ie工业工程_iec61850模型培训

IEC61850培训,IEC61850标准简介,IEC61850配置流程介绍,IEC61850建模的几个基本概念,IEC61850模型,IEC61850培训,IEC61850建模的几个基本概念,信息模型描述对象某些特征、参数，代表对象，例如一次主接线图可以看作是变电站的电路模型。IEC61850中的模型主要用于完成通信功能。建模IEC61850标准已经建立了标准的变电站通信模型（提供了组件）工程应用中，从标准模型中选择适当的逻辑节点和数据，并赋予实例特定值（组装工作）,IEC61850培训,IEC61850建模的几个基本概念,逻辑节点（LN）logicalnode物理装置内部交换数据的最小功能部分，如差动保护功能、距离保护功能、断路器等。由数据和方法组成的对象。逻辑设备（LD）logicaldevice一组具有共同特征的逻辑节点及其共用服务组成。共同特征：通常一起投、退或处于测试模式。服务：GOOSE（Genericobjectorientedsubstationevent面向对象的通用变电站事件）,采样值交换,定值组等。,IEC61850培训,IEC61850建模的几个基本概念,服务Services逻辑节点间交换信息的行为，或称为逻辑节点的输入、输出行为，与编程中“对象”的“方法”有类似之处。智能电子装置（IED）intelligentelectronicdevice、物理装置（PD）physicaldevice由一个或多个处理器构成（微机装置）。可接收外部信息和向外发送数据/控制命令的装置。有内部时钟，提供时间标志，能与外部时钟同步。如微机保护、测控装置、数字式电能表等。一个IED(PD)可包含一个及以上逻辑设备(LD),IEC61850培训,缩略语IEDIntelligentElectronicDevice（智能电子设备）BRCBBuferReportControlBLock（有缓存的报告控制块）URCBUnbuferedReportControlBlock(无缓存报告控制块)ICDIEDCapabilityDescription（IED能力描述文件）CIDConfiguredIEDDescription（IED实例配置文件）RPITRemoteProcessInterfaceTerminal（智能终端）SCDSubstationConfigurationDescription（全站系统配置文件）SSDSystemSpecificationDescription（系统规格文件）SVSampledvalue（采样值）GOOSE,GoGenericobjectorientedsubstationevents（面向通用对象的变电站事件）,一、IEC61850标准简介,IEC61850是国际电工委员会(IEC)TC57工作组制定的变电站通信网络和系统系列标准，是基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一的国际标准。IEC61850规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言，使不同智能电气设备间的信息共享和互操作成为可能。不仅规范保护测控装置的模型和通信接口，而且还定义了电子式CT、PT、智能化开关等一次设备的模型和通信接口。,长期稳定性标准应向后兼容，以适应通讯技术和系统要求的发展,1）、IEC61850的制定目标,互操作性来自一个或多个厂家的IED之间交换信息和正确使用信息完成各自功能的能力,自由配置标准需要支持各种策略以允许功能自由分布，例如：集中式或分布式系统,一、IEC61850标准简介,2）IEC61850标准的内容框架(DL/T860),建模方法,7-4,逻辑节点,物理设备,逻辑设备,数据对象,数据属性,7-1,5,信息模型,信息服务模型,公共数据类,7-3,模板,7-2,面向变电站层的通信,面向过程层的通信,8,9-1/9-2,设备与系统的描述,模型与服务的测试,6,10,MMS报文,SV报文,GOOSE报文,8,一、IEC61850标准简介,保护与合并单元,模拟量,合并单元,智能终端,SV,GOOSE,保护与监控主机,保护动作信息/异常告警信息定值信息/录波信息等,保护与智能终端,采样值信息（SV）,状态信息（GOOSE）,开关量,监控主机,MMS,MMS,3)服务模型：MMS、GOOSE和SV三类,一、IEC61850标准简介,4)智能变电站自动化接口模型,一、IEC61850标准简介,5）IEC61850标准模型的表达形式,物理设备,逻辑设备,逻辑节点,DO,数据属性DA。如启动、A、B、C动作,逻辑节点LN。