數(shù)字化變電站理論篇-IEC61850規(guī)約應用

1、 - 1 -數(shù)字化變電站理論篇IEC61850 規(guī)約應用V1.00工程服務中心內(nèi)部培訓資料 - 2 -一、一、 IEC61850IEC61850 系列變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)實施標準概述系列變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)實施標準概述.- 1 -1.IEC 61850 涵蓋的實施規(guī)范 .- 1 -2.抽象通訊服務與實際通訊服務.- 2 -3.數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu).- 2 -二、二、 IEC61850IEC61850 裝置模型及建模介紹裝置模型及建模介紹.- 4 -1.什么是模型（MODEL）.- 4 -2.什么是 ICD 模型文件.- 4 -3.什么是 CID 文件.- 4 -4.FCD 與 FCD

2、A 的區(qū)別.- 4 -5.ICD 模型文件結(jié)構(gòu).- 5 -5.1. .- 5 -5.2. .- 5 -5.3. .- 6 -5.4. .- 9 -三、三、 IEC61850IEC61850 第第 7-17-1 部分基本通訊結(jié)構(gòu)的原理、模型說明及分析部分基本通訊結(jié)構(gòu)的原理、模型說明及分析 .- 10 -1.標準概述 .- 10 -2.如何建模 .- 10 -3.建模實例 .- 11 -3.1. 對象模型.- 11 -3.2. 服務器模型.- 12 -3.3. SCL 對象模型.- 13 -4.命名空間 .- 13 -四、四、 IEC61850IEC61850 第第 7-27-2 部分抽象通訊服務

3、接口（部分抽象通訊服務接口（ACSIACSI）說明及分析：）說明及分析：.- 14 -1.抽象通訊服務 .- 14 -2.客戶/服務器（CLIENT /SERVER）通信框架的服務.- 14 -3.MMS 對象及服務.- 15 -4.服務錯誤類型 .- 16 -5.ACSI 到 MMS 的數(shù)據(jù)類型映射.- 16 -6.TIMEQUALITY DEFINITION（時標品質(zhì)定義）.- 17 -7.TRIGGERCONDITIONS（觸發(fā)條件）.- 18 -8.FUNCTIONAL CONSTRAINTS（功能約束）.- 19 -9.IEC 61850 中的控制.- 20 -5.1. 遙控類型介紹

4、.- 20 -5.2. ACSI 中控制服務所定義的參數(shù).- 21 -5.3. ACSI 中的集中控制服務定義.- 23 -5.4. 知識穿插.- 28 -10.報告模型.- 28 -五、五、 IEC61850IEC61850 第第 7-37-3 部分公用數(shù)據(jù)類說明及分析部分公用數(shù)據(jù)類說明及分析.- 29 -1.什么是公用數(shù)據(jù)類 CDC（COMMON DATA CLASS）.- 29 - - 3 -2.什么是數(shù)據(jù)屬性類型（DA TYPE） .- 29 -3.IEC61850 數(shù)據(jù)屬性類型（DA TYPE） .- 29 -3.1. Quality（品質(zhì)）.- 29 -3.2. Analogue

5、value（模擬量值）.- 30 -3.3. Configuration of analogue value（模擬量值的配置）.- 30 -3.4. Range configuration（范圍配置）.- 30 -3.5. Step position with transient indication（帶順變指示的步位置）.- 30 -3.6. Pulse configuration（脈沖配置）.- 30 -3.7. Originator（源發(fā)者）.- 31 -3.8. Unit definition（量綱定義）.- 31 -3.9. Vector definition（向量定義）.- 31

6、-3.10. Point definition（點定義）.- 32 -3.11. CtlModels definition（控制模式定義）.- 32 -3.12. SboClasses definition（選擇類定義）.- 32 -4.IEC61850 中的公用數(shù)據(jù)類 CDC（COMMON DATA CLASS）.- 32 -4.1. 狀態(tài)類.- 32 -4.2. 保護類.- 33 -4.3. 基本狀態(tài)類.- 34 -4.4. 基本測量類.- 36 -4.5. 基本可控狀態(tài)類.- 37 -4.6. 基本可控測量類.- 39 -4.7. 其他數(shù)據(jù)類.- 40 -六、六、 IEC61850IEC

7、61850 第第 7-47-4 部分兼容邏輯節(jié)點類、數(shù)據(jù)類說明及分析：部分兼容邏輯節(jié)點類、數(shù)據(jù)類說明及分析： .- 40 -七、七、 IEC61850IEC61850 第第 8-18-1 部分部分 MMSMMS 報文制造規(guī)范、模型說明及分析：報文制造規(guī)范、模型說明及分析： .- 41 -1 服務器類映射 .- 42 -2 邏輯設備類映射 .- 43 -3 邏輯節(jié)點類映射 .- 43 -4 邏輯節(jié)點索引映射.- 43 -5 基本數(shù)據(jù)屬性類型映射.- 43 -6 常用模型及服務映射.- 44 -八、八、 IEC61850IEC61850 第第 9-19-1 部分單向多路點對點串行采樣值說明及分析部

