IEC面向对象建模

IEC61850面向对象建模技术任雁铭yanming@2009-7内容提要

IEC61850面向对象建模总结IEC61850标准介绍-数据模型IEC61850与传统技术比较-信息模型IEC61850数据组织示例：PhysicalDevice(networkaddress)LogicalDevice(e.g.Relay1)MMXU1MMXU2MXMXAVLogicalNodesFunctionalConstraint“MMXU2$MX$A”=Feeder#2CurrentMeasurements基本元素服务器SERVER逻辑设备LD逻辑节点LN数据对象DO数据属性DA公共数据类逻辑节点（LN）代表了核心功能IEC61850标准介绍-数据模型逻辑节点与物理设备逻辑节点与数据对象逻辑节点组例子：：XCBR（断断路器器逻辑辑节点点）系统逻逻辑节节点自动控控制逻逻辑节节点监控逻逻辑节节点通用功功能逻逻辑节节点接口逻逻辑节节点测量与与计量量逻辑辑节点点保护逻逻辑节节点与保护护相关关逻辑辑节点点传感器器与监监控逻逻辑节节点互感器器逻辑辑节点点开关逻逻辑节节点变压器器逻辑辑节点点其他逻逻辑节节点IEC61850标准介介绍-数据模模型展示IEC61850-7-4。。IEC61850标准介介绍-数据模模型逻辑节节点命命名公共数数据类类（CDC）CDC为LN定义了了一些些公共共数据据结构构，这这些结结构用用于LN的数据据定义义。CDC是在基基本数数据类类型基基础上上定义义的。。IEC61850基基本数数据类类型CDCCDC展示IEC61850-7-3功能约束束（FC）IEC61850标准介绍绍-数据模型型IEC61850标准介绍绍-数据模型型建模总体体原则IEC61850规范了数数据模型型、服务务以及建建模方法法。应基于面面向对象象的建模模思想和和分层次次的总体体原则对对设备进进行建模模。同一个功功能对象象相关的的数据以以及数据据属性，，应建模模在该功功能对象象中（包包括对该该对象的的扩展））；同多多个功能能相关，，或同全全系统功功能相关关的数据据，应建建模在公公共的逻逻辑节点点或者逻逻辑设备备中。建模总体体原则物理设备备建模原原则一个物理理设备即即一个IED，应建模模为一个个装置对对象。该该对象是是一个容容器，应应包含服服务器对对象，服服务器对对象中应应包含至至少一个个LD对象，每每个LD对象中应应至少包包含3个LN对象。服务器建建模原则则服务器描描述一个个设备外外部可见见（可访访问）的的行为，，每个服服务器应应有一个个访问点点。支持持过程层层自动化化的间隔隔层设备备，对上上与变电电站层设设备通信信，对下下与过程程层设备备通信，，可采用用不同访访问点分分别与变变电站层层和过程程层进行行通信。。建模总体体原则逻辑设备备建模总总体原则则IEC61850标准中未未规范具具体LD如何划分分，《DL/T860工程实施施规范》规定宜把把某些具具有公用用特性的的逻辑节节点组合合成一个个逻辑设设备。逻辑节点点建模总总体原则则需要通信信的每个个最小功功能单元元应建模模为一个个逻辑节节点对象象，属于于同一功功能对象象的数据据和数据据属性应应放在同同一个LN对象中，，若标准准的LN类不满足足功能对对象的要要求，可可进行LN类扩展或或者新建建LN类，扩展展和新建建应遵循循IEC61850的规定。。建模扩展展原则扩展总体体规则装置功能能分解后后得到的的需要通通信的最最小功能能单元，，根据IEC61850-7-4中规范的的逻辑节节点类列列表，应应选择合合适的类类对功能能进行建建模。判断标准准已有的的LN类是否满满足功能能要求，，若满足足则采用用合适的的LN类；若标准已已有的LN类不满足足功能要要求，判判断已有有的LN类是否满满足被建建模功能能的核心心需求，，如满足足核心需需求，则则可向该该LN类添加新新的数据据，以满满足功能能的需求求；如标准已已有的LN类不满足足被建模模功能的的核心需需求，则则可扩展展一个新新LN类。建模扩展展原则展示实际际的模型型。建模扩展展原则逻辑节点点扩展规规则1）如有有合适的的LN类符合被被建模功功能的需需求，则则逻辑节节点实例例应具有有该LN类所有必必选的属属性；2）基本数数据相同同的功能能，应采采用源于于相同LN类的不同同实例。。