IEC 61850介绍1

1、什么是 IEC 61850？2000年之前 大量采用串行接口 低带宽 有限的装置数量 有限的测量数据（测点不带品质和时标） 电能质量、状态监测等新应用 太多的协议和解决方案 数据和服务映射过程中丢失信息和功能 工程调试和维护复杂IEC 61850产生的原因n 信息技术高速发展n 自动化系统需要升级改造n 智能电网需要海量的数据和信息IEC 61850产生的原因变电站自动化整个生命周期的费用n IEC 61850系列标准从1995年开始制定n 在2007年之前，IEC 61850系列标准的全称是变电站通信网络和系统(Communication Networks and Systems in Su

2、bstations)，规范了变电站内智能电子设备（IED）之间的通信行为和相关的系统要求。n 2007年， IEC 61850系列标准的名称改为电力企业自动化通信网络和系统（Communication networks and systems for power utility automation）n 截止2012-07，IEC 61850系列标准已发布20个部分，还有超过20个草案正在制定中。什么是IEC 61850? n IEC 61850系列标准吸收了多种国际最先进的新技术，并且大量引用了目前正在使用的多个领域内的其它国际标准作为IEC 61850系列标准的一部分。所以它是一个十分庞大

3、的标准体系。n IEC 61850系列标准全面涵盖了变电站通信网络和系统总体要求、系统和工程管理、一致性测试等内容。n 确切地说，IEC 61850是一种新的变电站自动化的方法，一种影响工程、维护、运行和电力行业组织的新方法。n IEC 61850系列标准考虑了各种需求的测试方法，面向未来通讯的可扩展架构，实现“一个世界，一种技术，一个标准”的目标。不仅仅是一个通信协议n 开放性全部通信协议基于已有的IEC/IEEE/ISO/OSI可用的通信标准，不考虑具体实现。n 先进性采用ACSI、SCSM、OO的技术，使用MMS作为应用层协议，自我描述,在线读取/修改参数和配置，采用XML语言来描述变电

4、站的配置。n 完整性适用对象几乎包容了变电站内所有IED （常规的测控装置、保护装置、RTU、站级计算机、同期、VQC、数字式PT/CT、智能开关等）一个开放和先进的变电站自动化标准n互操作性 n自由配置 n长期稳定性 为不同厂家的设备互联提供互操作性,即不同制造厂家提供的智能设备可交换信息和使用这些信息执行特定功能。满足变电站自动化系统(SAS)功能和性能要求；可灵活配置，将功能自由分配到装置中，支持用户集中式(如RTU)和分散式系统的各种要求。支持未来的技术发展，因为它可兼容主流通讯技术而发展，并可伴随系统需求而进化。标准制定的主要目的分层的变电站自动化系统从逻辑和物理概念上将变电站的功能

5、分层，令变电站自动化的模型更加合理，各层间的接口更加清晰。通讯和规约分离解决了标准的稳定性与未来网络技术发展之间的矛盾，以后网络技术发展了只要改动SCSM，而不需要修改具体应用，保证了应用的长期稳定性。面向对象的数据对象统一建模对象模型涵盖了变电站内所有智能装置，契合用户的需求，方便功能的自由分配。数据对象自我描述，简化了数据管理和维护工作。解决了按点号定义数据含义不明的问题。IEC 61850的主要特点控制中心控制中心监控监控主机主机工程工程师站师站测控RTU传统开关设备传统CT / VT测控保护传统开关设备保护传统CT / VT传统的变电站自动化架构控制中心控制中心监控监控主机主机工程工程

6、师站师站测控保护测控保护保护 & 测控过程接口过程接口过程接口站控层间隔层过程层站级总线过程总线IEC 61850的三层架构控制中心控制中心HMI工程师站工程师站交换机交换机Station UnitRelay ABay Controller传统开关设备传统CT / VTRelay BRelay ABay Controller传统开关设备Relay B传统CT / VTIEC 61850-8-1站级总线（星型）控制中心控制中心HMI工程师站工程师站Ethernet SwitchRouterRelay ABay Controller传统开关设备现代CT / VTRelay BRelay A

7、Bay Controller传统开关设备现代CT / VTRelay BIEC 61850-8-1IEC 61850-9-x站级总线（星型）和 IEC61850-9-X控制中心控制中心HMI工程师站工程师站Ethernet SwitchRouterRelay A断路器IED传统CT / VTRelay BRelay ARelay B传统CT / VT断路器IEDIEC 61850-8-1站级总线（星型）和 断路器IED控制中心控制中心HMI工程师站工程师站Ethernet SwitchRouterRelay ABay Controller现代开关设备现代CT / VTRelay BRelay

8、ABay Controller现代开关设备现代CT / VTRelay BIEC 61850-8-1IEC 61850-8-1 and IEC 61850-9-x站级总线（星型）和 过程总线控制中心控制中心HMI工程师站工程师站Ethernet SwitchRouterRelay A断路器IED现代CT / VTRelay BRelay A断路器IED现代CT / VTRelay BIEC 61850-8-1IEC 61850-9-x断路器IED和采样独立连接控制中心控制中心HMI工程师站工程师站Ethernet SwitchRouterRelay ABay Controller现代开关设备现