8、分單向多路點對點串行采樣值說明及分析 .- 45 -1 初識 9-1 采樣傳輸.- 45 -2 9-1 采樣傳輸應用.- 45 -九、九、 IEC61850IEC61850 第第 9-29-2 部分多路組網(wǎng)采樣值說明及分析部分多路組網(wǎng)采樣值說明及分析.- 48 -1 初識 9-2 標準 .- 48 -2 9-2 采樣值傳輸組網(wǎng).- 48 -2.1. 以太網(wǎng)類 PDU.- 49 -2.2. 應用協(xié)議數(shù)據(jù)單元 APDU.- 50 -2.3. 應用服務數(shù)據(jù)單元 ASDU.- 50 -2.4. 9-2 采樣值應用.- 50 - - 4 -十、十、 如何校驗模型如何校驗模型.- 52 -1 ICD 模型

9、的語法結(jié)構(gòu)校驗.- 52 -2 ICD 模型及 IED 的服務測試.- 53 -2.1. 讀模型.- 53 -2.2. 寫操作及報告.- 53 -2.3. SCD 工具檢測模板沖突.- 53 -2.4. 實例檢測及報告控制塊檢測.- 53 -2.5. GOOSE 實例檢測及連線.- 53 -2.6. 與監(jiān)控后臺聯(lián)調(diào).- 54 -十一、十一、 測試表格測試表格.- 54 -1 MMS、GOOSE 功能測試表格：.- 54 -1.1. MMS 互操作測試.- 54 -1.2. GOOSE 互操作測試.- 55 -1.3. SCD 工具測試.- 56 -1.4. 后臺功能測試：.- 56 - - 1

10、 -一、一、 IEC61850IEC61850 系列系列變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)實施標準變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)實施標準概述概述伴隨著現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡技術、通訊技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化二次設備的數(shù)據(jù)來源發(fā)生變化，正逐步的從傳統(tǒng)的模擬信號階段走向現(xiàn)代的數(shù)字信號階段，數(shù)字化變電站應運而生，而 IEC 61850 做為數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的國際標準，它規(guī)范了數(shù)據(jù)的命名、數(shù)據(jù)定義、設備行為、設備的自描述特征和通用配置語言等，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，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(zhuǎn)換問題 ，實現(xiàn)了系統(tǒng)的無縫連接 ，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

11、 。同傳統(tǒng)的 IEC 60870 系列標準相比，IEC 61850 是至今為止最為完善的變電站自動化標準，它不僅僅是一個單純的通信規(guī)約，而是整個數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的標準，它指導了變電站自動化系統(tǒng)的設計、開發(fā)、工程、維護等各個領域；不僅規(guī)范了保護、測控裝置的模型和通信接口，而且還定義了電子式互感器、智能式開關等一次設備的模型和通信接口；該標準通過對變電站自動化系統(tǒng)中的對象統(tǒng)一建模，采用面向?qū)ο蠹夹g和獨立于網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的抽象通信服務接口，增強了設備之間的互操作性，可以在不同廠家的設備之間實現(xiàn)無縫連接。在國內(nèi)采用 IEC 61850 標準的數(shù)字化變電站，可以大大提高變電站自動化系統(tǒng)的技術水平、安全穩(wěn)

12、定運行水平，實現(xiàn)減員增效、保護環(huán)境等，更實現(xiàn)了不同設備的完全互操作性。1.1. IECIEC 6185061850 涵蓋的實施規(guī)范涵蓋的實施規(guī)范數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 變電站和饋線設備的基本通信結(jié)構(gòu)7-4 兼容邏輯節(jié)點類和數(shù)據(jù)類7-3 公用數(shù)據(jù)類系統(tǒng)概貌系統(tǒng)概貌1 介紹和概述2 術語3 總體要求4 系統(tǒng)和項目管理5 功能的通信要求和設備模型配置配置6 變電站自動化系統(tǒng)配置描述語言抽象通信服務抽象通信服務 變電站和饋線設備的基本通信結(jié)構(gòu)7-2 抽象通信服務接口(ACSI)7-1 原理和模型 - 2 -測試測試10 一致性測試映射到實際通信網(wǎng)絡映射到實際通信網(wǎng)絡 8-1 映射到 MMS 和 ISO/IE

13、C8802-39-1 通過單向多路點對點串行通信鏈路采樣值 9-2 ISO8802-3 之上的采樣值2.抽象通訊服務與實際通訊服務抽象通訊服務與實際通訊服務為了較好的實現(xiàn)不同設備間的互操作性，IEC 61850 定義了抽象通訊服務接口，按照此服務接口建模的設備，即可較好實現(xiàn)互操作性。抽象通訊服務接口是面向語義服務結(jié)構(gòu)的接口模型，該模型用 XML 語言抽象化描述了設備的服務行為，并將服務的抽象和實現(xiàn)區(qū)分開，這就很有效的解決了服務雙方的通訊和協(xié)作問題，便于交互模型的重用。實際通訊服務具備很強的可實際操作性，可基于現(xiàn)有通訊網(wǎng)絡技術及網(wǎng)絡設備硬件，完成可靠的通訊傳輸，例如基于以太網(wǎng)的 TCP/IP 傳

