智能变电站IEC模型及通讯培训课件

IEC61850模型及通讯2主要内容模型智能变电站建模认知工程应用一致性测试智能电网32000199019801970无通讯点对点硬接线光子牌、喇叭等声光私有和工业规约Modbus,CDT,U4f等私有的规约公开规约DNPIEC60870-5-10X标准规约IEC61850国际标准昨天今天明天变电站规约发展历程4IEC61850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5IEC61850特点开放性：

全部通信协议集将基于已有的IEC/IEEE/ISO/OSI可用的通信标准的基础上；不考虑具体实现先进性：

采用ACSI、SCSM、OO的技术 采用抽象的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语言来描述变电站的配置完整性：

适用对象几乎包容了变电站内所有IED，例如： 常规的测控装置、保护装置、RTU、站级计算机、 可选的同期、VQC装置 未来可能广泛使用的数字式一次设备如PT、CT、开关6IEC61850标准体系的内容系统概貌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

变电站和馈线设备的基本通信结构7-4兼容逻辑节点类和数据类7-3公用数据类抽象通信服务变电站和馈线设备的基本通信结构7-2抽象通信服务接口（ACSI）7-1原理和模型配置6变电站自动化系统配置描述语言映射到实际通信网络（SCSM）8-1映射到MMS和ISO/IEC8802-39-1通过单向多路点对点串行通信链路采样值9-2ISO8802-3之上的采样值测试10一致性测试7模型的概念模型概念应用检测建模认知8模型是现实事物的某些代表性特点的表示，可以是物理实体，也可以是某种图形或者是一种数学表达式，模型是对现实世界的简化，是为了简化问题而做出的一种抽象，是对问题进行的书面上的、图形或文字的、无歧义的描述。广义模型的概念9IEC61850模型实际上是从通信角度对IED信息的组织和描述，主要解决通信内容问题。IEC61850所定义的通信服务主要解决数据访问方式问题。数据模型和通信服务是IEC61850最核心的部分IEC61850模型和服务10智能变电站系统中，存在着功能各异、数量不一的智能设备，为了能较好的了解各智能设备的行为、能力、互操作性，工程实施采用了面向对象的方法，通过可扩展标记XML语言，创建一个包含基本数据模型及服务，但不包含IED实例名称和通信参数的文件，这个文件称为IED能力描述文件（IEDCapabilityDescription），文件通常以.icd作为扩展名，因此该类文件统称为ICD文件。ICD文件仅经过IED配置工具的配置，未经过变电站系统配置工具的配置，只是对现实IED功能及能力的一个全面描述。它伴随着装置程序同步提供，是制作SCD的必要前提元素。智能变电站中的模型11模型的概念103站中的模型61850站中的模型12模型的建模模型概念应用检测建模认知13随装置程序，，由研发人员员同步提供，，文件按固定定格式填写GIN号或FUN、INF号，形成devinf.txt点表文件，描描述装置内信信息；类似密码本的作用，解析析信息的对应应关系优点：编码简简单、直观缺点：无自描描述，需结合合装置方能读读懂IEC103模型创创建14IEC61850建建模15IEC61850建建模16创建模型的目目的：寻求一种简明明易懂的语言言，该语言能能够清晰、准确、、完整地表达对问题题的认识，在在此基础上，，以该语言为为媒介，彼此此沟通，构造造出未来系统统的模型，通通过该模型能能看到未来系统统的静态和动动态的样子，使人们在建建造出实际系系统之前就能能够全面了解解未来系统，，减少返工、出出差错的可能能性。用这种方法处处理问题，可可以大大减少少实验工作量量，还有助于于了解过程的的实质。建模的目的17IEC61850建建模方法概述述-分分解解应应用用功功能能和和信信息息IEC61850将应应用用功功能能分解解为用用于于通通信信的的最小小功功能能实实体体。分分解解的的粒粒度度取取决决于于具具体体设设备备功功能能的的分分配配与与分分布布。。最最小小功功能能实实体体被被称称作作逻辑辑节节点点。基于于功功能能，，逻逻辑辑节节点点由由一一定定的的数数据据组组成成，，每每个个数数据据具具有有专专有有的的数数据据属属性性。。数数据据和和数数据据属属性性所所表表示示的的信信息息通通过过通信信服服务务进行行交交换换。。18IEC61850建建模模方方法法概概述述-合合逐级级组组合合形形成成信信息息模模型型功能能分分解解得得到到的的数据据属属性性、数据据和逻辑辑节节点点，，根据据公公用用数数据据类类、、兼兼容容逻逻辑辑节节点点的的层层次次逐逐层层组组合合。。形形成成的的功功能能最最小小实实体体LN，根根据据其其物物理理联联系系以以及及逻逻辑辑联联系系组组合合形形成成IED数据据模模型型。。19IEC61850建建模模方方法法概概述述应用用功功能能和和信信息息的的分解解过过程程，即即逻逻辑辑节节点点的的产产生生过过程程（（分分解解为为公公用用逻逻辑辑节节点点））数据据的的合成成过过程程（用用逻逻辑辑节节点点建建立立起起装装置置的的数数据据模模型型）），，即即IED模型型的的组组成成过过程程20IEC61850-7-X定义义的的模模型型着着眼眼于于变变电电站站数据据通通信信特特征征和功能能来建建模模。。所所建建模模型型为为变变电电站站自自动动化化系系统统提提供供了了类类似似的的环环境境镜镜像像（（电电力力系系统统过过程程、、开开关关场场））。。IEC61850和以以前前使使用用的的标标准准不不同同之之处处在在于于对对象象模模型型，，它它以以服务务器器模模型型、逻辑辑设设备备模模型型、逻辑辑节节点点模模型型和数据据对对象象模模型型，建建立立了了变变电电站站自自动动化化系系统统中中常常用用设设备备的的统一一数数据据模模型型，满满足足互互操操作作性性要要求求建模模的的方方法法：：数数据据对对象象统统一一建建模模21和IEC60870-5系列列标标准准采采用用面向向点点的数数据据描描述述方方法法不不同同，，IEC61850标准准对对于于信信息息均均采采用用面向向对对象象的数数据据自自描描述述。。