信息与通信IEC系列标准简介

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,信息与通信IEC系列标准简介,目 录,什么是,IEC 61850,内容简介及理解,工程应用,什么是,IEC 61850?,IEC 61850系列标准的全称是变电站通信网络和系统(Communication Networks and Systems in Substations)，它标准了变电站内智能电子设备IED之间的通信行为和相关的系统要求,IEC 61850系列标准是由国际电工委员会第57技术委员会(IEC TC57)从1995年开场制订的,目前，IEC61850共14个部份已经全部通过为国际标准。我国的标准化委员会对61850系列标准进展了同步的跟踪和翻译工作,IEC 61850系列标准吸收了多种国际最先进的新技术，并且大量引用了目前正在使用的多个领域内的其它国际标准作为61850系列标准的一局部。所以它是一个十分庞大的标准体系，而不仅仅是一个通信协议标准,IEC 61850看起来很像又一新的协议。其实它不是。确切地说，它是一种新的变电站自动化的方法，一种影响工程、维护、运行和电力行业组织的新方法,它采用面向对象的建模技术，面向未来通讯的可扩展架构，来实现“一个世界，一种技术，一个标准的目标,什么是,IEC 61850?,标准的特点,开放性：,全部通信协议集将基于已有的IEC/IEEE/ISO/ OSI可用,的通信标准的根底上;不考虑具体实现,先进性：,采用ACSI、SCSM、OO的技术,采用抽象的MMS作为应用层协议,自我描述,在线读取/修改参数和配置,采用XML语言来描述变电站的配置,完整性：,适用对象几乎包容了变电站内所有IED，例如：,常规的测控装置、保护装置、RTU、站级计算机、,可选的同期、VQC装置,未来可能广泛使用的数字式一次设备如PT、CT、开关,以往的设计对象是优化, 带宽, 硬件资源CPU性能、存储需求,今天的趋势,61850,产生于技术的变迁,带宽本钱,硬件本钱,集成本钱,1,从规约角度分析,通信接口:串行口,现场总线,以太网,通信传输规约:多!,为标准远动系统中的通信系统，IEC于1990年至2002年制订IEC60870系列标准远动设备及系统:变电站与控制中心通信的101、104规约和保护与监控系统通信的103规约,由于没有标准，不可能进展一致性测试，厂家间就算提供了规约，也无法保证其实现与规约的一致性，一切只能现场见或事先在实验室联调,厂家在技术水平、经历、理解等各方面有差异,个性扩展,产品互操作性问题日益突出,工程费用增加,成为变电站自动化行业开展的巨大障碍,1,从规约角度分析,DNP,四方,103,MODBUS,PROFIBUS,CDT,60870-5-103,南自,103,网络,103,1,从规约角度分析,1,从规约角度分析,2,从信息模型角度分析,按点号数据含义不明,2,从信息模型角度分析,按点号数据之间无关联,对象模型,点模型,组态的内容各不一样，组态的结果互不通用，组态信息的交流通过书面方式，易出错,IEC61850的优点不是表达在设备的价格上,而是在设备的长期使用上,3,从组态及工程角度分析,1.,对制造厂非常有利,IEC61850,带来什么好处,可以防止劳民伤财的协议转换工作;,采用对象建模技术，面向设备建模和自我描述，采用配置语言，在信息源定义数据和数据属性，传输采样测量值等技术,在组态、配置和维护工作上,节省了大量开支;,将来会有越来越多的智能设备(电能质量、同步相量、设备诊断等)集成到系统中，无缝数据集成和共享信息节省了大量开支,用户可选择最好的产品,不必担忧互联,互换,能大幅度改善设备集成，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期间的灵活性。, 提供了变电站通信网络和系统总体要求、系统和工程管理、一致性测试等,2.,对用户非常有利,IEC61850,带来什么好处,标准制定的主要目的,互操作性,为不同厂家的设备互联提供互操作性,即不同制造,厂家提供的智能设备可交换信息和使用这些信息,执行特定功能,自由配置,满足变电站自动化系统SAS功能和性能的要,求；可灵活配置，将功能自由分配到装置中，支,持用户集中式如RTU和分散式系统的各种要求,长期稳定性,支持未来的技术开展，因为它可兼容主流通讯技,术而开展，并可伴随系统需求而进化,互换性,互换性是指可用同一厂家或不同厂家的装置相互替换。