；3）如有有合适的的LN类符合被被建模功功能的核核心建模模需求，，则可通通过添加加若干数数据满足足被建模模功能的的建模需需求，LN类的名字字不变；；4）如没有有合适的的LN类符合被被建模功功能的核核心需求求，则可可根据以以下规则则新建LN类LN类的名称称首字母母应符合合IEC61850所规定的的逻辑节节点组相相关前缀缀的要求求；LN类的名称称的其他他字母应应与功能能英文名名称有关关；新建LN类的名称称不可与与IEC61850中已存在在的LN类名称冲冲突，应应符合DL/T860命名空间间的要求求。建模扩展展原则数据扩展展规则添加或扩扩展数据据应遵循循以下原原则：1）如LN类中已有有的可选选数据能能满足要要求，则则应使用用可选数数据；2）标准中定义义的LN类中已有的数数据，如在一一个LN实例中存在该该数据类的多多个实例，可可在数据后扩扩展数字后缀缀；3）标准中定义义的LN类不满足建模模需求，需要要添加数据时时，如IEC61850-7-4的第6节数据名称语语义中规定的的数据能满足足需要添加的的数据的需求求，则应选择择标准规定的的数据添加到到该LN类4）标准中定义义的LN类不满足建模模需求，需要要添加数据时时，如IEC61850-7-4的第6节数据名称语语义中规定的的数据不能满满足添加数据据的需求，则则可按照以下下规定新建数数据：新建数据的名名称，应尽量量采用IEC61850-7-4的第4节规定的缩写写，通过组合合形成新的数数据名称；新建数据应采采用IEC61850-7-2规定的通用数数据类和基本本数据类型；；新建数据的名名称，不可与与已有数据名名称冲突，应应符合IEC61850的命名空间要要求。建模扩展原则则IEC61850通用数数据类，以及及复杂数据类类型和简单数数据类型一般般情况下可以以满足变电站站自动化系统统的建模要求求。因此，不不宜扩充通用用数据类、复复杂数据类型型和基本数据据类型，宜通通过扩展逻辑辑节点来满足足需求。建模《DL/T860工程实施规范范》（浙江企标、、国网企标《DL/T860工程模型规范范》）物理设备建模模一个物理设备备宜建模为一一个IED，一个IED宜建模为一个个server。逻辑设备的建建模逻辑设备宜按按功能划分逻逻辑设备类型型，按以下几几种类型划分分：公用LD，inst名为“LD0”测量LD，inst名为“MEAS”保护LD，inst名为“PROT”控制及开入LD，inst名为“CTRL”录波LD，inst名为“RCD”工程实施中，，亦可根据需需要适当组合合。建模公用LD关于设备本身身的信息以及及设备中多个个功能相关的的数据宜建模模在公用LD中，例如：装装置自检信息息、装置告警警信息、系统统参数等测量LD设备采集的模模拟量信息宜宜建模在测量量LD中，包括交流流量、直流量量等。保护LD保护相关功能能宜建模在保保护LD中，包括事件件、告警、定定值、压板等等。控制及开入LD设备采集的状状态信息和设设备的遥控信信息宜建模在在控制及开入入LD中。录波LD录波相关信息息宜建模在录录波LD中，例如录波波启动，录波波完成等信息息。在不影响正常常功能的条件件下，不宜划划分过多LD。为使定值切切换等操作简简化，保护功功能宜使用一一个LD来表示建模逻辑节点的建建模逻辑节点建模模原则应直接采用标标准已明确定定义的LN，不宜采用通通用LN。模拟量数据建建模属于同一测量量对象的数据据宜建立在同同一LN中。1）交流量标量：用于建建模频率，功功率因数等标标量信息宜采用MV进行建模矢量：用于建建模电压电流流等矢量信息息单项值宜采用用CMV，数据类型为为Vector三相值相到地地的值宜采用用WYE，相到相的值值宜采用DEL，数据类型采采用Vector直流量宜宜采用MV进行建模。建模控制数据建模模控制数据模型型应位于控制制及开入逻辑辑设备。1）断路器控制制断路器控制LN为CSWI，DO为DPC，是双位置控控制。某些情情况下，开关关位置只接入入合位，装置置自行处理，，仍然使用DPC建模。2）刀闸控制刀闸控制LN为CSWI，DO为DPC，是双位置控控制。某些情情况下：刀闸闸只接入合位位，装置自行行处理，仍然然使用DPC建模。3）变压器分接接头控制变压器分接头头控制建模为为逻辑节点YLTC，其升降停控控制DO为TapChg，CDC为BSC。