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133411DL体系结构

标准分类号

中华人民共和国电力行业标准化指导性技术文件

DL

F21

idtIEC61334-1-1:

1995

DL/ZXXX.1－200X

（征求意见初稿2000年10月）

采用配电线载波的配电自动化

第1部分：

总则

第1篇：

配电自动化系统的体系结构

Distributionautomationusingdistributionlinecarriersystems–

Part1:

Generalconsiderations–

Section1:

Distributionautomationsystemarchitecture

200x-xx-xx发布

DL/ZXXX.1—200X

目次

前言

IEC前言

引言

1范围……………………………………………………………………………………………1

2参考标准………………………………………………………………………………………2

3配电网结构………………………………………………………………………………………2

3.1中压电网……………………………………………………………………………………2

3.2低压电网……………………………………………………………………………………3

4配电自动化系统的体系结构…………………………………………………………………4

4.1结构…………………………………………………………………………………………4

4.2各种接口……………………………………………………………………………………6

5电网结构与自动化系统间的相互关系………………………………………………………6

5.1信号注入…………………………………………………………………………………6

5.2信息传输路径……………………………………………………………………………8

6数据通信……………………………………………………………………………………10

6.1通信功能的层结构………………………………………………………………………10

附录A配电网自动化举例：

查找故障及故障段的自动隔离程序…………………………10

附录B采用配电线载波的配电自动化标准文件一览…………………………………13

附编制说明

DL/ZXXX—200X

DL/ZXXX.1—200X

DL/ZXXX.1-200X

前言

本指导性技术文件根据中国电力企业联合会下发的《1999年度电力行业标准制、修订计划项目表》第24项制订。

本指导性技术文件等同采用国际电工委员会技术报告IEC61334-1-1:

1995《采用配电线载波的配电自动化第1部分：

总则第1篇：

配电自动化系统的体系结构》。

随着我国城乡电网改造事业的发展，对配电自动化的要求已日益迫切。

和传输配电自动化信息的其他通信方式相比，配电线载波可以降低建设投资和运行费用，便于管理，是一种经济实用的通信方式。

配电电压不高，但电网结构复杂，信号传输衰减大，采用配电线载波在技术上有一定难度。

国外在20世纪70年代开展了这方面的研究工作，有相关产品问世。

我国在90年代也开展了这方面工作，在一些城市进行了试点。

从1995年起，国际电工委员会陆续发布了IEC61334系列的国际标准或技术报告。

采用这些文件使之成为我国的标准文件对于我国这方面工作的开展有很好的指导意义，便于和国际接轨。

IEC61334《采用配电线载波的配电自动化》标准文件系列，包含以下5部分：

IEC61334-1第1部分：

总则

IEC61334-3第3部分：

配电线载波信号传输要求

IEC61334-4第4部分：

数据通信协议

IEC61334-5第5部分：

低层概述

IEC61334-6第6部分：

A-XDR编码规则

每一部分包含若干篇。

到制订本文件时止，有20余篇已发布、在制订或在计划中。

第1部分包含以下3篇。

本指导性技术文件采用的是其中第1篇。

IEC61334-1-1:

1995第1篇：

配电网自动化系统的体系结构

IEC61334-1-2:

1997第2篇：

制订规范的导则

IEC61334-1-4:

1995第4篇：

中低压配电网的数据传输参数

其他各部分各篇的具体名称见本指导性技术文件附录B。

我们拟逐步将这些标准文件采用为我国电力行业标准或标准化指导性技术文件。

和IEC61334-1-1相比，本指导性技术文件增加了附录C。

IEC61334-1-1的表2“标准电压值”中的一些电压值和我国标准的电压值相差很大，采用时按GB156作了修改。

为便于参考，本指导性技术文件保留了IEC61334-1-1的表2，列为附录C。

本指导性技术文件的附录A、附录B、附录C都是提示的附录。

本指导性技术文件由全国电力系统控制及其通信标准化技术委员会提出并归口。

本指导性技术文件由国家电力公司电力自动化研究院负责起草，东方电子信息产业集团公司、北京哈德威四方公司、鲁能积成电子公司、中国电力科学研究院参加起草。

本指导性技术文件主要起草人：

陈道元、徐石明、刘东、任雁铭、王良、刘佩娟。

本指导性技术文件仅供参考。

有关对本指导性技术文件的建议和意见，向中国电力企业联合会标准化中心反映。

DL/ZXXX.1—200X

IEC前言

1）国际电工委员会IEC是一个由各国家电工委员会（IEC国家委员会）组成的国际性标准化组织。

IEC的目的是在与电气电子领域标准化有关问题上促进国际间合作。

为了这个目的及其他工作，IEC发布国际标准。

标准编制工作委托技术委员会进行。

任何对该题目感兴趣的国家委员会以及与IEC有联系的国际的、政府的和非政府的组织都可以参加编制工作。

IEC与国际标准化组织ISO间按两组织协议规定的条件实现了紧密合作。

2）由所有特别关切的国家委员会派代表参加的技术委员会所制订的国际电工委员会有关技术问题的正式决议或协议，尽可能接近地表达了对涉及问题的国际间协商一致的意见。

3）这些决议或协议以国际标准、技术报告或指导文件的形式出版，作为建议供国际使用，并在此意义上为各国家委员会接受。

4）为促进国际间的统一，国际电工委员会各国家委员会应在最大可能范围内直接采用国际电工委员会标准作为他们的国家或地区标准。

国际电工委员会标准与相应国家或地区标准间任何不一致处，应在后者文字中明确指出。

5）国际电工委员会对任何声称符合它的某个标准的设备不设表示认可的标志申请程序，也不为此承担责任。

6）注意到本国际标准的某些部分可能属专利权内容，国际电工委员会不承担辨别任何或所有这类专利权的责任。

国际电工委员会技术委员会的主要任务是编制国际标准。

在特殊情况下，技术委员会也可以提出以下型式的技术报告：

－型式1：

虽然再三努力，文件也未获得作为国际标准出版的必要支持；

－型式2：

涉及的题目还在发展中，或由于其他原因，在将来而不是目前才能被同意作为国际标准；

－型式3：

技术委员会收集到可作为国际标准出版的各种数据，例如"当前技术水平"。

型式1和型式2技术报告在出版后三年进行复审，决定是否转为国际标准。

型式3技术报告不需复审，可以使用到这些数据不再被认为有效或有用的时候。

IEC61334-1-1是型式3技术报告，由国际电工委员会57技术委员会（电力系统控制及其通信）编制。

本技术报告的文本以下列文件为基础：

委员会草案

投票报告

57（SEC）196

57/240/RVC

本报告投票通过的全部情况可见上表中的投票报告。

IEC61334是个标准文件系列，内容涉及用中压和低压配电线作为传输介质的双向通道支持的配电自动化系统。

这些通道以配电线载波传输信号，称为DLC。

配电自动化系统试图为配电网自动化和用户服务自动化提供大量应用功能。

表1列出了可选用的这些功能。

与这些选择有关的要求见IEC61334-1-2。

中压和低压配电线是为供电设计的，传输载波信号的性能很差。

为保证实际应用所需数据的完整性和传输效率，需提出严格的要求。

这些文件的目的是为采用配电线载波的配电自动化系统提供正确设计和可靠运行的资料。

表1采用配电线载波的配电自动化系统所提供的功能

配电网自动化

用户服务自动化

1馈线开关的远方操作

1通过多种费率进行间接负荷管理

2电网接线状态的在线更新

3为电网设计、性能分析和制订维修工作计划提供

2用电数据的远方读表

3合同参数的远方修正

运行数据

4降低能量消耗至必需的最小程度（选

4查找故障

择负载控制）

5“漏电”检测

5用户需要的用电和费用信息

6为改善无功功率引起的电压波动和线损提供对策

6供电可靠性监视

7紧急状态下减载选择

7窜改数据的检测

8高峰负荷控制（热水、空间加热、空调等）

8直接负荷管理

9告警及记录（重合闸、中压智能单元）

中华人民共和国电力行业标准化指导性技术文件

采用配电线载波的配电自动化

第1部分：

总则DL/ZXXX.1-200X

第1篇：

配电自动化系统的体系结构idtIEC61334-1-1:

1995

Distributionautomationusingdistributionlinecarriersystems–

Part1:

Generalconsideration–

Section1:

Distributionautomationsystemarchitecture

引言

利用配电线建立数据通道存在不少困难，信号传输衰减大，噪声电平高，耦合阻抗随时会有不可预测的变化。

虽然如此，由于它可以降低运行费用和建设投资，还是被电力企业看作是用于自动化技术的最有吸引力的资源。

和其他通信介质不同，配电线属于电力企业本身。

在它上面传输信号开展新业务，可以节省增设通信介质的费用或很多运行费用。

而且，电力公司可以直接控制这些传输设备，不需依靠第三方。

因此，已经在工业级水平上开发了一些采用配电线作为传输介质的通信系统。

第一个系统由于技术上的限制，只做到了由控制中心向远方被控设备的单向传输。

即使如此，这也打开了配电自动化技术的道路，它可以满足与用户自动化有关的一些重要要求，例如：

–先进的收费系统（间接的负荷管理）；

–直接的用户负荷管理。

近年来，由于电子技术的进步，一些低数据传输速率（不超过几个bit/s）的双向通信系统已经建成。

它们可以用于需要确认收到向线路开关发出的命令的配电自动化系统。

例如：

–馈线故障时自动分段；

–远方操作电容器组。

目前，已经可以开发工业应用的很有效的双向通信系统。

它的主要特征是可以提高数据传输速率（从几十bit/s提高到几百bit/s）。

因此，一个通道就可支持配电自动化的绝大部分应用要求，提高了性能价格比。

这样，在配电自动化的总体框架内，很多和配电网以及用户服务自动化有关的功能看来就有可能全面实现。

应注意，虽然在配电线上传输信号和已很成熟的在高压线上传输信号相似，但经济实用是必须实现的基本要求。

由于一些原因，包括费用原因，高压电力线载波技术不能直接应用于配电线载波系统。

这样，应将配电线载波看作和高压电力线载波不同的全新的技术领域。

1范围

本标准化指导性技术文件在简短叙述中压和低压配电网的结构后，介绍了采用配电线载波的配电自动化系统（DAS）的体系结构。

中华人民共和国国家经济贸易委员会200X-XX-XX批准

本文件讨论了配电网结构和配电自动化系统配置间的相互关系，概述了组成基本结构的功能单元，讨论了传输信号的注入耦合方式的选择，还说明了ISO开放系统互连OSI各层在配电自动化系统体系结构中的应用。

2参考标准

GB156-1993标准电压（neqIEC38:

1983）

GB/T9387-1988信息处理系统开放系统互连基本参考模型（idtISO7498:

1984）

3配电网结构

配电网主要包括中压电网MV和低压电网LV两种。

表2根据GB156列出了配电网标准电压和一些特殊电压的数值1]。

表2标准电压值（GB156）

标准电压值

特殊电压值

中压kV

10–35

6–（20）

-

11–22–33

110

127

低压V

220/380

120/240

380/660

230/400

-

277/480

-

400/690

注：

1）表中有斜线“/”的数值，斜线之上为相电压，斜线之下为线电压。

2）括号中的数值在用户要求时使用。

采用说明：

1]IEC61334-1-1表2中的标准电压值和我国标准电压值差别较大。

采用时按我国标准GB156取标准值，原表2中的一些标准电压值列为特殊电压值，并保留原表2列为附录C。

3.1中压电网

中压电网通过高压/中压变电站中的变压器受电。

变电站的典型接线如图1所示。

高压/中压变压器的中压线圈的中性点可以不接地，或通过适当的阻抗接地。

每台变压器向一段母线供电。

每段母线通过配置有保护和可能的控制设备（例如自动重合闸）的断路器向中压馈线供电。

高压/中压变压器的各中压母线可通过断路器互相连接，使所有母线可能通过一台高压中压变压器受电。

为补偿功率因数，每段母线还需安装可投切的电容器组。

中压馈线是若干馈线的集合。

这些馈线由不配置保护装置的线路开关分界，线路开关安装在中压/低压变电站中。

中压/低压变电站的典型接线如图2所示。

线路开关的操作可以是电动的或手动的。

通过操作可以形成结构不同的中压电网。

中压电网的结构是动态的，变化的。

馈线可以由地下绝缘电缆，架空绝缘电缆或架空裸导线组成。

因为大多数馈线都可能再和邻近的高压/中压变电站的中压母线连接，由中压馈线和中压/低压变电站组成的中压电网是个网状网络，典型接线如图3所示。

有时，由同一个高压/中压变电站供电的中压电网可能包括两种电压等级，两种电压等级间以适当的中压/中压变压器互连。

按数据传输和电网自动化要求的观点，应将中压电网的运行分为以下两种方式：

–辐射方式；

–互连方式。

在辐射方式中，每条馈线通过连接在高压/中压变电站母线上的一台断路器供电，直到线段的末端，那里的最后一个开关通常是断开的，必要时作联络用。

在互连方式中，每条馈线通常通过分属不同变电站的几台断路器受电。

3.2低压电网

低压电网通过中压/低压变电站中的变压器受电。

中压/低压变压器的低压线圈的中性点一般直接接地。

每台变压器向一段母线供电。

母线通过断路器或熔断器向低压馈线供电。

断路器配置有过负荷或过电流继电器。

从中压/低压变电站引出的大多数低压线都和邻近的中压/低压变电站的低压母线连接，低压

网的典型接线如图4所示。

在网状结构、辐射方式和互连方式等方面，低压网和中压网很相似。

低压线可以由地下绝缘电缆，架空绝缘电缆或架空裸导线组成。

每条低压线向若干低压用户供电。

线路开关会由于一些原因而操作,低压网的结构也是动态的，变化的。

4配电自动化系统的体系结构

4.1结构

配电自动化系统DAS的一般体系结构如图5所示。

它采用配电线载波传输信息，可以提供配电网自动化和用户服务自动化的功能。

这种体系结构完全决定于配电网的结构，包含以下几种单元：

–中心单元CU：

执行应用所需的全部功能。

可与安装在若干高压/中压变电站的中压中心单元连接，以及与安装在若干中压/低压变电站的低压中心单元连接。

–中压中心单元CMU：

位于高压/中压变电站，通过适当的耦合设备将传输信号注入中压电网从而建立与中压远方单元间的通道。

–中压远方单元RMU：

位于中压配电点，例如中压/低压变电站、中压用户等，通过适当的耦合设备将传输信号注入中压电网，和以下对象连接：

-位于中压用户供电点的中压远方表计，进行电能测量和用电数据处理；

-位于中压/低压变电站的低压中心单元CLU，执行配电网自动化（远动）和用户服务自动化需要的功能；

-中压电网某些点的智能设备，执行其他电网自动化功能，如选择馈线开关、故障检测、重合闸等。

–低压中心单元CLU：

位于中压/低压变电站，通过将信号注入低压网建立与低压远方单元间的通道。

–低压远方单元RLU：

位于低压用户点，连接低压表计。

以上每种单元可以分解为图6所示的3种基本功能单元结构，说明如下：

–通信单元xxCU：

接收带有它的目的地址的信息，发送带有它的源地址的信息。

可能的功能有传送信息、差错处理、调制解调、注入信号等。

通过配电线和其他通信单元、处理单元联系。

–处理单元xxPU：

处理在通信单元和连接配电线载波系统外部的接口间传送的数据，使它们可以互相转换。

可能的功能有信息解释、数据压缩、接口服务等。

–接口xxI：

和配电线载波系统外部连接，具有配电线载波系统和外部系统间的数据转换功能。

应指出中心单元CU一般不包含通信单元，因为它通常不通过配电线载波实现通信，而通过中心接口CI连接其他通信介质。

这种体系结构可以代表典型的采用配电线载波的配电自动化系统的功能模型。

如果配电自动化系统的目的只是实现用户服务自动化，还可以采用其他方式，其具体模型决定于需要具备的功能。

作为一个例子，图7表示了在高压/中压变电站和通过中压/低压变压器供电的低压用户间直

接交换数据的配电线载波系统。

它仅由一个中压中心单元CMU和几个低压远方单元RLU组成。

