电力系统监控方案MicroSCADA监控系统满足标书提出的所有国标、国际标准及相关标准，并可以按照较高标准执行。

所有合同设备的设计、制造、检查、试验及特性除本技术协议中规定的特别标准外，都遵照适用的最新版IEC标准和中国国家标准(GB)及电力行业(DL)标准，以及国际单位制(SI)。

国家标准GB4208-1993 《外壳防护等级》GB/T13702-1992 《计算机软件分类与带码》GB/T15532-1995 《计算机软件单元测试》GB6126 《静态继电器及保护装置的电气干扰试验》GB7261 《继电器和继电保护装置基本试验方法》GB2423-95 《电工电子产品环境试验规程》GB11287-89 《继电器，继电保护装置振荡（正弦）试验》GB/T14537-93 《量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验》GB/T14598.9-1995 《辐射电磁场干扰试验》GB/T14598.10-1996 《(或IEC255-22-4)快速瞬变干扰试验》GB/T14598.13-1998 《量度继电器和保护装置的电气干扰试验第1部分1MHz脉冲群干扰试验》GB/T17626-1998 《电磁兼容试验和测量》GB/T14285-2006 《继电保护和安全自动装置技术规程》GB50062-1992 《电力装置的继电保护和自动装置的设计规范〉GB4858-84 《电气继电器的绝缘试验》GB2887-89 《计算机场地技术条件》GB9813 《微型数字电子计算机通用技术条件》GB/T13729 《远动终端通用技术条件》GB/T13730 《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》行业标准DL/T634-1997 《基本远动任务配套标准》DL/T667-1999 《继电保护信息接口配套标准》DLGJ107-92 《220KV变电站微机监测系统设计技术规定》DL478-92 《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》DL5002-91 《地区电网调度自动化设计技术规程》DL476-92 《电力系统实时数据通信应用层协议》DL5003-91 《电力系统调度自动化设计技术规程》DL/T630 《交流采样远动终端技术条件》DL/T5149-2001 《220-500kV变电所计算机监控系统设计技术规DL/T5226-2005 《火力发电厂电力网络计算机监控系统设计技术国际标准IEC60870-1 《远动设备及系统总则一般原理和指导性规范》IEC60870-2 《远动设备及系统工作条件环境条件和电源》IEC60870-3 《远动设备及系统接口(电气特性)》IEC60870-4 《远动设备及系统性能要求》IEC60870-5 《远动设备及系统传输规约》IEC870-5-102 《电力系统中传输电能脉冲计数量配套标准》IEC870-5-104 《远动网络传输规约》IEC870-5-106 《与ISO标准和ITU-T建议兼容的远动协议》IEC255-22-1 《3级高频干扰试验：2.5kV(1MHz/400kHz)》IEC61000-4-2 《静电放电抗扰度试验：4级》IEC61000-4-3 《辐射电磁场抗扰度试验：4级》IEC61000-4-4 《快速瞬变电脉冲群抗扰度试验：4级》IEC61000-4-5 《冲击(浪涌)抗扰度试验》IEC61000-4-6 《电磁场感应的传导骚扰抗扰度试验》IEC61000-4-8 《工频磁场的抗扰度试验》电安生[1994]191 《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施结构及保护配置系统各层次的主要功能介绍，与其他外部系统的接口与通信等。

系统概览变电站自动化系统的配置是间隔导向的系统架构，控制、保护和数据采集设备的设置以间隔（间隔可能连接到电力出线或变压器）为导向，这些设备可被视为一个个起协调和连接作用的功能装置（IED）。

为了满足可靠性，安全性和容错性的要求，这些功能又分别由几个独立的硬件模块来实现。

间隔层设备通常是集中安装在一个或多个屏柜内，并把这些屏柜布置在变电站内的控制室或配电室内，有时也将这些间隔层设备屏放置在开关站内一个间隔排列里。

类似电力线或变压器的对象通常是每个间隔都安装一个间隔层设备来完成对该间隔的控制和监视。

但有时，可用一个间隔层设备控制一串开关组合，如一个半断路器的排列（两条电力线有一个共用的断路器）。

当然选择每个断路器都安装一个IED也是可行的。

在独立性要求较低的变电站内，多个间隔的功能可以集成在一个IED内完成。

间隔层设备IED通常涵盖如控制、数据采集、间隔层联锁、同期和无压检测、自动重合闸、断路器失灵保护、零序电压监视和故障录波等功能，这是不违反独立性的要求的。

默认情况下，各个功能单元如保护功能单元、控制功能单元都是通过串行模式（光纤口）连接到同一局域网。

从站控层的角度看，所有这些功能单元都是间隔层设备。

通过良好的模块化技术的应用，也可以将保护功能和控制功能集成在同一IED 内。

站控层和间隔层的设备间的通讯通过局域网以串行通讯实现，同时必须满足国际标准化组织（ISO ）提出的开放式系统互联协议（OSI ）。

站控层配置一个人机接口，一个站级IED 和一个去远方调度中心的通信网关。

通过人机接口，操作员可以访问站控层和间隔层的IED 。

变电站自动化系统的结构可灵活配置，下图展示了典型的配置方案：图一 IEC61850-8-1并列冗余网络协议（PRP ）结构的典型配置方案图 PRP 冗余网络技术 背景IEC61850 标准目前已经成为变电站自动化应用的基础，它首先允许对来自不同厂家的变电站保护、测量和控制设备进行工程化配置和基于站级总线和过程级总线的以太网络进行互操作控制。