14、輸。抽象通訊服務接口定義了高層模型，其具體實現(xiàn)需要映射到實際通訊服務，這就是常說的 ACSI 映射，IEC 61850 選用了 MMS（報文制造規(guī)范）作為其實現(xiàn)實際通訊服務的方法，在 8-1 中就詳細定義了 ACSI 到MMS 的映射，包含模型及服務的映射。3.數(shù)字化變電站自動化數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)在數(shù)字化變電站中，通訊網(wǎng)絡存在多種拓撲結(jié)構(gòu)，例如：總線型、星形、環(huán)形、樹形、網(wǎng)型等，工程中常用總線型或環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)。下面以表格形式對工程中常用的各種拓撲結(jié)構(gòu)的雙網(wǎng)的性能予以比較，如下表星形雙網(wǎng)雙重化的星形雙網(wǎng)環(huán)形雙網(wǎng)雙重化的環(huán)形雙網(wǎng)環(huán)形單網(wǎng)雙重化的環(huán)形單網(wǎng)安全性（交換機故障對變

15、電站安全的影響）報文正常傳輸、安全性不受影響報文正常傳輸、安全性不受影響報文正常傳輸、安全性不受影響報文正常傳輸、安全性不受影響大量保護失去，可能涉及兩套保護一套中大量保護失去 安全性（網(wǎng)絡風暴對變電站安全的影響）單網(wǎng)風暴無影響，雙網(wǎng)風暴影響兩套保護單網(wǎng)風暴無影響，雙網(wǎng)風暴影響一套保護單網(wǎng)風暴無影響，雙網(wǎng)風暴影響兩套保護單網(wǎng)風暴無影響，雙網(wǎng)風暴影響一套保護變電站保護完全失去一套保護完全失去 - 3 -網(wǎng)絡風暴形成不可能不可能可能可能可能可能報文可靠性（正常運行時的可靠性）高高高高低低主干網(wǎng)絡連接線故障對可靠性的影響不影響保護運行，報文可靠性下降不影響保護運行，報文可靠性下降無影響無影響無影響無

16、影響分支網(wǎng)絡連接線故障對可靠性的影響不影響保護運行，報文可靠性下降不影響保護運行，報文可靠性下降不影響保護運行，報文可靠性下降不影響保護運行，報文可靠性下降保護功能失去一套保護功能失去最常用的總線型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)：服務器1RCS-9785系列GPS對時裝置RCS-9698H遠動雙機HEWLETTPACKARD各級調(diào)度中心/集控中心以以太太網(wǎng)網(wǎng)服務器2操作員工作站微機五防工作站繼電保護工程師站GOOSEGOOSE光纖以太網(wǎng)光纖以太網(wǎng)PCS-221合并單元PCS-221合并單元PCS-900/9000系列數(shù)字化保護/測控裝置PCS-9520電子式電流電壓互感器PCS-9520電子式電流電壓互感器PC

17、S-900/9000系列數(shù)字化保護/測控裝置PCS-222智能操作箱PCS-222智能操作箱220kV保護小室110kV保護小室 - 4 -二、二、 IEC61850IEC61850 裝置模型及建模介紹裝置模型及建模介紹1.1. 什么是模型（什么是模型（modelmodel）模型是現(xiàn)實事物的某些代表性特點的表示，可以是物理實體，也可以是某種圖形或者是一種數(shù)學表達式。創(chuàng)建模型的目的是幫助我們?nèi)ダ斫狻⒚枋?、探索特定實體或現(xiàn)象的簡單表示，預測實際世界發(fā)生的事情。用這種方法處理 問題，可以大大減少實驗工作量，還有助于了解過程的實質(zhì)。IEC 61850-7-x 定義的模型著眼于變電站數(shù)據(jù)通信特征和功能來

18、建模。所建模型為變電站自動化系統(tǒng)提供了類似的環(huán)境鏡像（電力系統(tǒng)過程、開關場）。2.什么是什么是ICD模型文件模型文件數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)中，存在著功能各異、數(shù)量不一的智能設備，為了能較好的了解各智能設備的行為、互操作性，工程實施采用了面向?qū)ο蟮姆椒ǎㄟ^可擴展標記語言XML，創(chuàng)建一個可全面描述IED功能的文件，這個文件稱為智能設備的配置描述（IED Configuration Description），簡稱ICD。ICD文件僅經(jīng)過IED配置工具的配置，未經(jīng)過變電站系統(tǒng)配置工具的配置，只是對現(xiàn)實智能設備的功能的一個全面描述。3.什么是什么是CID文件文件一個置于變電站通訊網(wǎng)中的智能設備，除了本

19、身可獨立運行外，還需要與其他智能設備進行數(shù)據(jù)交換，以完成自身的某些功能，或者輸出數(shù)據(jù)供其他智能設備使用，那該智能設備如何才能知道與其他智能設備交換些什么數(shù)據(jù)？我們可以通過變電站配置描述語言（Substation Configuration description Language）工具對裝置ICD模型文件予以配置，主要包括MMS、GOOSE、SMV部分，告知智能設備需要與外界交換那些信息，那么這個經(jīng)過SCL工具配置過的文件稱之為經(jīng)過配置的智能設備描述（Configured IED Description）文件，簡稱CID文件，它是對ICD文件的一個擴充，不僅包含IED的功能描述，同時還包含了數(shù)

20、據(jù)交換信息、報文控制信息等。4.4. FCDFCD 與與 FCDAFCDA 的區(qū)別的區(qū)別功能約束數(shù)據(jù)（FCD）與功能約束數(shù)據(jù)屬性（FCDA）之間的差異在于，功能約束數(shù)據(jù)屬性在功能約束數(shù)據(jù)之下又嵌入了一層定義，即 FCDA 是 FCD 的某個具體屬性。 - 5 -5.5. ICDICD 模型文件結(jié)構(gòu)模型文件結(jié)構(gòu)ICD模型文件必需僅包含一個IED 段，用以描述IED 的能力。此IED段一般包含、幾個部分。5.1.5.1. 用于記錄該模型文件的修改記錄，每條記錄中可包含修改原因、修訂版次、修改內(nèi)容、修改人、修改時間、版本等信息，屬于記錄性描述；5.2.5.2. 用于描述該 IED 的通訊功能及參數(shù)，

