IEC 61850標準特點

IEC 61850標準是由國際電工委員會(International Electro technical Commission)第57技術委員會于2004年頒布的、應用于變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)的國際標準。作為基于網(wǎng)絡通訊平臺的變電站唯一的國際標準，IEC61850標準吸收了IEC60870系列標準和UCA的經(jīng)驗，同時吸收了很多先進的技術，對保護和控制等自動化產(chǎn)品和變電站自動化系統(tǒng)（SAS）的設計產(chǎn)生深刻的影響。它將不僅應用在變電站內，而且將運用于變電站與調度中心之間以及各級調度中心之間。國內外各大電力公司、研究機構都在積極調整產(chǎn)品研發(fā)方向，力圖和新的國際標準接軌，以適應未來的發(fā)展方向。

IEC 61850系列標準共10大類、14個標準，具體名稱不在這里贅述，讀者可以很容易在網(wǎng)絡上查找到，以下主要介紹一下IEC 61850的特點。

①．定義了變電站的信息分層結構

變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)協(xié)議 IEC 61850 標準草案提出了變電站內信息分層的概念，將變電站的通信體系分為 3 個層次，即變電站層、間隔層和過程層，并且定義了層和層之間的通信接口。

②．采用了面向對象的數(shù)據(jù)建模技術

IEC 61850 標準采用面向對象的建模技術，定義了基于客戶機/服務器結構數(shù)據(jù)模型。每個IED包含一個或多個服務器，每個服務器本身又包含一個或多個邏輯設備。邏輯設備包含邏輯節(jié)點，邏輯節(jié)點包含數(shù)據(jù)對象。數(shù)據(jù)對象則是由數(shù)據(jù)屬性構成的公用數(shù)據(jù)類的命名實例。從通信而言，IED 同時也扮演客戶的角色。任何一個客戶可通過抽象通信服務接口（ACSI）和服務器通信可訪問數(shù)據(jù)對象。

③．數(shù)據(jù)自描述

該標準定義了采用設備名、邏輯節(jié)點名、實例編號和數(shù)據(jù)類名建立對象名的命名規(guī)則；采用面向對象的方法，定義了對象之間的通信服務，比如，獲取和設定對象值的通信服務，取得對象名列表的通信服務，獲得數(shù)據(jù)對象值列表的服務等。面向對象的數(shù)據(jù)自描述在數(shù)據(jù)源就對數(shù)據(jù)本身進行自我描述，傳輸?shù)浇邮辗降臄?shù)據(jù)都帶有自我說明，不需要再對數(shù)據(jù)進行工程物理量對應、標度轉換等工作。由于數(shù)據(jù)本身帶有說明，所以傳輸時可以不受預先定義限制，簡化了對數(shù)據(jù)的管理和維護工作。

④. 網(wǎng)絡獨立性

IEC 61850 標準總結了變電站內信息傳輸所必需的通信服務，設計了獨立于所采用網(wǎng)絡和應用層協(xié)議的抽象通信服務接口（ACSI）。在 IEC61850-7-2 中，建立了標準兼容服務器所必須提供的通信服務的模型，包括服務器模型、邏輯設備模型、邏輯節(jié)點模型、數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)集模型?？蛻敉ㄟ^ ACSI，由專用通信服務映射（SCSM）映射到所采用的具體協(xié)議棧，例如制造報文規(guī)范（MMS）等。IEC 61850 標準使用 ACSI和 SCSM技術，解決了標準的穩(wěn)定性與未來網(wǎng)絡技術發(fā)展之間的矛盾，即當網(wǎng)絡技術發(fā)展時只要改動 SCSM，而不需要修改 ACSI。

IEC61850提出了一種公共的通信標準，通過對設備的一系列規(guī)范化，使其形成一個規(guī)范的輸出，實現(xiàn)系統(tǒng)的無縫連接。

IEC61850標準是基于通用網(wǎng)絡通信平臺的變電站自動化系統(tǒng)唯一國際標準，它是由國際電工委員會第57技術委員會(IECTC57)的 3個工作組10,11,12(WG10/11/12)負責制定的。

此標準參考和吸收了已有的許多相關標準,其中主要有:IEC870-5-101遠動通信協(xié)議標準; IEC870-5-103繼電保護信息接口標準; UCA2.0(Utility Communication Architecture2.0)(由美國電科院制定的變電站和饋線設備通信協(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、過程層。

在站控層和間隔層之間的網(wǎng)絡采用抽象通信服務接口映射到制造報文規(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)。在間隔層和過程層之間的網(wǎng)絡采用單點向多點的單向傳輸以太網(wǎng)。變電站內的智能電子設備(IED,測控單元和繼電保護)均采用統(tǒng)一的協(xié)議,通過網(wǎng)絡進行信息交換。

