IEC61850实现

1、IEC61850技术实现技术实现刘军辉内容提要内容提要1. IEC61850简介简介2. IEC61850建模技术建模技术3. 站控层技术实现站控层技术实现4. 过程层技术实现过程层技术实现5. 小结小结1. IEC61850简介简介1.1 背景背景 SAS发展到现阶段必须解决互操作问题。 IEC TC57 用10年时间，为SAS的网络和系统制定了国际统一的标准。 中国等同引用该标准-DL860/T。1. IEC61850简介简介1.2 IEC61850是什么？是什么？ 定义了通信的两个重要内容：定义了通信的两个重要内容： 传递什么？传递什么？ 如何传递？如何传递？ 定义了设备和变电站的配置；

2、定义了设备和变电站的配置； 面向未来，通信协议可选择；面向未来，通信协议可选择； 对自动化设备协同工作的方式进行了发展；对自动化设备协同工作的方式进行了发展； 具有通用性，可应用于其他领域；具有通用性，可应用于其他领域； 是是一套技术体系一套技术体系，而不仅仅是通信协议。，而不仅仅是通信协议。1. IEC61850简介简介1.3 制定制定IEC61850的目的的目的 互操作性互操作性 不同厂家的不同厂家的IED之间能够交换信息并能够利用交换的之间能够交换信息并能够利用交换的信息完成各自的功能。信息完成各自的功能。 自由配置自由配置 能够支持不同的设计理念，允许功能的自由分配。能够支持不同的设计

3、理念，允许功能的自由分配。 长期稳定性长期稳定性 面向未来发展，既能够适应通信技术的快速发展，又面向未来发展，既能够适应通信技术的快速发展，又能满足电力系统需求长期的稳定性。能满足电力系统需求长期的稳定性。 1. IEC61850简介简介1.4 互操作性如何获得？互操作性如何获得？ 数据模型数据模型 服务模型服务模型 协议协议 物理网络物理网络 工程数据交换工程数据交换 一致性测试一致性测试 1. IEC61850简介简介1.5 变与不变变与不变 不改变变电站的功能不改变变电站的功能 不改变设备的功能不改变设备的功能 提供了一个更加简单的观察视角提供了一个更加简单的观察视角 具有互操作性具有互

4、操作性 可以降低系统成本可以降低系统成本 1. IEC61850简介简介1.6 IEC61850文件构成文件构成 目前有目前有14个部分，分为个部分，分为6类：类： 系统级别系统级别 IEC61850-1 介绍和概述介绍和概述 IEC61850-2 术语术语 IEC61850-3 通用需求通用需求 IEC61850-4 系统和项目管理系统和项目管理 IEC61850-5 功能和设备模型的通信需求功能和设备模型的通信需求 1. IEC61850简介简介1.6 IEC61850文件构成文件构成 数据模型数据模型 IEC61850-7-4 逻辑节点和数据类逻辑节点和数据类 IEC61850-7-3

5、通用数据类通用数据类 抽象通信服务抽象通信服务 IEC61850-7-1 原理和模型原理和模型 IEC61850-7-2 抽象通信服务（抽象通信服务（ACSI） 1. IEC61850简介简介1.6 IEC61850文件构成 映射到实际的通信网络（SCSM） IEC61850-8-1 映射到MMS和ISO/IEC8802-3 IEC61850-9-1 通过单方向点对点传输采样值 IEC61850-9-2 通过ISO/IEC8802-3传输采样值 配置 IEC61850-6 变电站IED的配置语言 测试 IEC61850-10 一致性测试 1. IEC61850简介简介1.7 SAS接口模型接口

6、模型IF1：间隔层和站层之间交换保护数据间隔层和站层之间交换保护数据 IF2：间隔层和远方保护之间交换保护数据间隔层和远方保护之间交换保护数据IF3：间隔层之间交换数据如保护和控制设备间间隔层之间交换数据如保护和控制设备间IF4：间隔层和过程层之间交换采样数据间隔层和过程层之间交换采样数据IF5：间隔层和过程层之间交换控制数据间隔层和过程层之间交换控制数据IF6：间隔层和站层之间交换控制数据间隔层和站层之间交换控制数据IF7：站层和远方工程师之间交换数据站层和远方工程师之间交换数据IF8：间隔层之间直接快速交换数据，如联锁间隔层之间直接快速交换数据，如联锁IF9：站层之间交换数据站层之间交换数

7、据IF10：站层和远方控制中心之间交换数据站层和远方控制中心之间交换数据远方控制中心 技术服务7功能A功能B9变电站层3控制继电保护3控制继电保护81616间隔层传感器操作机构过程层接口过程层高压设备4545101. IEC61850简介简介1.8 IEC61850的数据层次的数据层次1. IEC61850简介简介1.9 IEC61850的特点的特点 用面向对象建模 分层、分布体系来描述变电站自动化系统 功能与具体通信网络分离，具有稳定性。 特殊通信服务映射SCSM技术，与具体底层网络协议一一对应，具有良好的开放性。 具有良好的互操作性 1. IEC61850简介简介1.10 IEC61850