21、一般包括至少一個 type 為“8-MMS”的通訊子網(wǎng)（對于具備GOOSE 通訊的裝置，還應包含一個 type 為“IECGOOSE”的通訊子網(wǎng)），每個子網(wǎng)至少包含一個訪問點； 上左圖所示，PCS9705 的模型中，定義了用于 MMS 通訊的 MMS 子網(wǎng)以及用于 GOOSE 通訊的 GOOSE 子網(wǎng)，其中 MMS 子網(wǎng)包含一個訪問點 S1，GOOSE 子網(wǎng)包含一個訪問點 G1；S1 訪問點中包含 Address 和 GSE 字段，Address 用于定義 MMS 通訊用的 IP 地址及子網(wǎng)掩碼等（適用于完成基于 TCP/IP 的客戶端/服務器通訊，如后臺、遠動等）；GSE 表示變電站通用事件

22、，定義 GOOSE 通訊用的組播 MAC 地址、VLANID、VLAN 優(yōu)先級、APPID 等（適用于基于鏈路層的 GOOSE 通訊，如間隔層的聯(lián)鎖信息）；G1 訪問點僅包含 GSE 字段，表明該訪問點僅支持 GOOSE 通訊，主要用于過程層 GOOSE 通訊； - 6 -5.3.5.3. 用于描述該 IED 所支持的服務類型、功能及 MMS、GOOSE 通訊能力，對于具備 GOOSE 功能的 IED 至少具備 Services、MMS 訪問點、GOOSE 訪問點三部分，對于不具備 GOOSE 的常規(guī) RCS61850 裝置，可以不包含GOOSE 訪問點；5.3.1.5.3.1. 描述了本 I

23、ED 所支持的 ACSI 服務（包含用于 MMS 通訊、GOOSE 通訊）,例如：定值組服務（包含編輯（SGEdit）及確認）、讀目錄（GetDirectory）服務、讀數(shù)據(jù)對象定義（GetDataObjectDefinition）服務、數(shù)據(jù)對象目錄（DataObjectDirectory）服務、讀寫數(shù)據(jù)集值（GetDataSetValue、SetDataSetValue）服務、數(shù)據(jù)集目錄（DataSetDirectory）服務、配置數(shù)據(jù)集（ConfDataSet）服務（數(shù)據(jù)集的最大 FCDA 個數(shù)（maxAttributes）、讀寫服務（ReadWrite）、配置報告控制塊（ConfRepo

24、rtControl）服務、讀控制塊的值（GetCBValues）服務、報告設置（ReportSettings）服務、通用狀態(tài)事件設置（GSESettings）服務、通用狀態(tài)事件目錄（GSEDir）服務、通用面向變電站事件（GOOSE）服務、GSSE 服務、文件（FileHandling）服務等。在通訊初始化開始后的第一步，客戶端與服務器端將互相告知對方，本端所支持的服務類型，當雙方實際所需的服務超出已定義的服務范圍時，通訊將出錯。如下圖所示：為監(jiān)控后臺與裝置通訊初始化時，后臺客戶端聲明的所支持的服務。1 一致性（2） - 7 -2 文件打開（72）3 文件讀（73）4 文件關閉（74）5 信息

25、報告（79）MMS 服務的種類多達 93 種，上圖列表中的僅是客戶端所聲明的支持的 MMS 服務，服務名稱后括號中的數(shù)字表示的是該服務在 MMS 服務列表中的 bit 序號，從 0 開始排。下表為 MMS 規(guī)范中所有支持的服務總列表，共計 85 種，占 11 個字節(jié)中的 85 個 bit：0Status (0)1getNameList (1)2Identify (2)3Rename (3)4Read (4)5Write (5)6getVariableAccessAttributes (6)7defineNamedVariable (7)8defin eScatteredAccess (8)9g

26、etScatteredAccessAttributes (9)10deleteVariableAccess (10)，11defineNamedVariablelist (11)12getNamedVariableListAttributes (12)13deleteNamedVariableLlst (13)14defineNamedType (14)15getNamedTypeAttributes (15)16deleteNamedType (16)17input (17)18output (18)19takeControl (19)20relinquishControl (20)21de

27、fineSemaphore (21)22deleteSemaphore (22)23reportSemaphoreStatus (23)24reportPoolSemaphoreStatus (24)25reportSemaphoreEntryStatus (25)26initiateDownloadSequence (26)27downloadSegment (27)28terminateDownloadSequence (28)29initiateUploadSequence (29)30uploadSegment (30)31tertmnateUploadS equence (31)32

28、requestDomainDownload (32)33requestDomainUpload (33)34loadDomainContent (34)35storeDomainContent (35)36deleteDomain (36)37getDomainAttributes (37)38createProgramInvocation (38)39deleteProgramInvocation (39)40start (40)41stop (41)42resume (42)43reset (43)44kill (44)45getProgramInvocationAttributes (