互换装置具有一样的通信接口且至少提供一样功能，并且互换对系统的其它局部没有影响。相比目前自动化系统,IEC61850为互换性提供有利的条件,一样的通信接口。,标准制定的主要目的,二 内容简介,61850(1-5),61850-6,61850-7,61850-8,61850-9,61850-10,61850-1,介绍和概述,该标准介绍了整个,61850,系列标准的制定目的、历史沿革，对,61850,的其它标准的核心内容作了一个提炼并加以介绍，对以后的标准中涉及的核心概念作了初步的阐述,IEC61850,变电站架构,IEC61850,变电站架构,IEC61850,变电站架构,61850-2,术语,该标准搜集了整个61850系列标准所涉及的术语解释、缩写名词定,义、标准性引用文件。术语定义有157条：,抽象通信效劳接口 abstract communication service interface,间隔 bay,一致性测试 conformance test,通用面向变电站事件对象 generic object oriented substation event,互操作性 interoperability,互换性 interchangeability,逻辑节点 logical node,合并单元 merging unit,报告 report,自我描述 self-description,效劳器 server,特定通信效劳映射 specific communication service mapping,6180-3,总体要求,该标准从质量要求、环境条件、供电条件三个方面对,SAS系统的性能进展了标准。,该标准主要标准了SAS的参数化、文档化等工程管理要求,SAS及其IED始于研发阶段直至停产和退出运行的生命周期内的质量管理,SAS的质量保证，重点是试验设备、试验内容，如系统测试、型式试验、例行试验、一致性测试、FAT、SAT等,61850-4 系统和工程管理,详细阐述了功能、逻辑节点和通信信息片三个概念以及三者的相互关系。,对不同等级的变电站内的不同种类的通信报文的通信时间提出了要求，以及如何验证整个系统的通信性能要求,61850-5,：,功能通信要求和装置模型,逻辑节点组类型,个数,保护功能逻辑节点组（,P,）,28,保护相关功能逻辑节点组,(R),10,控制逻辑节点组,(C),5,通用引用逻辑节点组,(G),3,接口和存档逻辑节点组,(I),4,自动控制逻辑节点组,(A),4,计量和测量逻辑节点组,(M),8,传感器监视逻辑节点组,(S),4,开关设备相关逻辑节点组,(X),2,仪用互感器逻辑节点组,(T),2,电力变压器逻辑节点组,(Y),3,其它电力设备逻辑节点组,(Z),15,系统逻辑节点组,(L),3,逻辑节点组类型,功能分解,开关控制、联锁、同步检查、自动重合闸、继电保护的逻辑节点交互,三 内容简介及理解,61850(1-5),61850-6,61850-7,61850-8,61850-9,61850-10,61850-6：变电站自动化系统配置描述语言,该标准描述了基于的变电站自动化系统配置 SCL 语言的语法，并在附录中提供了模式文档定义SCHEMA文件的文本，并给出了一个不完整的变电站的SCL文件的实例,内容概述,变电站配置描述语言,SCL,XML,语言,变电站配置文件,IEC61850,模型,XML,从HTML开展而来，1998年W3C标准化,可扩展标记式语言,广泛应用于各行各业,XML SCHEMA技术,SCL,定义一个国际通用的对象模型,定义一套适用于该模型的XML标签,定义了配置文件的构造,用8个SCHEMA文件实现定义和校验,S,CL-,对象模型,SCL SCHEMA,文件,SSD,: System Specification Description.,XML description of the entire system.,SCD,: Substation Configuration Description.,XML description