风电场SCADA系统通信标准 - 风电场SCADA系统的数据传输技术

　　2006年12月，国际电工委员会(IEC)公布了由IEC TC88技术委员会起草制定的IEC 61400—25标准.该标准是IEC 61850标准在风力发电领域内的延伸，专门面向风电场的监控系统通信，为风电场的监控提供了一个统一的通信基础.

　　2.1 IF..12 614∞.25标准的体系结构

　　IEC 61400—25标准共规划了6个部分，目前已公布IEC 61400—25的第1，2，3，5部分，IEC61400-25的第4，6部分仍在制订和商讨中.这6个标准分别涉及到了如下内容：

　　1)IEC 61400—25.1：风力发电场监控通信原理和模型概述.这部分是一个导向性的介绍，包括对必要条件、基本工作原理以及模型概貌的介绍.

　　2)IEC 61400—25.2：风力发电场监控通信的信息模型.该部分对风电场信息模型和逻辑节点、公共数据类进行了详细的介绍.

　　3)IEC 61400.25—3：风力发电场监控通信的信息交换模型.其内容包括对信息交换的功能模型和抽象通信服务接口的描述.

　　4)IEC 61400—25—4：风力发电场监控通信中面向通信协议的映射.到现在为止，该部分仍在制订中，具体采用哪种协议映射还没有定论.目前已从常用的通信规约中准备了5个可选的映射协议，分别是(web services，IEC 61850—8—1 MMS，oPC XML DA，IEC 60870...5 104，DNP3).

　　5)IEC 61400—25.5：风力发电场监控通信的一致性测试.这部分建立在I】巳C 61850—10的基础上，是IEC 61400—25的扩展，详细介绍了执行一致性测试的标准技术以及申报性能参数时所用的测量技术.

　　6)IEC 61400—25.6：风力发电场监控通信中用于环境监测的逻辑节点类和数据类.该部分目前仍在制订当中，主要是对环境监测系统信息模型和信息转换模型进行定义.

　　2.2 IEC 61400.25标准通信模型

　　IEC61400.25标准考虑了风电场监控系统中所有可能产生通信的环节，抽象地定义了一个风电场监控系统的通信模型.通信模型包括3个独立的部分：信息模型(IEC 61400—25—2);信息交换模型(IEC 61400—25—3)及上述2种模型在标准通信规约上的映射(IEC 61400—25—4).如图1所示，IF_K;61400.25标准是一种客户机一服务器的通信模式，并且通信模型嵌入在一个抽象环境中，风电场信息模型和信息交换模型一起构成了客户机与服务器的接口，通过通用信道进行通信.服务器作为信息和服务的提供者，向客户机提供通信过程中所需要的信息内容和功能，客户机则具有一定的权限使用和管理服务器.信息模型通过服务器向客户机提供一个统一的面向实际组件的风电场数据表;信息交换模型规定了服务器中激活的功能模块间数据交换的服务内容.

　　2.3 lEC 61400.25标准信息模型

　　2.3.1信息模型概述

　　IEC61400.25标准中定义的信息模型为发生在客户机和服务器之间的监控体系内的信息交换提供了信息交换的内容㈨8.信息交换内容如图2所示.

　　IEC61400—25标准利用对象模型的概念来表示风电场监控系统和各部分组件之间的通讯.这就意味着实际风电场当中的所有组件都被定义成了具有模拟量、二进制状态、命令、设定点数据的对象.这些对象和数据又被映射成实际组件的通用逻辑表示，并且每个数据都拥有一个数据名称和数据类型，这就是风电场的信息模型.

　　2.3.2信息模型建模方法

　　IEC61400—25标准定义的风电场信息模型是一个分层的信息模型，它是基于IEC 61850—7—1第6章定义的建模方法(也就是IEC 61850标准的建模方法)，这个建模方法的基础部分在IEC61850—7—2：2003标准第5章中得到了描述.分层的意思是将公用信息划分为不同的级别，并将其集合成类，较低级别的类会自动继承上一级别的类所具有的属性.风电场信息模型的结构如图3所示.

　　其中，最上层成为逻辑设备(LD)，向下依次被分解为逻辑节点(LN).逻辑节点由一组相关的数据即数据类(DC)组成.所有逻辑节点都有一个标准化的表结构，如图4所示.有些基本的数据类被定义为公用数据类(CDC)，其他的数据类都继承某个公用数据类的一组属性.公用数据类由数据属性组成，数据的最基本、最详细的部分可以在公用数据类的类型定义中找到.

　　IEC61400—25标准将风电场某一特定的风力发电机设定为逻辑设备，并按其功能系统(如转子，传动系统，发电机、偏航系统等)分成各个能进行信息交换的最小实体，这些实体就被称为逻辑节点.一个逻辑设备包含属于该风力发电机的逻辑节点的集合.IEC 6140.25标准为风电场定义了一套专用的逻辑节点类(IEC 61400—25—2)，其中某些类是固有的(用“M”表示)，其他的则是可选的(用“o”表示).逻辑节点类和数据类的基本使用规范及其扩展规则遵照了IEC 61850—7—4标准附录A和IEC 61850—7.1标准第14章的定义.

　　2.4Ⅱ℃61枷.25标准信息交换模型