IEC61850的特點是1)面向對象建模; 2)抽象通信服務接口; 3)面向實時的服務; 4)配置語言; 5)整個電力系統(tǒng)統(tǒng)一建模。

IEC61850建模了大多數(shù)公共實際設備和設備組件。這些模型定義了公共數(shù)據(jù)格式、標識符、行為和控制,例如變電站和饋線設備(諸如斷路器、電壓調節(jié)器和繼電保護等)。自我描述能顯著降低數(shù)據(jù)管理費用、簡化數(shù)據(jù)維護、減少由于配置錯誤而引起的系統(tǒng)停機時間。IEC61850作為制定電力系統(tǒng)遠動無縫通信系統(tǒng)基礎能大幅度改善信息技術和自動化技術的設備數(shù)據(jù)集成,減少工程量、現(xiàn)場驗收、運行、監(jiān)視、診斷和維護等費用,節(jié)約大量時間,增加了自動化系統(tǒng)使用期間的靈活性。它解決了變電站自動化系統(tǒng)產(chǎn)品的互操作性和協(xié)議轉換問題。采用該標準還可使變電站自動化設備具有自描述、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，降低了變電站自動化系統(tǒng)的工程費用。在我國采用該標準系列將大大提高變電站自動化系統(tǒng)的技術水平、提高變電站自動化系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行水平、節(jié)約開發(fā)驗收維護的人力物力、實現(xiàn)完全的互操作性。

IEC61850系列標準共包含10個部分(IEC61850對應我們電力行業(yè)標準編號DL/T860)：

IEC6l 850-1(DL/T860.1)基本原則；

IEC61850-2(DL/T860.2)術語；

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)變電站自動化系統(tǒng)結構語言；

IEC61850-7-1(DL/T860.71)變電站和饋線設備的基本通信結構一一原理和模式；

IEC61850-7-2(DL/T860.72)變電站和饋線設備的基本通信結構一一抽象通信服務接口（ACSI：Abstract Communication service interface)；

IEC61850-7-3(DL/T860.73)變電站和饋線設備的基本通信結構一一公共數(shù)據(jù)級別和屬性；

IEC61850-7-4(DL/T860.74)變電站和饋線設備的基本通信結構一一兼容的邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)對象（DO：Data 0bject)尋址；

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

IEC61850一9-1(DL/T860.91)特殊通信服務映射：間隔層和過程層內以及間隔層和過程層之間通信的映射，單向多路點對點串行鏈路上的采樣值；

IEC61850一9-2(DL/T860.92)特殊通信服務映射：間隔層和過程層內以及間隔層和過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) 一致性測試。

IEC61850標準具有很多優(yōu)勢：

1. 它對變電站內IED(智能電子設備)間的通信進行分類和分析，定義了變電站裝置間和變電站對外通信的10種類型，針對這10種通信需求進行分類和甄別。

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

3. 建立裝置的數(shù)字化模型，理順功能、IED、LD（邏輯設備）、LN（邏輯節(jié)點）概念的關系和隸屬。統(tǒng)一功能和裝置實現(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），使得各個變電站盡管在電壓等級、供電范圍、一次接線方式等等不盡相同的情況下，依然能夠建立起一個統(tǒng)一格式、統(tǒng)一實現(xiàn)方式、各個廠商通用的變電站配置。

5. 首次提出過程層概念和解決方案，使得電子式互感器的得以推廣和應用。

智能電網(wǎng)要求實現(xiàn)信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺模型，以實現(xiàn)電網(wǎng)內設備和系統(tǒng)的互操作。IEC61850標準已經(jīng)成為未來智能電網(wǎng)領域的主要標準之一。

1. 新能源發(fā)電的監(jiān)控和集成

2. 對變電站信息化和智能化的支撐

3. 向配用電領域的拓展

4. 構建電力企業(yè)的無縫通信體系

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

2017年3月1日，《繼電保護 IEC 61850 工程應用模型》實施。

內容介紹

《IEC61850在變電站中的工程應用》以IEC 61850技術為主線，全書總體結構清晰、層次分明，既有理論依據(jù)，又密切結合生產(chǎn)實際，深入淺出。首先介紹了IEC 61850標準在變電站工程應用中所涉及的相關知識；然后從實際工程應用的角度，闡述了工程設計、工程調試和驗收、運行、工程應用實例等內容；最后對IEC 61850標準進行了思考和展望。

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

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 抽象通信服務接口

第五章 特定通信服務映射

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 通信協(xié)議棧

第三節(jié) SCSM特定服務映射到MMS

第六章 變電站配置語言

第七章 MMS服務及報文解析

第一節(jié) MMS報文映射

第二節(jié) MMS報文結構

第三節(jié) MMS報文抓取方法

第四節(jié) MMS報文實例分析

第八章 GOOSE服務及報文解析

第九章 SV服務及報文解析

附錄A 邏輯節(jié)點分類

附錄B 數(shù)據(jù)名定義及描述

參考文獻|