cấu hình trạm. Ngôn ngữ SCL dựa trên cấu trúc ngôn ngữ đánh dấu có thể mở

rộng XML (eXtensible Markup Language). Việc sử dụng ngôn ngữ SCL với mô

hình dữ liệu đối tượng theo IEC 61850 cho phép sử dụng nhiều công cụ khác nhau

của nhiều nhà sản xuất để biên dịch và phân tích những thông tin nằm bên trong

IED. Điều này làm cho quá trình trao đổi dữ liệu giữa các IED tránh được tình trạng

không hiểu nhau, thuận lợi trong việc tích hợp hệ thống trạm từ nhiều nhà sản xuất.

Hiện này có nhiều công cụ để soạn thảo và biên dịch mã lệnh SCL.

4.1.1. Mô hình đối tượng ngôn ngữ SCL.

Mục tiêu trọng tâm của tiêu chuẩn IEC 61850 là thực hiện kết nối các thiết bị

IED trong trạm thông qua việc cấu hình theo ngôn ngữ SCL. Đây là một ngôn ngữ

phổ thông được sử dụng để biến đổi thông tin nhưng độc lập với nhà cung cấp. Điều

này bao gồm việc thống nhất các kiểu dữ liệu và liên kết giữa các thiết bị, trên lý thuyết thông qua các qui tắc soạn thảo bằng ngôn ngữ theo tiêu chuẩn IEC 61850.

Việc hoàn thiện thống nhất các qui tắc theo ngôn ngữ SCL và những chi tiết cụ thể được xác định rõ trong tiêu chuẩn. Nó bao gồm các dữ liệu được chuyển đổi để

thống nhất cho mỗi thiết bị riêng biệt trên đường truyền thực tế. Tất cả các chức năngliên quan đều được biểu diễn thông qua các LN để liên kết hệ thống. Mỗi một

công cụ riêng biệt phải có một hàm cho phép sát nhập những mô tả thiết bị IED với

ngôn ngữ chung, cấu trúc này dựa trên nền tảng ngôn ngữ XML.

Cấu hình hệ thống là việc dùng IED như là một công cụ độc lập có thể nhập hoặc

xuất các file cấu hình được xác định trong IEC 61850. Công việc này được thực

hiện bởi chuyên gia để chia sẽ những thông tin từ các IED khác nhau.

Hình 4.1: Mô hình trao đổi thông tin trong quá trình cấu hình trạm.

Mô hình đối tượng gồm ba phần cơ bản:

+ Đối tượng trạm: Mô tả các thiết bị chuyển đổi, trong đó các chức năng theo IEC

61346-1, kết nối dựa trên sơ đồ đơn nối kèm theo đặc điểm về thiết bị và chức năng. + Đối tượng IED: Liên quan đến những đối tượng đang sử dụng trong trạm như LD và LN. Nó mô tả kết nối và đồng thời thể hiện chức năng trong hệ thống sơ cấp. + Đối tượng truyền thông: Các đối tượng truyền thông liên quan như Subnetworks,

các điểm truy cập (Network), và mô tả các kết nối truyền thông giữa IED dựa trên

Hình 4.2: Mô hình đối tượng SCL.

+ Trạm biến áp (Substation): Xác định toàn bộ đối tượng trong trạm biến áp.

+ Mức điện áp (Voltage Level): Là mức điện áp kết nối trong trạm.

+ Ngăn lộ (Bay): Gồm các ngăn lộ cung cấp trong trạm có cùng mức điện áp.

+ Thiết bị (Equipment): Gồm các thiết bị như: máy cắt, cầu dao, biến áp, biến

dòng, . . . Những đối tượng này được kết nối với nhau thành nút.

+ Thiết bị hỗ trợ (Subdevice/Phase): Có thể là thiết bị một pha hoặc ba pha được

kết nối với các nút trong trạm. Nút kết nối kết có thể kết nối với một ngăn lộ hay

nhiều ngăn lộ cùng điện áp, hoặc các ngăn lộ khác nhau trong trạm biến áp.

+ Thiết bị đầu cuối (Teminal): Là điểm kết nối các phần sơ cấp trong sơ đồ đơn

nối. Có thể được kết nối với các nút kết nối. Thiết bị đầu cuối trong SCL có thể được đặt tên một cách rõ ràng, hoặc được hiểu ngầm.

