IEC61850簡單介紹課件

IEC61850簡單介紹2024/4/17IEC61850簡單介紹IEC61850發(fā)展歷程-制定過程目標(biāo)：互操作性（不是互換性）。

一個世界，一種技術(shù)，一個標(biāo)準(zhǔn)IECTC57WG10、11、12制訂（1995~2005）。2005年至今修訂，2010年出第2版-增加在線監(jiān)測。代表了SAS技術(shù)的最新趨勢，是實現(xiàn)數(shù)字化變電站的關(guān)鍵技術(shù)。是一個十分龐大的標(biāo)準(zhǔn)體系，不僅僅是一個通信協(xié)議。IEC61850簡單介紹IEC61850與傳統(tǒng)技術(shù)比較互操作性數(shù)據(jù)模型通信服務(wù)

工程配置影響范圍IEC61850簡單介紹IEC61850技術(shù)-與傳統(tǒng)技術(shù)比較

數(shù)據(jù)模型1）現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)點：簡單，容易實現(xiàn)。缺點：不能滿足用戶各種需求，往往需要擴充；擴充后不能相互識別，無法互操作。IEC61850簡單介紹IEC61850技術(shù)-與傳統(tǒng)技術(shù)比較數(shù)據(jù)模型1）IEC61850技術(shù)優(yōu)點：能夠滿足各種IED的個性化需求；能夠互操作；缺點：實現(xiàn)復(fù)雜，對硬件要求高。IEC61850簡單介紹IEC61850與傳統(tǒng)技術(shù)比較-信息模型IEC61850數(shù)據(jù)組織示例：PhysicalDevice(networkaddress)LogicalDevice(e.g.Relay1)MMXU1MMXU2MXMXAVLogicalNodesFunctionalConstraint“MMXU2$MX$A”=Feeder#2CurrentMeasurementsIEC61850簡單介紹IEC61850技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)比較-通信協(xié)議通信協(xié)議

1）傳統(tǒng)技術(shù)不嚴(yán)格分層，應(yīng)用層與底層聯(lián)系比較緊密。服務(wù)種類不能滿足數(shù)字化變電站需要，不支持在線服務(wù)。2）IEC61850定義了獨立于所采用網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層協(xié)議的通信服務(wù)。解決了標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性與未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展之間的矛盾。3）IEC61850定義了60多種服務(wù)，可以滿足變電站通信需求。支持在線獲取數(shù)據(jù)模型，也支持IED水平通信（GOOSE報文）。IEC61850簡單介紹IEC61850與傳統(tǒng)技術(shù)比較-通信服務(wù)通信服務(wù)-數(shù)據(jù)訪問的方法IEC61850定義了60多種服務(wù)，可滿足數(shù)字化變電站通信需求。特點：1）支持在線獲取數(shù)據(jù)模型；2）支持保護設(shè)備之間橫向通信（GOOSE報文）。IEC61850簡單介紹IEC61850技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)比較-通信服務(wù)傳統(tǒng)IED之間溝通方式：

IEC61850簡單介紹IEC61850技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)比較-通信服務(wù)IED之間邏輯互鎖：

61850GOOSEIEC61850簡單介紹IEC61850技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)比較-通信服務(wù)IED之間通信的要求：1）1臺設(shè)備同時向多臺設(shè)備發(fā)報文；2）快速性（<4ms）；...Bkr1RelayTripBkr2RelayBkrNRelayBkr3RelayBFIIEC61850簡單介紹IEC61850技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)比較-工程配置IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-文件構(gòu)成系統(tǒng)概貌IEC61850-1介紹和概述IEC61850-2術(shù)語IEC61850-3總體要求IEC61850-4系統(tǒng)和項目管理IEC61850-5功能的通信要求和設(shè)備模型數(shù)據(jù)模型IEC61850-7-4兼容邏輯節(jié)點類和數(shù)據(jù)類IEC61850-7-3公用數(shù)據(jù)類IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-文件構(gòu)成抽象通信服務(wù)

