IEC61850标准ppt课件

1、IEC61850规范引见南京南瑞继保电气1.IEC61850规范的目的IEC61850规范的简介IEC61850规范的运用2.IEC61850的目的一致通讯规范 目前电站自动化系统通讯存在的问题： 通讯介质不一致： RS422/485/232 各厂商均有 Worldfip 南瑞继保 CAN网 国外厂商运用较多 lon网 部分厂家用 以太网 各厂商均有 3.IEC61850的目的一致通讯规范 目前电站自动化系统通讯存在的问题： 通讯协议不一致： 103规约 各厂商均有，但各不一样 Modbus 国外厂商采用较多 DNP3.0 美洲厂商采用较多，如:SEL Open2000 南瑞科技 网络103

2、南瑞继保 4.IEC61850的目的一致通讯规范 自动化系统存在的问题： 通讯差别影响自动化集成度，导致实践自动化性能没有料想的高。5.IEC61850的目的一致通讯规范 一致通讯规范的特征基于已有的IEC/IEEE/ISO/OSI可用的通讯 规范的根底上采用协议是开放的并支持设备自我描画，以到达添加新功能的能够性基于电力工业的相关需求的数据对象通讯的语法和语义将基于采用电力系统相关的共同数据对象6.IEC61850的目的一致工程实施规范 规范设备逻辑模型 规范设备通讯接口 规范变电站层次构造 规范设备配置文本及描画配置文本的言语 7.IEC61850的目的互操作性 为不同厂家设备可平等地交换

3、信息和运用这些信息执行特定的功能自在配置性 根据实践需求配置通讯内容，做到通讯量的可剪裁性。同时也满足用户集中式和分散式的要求长期运用性 模型相对固定，顺应不断开展通讯技术，使得本身具有进化性。8.IEC61850的简介三层架构及逻辑接口IF1：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IF3：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IF5：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IF7：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IF9：站层之间交换数据IF10：站层和远方控制中心

4、之间交换数据9.IEC61850的简介各章节引见章节5 安装模型和功能的通讯要求章节1 3引见和概述/术语/总体要求系 统 概 述 和 要 求通 信 网 络 通 信 映 射章节8-1 SCSM映射到MMS和ISO/IEC 8802-3章节9-1 SCSM映射-经过单向多路点对点串行 通讯链路的采样值章节9-2 SCSM映射-经过ISO/IEC 8802-3 的采样值 Scada通讯效力章节7-2 变电站/安装基 本通讯构造(ACSI) 数 据 模 型章节7-3 公用数据类定义(CDC)章节7-4 逻辑节点和数据类定义 实时通讯 GOOSE、采样值章节7-2 变电站/安装基 本通讯构造(ACSI

5、)装 置章节6 IED通讯配置描画言语章节4 系统和工程管理系 统 施 工 和 工 程 管 理一 致 性 测 试 (章节10)10.IEC61850的简介设备建模 为什么要建立设备模型？ 以前通讯规范协议没有模型概念，一切信息都是与规约报文组织方式一一对应，通用性及自定义性不强。 设备模型可以映射到不同地通讯协议，顺应通讯技术的开展 经过模型配置，可以恣意根据实践情况配置变电站通讯内容，可优化站内通讯量 11.IEC61850的简介设备建模 如何为设备建立模型？ 以功能为根本单位建立逻辑节点LN 多个不同功能LN的集合组成逻辑安装LD 一个或多个逻辑安装LD组成实践设备的逻辑模型 12.IEC

6、61850的简介设备建模 如何为设备建立模型？ 采用模型中效力services的方式完成电力系统通讯的多种通讯内容 设备的整体逻辑模型采用树形方式，层次明晰，便于查询 为了规范模型构造，IEC61850规范预先定义了部分逻辑节点模型13.IEC61850的简介 XCBR 断路器XSWI 隔分开关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 维护跳闸条件 14. 效力器 Server 逻辑安装 Logic Device LD逻辑节点 Logic Node LN数据对象 Data Object DO数据属性 DataAttrib

7、ute DA数据集 DataSet取代(人工置数) Substitute定值 Setting-Group-Control-BlockSGCB 报告/日志 Report/Log-Control-Block RCB 通用变电站事件 GSE控制(遥控) Control采样传输控制 SMV对时 Time文件传输 File Transfer安装模型根本构成装置信息模型装置通信服务模型15.IEC61850的简介 IEC61850 7-4规定的LN组A 自动控制 (2)C 监控 (5)G 通用功能 (3)I 接口和存档 (4)L 系统逻辑 (2)M 计量和丈量 (8)P 维护功能 (28)R 维护相关功能

