IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)來(lái)源

IEC61850提出了一種公共的通信標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)設(shè)備的一系列規(guī)范化，使其形成一個(gè)規(guī)范的輸出，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)縫連接。

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是基于通用網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)唯一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它是由國(guó)際電工委員會(huì)第57技術(shù)委員會(huì)(IECTC57)的 3個(gè)工作組10,11,12(WG10/11/12)負(fù)責(zé)制定的。

此標(biāo)準(zhǔn)參考和吸收了已有的許多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),其中主要有:IEC870-5-101遠(yuǎn)動(dòng)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn); IEC870-5-103繼電保護(hù)信息接口標(biāo)準(zhǔn); UCA2.0(Utility Communication Architecture2.0)(由美國(guó)電科院制定的變電站和饋線(xiàn)設(shè)備通信協(xié)議體系); ISO/IEC9506制造商信息規(guī)范MMS(Manufacturing Message Specification)。

變電站通信體系IEC61850將變電站通信體系分為3層站控層、間隔層、過(guò)程層。

在站控層和間隔層之間的網(wǎng)絡(luò)采用抽象通信服務(wù)接口映射到制造報(bào)文規(guī)范(MMS)、傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/IP)以太網(wǎng)或光纖網(wǎng)。在間隔層和過(guò)程層之間的網(wǎng)絡(luò)采用單點(diǎn)向多點(diǎn)的單向傳輸以太網(wǎng)。變電站內(nèi)的智能電子設(shè)備(IED,測(cè)控單元和繼電保護(hù))均采用統(tǒng)一的協(xié)議,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換。

IEC61850的特點(diǎn)是1)面向?qū)ο蠼? 2)抽象通信服務(wù)接口; 3)面向?qū)崟r(shí)的服務(wù); 4)配置語(yǔ)言; 5)整個(gè)電力系統(tǒng)統(tǒng)一建模。

IEC61850建模了大多數(shù)公共實(shí)際設(shè)備和設(shè)備組件。這些模型定義了公共數(shù)據(jù)格式、標(biāo)識(shí)符、行為和控制,例如變電站和饋線(xiàn)設(shè)備(諸如斷路器、電壓調(diào)節(jié)器和繼電保護(hù)等)。自我描述能顯著降低數(shù)據(jù)管理費(fèi)用、簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)維護(hù)、減少由于配置錯(cuò)誤而引起的系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間。IEC61850作為制定電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)無(wú)縫通信系統(tǒng)基礎(chǔ)能大幅度改善信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)備數(shù)據(jù)集成,減少工程量、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收、運(yùn)行、監(jiān)視、診斷和維護(hù)等費(fèi)用,節(jié)約大量時(shí)間,增加了自動(dòng)化系統(tǒng)使用期間的靈活性。它解決了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品的互操作性和協(xié)議轉(zhuǎn)換問(wèn)題。采用該標(biāo)準(zhǔn)還可使變電站自動(dòng)化設(shè)備具有自描述、自診斷和即插即用（Plug and Play）的特性，極大的方便了系統(tǒng)的集成，降低了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的工程費(fèi)用。在我國(guó)采用該標(biāo)準(zhǔn)系列將大大提高變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)水平、提高變電站自動(dòng)化系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平、節(jié)約開(kāi)發(fā)驗(yàn)收維護(hù)的人力物力、實(shí)現(xiàn)完全的互操作性。

IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)是由國(guó)際電工委員會(huì)(International Electro technical Commission)第57技術(shù)委員會(huì)于2004年頒布的、應(yīng)用于變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。作為基于網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái)的變電站唯一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)吸收了IEC60870系列標(biāo)準(zhǔn)和UCA的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)吸收了很多先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)保護(hù)和控制等自動(dòng)化產(chǎn)品和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)（SAS）的設(shè)計(jì)產(chǎn)生深刻的影響。它將不僅應(yīng)用在變電站內(nèi)，而且將運(yùn)用于變電站與調(diào)度中心之間以及各級(jí)調(diào)度中心之間。國(guó)內(nèi)外各大電力公司、研究機(jī)構(gòu)都在積極調(diào)整產(chǎn)品研發(fā)方向，力圖和新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，以適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展方向。

IEC 61850系列標(biāo)準(zhǔn)共10大類(lèi)、14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，具體名稱(chēng)不在這里贅述，讀者可以很容易在網(wǎng)絡(luò)上查找到，以下主要介紹一下IEC 61850的特點(diǎn)。

