IEC 61850 電力系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

前言

第一章 IEC 61850通信規(guī)約的發(fā)展

第二章 IEC 61850總體介紹

第三章 IEC 61850建?；A(chǔ)

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 原理及建模

第三節(jié) 信息分層模型

第四章 抽象通信服務(wù)接口

第五章 特定通信服務(wù)映射

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 通信協(xié)議棧

第三節(jié) SCSM特定服務(wù)映射到MMS

第六章 變電站配置語(yǔ)言

第七章 MMS服務(wù)及報(bào)文解析

第一節(jié) MMS報(bào)文映射

第二節(jié) MMS報(bào)文結(jié)構(gòu)

第三節(jié) MMS報(bào)文抓取方法

第四節(jié) MMS報(bào)文實(shí)例分析

第八章 GOOSE服務(wù)及報(bào)文解析

第九章 SV服務(wù)及報(bào)文解析

附錄A 邏輯節(jié)點(diǎn)分類(lèi)

附錄B 數(shù)據(jù)名定義及描述

參考文獻(xiàn)|

智能變電站作為智能電網(wǎng)基礎(chǔ)的組成部分，其相關(guān)新技術(shù)的大量運(yùn)用改變了變電站監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和信息采集交互方式，從而對(duì)自動(dòng)化人員的運(yùn)行維護(hù)水平提出了更高的要求。為使自動(dòng)化人員更快速且有效地掌握智能變電站自動(dòng)化相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)技能，理解IEC 61850系列信息通信標(biāo)準(zhǔn)，提高智能變電站的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)管理水平和運(yùn)行維護(hù)、檢修能力，國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司特組織人員編寫(xiě)關(guān)于智能變電站的系列叢書(shū)。|　《IEC 61850 電力系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)》共分九章，包括IEC 61850通信規(guī)約的發(fā)展、IEC 61850總體介紹、IEC 61850建?；A(chǔ)、抽象通信服務(wù)接口、特定通信服務(wù)映射、變電站配置語(yǔ)言、MMS服務(wù)及報(bào)文解析、GOOSE服務(wù)及報(bào)文解析、SV服務(wù)及報(bào)文解析。|　《IEC 61850 電力系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)》可供從事智能變電站設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)及檢修試驗(yàn)的相關(guān)技術(shù)和管理人員學(xué)習(xí)、培訓(xùn)使用。|

IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)共包含10個(gè)部分(IEC61850對(duì)應(yīng)我們電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)DL/T860)：

IEC6l 850-1(DL/T860.1)基本原則；

IEC61850-2(DL/T860.2)術(shù)語(yǔ)；

IEC61850-3 (DL/T860.3)一般要求；

IEC61850-4(DL/T860.4)系統(tǒng)和工程管理；

IEC61850-5(DL/T860.5)功能和裝置模型的通信要求；

IEC61850-6(DL/T860.6)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)語(yǔ)言；

IEC61850-7-1(DL/T860.71)變電站和饋線設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu)一一原理和模式；

IEC61850-7-2(DL/T860.72)變電站和饋線設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu)一一抽象通信服務(wù)接口（ACSI：Abstract Communication service interface)；

IEC61850-7-3(DL/T860.73)變電站和饋線設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu)一一公共數(shù)據(jù)級(jí)別和屬性；

IEC61850-7-4(DL/T860.74)變電站和饋線設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu)一一兼容的邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)對(duì)象（DO：Data 0bject)尋址；

IEC61850一8-1(DL/T860.81)特殊通信服務(wù)映射(SCSM：Special Communication Service Mapping)：到變電站和間隔層內(nèi)以及變電站層和間隔層之間通信映射；

IEC61850一9-1(DL/T860.91)特殊通信服務(wù)映射：間隔層和過(guò)程層內(nèi)以及間隔層和過(guò)程層之間通信的映射，單向多路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行鏈路上的采樣值；

IEC61850一9-2(DL/T860.92)特殊通信服務(wù)映射：間隔層和過(guò)程層內(nèi)以及間隔層和過(guò)程層之間通信的映射，映射到ISO/IEC 8802-3的采樣值；

IEC61850一10(DL/T860.10) 一致性測(cè)試。

IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)是由國(guó)際電工委員會(huì)(International Electro technical Commission)第57技術(shù)委員會(huì)于2004年頒布的、應(yīng)用于變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。作為基于網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái)的變電站唯一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)吸收了IEC60870系列標(biāo)準(zhǔn)和UCA的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)吸收了很多先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)保護(hù)和控制等自動(dòng)化產(chǎn)品和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)（SAS）的設(shè)計(jì)產(chǎn)生深刻的影響。它將不僅應(yīng)用在變電站內(nèi)，而且將運(yùn)用于變電站與調(diào)度中心之間以及各級(jí)調(diào)度中心之間。國(guó)內(nèi)外各大電力公司、研究機(jī)構(gòu)都在積極調(diào)整產(chǎn)品研發(fā)方向，力圖和新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，以適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展方向。