29、45)46obtainFile (46)47defineEventCondition (47)48deleteEventCondition (48)49getEventConditionAttributes (49)50reportEventConditionStatus (50)51alterEventConditionMonitoring (51)52triggerEvent (52)53defineEventAction (53)54deleteEventAction (54)55getEventActionAttributes (55)56reportEventActionStatus

30、 (56)57defineEventEnrollment (57)58deleteEventEnrollment (58)59alterEventEnrollment (59)60reportEventEnrollmentStatus (60)61getEventEnrollmentAttributes (61)62acknowledgeEventNotification (62)63getAlarmSummary (63) - 8 -64getAlarmEnrollmentSummary (64)65readJournal (65)66writeJournal (66)67initialia

31、ejournal (67)68reportJournalStatus (68)69createJournal (69)70deeteJournal (70)71getCapabilityList (71)72fileOpen (72)73fileRead (73)74fileClose (74)75fileRename (75)76fileDelete (76)77fileDirectory (77)78unsolicitedStatus (78)79informationReport (79)80eventNotification (80)81attachToEventCondition (

32、81)82attachToSemaphore (82)83conclude (83)84cancel (84)85getDat ExchangeAttributes (85)86exchangeData (86)87defineAccessControlList (87)88getAccessControlListAttributes (88)89reportAccessControlIedObjects (89)90deleteAccessControlList (90)91alterAccessControl (91)92reconfigureProgramInvocation (92)如

33、下圖所示：為監(jiān)控后臺與裝置通訊初始化時，裝置服務器端所聲明的支持的 MMS 服務。1狀態(tài)（0）2讀名稱列表（1）3識別（2）4讀服務（4）5寫服務（5）6讀變量訪問屬性服務（6）7定義有名變量列表服務（11）8讀有名變量列表屬性服務（12）9刪除有名變量列表服務（13）10讀域?qū)傩苑眨?7）11（46）12（65）13（67）14（68）15（71）16文件打開服務（72）17文件讀服務（73）18文件關閉服務（74）19文件重命名服務（75）20文件刪除服務（76）21目錄文件服務（77）22信息報告服務（79）23結(jié)束服務（83）24取消服務（84） - 9 -5.3.2.5.3.2.

34、描述本 IED 的對外服務接口及 LD 的實例化定義；其中 LDevice 描述了本 IED 實例化后的LD、DO、DA，數(shù)據(jù)集，報告控制塊等；如上圖，C1 為實例化的 LD；5.4.5.4. 描述了各 LN、DO、DA 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)類型的原型，由 DataTypeTemplates 經(jīng)過實例化，可得到 IED實例模型。如下圖，LN 模板中的一個例子，由 LN 中的 LPHD 類繼承而來的 LN，其 id 為 PCS9705/LPHD，該LN 包含 5 個數(shù)據(jù)，五個數(shù)據(jù)的名字分別為 PhyNam、PhyHealth、OutOv、Proxy、InOv，同時每個數(shù)據(jù)還有描述 desc 及數(shù)據(jù)的

35、類型。如下圖，數(shù)據(jù)模板中的一個例子，由公用數(shù)據(jù)類 SPS 繼承而來的數(shù)據(jù)類型 CN_SPS,該類型數(shù)據(jù)包含有8 個數(shù)據(jù)屬性，每個數(shù)據(jù)屬性都有一個名稱 name、一個功能類別 FC、一個基本的數(shù)據(jù)屬性，觸發(fā)條件屬性為可選（例如狀態(tài)值僅在數(shù)據(jù)值變化時觸發(fā)報告）。對于基本數(shù)據(jù)類型，IEC61850 7-2 table 2 中有具體定義，比如整型數(shù)、浮點數(shù)、布爾量、枚舉量、八位位組字符串、可視字符串、統(tǒng)一編碼字符串等，對于要使用到但沒有在標準中定義的基本數(shù)據(jù)類型，需要在數(shù)據(jù)模板中定義，如下圖; - 10 -總結(jié)：數(shù)據(jù)類型模板中，由最基本的數(shù)據(jù)類型構(gòu)建最基本的數(shù)據(jù)屬性 DA，不同的基本數(shù)據(jù)屬性構(gòu)建數(shù)據(jù)D

36、O、不同的數(shù)據(jù)再構(gòu)建為具備一定邏輯關系的邏輯節(jié)點 LN。將模板中的 LN、DO 實例化的過程，即將無明確意義的但內(nèi)在有一定邏輯關系的 LN、DO 模板賦予一個有明確意義及功能的過程。實例化后的 LN、DO 可完成 IED 的某些功能。三、三、 IEC61850IEC61850 第第 7-17-1 部分基本通訊結(jié)構(gòu)的原理、模型說明及分析部分基本通訊結(jié)構(gòu)的原理、模型說明及分析IEC 61850系列標準間都是緊密相關的，其中7-1部分是對7-2（服務）、7-3（公用數(shù)據(jù)類）、7-4（數(shù)據(jù)類、邏輯節(jié)點類）的綜合描述，本章概述了如何構(gòu)建模型以及模型的基本框架定義等。第7章是建模的關鍵，在閱讀時，可先閱讀

