IEC61850.doc

1、IEC 61850当 前 电 力 系 统 中 ， 对 变 电 站 自 动 化 的 要 求 越 来 越 高 ， 为 方 便 变 电 站 中 各 种 IED的 管 理 以 及 设 备 间 的 互 联 ，就 需 要 一 种 通 用 的 通 信 方 式 来 实 现 。 IEC61850 提 出 了 一 种 公 共 的 通 信 标 准 ， 通过 对 设 备 的 一 系 列 规 范 化 ，使 其 形 成 一 个 规 范 的 输 出 ， 实 现 系 统 的 无 缝 连 接 。IEC61850 标 准 是 基 于 通 用 网 络 通 信 平 台 的 变 电 站 自 动 化 系 统 唯 一 国 际 标 准 ，

2、它 是由 国 际 电 工 委 员 会 第 57 技 术 委 员 会 (IECTC57)的 3 个 工 作 组 10,11,12(WG10/11/12)负 责 制 定 的 。 此 标 准 参 考 和 吸 收 了 已 有 的 许 多 相 关 标 准 ,其 中 主 要 有 :IEC870-5-101远 动 通 信 协 议 标 准 ;IEC870-5-103 继 电 保 护 信 息 接 口 标 准 ;UCA2.0(Utility Communication Architecture2.0)(由 美 国 电 科 院 制 定 的 变 电 站 和 馈 线 设 备 通 信 协 议 体 系 ); ISO/IEC

3、9506 制 造 商 信 息 规 范 MMS(Manufacturing Message Specification)。 变 电 站 通信 体 系 IEC61850 将 变 电 站 通 信 体 系 分 为 3 层 :变 电 站 层 、 间 隔 层 、 过 程 层 。 在 变 电 站层 和 间 隔 层 之 间 的 网 络 采 用 抽 象 通 信 服 务 接 口 映 射 到 制 造 报 文 规 范 (MMS)、 传 输 控制 协 议 /网 际 协 议 (TCP/IP)以 太 网 或 光 纤 网 。 在 间 隔 层 和 过 程 层 之 间 的 网 络 采 用 单 点 向多 点 的 单 向 传 输 以

4、 太 网 。 变 电 站 内 的 智 能 电 子 设 备 (IED,测 控 单 元 和 继 电 保 护 )均 采 用统 一 的 协 议 ,通 过 网 络 进 行 信 息 交 换 。 IEC61850 的 特 点 是 1)面 向 对 象 建 模 ; 2)抽 象 通信 服 务 接 口 ; 3)面 向 实 时 的 服 务 ; 4)配 置 语 言 ; 5)整 个 电 力 系 统 统 一 建 模 。 IEC61850建 模 了 大 多 数 公 共 实 际 设 备 和 设 备 组 件 。 这 些 模 型 定 义 了 公 共 数 据 格 式 、 标 识 符 、 行 为和 控 制 ,例 如 变 电 站 和 馈

5、 线 设 备 (诸 如 断 路 器 、 电 压 调 节 器 和 继 电 保 护 等 )。 自 我 描 述能 显 著 降 低 数 据 管 理 费 用 、 简 化 数 据 维 护 、 减 少 由 于 配 置 错 误 而 引 起 的 系 统 停 机 时 间 。IEC61850 作 为 制 定 电 力 系 统 远 动 无 缝 通 信 系 统 基 础 能 大 幅 度 改 善 信 息 技 术 和 自 动 化 技术 的 设 备 数 据 集 成 ,减 少 工 程 量 、 现 场 验 收 、 运 行 、 监 视 、 诊 断 和 维 护 等 费 用 ,节 约 大量 时 间 ,增 加 了 自 动 化 系 统 使 用

6、 期 间 的 灵 活 性 。 它 解 决 了 变 电 站 自 动 化 系 统 产 品 的 互 操作 性 和 协 议 转 换 问 题 。 采 用 该 标 准 还 可 使 变 电 站 自 动 化 设 备 具 有 自 描 述 、 自 诊 断 和 即 插即 用 （ Plug and Play） 的 特 性 ， 极 大 的 方 便 了 系 统 的 集 成 ， 降 低 了 变 电 站 自 动 化 系 统的 工 程 费 用 。 在 我 国 采 用 该 标 准 系 列 将 大 大 提 高 变 电 站 自 动 化 系 统 的 技 术 水 平 、 提 高 变电 站 自 动 化 系 统 安 全 稳 定 运 行 水

7、平 、 节 约 开 发 验 收 维 护 的 人 力 物 力 、 实 现 完 全 的 互 操 作性 。IEC 61850 标 准 特 点IEC 61850 标 准 是 由 国 际 电 工 委 员 会 (International Electro technical Commission)第 57 技 术 委 员 会 于 2004 年 颁 布 的 、 应 用 于 变 电 站 通 信 网 络 和 系 统 的 国 际 标 准 。作 为 基 于 网 络 通 讯 平 台 的 变 电 站 唯 一 的 国 际 标 准 ， IEC61850 标 准 吸 收 了 IEC60870系 列 标 准 和 UCA 的 经