1)定义义完完整整的的各各类类数数据据对对象象和和逻逻辑辑节节点点、、逻逻辑辑设设备备的的代代码码；；2)定义义用用这这些些代代码码组组成成的的完完整整的的描描述述数数据据对对象象的的方方法法；；3)定义义一一套套面面向向对对象象的的服服务务。。建模模的的方方法法：：数数据据自自描描述述22独立立于于所所采采用用网网络络和和应应用用层层协协议议的的抽抽象象通通信信服服务务接接口口。。客户户通通过过ACSI，由由特特定定通通信信服服务务映映射射（（SCSM）映映射射到到所所采采用用的的通通信信栈栈或或协协议议子子集集。。IEC61850标准准使使用用ACSI和SCSM技术术，，解解决决了了标标准准的的稳稳定定性性与与未未来来网网络络技技术术发发展展之之间间的的矛矛盾盾，，即即当当网网络络应应用用层层协协议议和和通通信信栈栈改改变变时时，，只只要要改改动动SCSM。建模模的的方方法法：：抽抽象象通通信信服服务务接接口口(ACSI)24模型型的的概概念念模型型概念念应用用检测建模模认知25ICD模模型型的的整整体体结结构构26ICD模模型型的的LN类类型型模模板板396号文文件件6.1.5章节节27ICD模模型型的的DO类类型型模模板板396号文文件件6.1.6章节节28ICD模模型型的的DA类类型型模模板板396号文文件件6.1.7章节节29ICD模模型型的的DA枚枚举举类类型型模模板板396号文文件件6.1.7章节节30IED实实例例ICD模模型型31广义义服服务务器器就就是是一一个个管管理理资资源源并并为为用用户户提提供供服服务务的的计计算算机机Server描述述了了一一个个设设备备外外部部可可见见（（可可访访问问））的的行行为为IED中的的服服务务器器提提供供通讯讯及保护护功功能能服务务服务务器器（（Server））32通讯讯的的入入口口参参数数，，与与服服务务器器一一一一对对应应是服服务务器器提提供供服服务务的的一一个个通通道道入入口口，，是是客客户户/服务务器器通通讯讯模模式式中中，，两两者者进进行行通通信信的的接接口口采用用不同同访访问问点点分别别与与变变电电站站层层和和过过程程层层进进行行通通信信访问问点点（（AP））33服务务器器所所支支持持的的各各种种基基本本服服务务服务务（（Service））34服务务器器所所支支持持的的各各种种常常用用服服务务服务务（（Service））35逻辑辑设设备备：：若干干逻逻辑辑功功能能的的集集合合，，逻逻辑辑上上虚虚拟拟的的装装置置。。某些些具具有有公公用用特特性性的的逻逻辑辑节节点点组组合合成成一一个个逻逻辑辑设设备备。。LD不宜宜划划分分过过多多，，保保护护功功能能宜宜使使用用一一个个LD来表表示示逻辑辑设设备备36逻辑辑节节点点：：以若若干干数数据据对对象象为为元元素素，，实实现现某某一一功功能能的的一一个个模模块块。。每个个最小小功功能能单单元元建模模为为一一个个LN对象象，，属于于同同一一功功能能对对象象的的数数据据和和数数据据属属性性应放放在在同同一一个个LN对象象中中逻辑辑节节点点37广义义数数据据对对象象：：指具具有有一一系系列列不不同同性性质质或或属属性性的的事事物物，，仅仅有有单单个个值值的的事事物物(例如如，，宽宽度度)不是是数数据据对对象象。。智能能变变电电站站中中的的数数据据对对象象：：具有有多多种种属属性性的的某某一一设设备备的的一一个个功功能能子子集集。。POS（位位置置））：：断断路路器器位位置置OP（动动作作））：：保保护护动动作作对对象象数据据对对象象（（DataObject））38数据据对对象象（（DataObject））39广义义属属性性事物物本本身身所所固固有有的的性性质质，，是是物物质质必必然然的的、、基基本本的的、、不不可可分分离离的的特特性性，，又又是是事事物物某某个个方方面面质质的的表表现现。。智能能变变电电站站中中的的数数据据属属性性即某某一一类类数数据据所所固固有有的的性性质质，，可可以以是是通通用用数数据据属属性性，，也也可可以以是是自自定定义义的的属属性性。。值属属性性（（数数据据类类型型可可以以是是Float、Bool、INT）控制制属属性性（（自自定定义义的的Check、Test等））品质质属属性性（（自自定定义义的的q）时标属属性（（UTC时标t）数据属属性40数据属属性41模型的的检测测模型概念应用检测建模认知43ICD模型作作为智智能变变电站站的信信息来来源，，其规规范性性和正正确性性会影影响到到后续续调试试工作作。模型一一致性性检测测ICD应是经经KEMA测试过过的认认证模模型；；国内外外工程程应用用环境境的不不同，，国内内工程程多遵遵循在在IEC61850基础上上修改改扩充充的国国网标标准，，允许许厂商商在KEMA认证的的基础础上进进行扩扩充修修改ICD；作为集集成商商，工工程配配置开开始前前，推推荐使使用ICDCheck工具校校验ICD是否满满足国国网标标准模型检检测的的必要要性44模型的的应用用模型概念应用检测建模认知46智能变变电站站的全全景信信息体体现在在SCD文件中中，ICD作为各各IED的配置置描述述文件件，包包含装装置信信息，，因此此在智智能变变电站站中，，ICD文件是是IED的能力力及信信息描描述文文件，，也是是SCD文件的的信息息源应用场场合47IEC61850及及MMS通通讯MMS通讯SCSM映射初始化服务报告服务文件服务读写服务IEC6185048采用C/S服务模模式，，即客客户端端/服务器器模式式基于TCP/IP通讯IED作为服服务器器端，，提供供服务务监控、、远动动、保保护子子站作作为客客户端端IEC61850通通讯环环境以太网网线ServerClientMMS49MMS（manufactoringmessagespecification）即制造造报文文规范范，是是ISO/IEC9506标准所所定义义的一一套用用于工工业控控制系系统的的通信信协议议。MMS是由ISOTC184开发和和维护护的网网络环环境下下，计计算机机或IED之间交交换实实时数数据和和监控控信息息的一一套独独立的的国际标标准报报文规规范。它独独立于于应用用和设设备的的开发发者。。什么是是MMS51MMS通讯讯过程程客户端端Keep-aliveSYN服务器器端完整过过程WriteparameterEnablereportReadhealthreportfileConcludeFIN1.TCP握手2.初始化化3.信号处处理4.释放连连接*有时因因为意意外中中断，，第四四步有有可能能不存存在52MMS初始始化服服务服