①．定義了變電站的信息分層結(jié)構(gòu)

變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)協(xié)議 IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)草案提出了變電站內(nèi)信息分層的概念，將變電站的通信體系分為 3 個(gè)層次，即變電站層、間隔層和過(guò)程層，并且定義了層和層之間的通信接口。

②．采用了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)建模技術(shù)

IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)采用面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)，定義了基于客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型。每個(gè)IED包含一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器，每個(gè)服務(wù)器本身又包含一個(gè)或多個(gè)邏輯設(shè)備。邏輯設(shè)備包含邏輯節(jié)點(diǎn)，邏輯節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)對(duì)象。數(shù)據(jù)對(duì)象則是由數(shù)據(jù)屬性構(gòu)成的公用數(shù)據(jù)類(lèi)的命名實(shí)例。從通信而言，IED 同時(shí)也扮演客戶(hù)的角色。任何一個(gè)客戶(hù)可通過(guò)抽象通信服務(wù)接口（ACSI）和服務(wù)器通信可訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)對(duì)象。

③．?dāng)?shù)據(jù)自描述

該標(biāo)準(zhǔn)定義了采用設(shè)備名、邏輯節(jié)點(diǎn)名、實(shí)例編號(hào)和數(shù)據(jù)類(lèi)名建立對(duì)象名的命名規(guī)則；采用面向?qū)ο蟮姆椒ǎx了對(duì)象之間的通信服務(wù)，比如，獲取和設(shè)定對(duì)象值的通信服務(wù)，取得對(duì)象名列表的通信服務(wù)，獲得數(shù)據(jù)對(duì)象值列表的服務(wù)等。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)自描述在數(shù)據(jù)源就對(duì)數(shù)據(jù)本身進(jìn)行自我描述，傳輸?shù)浇邮辗降臄?shù)據(jù)都帶有自我說(shuō)明，不需要再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行工程物理量對(duì)應(yīng)、標(biāo)度轉(zhuǎn)換等工作。由于數(shù)據(jù)本身帶有說(shuō)明，所以傳輸時(shí)可以不受預(yù)先定義限制，簡(jiǎn)化了對(duì)數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)工作。

④. 網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立性

IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)了變電站內(nèi)信息傳輸所必需的通信服務(wù)，設(shè)計(jì)了獨(dú)立于所采用網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層協(xié)議的抽象通信服務(wù)接口（ACSI）。在 IEC61850-7-2 中，建立了標(biāo)準(zhǔn)兼容服務(wù)器所必須提供的通信服務(wù)的模型，包括服務(wù)器模型、邏輯設(shè)備模型、邏輯節(jié)點(diǎn)模型、數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)集模型。客戶(hù)通過(guò) ACSI，由專(zhuān)用通信服務(wù)映射（SCSM）映射到所采用的具體協(xié)議棧，例如制造報(bào)文規(guī)范（MMS）等。IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)使用 ACSI和 SCSM技術(shù)，解決了標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性與未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展之間的矛盾，即當(dāng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展時(shí)只要改動(dòng) SCSM，而不需要修改 ACSI。

IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)共包含10個(gè)部分(IEC61850對(duì)應(yīng)我們電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)DL/T860)：

IEC6l 850-1(DL/T860.1)基本原則；

IEC61850-2(DL/T860.2)術(shù)語(yǔ)；

IEC61850-3 (DL/T860.3)一般要求；

IEC61850-4(DL/T860.4)系統(tǒng)和工程管理；

IEC61850-5(DL/T860.5)功能和裝置模型的通信要求；

IEC61850-6(DL/T860.6)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)語(yǔ)言；

IEC61850-7-1(DL/T860.71)變電站和饋線(xiàn)設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu)一一原理和模式；

IEC61850-7-2(DL/T860.72)變電站和饋線(xiàn)設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu)一一抽象通信服務(wù)接口（ACSI：Abstract Communication service interface)；

IEC61850-7-3(DL/T860.73)變電站和饋線(xiàn)設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu)一一公共數(shù)據(jù)級(jí)別和屬性；

IEC61850-7-4(DL/T860.74)變電站和饋線(xiàn)設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu)一一兼容的邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)對(duì)象（DO：Data 0bject)尋址；

IEC61850一8-1(DL/T860.81)特殊通信服務(wù)映射(SCSM：Special Communication Service Mapping)：到變電站和間隔層內(nèi)以及變電站層和間隔層之間通信映射；

