基于IEC61850的配網(wǎng)自動化開放式通信體系

1、基于IEC 61850的配網(wǎng)自動化開放式通信體系主要內(nèi)容概述配網(wǎng)自動化通信體系信息模型信息交換（服務(wù)）模型映射演示系統(tǒng)概述配網(wǎng)自動化通信現(xiàn)狀配網(wǎng)自動化系統(tǒng)終端點多面廣大型配網(wǎng)自動化系統(tǒng)終端數(shù)量上萬個中等城市DA系統(tǒng)終端數(shù)量也在 1千個以上目前常用的配網(wǎng)自動化通信協(xié)議串行通信：IEC 60870-5-101、DNP3.0網(wǎng)絡(luò)通信：IEC 60870-5-101/1045常規(guī)DA通信技術(shù)存在的問題/1常規(guī)通信規(guī)約只解決了數(shù)據(jù)傳輸問題，實現(xiàn)互聯(lián)互通還需要“數(shù)據(jù)規(guī)約”說明數(shù)據(jù)“是什么”。數(shù)據(jù)按模擬量、狀態(tài)量、控制量等類型打包傳輸數(shù)據(jù)含義（來源）不明，無法直接對號入座。數(shù)據(jù)之間無關(guān)聯(lián)終端與主站之間需要人

2、工通過書面文件的交流說明數(shù)據(jù)的具體來源、含義6常規(guī)DA通信技術(shù)存在的問題/2終端設(shè)備沒有自描述功能不能用標(biāo)準(zhǔn)的文件格式描述自身包含的數(shù)據(jù)與服務(wù)不同廠商的設(shè)備難以互插互聯(lián)終端裝置不能即插即用需在站端、主站兩側(cè)分別進行通信配置，對數(shù)據(jù)理解不一致，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯位、數(shù)據(jù)類型不匹配錯誤。安裝調(diào)試、管理維護工作量大7解決問題的途徑-即插即用建立標(biāo)準(zhǔn)的配網(wǎng)自動化通信體系終端設(shè)備對象模型的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范終端設(shè)備包含的數(shù)據(jù)與命名方式信息交換模型的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范通信服務(wù)接口(ACSI)終端設(shè)備的自動發(fā)現(xiàn)終端設(shè)備自描述遵循IEC 61850IEC 61850基于網(wǎng)絡(luò)平臺的、面向?qū)ο蟮耐ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)信息模型 信息交換模型（服務(wù)模

3、型）變電站描述語言映射完成了變電站內(nèi)設(shè)備的互聯(lián)互通、即插即用不能完全適應(yīng)配網(wǎng)自動化的需求IEC 61850-DA信息模型（邏輯結(jié)點）的擴充短路故障檢測小電流接地故障檢測小電流接地故障選線信息交換模型發(fā)現(xiàn)/注冊模型歷史數(shù)據(jù)的獲取映射IEC 61850-DA/2配電站的統(tǒng)一標(biāo)識 柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、開閉所、配電所、配變配置描述語言相鄰終端的描述映射Web Services + 104接入傳統(tǒng)的主站系統(tǒng)需要解決的問題自發(fā)現(xiàn) （增加）自描述 （SCL）標(biāo)準(zhǔn)的信息模型 （參照IEC 61850建模） 標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)模型 （ IEC 61850 ACSI）標(biāo)準(zhǔn)的映射方式（具體的通信規(guī)約）國內(nèi)外現(xiàn)狀國內(nèi) 采用FT

4、P獲取信息模型的應(yīng)用國外 ABB 分析了DA中的部分應(yīng)用案例IEC 61850 DA已列入TC 57計劃創(chuàng)新點IEC 61850應(yīng)用于DA對配電終端的影響-即插即用信息模型的子描述拓撲信息來自主站歷史數(shù)據(jù)的獲取軟件自動升級功能配網(wǎng)自動化通信體系配網(wǎng)自動化系統(tǒng)構(gòu)成15IP 通信網(wǎng)絡(luò)/1主干網(wǎng)絡(luò)：連接控制中心與各個變電站IP Over SDH 分支網(wǎng)絡(luò)：連接配電終端和變電站光纖工業(yè)以太網(wǎng) EPON（以太無源光網(wǎng)絡(luò) ）1617IP通信網(wǎng)絡(luò)/2基于IP協(xié)議，實現(xiàn)點對點對等通信支持終端到主站之間的無縫通信連接：采用交換機代替配電子站匯接終端數(shù)據(jù)。支持相關(guān)節(jié)點實時數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)分布式智能控制、廣域保護與控