8、 (10)S 传感器和监视 (4)T 仪用互感器 (2)X 开关设备 (2)Y 变压器及相关 (4)Z 其他设备 (15)16.安装模型构造图服 务 器逻 辑 装 置 1逻辑节点 (x)数据 (i)数据1属性1数据集逻辑节点0物理安装节点数据1属性n报告/日志数据 (i)数据集报告/日志定值GOOSE/GSSE采样传输取代控制对时文件逻 辑 装 置 (x)逻辑节点 (x)数据 (i)数据1属性1数据集逻辑节点0物理安装节点数据1属性n报告/日志数据 (i)数据集报告/日志定值GOOSE/GSSE采样传输取代控制对时文件图例阐明通讯效力模型安装信息模型IED17.建模时将物理功能映射成逻辑功能实

9、践安装CPU1开关控制同期控制CPU3差动维护间隔维护虚 拟 装 置维护功能 丈量功能控制功能CPU2丈量功能差动维护PDIF间隔维护PDIS过流维护PTOC计量类丈量MMTR相序丈量MSQI开关/刀闸遥控CSWI开关位置XCBR同期控制RSYN18.树形层次实践安装CPU1开关控制同期控制CPU3差动维护间隔维护虚 拟 装 置维护LD PDIF1 Op stVal t q HiSet setMag f PDIF2 Op HiSetCPU2丈量功能丈量LD MMXU1 TotW Mag t q PhV setMag f MMXU2 phsA cVal q控制LD RSYN1 DifV DifH

10、z CSWI1 Pos ctlVal q19. 表示逻辑节点某一特定信息。例如： 表示浮点型定值 表示遥丈量通常来说，数据对象代表电力系统某一特定属性IEC61850 7-3给出了规范数据对象的定义。这些定义统称为通用数据类Common Data Class，简称CDCCDC几乎涵盖了电力系统能用到的一切属性数据对象DO20. 7-4章中定义的差动维护(PDIF)逻辑节点包含的数据对象数据对象举例7-3章中定义的规范CDC数据对象称号21. 每一个数据对象都有多个数据属性DA，表示逻辑节点特定信息的不同属性。例如:PDIF节点中LinCapac线路电容定值 LinCapac类型为ASG模拟量定

11、值 ASG规定LinCapac有以下属性： 表示“定值属性的setMag (即该定值的实践值) 表示“单位属性的units 表示“步长属性的stepSize 表示“范围属性的minVal 、maxVal 表示“描画属性的DU . 数据属性DA 功能约束 FC 22. 每一个数据对象DO有多个数据属性： “定值 、“单位、“步长、“范围、“描画每一个数据属性按照不同用途、不同功能再做进一步分类，就是功能约束Function Constrait “定值属性可以用于表示当前区定值，SE “定值属性可以用于表示编辑区定值，SG “单位、“步长、“步长、“范围属性用于表示定值的一种配置，CF “描画属性

12、用于阐明定值的称号或详细解释，DC数据属性DA 功能约束 FC 23. 表示对用户感兴趣的数据、数据属性等的集合用途： 集合经常需求与客服端后台/主站经常交流的数据，例如：需求发送报告的内容 维护的动作SOE 维护的遥信变位 维护的告警信息 维护的动作相关信息缺点电流/测距 测控的开入变为 测控的遥丈量值 联锁或跳闸的GOOSE信息数据集 Data Set24. 数据集实例25. 表示客服端后台/主站与设备、设备与设备间通讯规范。“读效力，客服端读取设备模型、数据构造、数据值“写效力，客服端远程修正设备数据值“读/写定值效力“报告效力，设备向客服端自动上送信息或客服端对 设备进展总查询等“文件

13、传输效力，主要用于COMTRADE文件传输通讯效力Service 26. “读效力可以完成一切设备信息的传送，但是“读效力是双向的，不能满足电力系统实时信息上送的要求。 采用“报告能实时完成信息上送后台。 “报告上送的内容是经过挑选在数据集中的内容 例如： 维护动作的SOE “报告可以采用多种方式： 自动上送-数据变化DCHG -质量变化QCHG 周期上送-根据客户端定义的时间 总查询上送 报告效力 Report27. 日志效力Log，历史时间查询 定值效力，定值读取/修正，定值区切换 替代效力Sbustitute，人工置数 文件效力，传输文件 对时效力，采用SNTP网络对时 采样传输效力，数

