風電場SCADA系統的數據傳輸技術

　　2006年12月，國際電工委員會(IEC)公布了由IEC TC88技術委員會起草制定的IEC 61400—25標準.該標準是IEC 61850標準在風力發電領域內的延伸，專門面向風電場的監控系統通信，為風電場的監控提供了一個統一的通信基礎.

　　2.1 IF..12 614∞.25標準的體系結構

　　IEC 61400—25標準共規劃了6個部分，目前已公布IEC 61400—25的第1，2，3，5部分，IEC61400-25的第4，6部分仍在制訂和商討中.這6個標準分別涉及到了如下內容：

　　1)IEC 61400—25.1：風力發電場監控通信原理和模型概述.這部分是一個導向性的介紹，包括對必要條件、基本工作原理以及模型概貌的介紹.

　　2)IEC 61400—25.2：風力發電場監控通信的信息模型.該部分對風電場信息模型和邏輯節點、公共數據類進行了詳細的介紹.

　　3)IEC 61400.25—3：風力發電場監控通信的信息交換模型.其內容包括對信息交換的功能模型和抽象通信服務接口的描述.

　　4)IEC 61400—25—4：風力發電場監控通信中面向通信協議的映射.到現在為止，該部分仍在制訂中，具體采用哪種協議映射還沒有定論.目前已從常用的通信規約中準備了5個可選的映射協議，分別是(web services，IEC 61850—8—1 MMS，oPC XML DA，IEC 60870...5 104，DNP3).

　　5)IEC 61400—25.5：風力發電場監控通信的一致性測試.這部分建立在I】巳C 61850—10的基礎上，是IEC 61400—25的擴展，詳細介紹了執行一致性測試的標準技術以及申報性能參數時所用的測量技術.

　　6)IEC 61400—25.6：風力發電場監控通信中用于環境監測的邏輯節點類和數據類.該部分目前仍在制訂當中，主要是對環境監測系統信息模型和信息轉換模型進行定義.

　　2.2 IEC 61400.25標準通信模型

　　IEC61400.25標準考慮了風電場監控系統中所有可能產生通信的環節，抽象地定義了一個風電場監控系統的通信模型.通信模型包括3個獨立的部分：信息模型(IEC 61400—25—2);信息交換模型(IEC 61400—25—3)及上述2種模型在標準通信規約上的映射(IEC 61400—25—4).如圖1所示，IF_K;61400.25標準是一種客戶機一服務器的通信模式，并且通信模型嵌入在一個抽象環境中，風電場信息模型和信息交換模型一起構成了客戶機與服務器的接口，通過通用信道進行通信.服務器作為信息和服務的提供者，向客戶機提供通信過程中所需要的信息內容和功能，客戶機則具有一定的權限使用和管理服務器.信息模型通過服務器向客戶機提供一個統一的面向實際組件的風電場數據表;信息交換模型規定了服務器中激活的功能模塊間數據交換的服務內容.

　　2.3 lEC 61400.25標準信息模型

　　2.3.1信息模型概述

　　IEC61400.25標準中定義的信息模型為發生在客戶機和服務器之間的監控體系內的信息交換提供了信息交換的內容㈨8.信息交換內容如圖2所示.

　　IEC61400—25標準利用對象模型的概念來表示風電場監控系統和各部分組件之間的通訊.這就意味著實際風電場當中的所有組件都被定義成了具有模擬量、二進制狀態、命令、設定點數據的對象.這些對象和數據又被映射成實際組件的通用邏輯表示，并且每個數據都擁有一個數據名稱和數據類型，這就是風電場的信息模型.

　　2.3.2信息模型建模方法

　　IEC61400—25標準定義的風電場信息模型是一個分層的信息模型，它是基于IEC 61850—7—1第6章定義的建模方法(也就是IEC 61850標準的建模方法)，這個建模方法的基礎部分在IEC61850—7—2：2003標準第5章中得到了描述.分層的意思是將公用信息劃分為不同的級別，并將其集合成類，較低級別的類會自動繼承上一級別的類所具有的屬性.風電場信息模型的結構如圖3所示.

　　其中，最上層成為邏輯設備(LD)，向下依次被分解為邏輯節點(LN).邏輯節點由一組相關的數據即數據類(DC)組成.所有邏輯節點都有一個標準化的表結構，如圖4所示.有些基本的數據類被定義為公用數據類(CDC)，其他的數據類都繼承某個公用數據類的一組屬性.公用數據類由數據屬性組成，數據的最基本、最詳細的部分可以在公用數據類的類型定義中找到.

　　IEC61400—25標準將風電場某一特定的風力發電機設定為邏輯設備，并按其功能系統(如轉子，傳動系統，發電機、偏航系統等)分成各個能進行信息交換的最小實體，這些實體就被稱為邏輯節點.一個邏輯設備包含屬于該風力發電機的邏輯節點的集合.IEC 6140.25標準為風電場定義了一套專用的邏輯節點類(IEC 61400—25—2)，其中某些類是固有的(用“M”表示)，其他的則是可選的(用“o”表示).邏輯節點類和數據類的基本使用規范及其擴展規則遵照了IEC 61850—7—4標準附錄A和IEC 61850—7.1標準第14章的定義.

　　2.4Ⅱ℃61枷.25標準信息交換模型