如：差动、阻抗保护,数据对象DO。如：保护启动、动作,物理设备。如：线线路保护,逻辑设备LD。如：第一、二套保护,“PHD/PCL931/PDIS1$Op$general”=1,物理设备名服务器,逻辑设备名,逻辑节点名,数据属性名,数据对象名,一、IEC61850标准简介,GndPDIS1,GndPDIS2,GndPDIS3,general,Op,PhsA,PhsB,PhsC,general,Op,PhsA,PhsB,PhsC,general,Op,PhsA,PhsB,PhsC,数据对象,接地距离保护I段动作跳A相,数据集,逻辑节点,数据属性,6)状态信息,一、IEC61850标准简介,数据集,保护程序,通信程序,负责刷新数据集中数据的值,置1：表示动作,置0：表示返回,监视数据集中数据值的变化,一旦发生变化就认为产生一个事件,即发送报文,状态信息的形成过程,一、IEC61850标准简介,GOOSE传输机制：变时间间隔重复传输,事件结束后以较长的间隔连续传输（5s），以保持通信线路的畅通,事件发生时以较短的间隔连续传输（2ms，4ms,8ms）避免数据报文的丢失,事件计数器C1,报文计数器C2,C1=8C2=10,C1=9C2=0,C1=9C2=5,保护动作,一、IEC61850标准简介,保护程序判断结果距离I段动作，跳A相,5s,2ms,2ms,4ms,5s,St：事件计数器,Sq：报文计数器,保护程序：刷新数据,通信程序：监测数据变化/传输GOOSE报文,返回时间到,2ms,2ms,4ms,GOOSE传输实例：,一、IEC61850标准简介,7）采样值信息（SV）IEC61850-9-2、9-19-1格式固定，支持点对点以太网传输。9-2格式可以设定，支持点对点或网络传输。以太网传输通信速率高（100M/1000Mbps），传输延迟不固定，依赖外部时钟基于IEC60044-8的FT3格式采用FT3格式点对点传输，速率（2.510Mbps）。传输延时固定，可用插值再采样实现同步，不依赖外部时钟。,一、IEC61850标准简介,8）IEC61850的特点信息分层（站控层、间隔层、过程层）面向对象建模和信息自我描述，适应开放互操作性要求采用抽象通信服务接口，适应通信网络技术迅猛发展传输采样测量值（SV）快速传输变化值（GOOSE）IEC61850和以前使用的标准不同之处在于对象模型，它以服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型和数据对象模型建立了变电站自动化系统中常用设备的统一数据模型，满足互操作性要求。,一、IEC61850标准简介,9）61850的面向对象建模,一、IEC61850标准简介,10）61850的面向对象建模,一、IEC61850标准简介,11）应用数据和服务的建模,一、IEC61850标准简介,IED（智能电子设备，指保护、测控等设备）应提供ICD文件，描述IED的能力及通信内容，如是否具有定值、压板、动作信号等。系统集成工具把各IED的ICD文件集成并进行实例化如IED名、信息点描述等形成站级模型文件-SCD文件，供站级（包括监控、远动、故障信息主子站）应用。IED从SCD文件中导出本IED相关部分形成CID文件，即实例化后的IED模型文件，供IED运行时用。,IEC61850培训,IEC61850配置流程介绍,1）智能化变电站系统与设备的描述,四个重要的描述文件SSD：系统定义文件：应全站唯一，该文件描述变电站一次系统结构及相关联的逻辑节点，最终包含在SCD文件中。SCD：变电站配置描述文件：该文件描述所有IED的实例配置和通讯参数，IED之间通讯配置及变电站一次系统结构有系统集成商完成。SCD文件应包含版本修改信息，明确描述修改时间，修改版本号等内容。,二、IEC61850配置流程介绍,ICD：IED设备能力描述文件：按设备配置，该文件描述IED的基本数据模型及服务，但不包含IED实例名称和通讯参数。CID：已配置的IED描述文件：按设备配置，该文件描述IED的基本数据模型及服务，并包含了IED实例名称和通讯参数。是从系统集成商配置的SCD文件导出的，他关联了一次系统和通信参数。