建模开入量数据建建模1）断路器、刀刀闸接入双位位置如果过程层设设备智能化，，具有过程层层通信的情况况开关逻辑节点点XCBR，位于过程层层智能设备，，开关位置采采用数据Pos，数据属性stVal建模；刀闸逻辑节点点XSWI，位于过程层层智能设备，，刀闸位置采采用数据Pos，数据属性stVal建模；间隔层智能设设备，通过GOOSE接收过程层智智能设备的开开关刀闸的位位置信息。这这些位置信息息在间隔层设设备建模为CSWI（与该开关或或者刀闸的控控制模型对应应），采用数数据Pos，数据属性stVal，供站控层设设备与间隔层层设备交换信信息使用。如果过程层设设备非智能化化，无过程层层通信的情况况开关逻辑节点点XCBR，位于间隔层层智能设备，，开关位置采采用数据Pos，数据属性stVal建模；刀闸逻辑节点点XSWI，位于间隔层层智能设备，，刀闸位置采采用数据Pos，数据属性stVal建模对站控层设备备通信，开关关刀闸位置信信息在间隔层层设备建模为为CSWI（与该开关或或者刀闸的控控制模型对应应），采用数数据Pos，数据属性stVal。由于没有智能能化过程层设设备，故开关关刀闸LN置于间隔层设设备。建模开入量数据建建模2)断路器、刀闸闸接入单位置置如果过程层设设备智能化，，具有过程层层通信的情况况由过程层智能能设备处理单单位置到双位位置的转换，，建模同断路路器位置接入入合位和分位位，具有过程程层通信的模模型如果过程层设设备非智能化化，无过程层层通信的情况况由间隔层智能能设备处理单单位置到双位位置的转换，，建模同断路路器位置接入入合位和分位位，具有过程程层通信的模模型3）地刀位置地刀位置接入入双位置，建建模同刀闸接接入双位置建建模地刀位置接入入双位置，建建模同刀闸接接入单位置建建模地刀不控制，，只接入位置置的情况，将将CSWI.Pos.ctlModel值置为0，即只有状态态（status-only）建模保护事件建模模保护事件数据据模型应位于于保护相关逻逻辑设备。保护事件相关关数据对象的的通用数据类类是ACT、ACD。保护LN类中扩展一个个DO，建模保护动动作相对时间间RltTmms（RelativeTime），CDC采用INS。建模告警建模装置告警，通通信告警可位位于设备的公公共LD，例如：通信信插件告警等等；保护告警警可位于保护护LD，例如过负荷荷告警等。标准中规定了了GGIO中的Alm建模告警，可可使用AlmGGIO中，通用数据据类采用SPS的Alm。建模装置复归建模模每个装置一般般配置一个复复归对象，复复归数据模型型应位于公用用LD中，采用LLN0中的LEDRs，直接控制方方式。建模定值建模1）控制字，例例如公共控制制字、纵联保保护控制字、、差动控制字字、距离保护护控制字……，这些控制字字与多个功能能逻辑节点相相关，控制字字定值模型位位于保护LD，扩展在LN0中；2）控制字按照照投退方式建建模时，与系系统相关的控控制字建模在在保护LD，扩展在LN0中；与具体功功能相关的控控制字，建模模在相关的功功能LN中；如零序II段投入控制字字扩展建模在在零序二段的的功能LN中。3）与某个具体体功能LN相关的定值，，如相间I段电抗定值、、接地II段电抗定值、、接地I段时间定值……，定值模型位位于该功能LN内，即位于该该功能LN所在的保护LD，扩展在功能能LN内。4）与某几个具具体功能LN相关的定值，，如相间距离离电阻定值、、接地距离电电阻定值、电电抗零序补偿偿系数、电阻阻零序补偿系系数……，定值模型位位于功能LN所在的LD，建模定值排序在保护LD的LLN0中，形成两个个数据集，该该数据集的成成员均为装置置的定值，数数据集成员的的排列顺序与与装置说明书书定值单中定定值的顺序相相同。该数据据集只用于定定义顺序，不不进行实际通通信，成组定定值单“dsSetting”，系统参数单单“dsParam”。建模录波建模录波数据模模型应位于于录波逻辑辑设备。采用逻辑节节点RDRE建模，下列列数据对象象是必需的的：RcdMade，该数据为为true时，表示录录波完成。。FltNum，该数据表表示用于区区别故障的的序号，用用十进制表表示。录波文件（（COMTRADE格式）名称称可采用：：装置名_LD名称_FltNum故障号_故障时间，，该命名方方式可保证证录波文件件与故障号号的对应关关系。