9、代CT / VTRelay BRelay ABay Controller现代开关设备现代CT / VTRelay BIEC 61850-8-1 andIEC 61850-9-xIEC 61850-8-1 and IEC 61850-9-x一层网（星型）控制中心控制中心HMI工程师站工程师站Relay ABay Controller现代开关设备现代CT / VTRelay BRelay ABay Controller现代开关设备现代CT / VTRelay BIEC 61850-8-1 andIEC 61850-9-xIEC 61850-8-1 and IEC 61850-9-xEthernet

10、 Ring with SwitchesRouter一层网（星/环型）变电站自动化系统的逻辑接口通讯和规约分离应用应用( (测控、保护测控、保护)服务服务( (遥控、报告遥控、报告)通讯通讯(MMS) 数据模型数据模型 抽象通讯服务接口抽象通讯服务接口 SCSMIEC 61850:通讯和规约分离面向对象建模XCBR 断路器XSWI 隔离开关TCTR电流互感器TVTR电压互感器SIMG 绝缘介质监视CSWI开关控制器 PTOC 带时限过电流PTRC 保护跳闸条件 面向对象建模系统概貌1 介绍和概述2 术语3 总体要求4 系统和项目管理5 功能的通信要求和设备模型数据模型7-3 公用数据类7-4 兼

11、容逻辑节点类和数据类7-410 水电厂7-420 分布式能源(DER)7-5 Usage of information models SAS7-500 Use of LN to model functions (SAS)7-510 Use of LN (hydro power plants)7-520 Use of LN (DER)7-10 Web-based access to the IEC 61850 models配置6 变电站自动化系统配置描述语言抽象通信服务7-1 原理和模型7-2 抽象通信服务接口(ACSI)映射到实际通信网络8-1 映射到MMS和ISO/IEC8802-38-2

12、映射到Web Service9-1 通过单向多路点对点串行通信链路采样值 9-2 ISO8802-3之上的采样值测试10 一致性测试10-2 基于IEC 61850的水电设备的互操作能力测试IEC 61850的内容IEC 61850的内容80-1 CDC-based data model using IEC 60870-5-10 x90-1 Using IEC 61850 for SS-SS communication90-2 Using IEC 61850 for SS-CC communication90-3 Using IEC 61850 for Condition Monitoring

13、90-4 Network Engineering Guidelines90-410 Comm. network structures in hydro power plants90-5 Exchange of synchrophasor information90-6 Use of IEC 61850 for Distribution Automation90-7 Object models for PV and other DER inverters90-8 Object Models for Electrical Transportation90-9 Object Models for B

14、atteries90-10 Object Models for Schedules90-11 Modeling of logics90-12 Wide area network engineering guidelines90-13 Information models for steam and gas turbines90-14 Using IEC 61850 for FACTS data modelling90-15 Hierarchical DER system model100-1 Functional testing of IEC 61850 based systemsIEC 61

15、400-25 - Communications for monitoring and control of wind power plants 25-1 : Overall description of principles and models 25-2 : Information models 25-3 : Information exchange models 25-4 : Mapping to communication profile 25-5 : Conformance testing 25-6 : Logical node classes and data classes for

16、 condition monitoringIEC 61850的内容n 一致性测试n 互操作测试n 系统认证n 功能测试n 性能测试n 压力和基准测试n FATn SATIEC 61850的测试PICS - Protocol Implementation Conformance Statement 协议实现一致性陈述 MICS - Model Implementation conformance Statement 模型实现一致性陈述PIXIT - Protocol Implementation extra information for Testing 测试协议实现之外的信息 IEC 6185

17、0-10 一致性测试一致性测试IEC 61850认证基于IEC 61850的变电站IEC 61850的优点以往的设计对象是优化 带宽 硬件资源(CPU性能、存储需求)今天的趋势带宽成本带宽成本硬件成本硬件成本集成成本集成成本IEC 61850的优点 分层的变电站自动化系统从逻辑和物理概念上将变电站的功能分层，令变电站自动化的模型更加合理，各层间的接口更加清晰。 通讯和规约分离解决了标准的稳定性与未来网络技术发展之间的矛盾，以后网络技术发展了只要改动SCSM，而不需要修改具体应用，保证了应用的长期稳定性。IEC 61850的优点 面向对象的数据对象统一建模对象模型涵盖了变电站内所有智能装置，契合用户的需求，方便功能的自由分配。数据对象自我描述，简化了数据管理和维护工作。解决了按点号定义数据含义不明的问题。IEC 61850的优点n 互操作性减少了工程和维护工作相同的通信接口、标准的配置语言和配置文件为来自不同厂商的智能电子设备之间的互操作性奠定了基础。一致性测试最大限度的保证了不同厂家对标准理解和实现的一致性。开放的系统降低了生命周期的总体拥有成本，减少了工程和维护的工作量。IEC 61850的优点小结IEC 61850最重要的目标 建立建立现实世界现实世界的模型的模型（系统配置语言：单线图，功能，。 SCL） 何时交换数据？何时交换数据？（IED配置 SCL） 如何交