of a single substation,.,ICD,: IED Capability Description.,XML description of items supported by an IED.,CID,: Configured IED Description.,XML configuration for a specific IED.,SCL,文件类型,SSD,系统图组态工具,装置模板组态工具,ICD,系统组态工具,SCD,装置实例组态工具,IEC61850,装置,CID,全站系统配置文件,一次系统配置文件,装置模板配置文件,装置实例配置文件,工程配置图,.ICD,配置文件,IED Capability Description,和装置类型关联的预定义装置模板配置,配置内容,1. LD、LN、DO、DA定义及LN类型模板的定义,2. 数据集dataset定义,3. 控制块的配置如brcb、urcb、sgcb、lcb等定义,文件构造,1. 有且只有一个IED元素，且名称必须为TEMPLATE,2. 可以有Substation，名称必须为TEMPLATE,3. 可以有Communication元素,4. 包括DataTypeTemplates定义,.SSD,配置文件,System Specification Description,变电站一次系统模型的配置,配置内容,1. 系统一次主接线图定义变压器、电压等级、间隔、设备、拓扑连接等等,2. 模型对象对应的功能LN类型的定义,文件构造,1. 包括Substation，数据类型模板，逻辑节点类型定义,2. 逻辑节点未分配到IED，iedName必须为None,.SCD,配置文件,Substation configuration description,描述全站所有配置的文件,配置内容,1. 一次系统模型,2. 通信网络配置,3. 所有装置的实例配置,4. 一次系统对象的LN绑定,5. GOOSE配置,文件构造,包含SCL文件的完整构造，包括HEAD、一个 Communication元素，一个Substation元素，N个IED元素，一个DataTypeTemplates元素,.CID,配置文件,Configured IED Description,装置实例化的配置定义,配置内容,1. IED实际通信地址,2. 和ICD类似但数据全部是实例名定义,3. GOOSE的相关配置,文件构造与ICD文件一致,文件可压缩处理，推荐格式RFC 1952定义的GZIP格式,61850-7,根本信息模型,效劳模型,61850-7：变电站和馈线设备的根本通信构造,61850-7-1 原理和模型,分别从应用、设备、通信的观点为对象建模，模型分别是逻辑节点及数据、逻辑设备/物理设备、客户/效劳器，另外简要介绍了61850-7-2，-3，-4的内容及相互关系,61850-7-2 抽象通信效劳接口(ACSI),61850-7-3 公共数据类,61850-7-4 兼容的逻辑节点类和数据类,61850-7-2，-3，-4，它详尽的描述了各种对象模型的数据类和效劳，是61850-8和-9的前提和根底,内容概述,数据模型和信息交换,IED,智能电子设备,具有可访问,的数据模型,WHAT,交换什么,IEC 61850-7-3,IEC 61850-7-4,HOW,怎么交换,IEC 61850-7-2,请求,响应,事件,概述,效劳模型,根本信息模型,逻辑节点(Logical Node),逻辑设备(Logical Deivce),效劳器(Server),逻辑节点,逻辑设备,1、逻辑设备主要由逻辑节点和附加效劳组成(例如GOOSE、采样值交换、定值组),效劳器,层次关系,建模实例,IEC61850,分析总结了变电站自动化系统的功能需求，并将功能分解为最小单位逻辑节点,建模是厂家选择多个相关逻辑节点，实现自己产品,(,系统、装置,),的功能,建模也可以是设计人员针对变电站要实现的功能，而对整个变电站自动化系统和每个装置选择相关的逻辑节点,数据模型,XCBR,断路器,XSWI,隔离开关,TCTR,电流互感器,TVTR,电压互感器,SIMG,绝缘介质监视,CSWI,开关控制器,PTOC,带时限过电流,PTRC,保护跳闸条件,建模实例,谢谢！,