故障时间格格式为：年年（四位））月（两位位）日（两两位）_时（两位））分（两位位）秒（两两位）_毫秒（三位位）。专业工具IEC61850模型复杂，，文件篇幅幅较大，可可通过XMLSPY等软件工具具进行阅读读。为保证准确确性，装置置模型应自自动生成。。可通过专业业工具完成成模型文件件的静态合合法性检查查、动态合合法性检查查。例如SCLChecker等。专业工具对对于工程实实施非常重重要。谢谢2009-079、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December7,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。22:13:5022:13:5022:1312/7/202210:13:50PM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2222:13:5022:13Dec-2207-Dec-2212、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。22:13:5022:13:5022:13Wednesday,December7,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2222:13:5022:13:50December7,202214、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。07十十二二月202210:13:50下下午午22:13:5012月月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月2210:13下下午12月月-2222:13December7,202216、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2022/12/722:13:5022:13:5007December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。10:13:50下下午10:13下下午22:13:5012月-229、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。12月-2212月-22Wednesday,December7,202210、很多事情努努力了未必有有结果，但是是不努力却什什么改变也没没有。。22:13:5022:13:5022:1312/7/202210:13:50PM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2222:13:5022:13Dec-2207-Dec-2212、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。22:13:5022:13:5022:13Wednesday,December7,202213、不知香积寺寺，数里入云云峰。。12月-2212月-2222:13:5022:13:50December7,202214、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。07十二月月202210:13:50下午午22:13:5012月-2215、楚塞三湘湘接，荆门门九派通。。。。十二月2210:13下午12月-2222:13December7,202216、少年十十五二十十时，步步行夺得得胡马骑骑。。2022/12/722:13:5022:13:5007December202217、空山新雨后后，天气晚来来秋。。10:13:50下午午10:13下下午22:13:5012月-229、杨柳柳散和和风，，青山山澹吾吾虑。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December7,202210、阅阅读读一一切切好好书书如如同同和和过过去去最