务描

述Initiate用来在两个MMS应用间交换和协商参数，以建立应用关联Conclude以正常方式结束应用关联Abort异常终止一个应用关联。服务器不能拒绝该服务请求，本服务有可能会导致数据丢失Cancel取消一个已经发出但没有收到响应的MMS服务请求Reject通知对方MMS应用，本应用收到一个不支持的服务或者报文编码9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、雨中黄黄叶树，，灯下白白头人。。。21:18:0521:18:0521:1812/28/20229:18:05PM11、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。12月-2221:18:0521:18Dec-2228-Dec-2212、故人江海海别，几度度隔山川。。。21:18:0521:18:0521:18Wednesday,December28,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2221:18:0521:18:05December28,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。28十二月月20229:18:05下午21:18:0512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229:18下下午午12月月-2221:18December28,202216、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2022/12/2821:18:0521:18:0528December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。9:18:05下下午午9:18下下午午21:18:0512月月-229、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。21:18:0521:18:0521:1812/28/20229:18:05PM11、成功就是日日复一日那一一点点小小努努力的积累。。。12月-2221:18:0521:18Dec-2228-Dec-2212、世间成事，，不求其绝对对圆满，留一一份不足，可可得无限完美美。。21:18:0521:18:0521:18Wednesday,December28,202213、不不知知香香积积寺寺，，数数里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2221:18:0521:18:05December28,202214、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。28十二月月20229:18:05下午21:18:0512月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荆门门九派派通。。。。十二月月229:18下下午午12月月-222