,二、IEC61850配置流程介绍,2）各种描述文件的作用和流转过程,.ssd文件(1个，设计院提供),.icd文件(多个，由制造商提供),描述一次接线图,描述二次设备的信息和服务模型,通信系统设计,.scd文件,描述一次接线、二次设备和通信系统（最完整）,实例化，确定二次设备与一次系统的对应关系,.cid文件,.cid文件,描述二次设备模型、通信参数及与一次系统的对应关系,二、IEC61850配置流程介绍,IEC61850培训,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,配置,二、IEC61850配置流程介绍,IEC61850培训,三、IEC61850模型,IEC61850培训,ICD/CID文件结构-Header：历史版本信息等-Communication：IP地址，GOOSE配置等-IED：遥测、遥信、定值、压板、动作信号等-DataTypeTemplates：对象类型定义,2模型验证1：XMLSpy修改模型，可做一些语法方面的验证，特别是使用栅格模式可避免格式错误。2:SCD工具可以校验模型的规范性和语法性的错误，并且能明确指出错误所在处，建议使用ICD前先进行校验。3：客户端工具软件VisualStudio可作进一步验证,安装好软件后，只需把模型文件放入E:Iec61850STD_61850mvlusr下，然后startup中的文件名和IED名字修改正确，然后运行软件，运行结果记录在E:Iec61850STD_61850mvlusr中的mms.log中,此项校验偏重于内部映射格式和语法错误。,IEC61850培训,3IED配置IEC61850模型的树状层次：PHD-LD-LN-DO-DA,IEC61850培训,IEC61850培训,IEDSevices（服务）,Sevices,DyaAssociation目录SettingGroups定值组GetDirectory地址列表DataObjectDefinition数据对象定义GetDataSetValue得到数据对象值SetDataSetValue扩展数据对象值DataSetDirectory数据集地址表ConfDataSet数据集（最多个数）ReadWrite读、写ConfReportControl报告控制块（最多个数）GetCBValues控制值ReportSettings报告控制块的整定GOOSEFileHardling文件处理ConfLNS,fixLnInst实例fixPrefix扩展,3.1IED和LD相关信息,IEC61850培训,1：icd文件中的IED名一般为Template2：每个IED包含1-n个LDevice，每个LD至少包含1个LN0、1个LPHD和其他LN。3：逻辑设备建模原则，应把某些具有公用特性的逻辑节点组合成一个逻辑设备。LD不宜划分过多，保护功能宜使用一个LD来表示。SGCB控制的数据对象不应跨LD，数据集包含的数据对象不应跨LD。,IEC61850培训,5：IED应用模型规范：逻辑设备（LD）建模原则逻辑设备的划分宜依据功能进行，按以下几种类型进行划分：a）公用LD，inst名为“LD0”：包括与保护功能无关的装置告警信号、通信故障（包含MMS、GOOSE、SV）,自检信号等；b）测量LD，inst名为“MEAS”：包括遥测信号；c）保护LD，inst名为“PROT”：包括与保护功能相关的各类信号，例如：保护LN、跳闸LN、保护模型量LN、保护开入量LN等；d）控制LD，inst名为“CTRL”：包括遥信和遥控信号；e）保护、测控、合并单元等过程层访问点的LD，inst名为“PI”：包括测控GOOSE信号、保护GOOSE信号；I）采样值LD，inst名为“SVLD”：包括保护、测控接收的SV信号；f）智能终端LD，inst名为“RPIT”：包括与智能终端相关的各类信号，例如：跳闸LN、开关LN、遥控LN、测量LN等；g）录波LD，inst名为“RCD”：包括保护录波或专用录波器LN；h）合并单元LD，inst名为“MU”：包括合并单元所需的各类信号，例如：互感器LN等。,IEC61850培训,3.2逻辑节点LN（LogicalNode）逻辑节点（LN）建模原则：LN是IED自身完成的最小功能单元，应按照IEC61850标准建模。需要通信的每个最小功能单元建模为一个LN对象，属于同一功能对象的数据和数据属性应放在同一个LN对象中。LN类的数据对象统一扩充逻辑节点是功能的最小单位，如PTOC类型的LN表示带时限过流保护，包括时限、过流等定值及保护启动动作状态。MMXU表示3相系统的模拟量，包括电流、电压、功率等数据。CSWI表示开关对象，包括开关状态，开关控点等数据。从LD包含的LN既可知道LD所能支持的功能。以下是常用逻辑节点：,IEC61850培训,IEC61850培训,IEC61850培训,CTRL/GGIO2,3.2.2包含状态数据的LN,CTRL/GGIO2,IEC61850培训,IEC61850培训,1:LN类型lnType：描述LN包含的数据信息，根据lnType如NJPN_GGIO_IND在DataTypeTemplate段中查询2:LN实例名：prefix+lnClass+inst如：GGIO2（prefix为空）3:LN实例路径名：CTRL/GGIO2LD与LN之间以/分隔4:只在LN0实例中包含数据集DataSet、报告控制块ReportControl。