IEC61850一9-1(DL/T860.91)特殊通信服務(wù)映射：間隔層和過(guò)程層內(nèi)以及間隔層和過(guò)程層之間通信的映射，單向多路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行鏈路上的采樣值；

IEC61850一9-2(DL/T860.92)特殊通信服務(wù)映射：間隔層和過(guò)程層內(nèi)以及間隔層和過(guò)程層之間通信的映射，映射到ISO/IEC 8802-3的采樣值；

IEC61850一10(DL/T860.10) 一致性測(cè)試。

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)具有很多優(yōu)勢(shì)：

1. 它對(duì)變電站內(nèi)IED(智能電子設(shè)備)間的通信進(jìn)行分類(lèi)和分析，定義了變電站裝置間和變電站對(duì)外通信的10種類(lèi)型，針對(duì)這10種通信需求進(jìn)行分類(lèi)和甄別。

2. 針對(duì)不同的通信，不同的優(yōu)化方式。引入GOOSE（面向通用對(duì)象的變電站事件）、SMV（采樣測(cè)量值）和MMS（制造報(bào)文規(guī)范）等不同通信方式的通信方式，滿(mǎn)足變電站內(nèi)裝置間的通信需求。

3. 建立裝置的數(shù)字化模型，理順功能、IED、LD（邏輯設(shè)備）、LN（邏輯節(jié)點(diǎn)）概念的關(guān)系和隸屬。統(tǒng)一功能和裝置實(shí)現(xiàn)直接的規(guī)范。

4. 建立統(tǒng)一的SCD （變電站系統(tǒng)配置描述文件），使得各個(gè)變電站盡管在電壓等級(jí)、供電范圍、一次接線(xiàn)方式等等不盡相同的情況下，依然能夠建立起一個(gè)統(tǒng)一格式、統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)方式、各個(gè)廠商通用的變電站配置。

5. 首次提出過(guò)程層概念和解決方案，使得電子式互感器的得以推廣和應(yīng)用。

智能電網(wǎng)要求實(shí)現(xiàn)信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺(tái)模型，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備和系統(tǒng)的互操作。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為未來(lái)智能電網(wǎng)領(lǐng)域的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。

1. 新能源發(fā)電的監(jiān)控和集成

2. 對(duì)變電站信息化和智能化的支撐

3. 向配用電領(lǐng)域的拓展

4. 構(gòu)建電力企業(yè)的無(wú)縫通信體系

2016年8月29日，《繼電保護(hù) IEC 61850 工程應(yīng)用模型》發(fā)布。

2017年3月1日，《繼電保護(hù) IEC 61850 工程應(yīng)用模型》實(shí)施。

內(nèi)容介紹

《IEC61850在變電站中的工程應(yīng)用》以IEC 61850技術(shù)為主線(xiàn)，全書(shū)總體結(jié)構(gòu)清晰、層次分明，既有理論依據(jù)，又密切結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，深入淺出。首先介紹了IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)在變電站工程應(yīng)用中所涉及的相關(guān)知識(shí)；然后從實(shí)際工程應(yīng)用的角度，闡述了工程設(shè)計(jì)、工程調(diào)試和驗(yàn)收、運(yùn)行、工程應(yīng)用實(shí)例等內(nèi)容；最后對(duì)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了思考和展望。

前言

第一章 IEC 61850通信規(guī)約的發(fā)展

第二章 IEC 61850總體介紹

第三章 IEC 61850建?；A(chǔ)

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 原理及建模

第三節(jié) 信息分層模型

第四章 抽象通信服務(wù)接口

第五章 特定通信服務(wù)映射

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 通信協(xié)議棧

第三節(jié) SCSM特定服務(wù)映射到MMS

第六章 變電站配置語(yǔ)言

第七章 MMS服務(wù)及報(bào)文解析

第一節(jié) MMS報(bào)文映射

第二節(jié) MMS報(bào)文結(jié)構(gòu)

第三節(jié) MMS報(bào)文抓取方法

第四節(jié) MMS報(bào)文實(shí)例分析

第八章 GOOSE服務(wù)及報(bào)文解析

第九章 SV服務(wù)及報(bào)文解析

附錄A 邏輯節(jié)點(diǎn)分類(lèi)

附錄B 數(shù)據(jù)名定義及描述

參考文獻(xiàn)|