37、7-1，再閱讀7-4、7-3、7-2，這樣有利于以模型的層次結(jié)構(gòu)形式來理解。1.1. 標準概述標準概述1.1. 第 7-4 章提供變電站自動功能(例如帶斷路器位置狀態(tài)的斷路器，保護功能定值等)的特定信息模型, 即建模和交換什么；1.2. 第 7-3 章提供了公用數(shù)據(jù)類的定義(例如雙點控制、三相測量值等) ，即公用數(shù)據(jù)類信息是什么；1.3. 第 7-2 章提供了為各種不同功能進行交換信息的服務(例如控制、報告、讀、寫等)，即如何交換信息；2.2. 如何建模如何建模建模的標準方法是將應用功能分解為可與之交換信息的最小實體，合理的分配這些實體到專用智能設備(IED)，這些實體稱為邏輯節(jié)點 LN（例如

38、斷路器類的虛擬表示，標準化名為 XCBRXCBR），幾個邏輯節(jié)點可以構(gòu)建為邏輯設備 LD（例如間隔單元），一個邏輯設備 LD 一般在一臺 IED 中實現(xiàn)的（不是多個 IED 來實現(xiàn)一個 LD，一個 IED 可以包含多個 LD），因此邏輯設備是非分布式的，即一個邏輯設備不會分布于多個不同的 IED?；谶壿嫻?jié)點的功能，它包含具有專用數(shù)據(jù)屬性的數(shù)據(jù) (例如位置Pos)。數(shù)據(jù)具有結(jié)構(gòu)和定義好的語義(變電站自動化系統(tǒng)環(huán)境中的意義) 。按照已定義好規(guī)則的服務和在DL/T860.5中要求的性能，交換由數(shù)據(jù)和它們的屬性所代表的信息，并由特定和具體的通信手段(SCSM，例如采用MMS、TCP/IP 和Ethe

39、rnet)實現(xiàn)服務。 - 11 -包含在邏輯設備中的邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)，對于變電站自動化系統(tǒng)的描述和達到互操作性的信息交換起至關重要的作用。IED所包含的邏輯設備、邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)需要配置。配置的主要原因是實例化，即要從標準中選擇適當?shù)倪壿嫻?jié)點和數(shù)據(jù)，并賦予實例特定值，例如邏輯設備、邏輯節(jié)點的實例化過程，實例化后的數(shù)據(jù)對象的初始值等。3.3. 建模實例建模實例IEC61850 分析總結(jié)了變電站自動化系統(tǒng)的功能需求，并將功能分解為最小單位邏輯節(jié)點，而建模是廠家選擇多個相關邏輯節(jié)點，實現(xiàn)自己產(chǎn)品(系統(tǒng)、裝置)的功能。建模也可以是設計人員針對變電站要實現(xiàn)的功能，對整個變電站自動化系統(tǒng)和每個裝置選擇相關的邏

40、輯節(jié)點。3.1.3.1. 對象對象模型模型如下圖所示，依據(jù)建模方法，可將現(xiàn)實世界重變電站的三相分相斷路器虛擬化為一個虛擬環(huán)境中的邏輯節(jié)點XCBR，將實際斷路器的位置、動作次數(shù)等信息虛擬化為邏輯節(jié)點下的數(shù)據(jù)Pos、OpCnt，這樣就實現(xiàn)了真實世界中的事物到虛擬環(huán)境的虛擬化，事物的屬性也映射到了虛擬的模型環(huán)境中，在這個虛擬的環(huán)境中，我們就可以研究分析現(xiàn)實事物的原理、行為等，例如可以獲得斷路器的分合狀態(tài)以及斷路器的動作次數(shù)等信息，依據(jù)所獲得的這些信息，進一步又可以研究是否需要分合斷路器、或者是判斷斷路器是否需要檢修。將現(xiàn)實變電站中的相關的事物及屬性、方法逐一虛擬到模型文件中，即完成了設備的建模。例如

41、實際的斷路器可虛擬為一個LN（XCBR），該LN包含位置信息（Pos）、動作次數(shù)（OpCnt）等數(shù)據(jù)；另外電壓互感器可虛擬為TVTR邏輯節(jié)點，電流互感器虛擬為TCTR邏輯節(jié)點，刀閘地刀虛擬為XSWI邏輯節(jié)點，以此類推，現(xiàn)實中的各種實物都可虛擬到不同功能的LN中。如下圖所示: - 12 -3.2.3.2. 服務器模型服務器模型對于客戶/服務器通訊模式，客戶端需要服務器提供服務，才能進行信息交互，服務器模型中描述了服務器所能提供的服務，如下圖所示控制、取代、報告、時間同步、文件傳輸?shù)确?，將對象模型和IED所支持的服務組建起來，就成服務器模型。 - 13 -SampledValuesGOOSELo

42、gical NodeControlSubstitutionReporting& LoggingDataDataSetGet/SetDir/DefinitionReportGOOSESMVSetting GroupActicateLogical DeviceTime SynchronizationFile TransferAssociationServernameplate, health3.3.3.3. SCLSCL 對象模型對象模型變電站全站系統(tǒng)配置文件SCD文件的結(jié)構(gòu)如下圖：4.4. 命名空間命名空間命名空間是指模型中所有LD、LN、Data、DataAttribute的命名規(guī)范。