5:只有在DataTypeTemplate定义过，LN才可以实例化，比如模板NJPN_GGIO_IND中定义了Mod、Behavior、NamPlt、Health、Ind1.Ind16，LN实例化时DO就只能包含Mod、Behavior、NamPlt、Health、Ind1.Ind16。如果要增加其他DO，必须在DataTypeTemplate先行定义，才可进行实例化。,IEC61850培训,3.2.2包含测量数据的LN,MEAS/BUS_MMXU1,1:LN类型lnType：描述LN包含的数据信息，根据lnType如NJPN_MMXU在DataTypeTemplate段中查询2:LN实例名：prefix+lnClass+inst如：BUS_MMXU13:LN实例路径名：MEAS/BUS_MMXU1LD与LN之间以/分隔,IEC61850培训,IEC61850培训,3.2.3包含控制数据的LN,IEC61850培训,CTRL/CSWI1,控制LN特殊：控制LN的数据不需要添加到数据集中,IEC61850培训,3.2.4包含定值数据的LN,3.3数据DO（DataObject）及数据属性DA（Dataattribute）模型中LN的下级数据称为DO，在61850标准中统一定义了每个DO含义，DO又可包含下级DO和DA，因此DO可看作一个结构化的数据。DA是模型中的末级数据，DA又可包含DA，最末级DA称为叶子leaf。模型中的信息分为几种类型，由DA的功能约束属性fc进行标识，常用fc有如下类别：ST：状态MX：测量CO：控制SG：当前区定值SE：编辑区定值BR：缓冲型报告控制块RP：非缓冲型报告控制块下面为常用数据类型的例子。,IEC61850培训,公共数据类的功能约束值,公共数据类的功能约束值,公共数据类的功能约束值,公用数据类CDC,工程建模过程中，如果每个逻辑节点的每个数据都随意定义，互操作性无从谈起。IEC61850借用了编程中类的概念，定义了一批公用数据类。工程建模时，数据定义不需列出全部属性，仅需引用公用数据类。公用数据类对保持数据属性定义的一致性非常有用。例如断路器逻辑节点XCBR位置数据POS只需引用CDC中“可控双点DPC”即可。,公用数据类CDC,核心的公用数据类分组状态信息；SPC、DPC、INS测量值信息；MV、CMV可控状态信息；（包含SPC、DPC、INC）可控模拟信息；状态设置；SPG、ING模拟设置；描述信息。约30种CDC举例：断路器逻辑节点XCBR的位置属性POS继承CDC“可控双点”-“DPC”的全部数据属性，如ctlVal,origin,ctlNum等。,3.3.1状态类数据包括压板状态、开入状态、告警信息、事件状态等。类型：SPS,IEC61850培训,IEC61850培训,实例化中Ind2属于LnType为NJPN_GGIO_IND的LN，所以在LNodeType中查询得到DOtype为CN_SPS，再到DOType中查询得到DA（stVal）。,3.3.2测量类数据（CMV）,IEC61850培训,IEC61850培训,3.3.3控制类数据控制类型包括复归、压板、开关控制类型DPC、SPC,IEC61850培训,IEC61850培训,3.3.4定值类数据,IEC61850培训,3.4数据集：DOI/DAI的集合,IEC61850培训,FCDA到DO，DO包含的fc指定的DA也属于FCDA,IEC61850培训,IEC61850培训,FCDA到DA,1:数据集路径名datasetReference唯一确定一个数据集:IED名+LD名+LN名+数据集名2:根据每个数据成员实例可找到数据的描述，即可知道数据与IED内部数据的对应关系,3.5报告控制块ReportControl,IEC61850培训,Dchg数值变化Qchg品质变化Dupd更新变化Period周期变化,IEC61850培训,1、报告控制块用于设定IED上送数据的内容及方式等，包括告警、事件、开入、模拟量等所有IED需上送的内容。61850中除总召由client发起外，其余全部为IED主动上送数据。2、IED与client连接过程中，client一般会根据各自需要设定每个报告实例的属性，此处的例子是icd中设定的默认值，如果client不重新设定，IED以此方式上送。3、datSet属性：本报告控制块对应的数据集。4、TrgOps：报告触发选项，数据集中的数据在何种条件下通过报告上送dchg:数据变化上送qchg:品质变化上送dupd:数据更新上送，目前一般不用pe