IEC61850实现

IEC61850技术实现,内容提要,IEC61850,简介,IEC61850,建模技术,站控层技术实现,过程层技术实现,小结,1. IEC61850简介,1.1 背景,SAS发展到现阶段必须解决,互操作,问题。,IEC TC57 用10年时间，为SAS的网络和系统制定了国际统一的标准。,中国等同引用该标准-DL860/T。,1. IEC61850简介,1.2 IEC61850是什么？,定义了通信的两个重要内容：,传递什么？,如何传递？,定义了设备和变电站的配置；,面向未来，通信协议可选择；,对自动化设备协同工作的方式进行了发展；,具有通用性，可应用于其他领域；,是,一套技术体系,，而不仅仅是通信协议。,1. IEC61850简介,1.3 制定IEC61850的目的,互操作性,不同厂家的,IED,之间能够交换信息并能够利用交换的信息完成各自的功能。,自由配置,能够支持不同的设计理念，允许功能的自由分配。,长期稳定性,面向未来发展，既能够适应通信技术的快速发展，又能满足电力系统需求长期的稳定性。,1. IEC61850简介,1.4 互操作性如何获得？,数据模型,服务模型,协议,物理网络,工程数据交换,一致性测试,1. IEC61850简介,1.5 变与不变,不改变变电站的功能,不改变设备的功能,提供了一个更加简单的观察视角,具有互操作性,可以降低系统成本,1. IEC61850简介,1.6 IEC61850文件构成,目前有,14,个部分，分为,6,类：,系统级别,IEC61850-1,介绍和概述,IEC61850-2,术语,IEC61850-3,通用需求,IEC61850-4,系统和项目管理,IEC61850-5,功能和设备模型的通信需求,1. IEC61850简介,1.6 IEC61850文件构成,数据模型,IEC61850-7-4,逻辑节点和数据类,IEC61850-7-3,通用数据类,抽象通信服务,IEC61850-7-1,原理和模型,IEC61850-7-2,抽象通信服务（,ACSI,）,1. IEC61850简介,1.6 IEC61850文件构成,映射到实际的通信网络（,SCSM,）,IEC61850-8-1,映射到,MMS,和,ISO/IEC8802-3,IEC61850-9-1,通过单方向点对点传输采样值,IEC61850-9-2,通过,ISO/IEC8802-3,传输采样值,配置,IEC61850-6,变电站,IED,的配置语言,测试,IEC61850-10,一致性测试,1. IEC61850简介,1.7 SAS接口模型,IF1：间隔层和站层之间交换保护数据,IF2：间隔层和远方保护之间交换保护数据,IF3：间隔层之间交换数据如保护和控制设备间,IF4：间隔层和过程层之间交换采样数据,IF5：间隔层和过程层之间交换控制数据,IF6：间隔层和站层之间交换控制数据,IF7：站层和远方工程师之间交换数据,IF8：间隔层之间直接快速交换数据，如联锁,IF9：站层之间交换数据,IF10：站层和远方控制中心之间交换数据,远方控制中心,技术服务,7,功能A,功能B,9,变电站层,3,控制,继电保护,3,控制,继电保护,8,1,6,1,6,间隔层,传感器,操作机构,过程层接口,过程层,高压设备,4,5,4,5,10,1. IEC61850简介,1.8 IEC61850的数据层次,1. IEC61850简介,1.9 IEC61850的特点,用面向对象建模,分层、分布体系来描述变电站自动化系统,功能与具体通信网络分离，具有稳定性。,特殊通信服务映射SCSM技术，与具体底层网络协议一一对应，具有良好的开放性。,具有良好的互操作性,1. IEC61850简介,1.10 IEC61850的网络构成,间隔层及以上部分,间隔层IED之间、间隔层IED与变电站层设备之间的通信。,使用以太网。运行TCP/IP以及IEC61850-7、-8协议。,间隔层以下（过程层）,过程层与间隔层中继电保护、测量控制单元等IED的通信。