8、 验 ， 同 时 吸 收 了 很 多 先 进 的 技 术 ， 对 保 护 和 控 制 等 自 动 化 产 品 和变 电 站 自 动 化 系 统 （ SAS） 的 设 计 产 生 深 刻 的 影 响 。 它 将 不 仅 应 用 在 变 电 站 内 ， 而 且将 运 用 于 变 电 站 与 调 度 中 心 之 间 以 及 各 级 调 度 中 心 之 间 。 国 内 外 各 大 电 力 公 司 、 研 究 机构 都 在 积 极 调 整 产 品 研 发 方 向 ， 力 图 和 新 的 国 际 标 准 接 轨 ， 以 适 应 未 来 的 发 展 方 向 。IEC 61850 系 列 标 准 共 10 大

9、 类 、 14 个 标 准 ， 具 体 名 称 不 在 这 里 赘 述 ， 读 者 可 以很 容 易 在 网 络 上 查 找 到 ， 以 下 主 要 介 绍 一 下 IEC 61850 的 特 点 。 定 义 了 变 电 站 的 信 息 分 层 结 构 变 电 站 通 信 网 络 和 系 统 协 议 IEC 61850 标 准 草 案 提 出 了 变 电 站 内 信 息 分 层 的 概念 ， 将 变 电 站 的 通 信 体 系 分 为 3 个 层 次 ， 即 变 电 站 层 、 间 隔 层 和 过 程 层 ， 并 且 定 义了 层 和 层 之 间 的 通 信 接 口 。 采 用 了 面 向 对

10、 象 的 数 据 建 模 技 术 IEC 61850 标 准 采 用 面 向 对 象 的 建 模 技 术 ， 定 义 了 基 于 客 户 机 /服 务 器 结 构 数 据模 型 。 每 个 IED 包 含 一 个 或 多 个 服 务 器 ， 每 个 服 务 器 本 身 又 包 含 一 个 或 多 个 逻 辑 设 备。 逻 辑 设 备 包 含 逻 辑 节 点 ， 逻 辑 节 点 包 含 数 据 对 象 。 数 据 对 象 则 是 由 数 据 属 性 构 成 的 公用 数 据 类 的 命 名 实 例 。 从 通 信 而 言 ， IED 同 时 也 扮 演 客 户 的 角 色 。 任 何 一 个 客

11、 户 可 通过 抽 象 通 信 服 务 接 口 （ ACSI） 和 服 务 器 通 信 可 访 问 数 据 对 象 。 数 据 自 描 述 该 标 准 定 义 了 采 用 设 备 名 、 逻 辑 节 点 名 、 实 例 编 号 和 数 据 类 名 建 立 对 象 名 的 命 名 规则 ； 采 用 面 向 对 象 的 方 法 ， 定 义 了 对 象 之 间 的 通 信 服 务 ， 比 如 ， 获 取 和 设 定 对 象 值 的 通信 服 务 ， 取 得 对 象 名 列 表 的 通 信 服 务 ， 获 得 数 据 对 象 值 列 表 的 服 务 等 。 面 向 对 象 的 数 据自 描 述 在 数

12、 据 源 就 对 数 据 本 身 进 行 自 我 描 述 ， 传 输 到 接 收 方 的 数 据 都 带 有 自 我 说 明 ， 不需 要 再 对 数 据 进 行 工 程 物 理 量 对 应 、 标 度 转 换 等 工 作 。 由 于 数 据 本 身 带 有 说 明 ， 所 以 传输 时 可 以 不 受 预 先 定 义 限 制 ， 简 化 了 对 数 据 的 管 理 和 维 护 工 作 。 . 网 络 独 立 性 IEC 61850 标 准 总 结 了 变 电 站 内 信 息 传 输 所 必 需 的 通 信 服 务 ， 设 计 了 独 立 于 所 采用 网 络 和 应 用 层 协 议 的 抽

13、象 通 信 服 务 接 口 （ ASCI） 。 在 IEC61850-7-2 中 ， 建 立 了标 准 兼 容 服 务 器 所 必 须 提 供 的 通 信 服 务 的 模 型 ， 包 括 服 务 器 模 型 、 逻 辑 设 备 模 型 、 逻 辑节 点 模 型 、 数 据 模 型 和 数 据 集 模 型 。 客 户 通 过 ACSI， 由 专 用 通 信 服 务 映 射 （ SCSM） 映 射 到 所 采 用 的 具 体 协 议 栈 ， 例 如 制 造 报 文 规 范 （ MMS） 等 。 IEC 61850 标 准 使用 ACSI 和 SCSM 技 术 ， 解 决 了 标 准 的 稳 定 性 与 未 来 网 络 技 术 发 展 之 间 的 矛 盾 ， 即 当网 络 技 术 发 展 时 只 要 改 动 SCSM， 而 不 需 要 修 改 ACSI。