4.1.2. Tập tin mô tả file SCL và cấu trúc ngôn ngữ SCL.

Quá trình phát triển của một dự án dựa vào tiêu chuẩn IEC 61850 tuỳ thuộc vào tính hiệu lực của các công cụ phần mềm sử dụng ngôn ngữ SCL. Ngôn ngữ này chỉ

rõ một định dạng file chung để mô tả khả năng của các Rơle (IED). File cấu hình SCL sẽ được dùng chung cho các ứng dụng động hoá trạm giống nhau từ các nhà cung cấp, gồm có 04 file cơ bản.

Hình 4.3: Cấu hình hệ thống dựa trên SCL.

+ ICD files (IED Capability Description) mô tả khả năng của các IED. File này chứa các mô tả của IED như: các thuộc tính, các định nghĩa LN, chức năng liên

quan đến trạm và địa chỉ của IED (do nhà sản xuất qui định). ICD được dùng để

chuyển dữ liệu từ các công cụ cấu hình của IED đến các công cụ cấu hình hệ thống.

+ SSD files (System Specification Description) mô tả đặc điểm của hệ thống. File

này mô tả hệ thống cơ bản như: sơ đồ một sợi chứa các LN, các thuộc tính cần thiết và các định nghĩa LN đi kèm. SSD được dùng để chuyển từ công cụ mô tả hệ thống đến công cụ cấu hình hệ thống.

+ SCD files (System Configuration Description) mô tả cấu hình hệ thống. File này

truyền thông cũng như những mô tả trạm. File dữ liệu này được chuyển từ công cụ

cấu hình hệ thống đến công cụ cấu hình IED.

+ CID (Configured IED Description) mô tả cấu hình các IED. File này dùng để mô

tả cấu hình IED trong hệ thống, nó chứa địa chỉ của IED và các tên mô tả của IED

trong hệ thống. File CID được chuyển từ công cụ cấu hình IED đến các IED.

Quá trình trao đổi các file SCL giữa các công cụ cấu hình như sau: Đầu tiên các

ICD file được tìm thấy từ các công cụ cấu hình của IED hoặc trực tiếp được lưu

trong các IED. Hệ thống ban đầu được thế kế với công cụ mô tả hệ thống, SSD file và ICD file được chuyển đến công cụ cấu hình hệ thống. ICD file và SCD file được

dùng trong các máy tính trạm và cuối cùng cấu hình trên CID file để chuyển ngược

lại cho các IED. Các nhà sản xuất khác nhau sẽ có cách tiếp cận khác nhau đối với

các công cụ cấu hình. Việc cấu hình hóa bắt đầu từ việc định nghĩa sơ đồ trạm dưới

dạng sơ đồ một sợi và cuối cùng là cấu hình hóa cho các IED riêng biệt.

4.2. Phân tích các bước thiết kế trạm theo tiêu chuẩn IEC 61850.4.2.1. Những yêu cầu cho việc xây dựng trạm theo IEC 61850. 4.2.1. Những yêu cầu cho việc xây dựng trạm theo IEC 61850.

Hiện nay, việc thực hiện xây dựng hệ thống tự động hóa cho trạm biến áp thuộc

tập đoàn EVN cần phải tuân theo các qui định của tập đoàn, trong đó việc áp dụng

tiêu chuẩn IEC 61850 vào hệ thống trạm tích hợp đã được yêu cầu thực hiện. Quá

trình thực hiện cần đảm bảo những yêu cầu sau:

- Độ tin cậy: Là một trong những yêu cầu quan trọng cần có. Với yêu cầu hệ thống không được ngừng hoạt động khi chỉ có một điểm nào đó bị sự cố, song song đó

việc giám sát và điều khiển tại chổ vẫn được duy trì. Từ đó, việc thiết kế hệ thống

có tính dự phòng là cần thiết phải tính đến, dự phòng giúp loại trừ trường hợp có

một bộ phận hư hỏng khiến cho cả hệ thống ngừng hoạt động.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu giao thức truyền thông IEC 61850 trong trạm biến áp (Trang 62)