43、 - 14 -IEC61850分別在DL/T860.72中定義了與通訊有關的服務類的命名空間“DL/T860.72 的 2004”，在DL/T860.73 和DL/T860.74中定義了應用中特定類的命名空間“DL/T860.73：2004”和“ DL/T860.742005”，例如命名空間“ DL/T860.742005” 表示該邏輯節(jié)點所有實例是取自 DL/T860.74的 2005 版，一般在模型的LLN0的銘牌數(shù)據(jù)中包含了LD的命名空間信息屬性ldNsldNs。邏輯設備的命名空間可以理解為最基本的命名空間，因為所有三個標準(DL/T860.74：2005、DL/T860.73:2004

44、、 DL/T860.72:2004)是同一個版本，由于DL/T860.74 已引用了其它兩個標準，所以僅引用 DL/T860.74就已足夠。如果模型中的數(shù)據(jù)命名超出了“DL/T860.742005”命名空間的范圍，則需要另外定義命名空間，此時在CDC中將包含LdNs、LnNs、dataNs、cdcNs中的至少一個數(shù)據(jù)屬性，用以描述數(shù)據(jù)的名稱來自哪個規(guī)范。四、 IEC61850 第 7-2 部分抽象通訊服務接口（ACSI）說明及分析：抽象就是從眾多的事物中抽取出共同的、本質(zhì)性的特征，而舍棄其非本質(zhì)的特征，例如卡車、轎車、跑車、客車等，它們共同的特性就是都是汽車，得出汽車概念的過程，就是一個抽象的

45、過程。要抽象，就必須進行比較，沒有比較就無法找到共同的部分。抽象化主要是為了使復雜度降低，以得到論域中較簡單的概念，好讓人們能夠控制其過程或以綜觀的角度來了解許多特定的事態(tài)，在 IEC61850 中，為了能很清晰地了解各 IED 的通訊過程，于是對通訊進行抽象化，從而得到了易于理解的抽象通訊模型及其服務。1.1.抽象通訊抽象通訊服務服務2.2.客戶客戶/ /服務器（服務器（clientclient /server/server）通信框架的服務）通信框架的服務第 7-2 部分定義的抽象通訊服務接口 ACSI,包括模型及服務IEC61850-7-2IEC61850-7-2 模型模型IECIEC 6

46、1850-7-261850-7-2 服務服務服務器（Server）讀服務器目錄（GetServerDirectory）關聯(lián)（Association）關聯(lián)（Associate）放棄（Abort）釋放（Release）邏輯設備（Logical Device）讀邏輯設備目錄（GetLogicalDeviceDirectory）邏輯節(jié)點（Logical Node）讀邏輯節(jié)點目錄（GetLogicalNodeDirectory）讀所有數(shù)據(jù)值（GetAllDataValues）數(shù)據(jù)（Data）讀數(shù)據(jù)值（GetDataValues）寫數(shù)據(jù)值（SetDataValues）讀數(shù)據(jù)目錄（GetDataDirect

47、ory）讀數(shù)據(jù)定義（GetDataDefinition）數(shù)據(jù)集（Data Set）讀數(shù)據(jù)集值（GetDataSetValues）寫數(shù)據(jù)集值（SetDataSetValues）創(chuàng)建數(shù)據(jù)集（CreateDataSet）刪除數(shù)據(jù)集（DeleteDataSet）讀數(shù)據(jù)集目錄（GetDataSetDirectory）取代（Substitution ）讀數(shù)據(jù)值（GetDataValues）寫數(shù)據(jù)值（SetDataValues）定值組控制塊（Setting Group Control Block）選擇激活定值組（SelectActivateSG）選擇編輯定值組（SelectEditSG）寫定值組值（SetS

48、GValues）確認編輯定值組值（ConfirmEditSGValues）讀定值組值（GetSGValues）讀定值控制塊值（GetSGCBValues）報告控制塊BUFFERED-REPORT-CONTROL-報告（Report） - 15 -BLOCK（緩存報告控制塊）讀緩沖型報告控制塊值（GetBRCBValues）寫緩沖型報告控制塊值（SetBRCBValues）（Report Control Block）UNBUFFERED-REPORT-CONTROL-BLOCK（非緩存報告控制塊）報告（Report）讀非緩沖型報告控制塊值（GetURCBValues）寫非緩沖型報告控制塊值（Se

49、tURCBValues）日志控制塊（LOG Control Block）讀日志控制塊值（GetLCBValues）寫日志控制塊值（SetLCBValues）讀日志狀態(tài)值（GetLogStatusValues）以時間索引日志（QueryLogByTime）之后索引日志（QueryLogByAfter）通用面向?qū)ο笞冸娬臼录℅OOSE）發(fā)送 GOOSE 信息（SendGOOSEMessage）讀 GOOSE 引用（GetGoReference）讀 GOOSE 元素數(shù)（GetGOOSEElementNumber）讀 GOOSE 控制塊值（GetGoCBValues）寫 GOOSE 控制塊值（Set

50、GoCBValues）通用變電站狀態(tài)事件（GSSE）發(fā)送 GSSE 信息（SendGSSEMessage）讀 GSSE 引用（GetGsReference）讀 GSSE 數(shù)據(jù)分支（GetGSSEDataOffset）讀 GSSE 控制塊值（GetGsCBValues）寫 GSSE 控制塊值（SetGsCBValues）MULTICAST-SAMPLE-VALUE-CONTROL-BLOCK（組播采樣值控制塊）發(fā)送多播采樣值信息（SendMSVMessage）讀多播采樣值控制塊值（GetMSVCBValues）設置多播采樣值控制塊值（SetMSVCBValues）采樣值傳輸（Transmissi

