立项背景

IEC 61850标准是目前电力系统自动化领域的全球通用标准，它具有“面向对象统一建模、面向未来通信的可扩展架构、采用了抽象通信服务接口、具有特殊通信服务映射技术”的特点。该标准是一个十分庞大的标准体系，它不仅仅是一个通信协议标准，也是电力系统实现自动化的一种新方法。

近年来国家提倡大力开发水电、风电、太阳能等清洁能源，水电厂的建设迎来了崭新的机遇，但由于受数据定义、数据范围和精度受限制，传统通信协议已不能满足水电厂设备智能化与网络化的应用需求。由于基于IEC 61850标准进行数据通信的智能水电厂具有传输光纤化、数据扩展简易化、全厂数据共享互动化。因此在今后的一段时间内，通过设备升级、技术更新、网络互动等方案支撑可靠而准确的数字化信息交换、资源实时共享，最终实现利用智能管控平台提供各种优化决策，为机组的操作提供科学指导。以降低发电成本、提高上网电量、减少设备故障为目的，实现电厂的安全、经济运行和节能增效，实现智慧电厂建设的企业愿景

主要方法

1 网络通信架构搭

沙坪二级水电厂以计算机监控系统为中心，对电厂其他分散设置的自动化系统进行集中管理的方式，并逐步过渡至以电厂智能决策控制中心为核心的分层分布式体系结构。厂站层与单元层之间以及单元层与过程层之间均采用交换式以太网，传输介质为屏蔽双绞线和光纤

2 通讯建

实现IEC 61850通信最关键的步骤即是建立匹配的通信模型

3 人机交互系统搭

IEC 61850通信采用面向对象建模技术，将应用和通信相对地独立，通信协议的栈区间是通信接口的抽象网络映射，通过每个IED装置独有的实例配置文件CID，将通信配置、参数及一些关于装置的私有项信息封装传输，根据建立好的通信模型导出CID文件，在监控系统上位机进行模型解析、数据建立等过程后，各现地控制单元与上位机实现IEC 61850通信

4 综合数据平台建

针对数据后台，编写关于数据挖掘、数据处理、逻辑判断与信息监督、信息反映的系统，强化顶层设计，监管中间逻辑，完善基础架构，将数据变得有用、有效，且将信息以可视界面的形式反映出来，采用可兼容模式，将平台统一，根据权限分类，管控各级流程

5 流域生产管理信息云平台建

搭建的整条流域的质量技术管控信息云平台，为整个流域的生产指挥调度和市场协同决策、战略开发布局提供了可靠的数据支撑和信息保障

创新亮点

1 通信模式一体

沙坪二级IEC 61850智能水电厂全建模建设，不仅应用在开关站，同时涵盖到辅机、调速、励磁等涉及机组运行、并网的全部设备，首次将整个电力行业的通信标准做到了融合统一，规范了通信协议，将沙坪二级水电厂电力通信模式与国际一流技术接轨

2 数据采集处理多元

采用新协议的沙坪二级水电厂，数据采集速度快，数据处理效率高，数据传输性能好，传输稳定性与安全性符合新时代下的工业标准与信息标准，极大地提高了数据活性，数据采集处理及保存领先于国际国内同行标准

3 设备信息规范化、信息维度全面

国际国内电力行业关于设备信息的定义不完整，系统对于设备辨识度不高，沙坪二级水电站厂编码辨识的模式，对于用户关于自我特性的个性化定义奠定了基础，提升了系统的选择性

学习借鉴

目前，该体系在电网侧已得到了广泛应用，实现了智能变电站的工程运作标准化，该标准的使用使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明。电网侧智能化改造升级已经跨入世界先进行列，而发电侧的生产技术和管理明显落后于电网侧

但在水电行业里，该标准的应用仍处于起步阶段，随着变电站的成功应用，各水电厂也在试图往IEC 61850通信上发展，近年来，部分新投电厂开始尝试部分节点的IEC 61850通信或规约转换方式的IEC 61850通信，并取得了一定的进步

沙坪二级学习借鉴了国内外先进案例，积极研发适用于水电厂的标准通信体系，该体系的变革或将有助于供给侧结构性改革与水电厂的提质增效

效益对比

该体系在沙坪二级水电厂的实施，工程建设期间有效地缩短了施工周期，减少了材料与人力投入；在投产发电与系统研发调试阶段，提前完成了设定目标，加快了提产发电进程；在设备运维管理方面，有效规避故障和缩短故障查询时间，利于设备稳定性提升的同时促进了提质增效

推广应用

IEC 61850全建模水电厂全面采用全球唯一电力通信通用标准，从设备元器件到人机界面的传输都采用此模式，在发电行业开创了应用先河。其电力管理、运维及监督人员都可以根据需要个性化定义数据级别，设备和线路的信息来源更加广泛，数据处理量是传统传输模式的3000倍，数据稳定性是传统传输模式的4000倍，极大地增加了设备的可扩展性和可识别性，有效提升了行业监控水平