IEC61850-7-1原理和模型IEC61850-7-2抽象通信服務(wù)接口（ACSI）映射到實際的通信網(wǎng)絡(luò)IEC61850-8-1映射到MMS和ISO/IEC8802-3IEC61850-9-1通過單向多路點對點串行通信鏈路采樣值IEC61850-9-2通過ISO/IEC8802-3傳輸采樣值IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-數(shù)據(jù)模型1、IED應(yīng)用模型規(guī)范：物理設(shè)備建模原則一個物理設(shè)備，應(yīng)建模為一個IED對象。該對象是一個容器，包含server對象，server對象中至少包含一個LD(邏輯設(shè)備)對象，每個LD對象中至少包含3個LN對象：LLN0、LPHD、其他應(yīng)用邏輯接點。（LLN0：邏輯設(shè)備公共數(shù)據(jù)，如銘牌、設(shè)備運行狀態(tài)信息；LPHD：代表擁有邏輯節(jié)點的物理設(shè)備的公共數(shù)據(jù)，如物理設(shè)備的銘牌、運行狀況信息）裝置模型ICD文件中IED名應(yīng)為“TEMPLATE”。實際系統(tǒng)中的IED名由系統(tǒng)配置工具統(tǒng)一配置。2、IED應(yīng)用模型規(guī)范：服務(wù)器（Server）建模原則IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-數(shù)據(jù)模型Server描述了一個設(shè)備外部可見（可訪問）的行為，每個server至少應(yīng)有一個訪問點（AccessPoint）。所有訪問點，應(yīng)在同一個ICD文件中體現(xiàn)。(注:訪問點以S、G、M描述)MMSgoosesv3、IED應(yīng)用模型規(guī)范：邏輯設(shè)備（LD）建模原則邏輯設(shè)備建模原則，應(yīng)把某些具有公用特性的邏輯節(jié)點組合成一個邏輯設(shè)備。LD不宜劃分過多，保護功能宜使用一個LD來表示。SGCB控制的數(shù)據(jù)對象不應(yīng)跨LD，數(shù)據(jù)集包含的數(shù)據(jù)對象不應(yīng)跨LD。

IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-數(shù)據(jù)模型邏輯設(shè)備的劃分宜依據(jù)功能進行，按以下幾種類型進行劃分：o公用LD，inst名為“LD0”；o測量LD，inst名為“MEAS”；遙測量o保護LD，inst名為“PROT”；o控制LD，inst名為“CTRL”；o保護測控過程層訪問點的LD，inst名為“PI”；(或scld)o智能終端LD，inst名為“RPIT”；o錄波LD，inst名為“RCD”；o合并單元LD，inst名為“MU”。注：若裝置中同一類型的LD超過一個可通過添加兩位數(shù)字尾綴，如MU01、MU02。

IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-數(shù)據(jù)模型3、IED應(yīng)用模型規(guī)范：邏輯節(jié)點（LN）建模原則每個最小功能單元建模為一個邏輯節(jié)點對象，屬于同一功能對象的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)屬性應(yīng)放在同一個LN對象中，若標(biāo)準(zhǔn)的LN類不滿足功能對象的要求，可進行LN類擴展或者新建LN類。每個邏輯設(shè)備下面都應(yīng)該有一個LN0節(jié)點。

IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-數(shù)據(jù)模型IEC61850簡單介紹IEC61850技術(shù)介紹-數(shù)據(jù)模型PhysicalDevice(networkaddress)LogicalDevice(e.g.Relay1)MMXU1MMXU2DODODADALogicalNodes源自于CDCIEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-數(shù)據(jù)模型IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-數(shù)據(jù)模型IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-通信服務(wù)IEC61850定義了9大類60種ACSI。1）關(guān)聯(lián)服務(wù)2）信息模型服務(wù)3）定值組服務(wù)4）主動上送的報告服務(wù)5）日志服務(wù)6）快速報文服務(wù)7）采樣值服務(wù)8）對時9）文件服務(wù)IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-通信服務(wù)IEC61850的服務(wù)也是基于模型的，在通信網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)?，包含層次參?shù)信息的有序功能報文。采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)定義通信服務(wù)，用抽象建模方法設(shè)計出抽象通信服務(wù)接口ＡＣＳＩ，ＡＣＳＩ定義了變電站設(shè)備的公共的實用服務(wù)。主要定義了兩種機制的通信服務(wù)。一種是客戶機/服務(wù)器模型，它提供了控制、報告、取數(shù)據(jù)值等服務(wù)。一種是發(fā)布/訂閱模式，它提供GOOSE/GSSE服務(wù)（主要用在時間關(guān)鍵的應(yīng)用中，如繼電保護設(shè)備的快速、可靠地數(shù)據(jù)傳輸）、周期性的采樣值的傳輸服務(wù)。IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-通信服務(wù)客戶/服務(wù)器模式IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-通信服務(wù)發(fā)布/訂閱模式IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-通信服務(wù)IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-通信協(xié)議IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-通信服務(wù)61850的服務(wù)有多種，選擇報告服務(wù)、定值服務(wù)、控制服務(wù)、GOOSE服務(wù)和SV服務(wù)等。報告服務(wù)是在服務(wù)器和客戶機之間，傳輸變化的事件、告警、開入、模擬量等信息的服務(wù)。變化信息的報告上送，觸發(fā)方式存在數(shù)據(jù)變化、品質(zhì)變化、數(shù)據(jù)刷新完整性周期等。報告具有帶緩存報告、無緩存報告。IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-通信服務(wù)報告的配置IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-通信服務(wù)事件：數(shù)據(jù)改變周期性報告總召喚2種報告：非緩存報告緩存報告IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-工程配置語言SCL基于XML技術(shù)，IEC61850定義了一種變電站配置語言（SCL），描述變電站自動化系統(tǒng)與一次開關(guān)場之間的關(guān)系及IED配置情況。SCL提供了統(tǒng)一工程數(shù)據(jù)格式。SCL有4種文件類型，1）系統(tǒng)規(guī)范描述文件（SSD）2）系統(tǒng)配置描述文件（SCD）3）IED能力描述文件（ICD）4）IED配置后的描述文件（CID）IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-工程配置語言SCLSLC文檔應(yīng)包含頭、變電站、通信、智能電子設(shè)備和數(shù)據(jù)模板五個基本組成部分。1、頭：描述SCL文檔的版本和修訂號以及名稱映射關(guān)系2、變電站：從功能的角度描述開關(guān)場設(shè)備以及描述所有設(shè)備。目前還未實現(xiàn)3、通信：描述與通信相關(guān)的對象類型、如子網(wǎng)、通信訪問點，描述有關(guān)智能電子設(shè)備間的連接，作為邏輯節(jié)點客戶和服務(wù)器間的通信路由基礎(chǔ)。4、智能電子設(shè)備：描述與變電站自動化系統(tǒng)產(chǎn)品相關(guān)的裝置對象，如智能電子設(shè)備、邏輯節(jié)點實現(xiàn)等。5、數(shù)據(jù)模板：詳細(xì)定義了所有在文件中出現(xiàn)的邏輯節(jié)點、包括它的類型以及該邏輯節(jié)點所包含的數(shù)據(jù)對象DO。IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-工程配置語言SCLICD、CID文件就目前接觸而言，差別不大CID文件中包含：1、本裝置的通信網(wǎng)絡(luò)配置，包括GOOSE、MMS網(wǎng)絡(luò)的IP地址、MAC地址、VLAN等配置信息。2、裝置的實例配置，裝置所在的間隔名稱、裝置名稱等配置信息。3、相關(guān)的數(shù)據(jù)類模板DataTypeTemplates配置，包括LNodeType、DoType、DAType、EnumType等。IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-工程配置語言SCL

SCL-實現(xiàn)了不同廠家工程工具的互操作，簡化了工程實施過程。IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-工程配置過程IEC61850簡單介紹IEC61850與數(shù)字化變電站的關(guān)系數(shù)字化變電站關(guān)注功能通信是數(shù)字化變電站的關(guān)鍵技術(shù)互操作性對對數(shù)字化變電站的基本要求IEC61850提供了完整解決方案IEC61850簡單介紹IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹-通信網(wǎng)絡(luò)IEC61850使用以太網(wǎng)技術(shù)?？偩€型和環(huán)網(wǎng)以及雙網(wǎng)或單網(wǎng)等多種形式。以太網(wǎng)交換機必須支持優(yōu)先級設(shè)置（IEEE802.1Q）和虛擬局域網(wǎng)（VLAN，IEEE802.1P）。IEC61850簡單介紹IEC61850變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變電站層雙網(wǎng)通信冗余機制雙網(wǎng)雙IP通信機制

雙網(wǎng)采用各自獨立的IP網(wǎng)段地址進行通信。優(yōu)點：是雙網(wǎng)各自獨立，網(wǎng)絡(luò)底層不用切換，但應(yīng)用層處理較復(fù)雜，雙網(wǎng)可靠性取決于應(yīng)用層雙網(wǎng)處理機制，常見的有雙發(fā)雙收模式，熱備用模式和冷備用模式。雙網(wǎng)單IP通信機制

將雙網(wǎng)綁定為一條邏輯鏈路，組成冗余網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)雙網(wǎng)卡單IP通信。這種機制優(yōu)點是應(yīng)用層處理和配置都較簡單，和單網(wǎng)是一樣。雙網(wǎng)可靠性只取決于雙網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)底層切換。IEC61850簡單介紹連接站