,以太网技术,是IEC61850目前的选择。,1. IEC61850简介,1.11 对IEC61850的评价,优点,可以实现互操作。,缺点,使用了大量新技术，与传统技术差异比较大，实现难度大，对平台的要求也高。,2. IEC61850建模技术,2.1和传统协议的差别,现有协议都是面向信号的，是线性的点，以点号来识别，自描述性比较差，需要双方事先约定；,IEC61850使用得了面向对象建模技术，数据模型具有,自描述能力,，通信双方不需要事先约定；,2. IEC61850建模技术,2.2 建模抽象,2. IEC61850建模技术,2.3 建模方法,Physical Device,(network address),Logical Device,(e.g. Relay1),MMXU1,MMXU2,MX,MX,A,V,Logical Nodes,Functional Constraint,“,MMXU2$MX$A,” =,Feeder #2 Current Measurements,2. IEC61850建模技术,2.4 关键字,功能：变电站自动化系统执行的任务。如：距离保护，联锁，报警管理等。,逻辑设备（LD）：一种虚拟设备，聚合逻辑节点和数据。物理设备可以包含一个或多个LD。,逻辑节点（LN）：用来描述系统功能的基本单位，是数据对象的容器，可以任意分配到IED，每个逻辑节点和内部的数据都有具体的语义，并通过他们的服务与外部进行交互。,2. IEC61850建模技术,2.5 功能-LD-LN的关系,功能：变电站自动化系统执行的任务,LN,：用来交换数据的功能的最小单位,LD,：一种虚拟设备，聚合逻辑节点和数据。物理设备可以包含一个或多个,LD,2. IEC61850建模技术,2.6 建模的两种思路,内外一致的建模方案。,代表厂家ABB,缺点：配置复杂,外部包装的建模方法。,代表厂家国内四大家,缺点：技术落后？,工程化比较成功,2. IEC61850建模技术,2.7小结,对建模的重要性认识不够,前一阶段关注于基本61850实现,工作才刚刚开始,真正和应用关联,直接决定工程实施工作量,需要专业知识和现场经验支撑,应用到其他领域,3、站控层技术实现,3.1 内容,MMS,采用SISCO公司开发包,间隔间连锁-GOOSE,采用SISCO公司开发包,自主开发,站控层技术已经成熟，用户和厂家认识已经达成一致,3、站控层技术实现,3.2 发展方向,自主知识产权,开发MMS-？,轻型化,目标降低成本,MMS的组件开发,1、过程层技术实现,4.1 内容,网络结构,点对点方案,交换机组网方案,SMV,正在探索中,Goose,基本达成一致认识,对时,4、过程层技术实现,4.2 网络结构,交换机组网方案,交换机的可靠性？,中高压VS低压,点对点方案,可靠性,连接复杂、配置复杂,信息不能共享,可扩展性差,4、过程层技术实现,4.3 过程层Goose,实现方法,SISCO库,自主开发,组网方案,网络方案,点对点,4、过程层技术实现,4.4 SMV,实现方法,CPU/DSP,CPU/FPGA,同步VS非同步,组网方案,网络方案,点对点,4、过程层技术实现,4.5 对时,B码,1588,4、过程层技术实现,4.6 装置就地化,防护等级,IP67 VS IP54,检修方法,装置就地化后的检修方案,5、小结,5.1 内容,站控层技术已经基本成熟,IEC61850过程层技术在变电站的应用,智能电网热点,5、小结,5.2 站控层技术,站控层技术已经基本成熟,MMS主流厂家已经成熟,厂家和用户认识达成一致,目前用户关注应用功能的标准化,如何处理原有装置,协议转换主流厂家不做,费力不讨好,5、小结,5.3,IEC61850过程层技术在变电站的应用,安全第一,用户保守必须保守,囯网方案,一种妥协方案，非建设性方案,和目前综自站的优势？,电力系统（变电站）太封闭了,智能一次设备,5、小结,5.4 智能电网热点,计量,配电,输电,