8、的网络构成的网络构成 间隔层及以上部分 间隔层IED之间、间隔层IED与变电站层设备之间的通信。 使用以太网。运行TCP/IP以及IEC61850-7、-8协议。 间隔层以下（过程层） 过程层与间隔层中继电保护、测量控制单元等IED的通信。 以太网技术是IEC61850目前的选择。 1. IEC61850简介简介1.11 对对IEC61850的评价的评价 优点 可以实现互操作。 缺点 使用了大量新技术，与传统技术差异比较大，实现难度大，对平台的要求也高。2. IEC61850建模技术建模技术2.1和传统协议的差别和传统协议的差别 现有协议都是面向信号的，是线性的点，以点号来识别，自描述性比较差

9、，需要双方事先约定； IEC61850使用得了面向对象建模技术，数据模型具有自描述能力，通信双方不需要事先约定；2. IEC61850建模技术建模技术2.2 建模抽象建模抽象2. IEC61850建模技术建模技术2.3 建模方法建模方法Physical Device(network address)Logical Device(e.g. Relay1)MMXU1MMXU2MXMXAVLogical NodesFunctional Constraint“MMXU2$MX$A” =Feeder #2 Current Measurements2. IEC61850建模技术建模技术2.4 关键字关键字

10、 功能：变电站自动化系统执行的任务。如：距离保护，联锁，报警管理等。 逻辑设备（LD）：一种虚拟设备，聚合逻辑节点和数据。物理设备可以包含一个或多个LD。 逻辑节点（LN）：用来描述系统功能的基本单位，是数据对象的容器，可以任意分配到IED，每个逻辑节点和内部的数据都有具体的语义，并通过他们的服务与外部进行交互。2. IEC61850建模技术建模技术2.5 功能功能-LD-LN的关系的关系功能：变电站自动化系统执行的任务LN：用来交换数据的功能的最小单位LD：一种虚拟设备，聚合逻辑节点和数据。物理设备可以包含一个或多个LD2. IEC61850建模技术建模技术2.6 建模的两种思路建模的两种思

11、路 内外一致的建模方案。内外一致的建模方案。 代表厂家ABB 缺点：配置复杂 外部包装的建模方法。外部包装的建模方法。 代表厂家国内四大家 缺点：技术落后？ 工程化比较成功2. IEC61850建模技术建模技术2.7小结小结 对建模的重要性认识不够对建模的重要性认识不够 前一阶段关注于基本61850实现 工作才刚刚开始工作才刚刚开始 真正和应用关联 直接决定工程实施工作量 需要专业知识和现场经验支撑 应用到其他领域3、站控层技术实现、站控层技术实现3.1 内容内容 MMS 采用SISCO公司开发包 间隔间连锁间隔间连锁-GOOSE 采用SISCO公司开发包 自主开发 站控层技术已经成熟，用户和

12、厂家认识已站控层技术已经成熟，用户和厂家认识已经达成一致经达成一致3、站控层技术实现、站控层技术实现3.2 发展方向发展方向 自主知识产权自主知识产权 开发MMS-？ 轻型化轻型化 目标降低成本 MMS的组件开发的组件开发1、过程层技术实现、过程层技术实现4.1 内容内容 网络结构网络结构 点对点方案 交换机组网方案 SMV 正在探索中 Goose 基本达成一致认识 对时对时4、过程层技术实现、过程层技术实现4.2 网络结构网络结构 交换机组网方案交换机组网方案 交换机的可靠性？ 中高压VS低压 点对点方案点对点方案 可靠性 连接复杂、配置复杂 信息不能共享 可扩展性差4、过程层技术实现、过程

13、层技术实现4.3 过程层过程层Goose 实现方法实现方法 SISCO库 自主开发 组网方案组网方案 网络方案 点对点4、过程层技术实现、过程层技术实现4.4 SMV 实现方法实现方法 CPU/DSP CPU/FPGA 同步同步VS非同步非同步 组网方案组网方案 网络方案 点对点4、过程层技术实现、过程层技术实现4.5 对时对时 B码码 15884、过程层技术实现、过程层技术实现4.6 装置就地化装置就地化 防护等级防护等级 IP67 VS IP54 检修方法检修方法 装置就地化后的检修方案5、小结、小结5.1 内容内容 站控层技术已经基本成熟站控层技术已经基本成熟 IEC61850过程层技术在变电站的应用过程层技术在变电站的应用 智能电网热点智能电网热点5、小结、小结5.2 站控层技术站控层技术 站控层技术已经基本成熟站控层技术已经基本成熟 MMS主流厂家已经成熟 厂家和用户认识达成一致 目前用户关注应用功能