51、on of sampled values）UNICAST-SAMPLE-VALUE-CONTROL-BLOCK（單播采樣值控制塊）發(fā)送單播采樣值信息（SendUSVMessage）讀單播采樣值控制塊值（GetUSVCBValues）設置單播采樣值控制塊值（SetUSVCBValues）控制（Control）選擇（Select）帶值的選擇（SelectWithValue）取消（Cancel）操作（Operate）命令周期結(jié)束（CommandTermination）時間激活的操作（TimeActivatedOperate）時間和時間同步（Time and time synchronization）

52、時間同步（TimeSynchronization）文件傳輸（FILE transfer）讀文件(GetFile)寫文件(SetFile )刪除文件(DeleteFile)讀文件屬性值(GetFileAttributeValues)3.3. MMSMMS 對象及服務對象及服務第 8-1 部分 table 1 定義了報文制造規(guī)范（MMS）中的服務MMSMMS 對象對象IECIEC 6185061850 對象對象所使用的所使用的 MMSMMS 服務服務應用過程虛擬制造設備（ApplicationProcess,VMD）服務器（Server）初始化（Initiate）終止（Conclude）放棄（Ab

53、ort）拒絕（Reject）取消（Cancel）識別 （Identify）命名變量對象（NamedVariableObjects）命名變量對象（Named VariableObjects）讀（Read）寫（Write）信息報告（InformationReport）讀變量訪問屬性（GetVariableAccessAttribute）讀名稱列表（GetNameList）命名變量列表對象（Named VariableList Objects）數(shù)據(jù)集（DataSets）讀命名變量列表屬性（GetNamedVariableListAttributes）讀名稱列表（GetNameList）定義有名變量列

54、表（DefineNamedVariableList）刪除命名變量列表（DeleteNamedVariableList）讀名稱列表（GetNameList）讀（Read）寫（Write）信息報告（InformationReport） - 16 -日志對象（JournalObjects）日志（Logs）讀日志（ReadJournal）初始化日志（InitializeJournal）讀名稱列表（GetNameList）域?qū)ο螅―omainObjects）邏輯設備（LogicalDevices）讀名稱列表（GetNameList）讀域?qū)傩裕℅etDomainAttributes）在上下文中存域（Sto

55、reDomainContents）文件（Files）文件（Files）打開文件（FileOpen）讀文件（FileRead）獲得文件（ObtainFile）關閉文件（FileClose）文件目錄（FileDirectory）刪除文件（FileDelete）4.服務錯誤類型服務錯誤類型IEC 61850-7-2 table 5 定義了抽象通訊服務接口中否定服務響應的服務錯誤代碼（服務器端）。Attribute nameAttribute typeValue /value range/explanationServiceErrorENUMERATED（枚舉）1instance-not-availa

56、ble |（實例無效）2instance-in-use |（實例在使用）3access-violation |（訪問違例）4access-not-allowed-in-current-state |（當前狀態(tài)禁止訪問）5parameter-value-inappropriate|（參數(shù)值部合適）6parameter-value-inconsistent |（參數(shù)值不一致）7class-not-supported |（不支持的類）8instance-locked-by-other-client |（實例已被其他客戶端鎖定）9control-must-be-selected |（強制選擇控制）10

57、type-conflict |（類型混淆）11failed-due-to-communications-constraint |（通信約束引起的失?。?2failed-due-to-server-constraint|（服務器約束引起的失?。?. ACSI到到MMS的的數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型映射映射ACSI 中基本數(shù)據(jù)屬性類型到 MMS 數(shù)據(jù)類型的映射IECIEC 61850-7-261850-7-2 typetype namenameMMSMMS datadata typetypeBOOLEANBooleanINT8IntegerINT16IntegerINT32IntegerINT128Inte

58、ger - 17 -INT8UUnsignedINT16UUnsignedINT32UUnsignedFLOAT32Floating-pointFLOAT64Floating-pointENUMERATEDIntegerCODED ENUMBit-stringOCTET STRINGOctet-stringVISIBLE STRINGVisible-stringUNICODE STRINGMMS stringObjectReferenceVisible-string65EntryIDOCTETSTRING8PACKED LISTBit-stringTriggerConditionsBit-st

59、ring6qualityBit-string136.6. TimeQualityTimeQuality definitiondefinition（時標品質(zhì)定義）（時標品質(zhì)定義）AttributeAttribute namename（屬性名稱）（屬性名稱）AttributeAttribute typetype（屬性類型）（屬性類型）PACKED LISTValue/ValueValue/Value range/explanationrange/explanationM/OM/O（強制（強制/ /可選）可選）LeapSecondsKnown（已知閏秒）BOOLEANTrue/FalseMClock

60、Failure（時鐘故障）BOOLEANTrue/FalseMClockNotSynchronized（時鐘未同步）BOOLEANTrue/FalseOTimeAccuracy（時間精度）CODED ENUMFractionOfSecond中有效的位數(shù)，最小時間間隔為 2n，n的值范圍（31、7、10、14、16、18、20）131【未規(guī)定】27【10ms精度（約7.8ms，性能等級T0）】310【1ms精度（約0.9ms，性能等級T1）】414【100us精度（約61us，性能等級T2）】516【25us精度（約15us，性能等級T3）】618【4us精度（約3.8us，性能等級T4）】720【1u