中压远方单元RMU和低压中心单元CLU的功能都由中压中心单元CMU执行。

图8中配电线载波系统的功能是在街上一个插座里插入一台手持低压中心单元，读取通过低压线传送来的住户电表数据。

图9的系统在低压电网上通过配电线载波将各低压远方单元RLU和低压中心单元CLU连接,低压中心单元CLU和中心单元CU间则通过公用电话交换网PSTN连接。

4.2各种接口

表3列出了配电线载波子系统和需连接的各种外部系统间的接口。

在实际应用中，这些接口有的可能不用，有的在功能上实现，有的具体使用。

5电网结构与自动化系统间的相互关系

5.1信号注入

传输信号可以采取以下注入方式：

a）注入中压母线：

适用于中压馈线断路器、开关的上行数据；

b）注入中压馈线：

适用于中压馈线断路器、开关的下行数据。

第1种方式需要的耦合设备少，比较经济，但只能保证带电馈线的数据传输。

它虽然完全满足用户服务自动化的功能要求，但用于配电网自动化则受到很大限制。

例如，一条馈线有了永久性故障，在故障被识别并隔离以前，中压线路开关的遥控是不可能的。

如远方控制的中压/低压变电站中的低压远方单元CLU具备自主功能，这个问题容易解决：

–首先，判别出实际受到故障影响的线路开关；

–其次，通过这段线路的上行数据了解该开关受影响后，发出立即将它断开的命令。

附录A介绍了在非集中式自动化系统中两种可能的方法。

这两种方法都不需要在低压中心单元中增加硬件，而只需采用专门的软件。

5.2信息传输路径

表3配电线载波子系统和外部系统的接口

中心接口

中压中心

中压远方

低压中心

低压远方

CI

接口CMI

接口RMI

接口CLI

接口RLU

公用电话交换网PSTN

输入/输出

输入/输出

输入/输出

综合业务数字网ISDN

输入/输出

输入/输出

输入/输出

外部

分组交换网PSN

输入/输出

输入/输出

输入/输出

通信

上音频数据通道

输入/输出

输入/输出

输入/输出

系统

无线电

输入/输出

输入/输出

输入/输出

电缆

输入/输出

输入/输出

输入/输出

输入/输出

现有远动通道（负荷控制、远方操作等）

输入/输出

输入

传感器（温度,电压,电流等）

输入

输入

输入

传感器（气压,水压等）

输入

当地

执行元件（开关,断路器,告警等）

输出

输出

输出

输出

外部

终端操作者

输入/输出

输入/输出

输入/输出

输入/输出

系统

用户终端

输入/输出

输入/输出

用户显示器

输出

输出

电量表计

输入/输出

输入/输出

配电

低压中心单元（通过中心接口）

输入/输出

载波

低压远方单元（通过远方接口）

输入/输出

考虑到第4章所述配电自动化系统的体系结构，可以认为信息的传输路径是和系统功能有关的最重要的方面之一。

中压、低压电网的动态结构（断路器和隔离开关的实际运行状态）和中压系统的传输特性对于信息路径的组织有很大影响，强调并确定这些影响是很重要的。

从图5可见中心单元CU和一个低压中心单元CLU交换信息的路径分为两段：

–第1段，中心单元CU和中压中心单元CMU间的点对点电路；

–第2段，中压中心单元CMU和该低压中心单元CLU所连接的中压远方单元RMU间的一点对多点电路。

上述第2段多点电路具有这样的特点：

同一个物理介质（中压电网）既用于高压/中压变电站向几个中压/低压变电站供电，也用于将中压中心单元CMU和相应的几个中压远方单元RMU连接起来。

因此，信息的传输路径决定于中压电网的实际运行状态。

电网运行状态的变化会使高压/中压变电站向一个或多个中压/低压变电站供电的方式变化。

这样，一个中压远方单元RMU可能要交替地接往几个中压中心单元CMU。

为解决由于物理介质传输特性和必需的信噪比引起的以下两个问题，中压远方单元RMU可能需要采用信息存储转发技术：

–由于和其他系统的电磁兼容性引起的物理介质的传输衰减和输出功率的限制；

–由于线路阻抗失配引起的驻波。

很明显，结论是在中压中心单元CMU和安装在同一个高压/中压变电站供电的中压/低压变电站中的每台中压远方单元RMU之间应设置具有自主功能（例如可以迂回）的通道。

低压电网的情况也与此类似：

低压电网运行方式的改变也会影响低压中心单元CLU和低压远方单元RLU间的信息传输路径。

6数据通信

6.1通信功能的层结构

通信系统应灵活又尽可能地开放，应按GB/T9387进行开发和实现。

开放系统互连OSI的参考模型包含7个逻辑层：

–第7层：

应用层（最高层）；

–第6层：

表示层；

–第5层：

会话层；

–第4层：

传输层；

–第3层：

网络层；

–第2层：

数据链路层；

–第1层：

物理层。

参考模型的层的模块化原理使它可以略去几层（略去几种逻辑功能），也可以增加几层（增加几种逻辑功能）。

根据配电自动化系统体系结构的要求，我们选用以下几层组成模型:

–一个应用层；

–一个或几个中间层（可选）；

–一个数据链路层；

–一个物理层。

在系统模型中保留选用中间层（例如,一个网络层或一个传输层）的可能看来是有用的。

在系统的体系结构中，当某些部分（例如,中压中心单元CMU和低压中心单元CLU）根据设计只是一个简单的转接点，实际应用功能很少时，就会有这样的需要。

参考模型和建