5、制。為將來擴展智能配電網(wǎng)功能打好基礎(chǔ)無源光網(wǎng)絡(luò) （EPON），避免FTU電源失電影響同一鏈路上其他設(shè)備通信。 18基于IEC61850通信體系結(jié)構(gòu)/1主站與終端通信采用IP網(wǎng)絡(luò)通信通信規(guī)約可選用IEC 60870-5-104通信功能 配電終端的自動識別配電終端SCADA數(shù)據(jù)的獲取，命令下發(fā)對指定配電終端的遠程維護、參數(shù)配置19基于IEC61850的通信體系結(jié)構(gòu)/2終端與終端之間通信采用IP網(wǎng)絡(luò)通信支持 IEC 61850 Client 和Server，發(fā)布訂閱功能。信息模型SCADA監(jiān)控邏輯節(jié)點（LN)XSWI :負荷開關(guān)CSWI:開關(guān)控制器MMXU:SCADA測量，電壓、電流、有功、無功等。

6、MMAI:諧波、間諧波MSQI:序量與不平衡值TCTR:電流互感器TVTR：電壓互感器GGIO：通用輸入/輸出（開關(guān)量）21故障檢測類邏輯節(jié)點（LN)短路故障檢測（SFTD）上報的信息：故障相別，故障起動時間，故障歷時；故障前電流值，故障電流，故障后電流值等。定值信息：電流的啟動定值，啟動延時等。小電流接地故障檢測中電阻法 （SFTD）暫態(tài)信息法 （SSFD）小電流接地故障選線 （SFLS）中電阻法暫態(tài)信息法22電池管理邏輯節(jié)點（LN)ZBAT：電池ZBTC：電池充電由IEC61850-7-420定義23柱上開關(guān)FTU信息模型信息交換模型配網(wǎng)自動化信息交換模型可完全借用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)IE

7、C 61850-7-1信息模型規(guī)范IEC 61850-7-2定抽象通信服務(wù)接口（ASCI）核心服務(wù)面向?qū)ο蟮耐ㄓ米冸娬臼录℅OOSE）時間同步發(fā)現(xiàn)/注冊 （新增）26信息交換模型發(fā)現(xiàn)和注冊發(fā)現(xiàn)主站廣播發(fā)現(xiàn)命令，查詢所有的配單終端配電終端上報注冊信息注冊配電終端上電向主站或子站注冊運行信息（監(jiān)測的設(shè)備編號）信息文件版本IP地址自描述信息文件SCLICD文件：Header:裝置的描述信息、版本信息Communication：通信配置IED配置CID文件HeaderSubstationCircuit （新增）CommunicationIED配置信息交換模型又稱作服務(wù)模型關(guān)聯(lián)服務(wù)Associate（

8、關(guān)聯(lián)）Abort（異常中止） Release（釋放）數(shù)據(jù)讀寫服務(wù)目錄訪問GetServerDirectory（服務(wù)器目錄）GetLogicalDeviceDirectory（邏輯設(shè)備目錄）Get LogicalNodeDirectory（邏輯節(jié)點目錄）GetDataDirectory（讀數(shù)據(jù)目錄）GetDataDefinition（讀數(shù)據(jù)定義）GetDataSetDirectory （讀數(shù) 據(jù) 集 定義）數(shù)據(jù)讀寫GetDataValues（讀數(shù)據(jù)值）SetDataValues（設(shè) 置數(shù)據(jù)值）報告服務(wù)使用 Report（報告）GetBRCBValues（讀緩存報告控制塊值）SetBRCBValu

9、es（設(shè)置緩存報告控制塊值）GetURCBValues（讀非緩存報告控制塊值）SetURCBValues（設(shè)置非緩存報告控制塊值）服務(wù)不要求數(shù)據(jù)集動態(tài)創(chuàng)建和修改控制服務(wù)使用 SelectWithValue（帶值的選擇）、Cancel（取消）和 Operate（操作）服務(wù)開關(guān)閘刀遙控使用 sbowithenhenced security 方式文件服務(wù)GetFile（讀文件） GetFileAttributeValues（讀文件屬性值）支持“*”和“*.*”檢索方式發(fā)布/訂閱服務(wù)AddSubscription（增加訂閱）RemoveSubscription（減少訂閱）映射已有的映射映射的作用將抽象服務(wù)具體的通信規(guī)約服務(wù)于通信協(xié)議分離已有的映射8-1 MMS映射9-2 采樣值映射新的映射新的映射（第二版）80-1 101/10480-2 DNP3.0（IEEE 1815）8-2 Web Services (57/1181/NP)預(yù)計可能新增的映射OPC UA 演示系統(tǒng)整體方案終端配置、自描述信息 （SCL）映射Web Services+104、MMSWeb Services + 104目錄服務(wù) Web Services實時性PC(Client)+MK