14、字化采样时丈量量传输 GOOSE/GSE效力其他效力28.设备的模型建立后，需求用文本将其描画 文本类型： CID文本，配置IED的描画文件 ICD文本，IED才干描画文件 SCD文本，变电站配置文件 文本采用的描画言语： XML言语，一种通用的网络描画言语 文本的运用： CID文本，IED的私有文件，各厂商根据本身 情况本人定义 ICD文本，需求提供应系统集成方，必需采用 通用的XML言语，与IED模型一致 SCD文本，系统集成方根据各IED的ICD文本 集成后，描画变电站实践配置IEC61850文本配置29. 采用MMS通讯协议，一种比较成熟的工业通讯规范 将设备的模型映射到MMS的各种通

15、讯模型/方式 报告 information 数据集 named variable list 读/写 read/write 通讯协议晋级或发生变化，只需求将相应的映射关系重新调整即可，做到IEC61850规范自顺应IEC61850通讯协议30.数字化变电站通讯系统31. GCB的经过客户端访问 发送为Peer-to-Peer 对等通讯 订阅/发布方式，双方的关系表达 利用IEEE 802.1p/q规范 高优先级，传输速度快，实际传输时间4msGOOSE运用32. 重发机制 T0没有事件发生时的重发时间(最小间隔) T1发惹事件后的最短的重发时间(最大间隔) T2、T3逐渐接近T0 T1T2T3T

16、0GOOSE运用33.GOOSE通讯过程传 输 时 间事件34.IED之间逻辑闭锁信息传输GOOSE运用发布方组播地址x发布方组播地址x订阅方组播地址x发布方组播地址y订阅方组播地址y交换机利用虚拟局域网(VLAN)技术控制GOOSE发送方向35.一台IED向多台IED发送GOOSE跳闸信息快速性4msGOOSE运用合并单元GOOSE跳闸GOOSE跳闸GOOSE跳闸36.GOOSE运用GOOSE发送信息为数据集中内容 数据集可以动态修正37.GOOSE运用GOOSE发送过程开关/刀闸位置数据集发布方订阅方38.GOOSE运用GOOSE发送内容数据集 内容丰富、灵敏 以模型为根底，可以恣意配置模

17、型中恣意数据数据集发布方组播方式39.GOOSE运用GOOSE配置 最小间隔时间15000ms 最大间隔时间100030000ms，可以人工配置 MAC-Adress 发送GOOSE报文的组播地址的最低的两个字节(共6字节，前四 个字节固定为010ccd01), 范围为0000至0 x01ff AppId 发送GOOSE报文的AppId，可人工修正 VlanId 发送GOOSE报文的VlanId，范围0到0 xFFF Vlan-Priority 发送GOOSE报文的优先级，默许值为4，范围0到740.GOOSE运用GOOSE配置 Dataset name 发送GOOSE数据集称号，字符串 GS

18、EControl name 发送GOOSE控制块称号，字符串 ConvRef 发送GOOSE配置的版本号41. IEC618509-1规定了用于间隔层和过程层之间通讯的特定通讯效力映射，它规定了建立在与IEC 60044-8相一致的单向多路点对点衔接之上的映射。 它可用于变电站内电子式电流互感器(ECT)或电压互感器(EVT)的合并单元与诸如继电维护这样的间隔层设备之间的通讯。IEC61850的简介42. 61850-9-1 特定通讯效力映射(SCSM) 单向多路点对点串行通讯链路的采样值 该规范将61850-7中有关采样丈量值传输的部分映射过来，构成了基于802.3,采用无应对无衔接，不运用网络层、传输层、会话层及表示层的运用层协议,该协议适用于间隔级设备和过程级设备间的通讯。IEC61850的简介维护测控合并单元点对点以太网43.IEC61850-9-2 特定通讯效力映射-过程总线与61850-9-1类似，区别有: 非点到点 双向，可配置MU中参数IEC61850的简介局域网维护测控合并单元44.IEC61850的运用变电站网络构造 单星形网双星形网主备方式/热备用方式单环形网双环形网主备方式/热备用方式 交 换 机交 换 机交 换 机45.IEC61850变电站网络构造46.IEC61850的运用支持电子式互