IEC 61850系列標(biāo)準(zhǔn)共10大類(lèi)、14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，具體名稱(chēng)不在這里贅述，讀者可以很容易在網(wǎng)絡(luò)上查找到，以下主要介紹一下IEC 61850的特點(diǎn)。

①．定義了變電站的信息分層結(jié)構(gòu)

變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)協(xié)議 IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)草案提出了變電站內(nèi)信息分層的概念，將變電站的通信體系分為 3 個(gè)層次，即變電站層、間隔層和過(guò)程層，并且定義了層和層之間的通信接口。

②．采用了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)建模技術(shù)

IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)采用面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)，定義了基于客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型。每個(gè)IED包含一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器，每個(gè)服務(wù)器本身又包含一個(gè)或多個(gè)邏輯設(shè)備。邏輯設(shè)備包含邏輯節(jié)點(diǎn)，邏輯節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)對(duì)象。數(shù)據(jù)對(duì)象則是由數(shù)據(jù)屬性構(gòu)成的公用數(shù)據(jù)類(lèi)的命名實(shí)例。從通信而言，IED 同時(shí)也扮演客戶(hù)的角色。任何一個(gè)客戶(hù)可通過(guò)抽象通信服務(wù)接口（ACSI）和服務(wù)器通信可訪問(wèn)數(shù)據(jù)對(duì)象。

③．?dāng)?shù)據(jù)自描述

該標(biāo)準(zhǔn)定義了采用設(shè)備名、邏輯節(jié)點(diǎn)名、實(shí)例編號(hào)和數(shù)據(jù)類(lèi)名建立對(duì)象名的命名規(guī)則；采用面向?qū)ο蟮姆椒?，定義了對(duì)象之間的通信服務(wù)，比如，獲取和設(shè)定對(duì)象值的通信服務(wù)，取得對(duì)象名列表的通信服務(wù)，獲得數(shù)據(jù)對(duì)象值列表的服務(wù)等。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)自描述在數(shù)據(jù)源就對(duì)數(shù)據(jù)本身進(jìn)行自我描述，傳輸?shù)浇邮辗降臄?shù)據(jù)都帶有自我說(shuō)明，不需要再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行工程物理量對(duì)應(yīng)、標(biāo)度轉(zhuǎn)換等工作。由于數(shù)據(jù)本身帶有說(shuō)明，所以傳輸時(shí)可以不受預(yù)先定義限制，簡(jiǎn)化了對(duì)數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)工作。

④. 網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立性

IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)了變電站內(nèi)信息傳輸所必需的通信服務(wù)，設(shè)計(jì)了獨(dú)立于所采用網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層協(xié)議的抽象通信服務(wù)接口（ACSI）。在 IEC61850-7-2 中，建立了標(biāo)準(zhǔn)兼容服務(wù)器所必須提供的通信服務(wù)的模型，包括服務(wù)器模型、邏輯設(shè)備模型、邏輯節(jié)點(diǎn)模型、數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)集模型?？蛻?hù)通過(guò) ACSI，由專(zhuān)用通信服務(wù)映射（SCSM）映射到所采用的具體協(xié)議棧，例如制造報(bào)文規(guī)范（MMS）等。IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)使用 ACSI和 SCSM技術(shù)，解決了標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性與未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展之間的矛盾，即當(dāng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展時(shí)只要改動(dòng) SCSM，而不需要修改 ACSI。

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)具有很多優(yōu)勢(shì)：

1. 它對(duì)變電站內(nèi)IED(智能電子設(shè)備)間的通信進(jìn)行分類(lèi)和分析，定義了變電站裝置間和變電站對(duì)外通信的10種類(lèi)型，針對(duì)這10種通信需求進(jìn)行分類(lèi)和甄別。

2. 針對(duì)不同的通信，不同的優(yōu)化方式。引入GOOSE（面向通用對(duì)象的變電站事件）、SMV（采樣測(cè)量值）和MMS（制造報(bào)文規(guī)范）等不同通信方式的通信方式，滿(mǎn)足變電站內(nèi)裝置間的通信需求。

3. 建立裝置的數(shù)字化模型，理順功能、IED、LD（邏輯設(shè)備）、LN（邏輯節(jié)點(diǎn)）概念的關(guān)系和隸屬。統(tǒng)一功能和裝置實(shí)現(xiàn)直接的規(guī)范。

4. 建立統(tǒng)一的SCD （變電站系統(tǒng)配置描述文件），使得各個(gè)變電站盡管在電壓等級(jí)、供電范圍、一次接線方式等等不盡相同的情況下，依然能夠建立起一個(gè)統(tǒng)一格式、統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)方式、各個(gè)廠商通用的變電站配置。

5. 首次提出過(guò)程層概念和解決方案，使得電子式互感器的得以推廣和應(yīng)用。