该网络结构主要适用于需要高可用性的变电站。

互操作控制要求变电站内所有的设备必须具有相同的冗余网络概念。

IEC61850标准定义了完全满足变电站自动化要求的冗余网络，包括站级总线和过程层总线。

它基于IEC 62439-3标准定义的两种补充协议：并列冗余网络协议（PRP ）和高可靠性无缝环网（HSR ）GPS配电室一配电室二配电室三协议。

当一条网络链路或者交换机出现问题时，应当无缝地切换到另一组网络，同时支持符合IEEE 1588的时钟同步，从而增加了网络时钟系统的稳定性。

由ABB与其他厂家共同参与制定的PRP与HSR都将成为IEC61850标准第二版的一部分。

IEC61850标准通过分层定义以太网络结构，即间隔层的站级总线和过程层总线，取代了传统的复杂总线和连接结构。

为实现互操作控制，IEC61850标准第二版详细地定义了这些总线的底层协议。

特别是针对实时系统的两个不可或缺的网络特征作出了详细描述：时钟同步与网络冗余。

时钟同步可以采用SNTP（简单网络时钟协议）[9]或者更精确的IEEE1588对时协议[8]，而网络冗余是目前IEC61850发展的一个主要障碍。

事实上，由于缺乏一个普遍被认可的网络冗余解决方案，它已经开始威胁到整个系统互操作性的实现，因为厂家采用了不同的冗余网络方案，由于接口的不兼容，从而降低了变电站的建设的有效性。

现在，IEC61850标准第二版包含了由IEC 62439-3定义的两种冗余协议，该协议由IEC42639-3 标准定义，适用于各种大小和结构的变电站内的站级总线和过程层总线：并列冗余网络协议（PRP）和高可靠性无缝环网（HSR）。

两种协议均要求每个节点都有2个独立的以太网接口用于一个网络连接。

协议依赖于所有传输信息的复制，当链路或交换机发生故障时，实现无缝切换，从而满足变电站自动化中各种苛刻的实时性需求。

PRP（IEC 62439-3 章节4）指每台装置都同时连接到具有相似拓扑结构的两个当地局域网。

HSR（IEC 62439-3 章节5）通过双向传输的环网实现了PRP的原理，从而实现了更经济的冗余。

为实现该效果，每台装置都相当于一个交换机，将数据从本侧端口传递到下台装置的对应端口。

图二高可靠性无缝冗余协议（HSR）环网图三并列冗余网络协议（PRP）冗余站级总线变电站内时钟同步的要求系统在出现故障时依然能够保持运行的时间称之为宽限时间，所以网络在出现故障并恢复的时间要小于系统的宽限时间。

在系统部件发生故障时，网络恢复所需的时间也包含了被检修设备再植入的时间。

当站级总线只传输命令信息时，百毫秒级的延时是可以被接受的。

虽然看起来好像不会正好在一个控制序列发出时发生故障（极小几率的），但是，如果传输的是联锁、跳闸和预约闭锁命令时，系统也只能接受小于4ms的延时。

对于过程层总线而言，因为其传输的是来自测量单元的实时数据，需要一种非常清晰明确的对时模式。

TC57 WG10定义了系统各种工况下网络恢复的时间（参见下表）：高度可靠的网络拓扑结构IEC62439是根据IEC SC65C委员会第15工作组（高可靠性自动化网络）制订的一个通用性的标准，因为它仅考虑哪些不依存于某一规约的网络冗余方案，所以它适用于所有的工业以太网络。

它通过以下两种冗余方式来提高自动化网络的可靠性：网络冗余和节点冗余。

网络冗余：网络提供冗余的连接和交换设备，IED设备至交换机则采用非冗余方式连接。

这种方案的可靠性比较低，因为网络中仅仅只有一部分实现了冗余功能，但是它在费用开销方面比较节省。

这种冗余方案有一定的设备接入延时。

这种方案的典型应用就是办公网络接入协议RSTP（IEEEE802.1 D）。

一些支持RSTP协议的交换机厂家承诺在某些网络结构应用时所容许的恢复时间低于几秒钟，RSTP标准所提供的最短恢复时间是２秒钟。

目前，IEC62439 CDV所定义的高可靠性无缝环网（HSR），针对如图二所示的简单环网采用PRP原则，对不同方向数据流设置为不同的虚拟网络，它所提供的网络切换时间是0秒。

节点冗余：设备的节点通过它本身的两个端口连接到两个不同的网络中，从而实现它的冗余功能（参见图四），每个节点能够独立的选择它所要连接的网络。

这种方案支持任何网络拓扑结构；冗余网络可以是任何结构形式。

这种冗余结构费用是常规网络的一倍，但是比起非冗余结构的网络，它的可靠性也大大增加了，而在这种结构中仅有节点本身是非冗余的。

IEC62439定义了一种并列冗余网络协议（PRP）的解决方案。

这种方案要求两个网络同时并列运行，从而实现网络的无延时切换。

它适用于对实时时间有严格要求的应用。

图四非冗余的站级总线图五节点冗余IEC 62439-3定义了另外一种基于HSR的节点冗余解决方案，该方案要求所有的网络节点必须是“可交换型终端节点”。

该方案的运行模式与PRP是一样的。

a)PRP运行原理每个PRP节点（DANP或者称之为PRP双重接入节点）接入到两个独立的、不同网络拓扑结构的系统中。

两个网络完全独立，在故障情况下也不会相互干扰。