IEC建模的概念原则和方法

IEC建模的概念原则和方法第1页/共116页IEC61850建模的基本概念12统一工程模型的必要性3工程建模的主要原则第2页/共116页IEC61850建模的几个基本概念信息模型描述对象某些特征、参数，代表对象，例如一次主接线图可以看作是变电站的电路模型。

IEC61850中的模型主要用于完成通信功能。建模IEC61850标准已经建立了标准的变电站通信模型（提供了组件）工程应用中，从标准模型中选择适当的逻辑节点和数据，并赋予实例特定值（组装工作）IEC61850建模的基本概念1信息模型第3页/共116页IEC61850建模的几个基本概念逻辑节点（LN）logicalnode物理装置内部交换数据的最小功能部分，如差动保护功能、距离保护功能、断路器等。由数据和方法组成的对象。逻辑设备（LD）logicaldevice一组具有共同特征的逻辑节点及其共用服务组成。共同特征：通常一起投、退或处于测试模式。服务：GOOSE（Genericobjectorientedsubstationevent面向对象的通用变电站事件）,采样值交换,定值组等。IEC61850建模的基本概念1信息模型第4页/共116页IEC61850建模的几个基本概念服务Services逻辑节点间交换信息的行为，或称为逻辑节点的输入、输出行为，与编程中“对象”的“方法”有类似之处。智能电子装置（IED）intelligentelectronicdevice、物理装置（PD）physicaldevice由一个或多个处理器构成（微机装置）。可接收外部信息和向外发送数据/控制命令的装置。有内部时钟，提供时间标志，能与外部时钟同步。如微机保护、测控装置、数字式电能表等。一个IED(PD)可包含一个及以上逻辑设备(LD)。IEC61850建模的基本概念1信息模型第5页/共116页IEC61850建模的基本概念1信息模型信息模型

间隔单元间隔单元

PDIS

StrGeneraldirGeneralphsAdirphsA状态

定时间过流

距离保护PTOCPDISPTOC状态PTRC

保护跳闸处理

状态TrgMod定值spValPTRCStrTrGeneraldirGeneralphsAdirphsAGeneralphsA第6页/共116页建模方法示意图IEC61850建模的基本概念1第7页/共116页建模方法示意图IEC61850建模的基本概念1PhysicalDevice(networkaddress)LogicalDevice(e.g.Relay1)MMXU1MMXU2MXMXAVLogicalNodesFunctionalConstraint“MMXU2$MX$A”=Feeder#2CurrentMeasurements第8页/共116页建模方法示意图IEC61850建模的基本概念1第9页/共116页逻辑节点组（可扩充）逻辑节点组逻辑节点数系统逻辑节点Systemlogicalnodes(LPHD、LLN0)2继电保护功能Protectionfunctions(P***)28继电保护相关功能Protectionrelatedfunctions(R***)10监视控制Supervisorycontrol(C***)5通用引用Genericreferences(G***)3接口和存档Interfacingandarchiving(I***)4自动控制Automaticcontrol(A***)4计量和测量Meteringandmeasurement(M***)7传感器和监视Sensorsandmonitoring(S***)3开关Switchgear(X***)2仪用变压器Instrumenttransformer(T***)2电力变压器Powertransformer(Y***)4其它电力系统设备Furtherpowersystemequipment(Z***)14逻辑节点总数88IEC61850建模的基本概念1第10页/共116页常用保护逻辑节点IEC61850建模的基本概念1功能IEEE引用IEC61850-5定义IEC61850-7-4建模注解瞬时接地保护PTEFPTEF用法在附录中给出零速和欠速保护14PZSUPZSU距离保护21PDISPDISPSCH每段（区间）一个实例构建线路保护配置，电压频率保护24PVPHPVPH（定时）欠压27PTUVPTUV方向/反向功率32PDPRPDOP或PDUP方向过/欠功率PDOP加方向模式“反向”建模反向功率欠电流/欠功率37PUCPPTUCPDUP欠电流欠功率失磁和欠磁40PUEXPDUP欠功率方向第11页/共116页常用保护逻辑节点IEC61850建模的基本概念1功能IEEE引用IEC61850-5定义IEC61850-7-4建模注解反向或相对称电流46PPBRPTOC+RDIR具有三相信息和处理的定时过电流。方向元件(RDIR)以序电流或负序电流与正序电流比作为输入相序电压47PPBVPTOV三相信息和处理过热49PTTRPTTR转子过热49RPROLPTTR过热定子过热49SPSOLPTTR过热瞬时过流或上升率50PIOCPIOCAC定时过流51PTOCPTOC第12页/共116页常用保护逻辑节点IEC61850建模的基本概念1功能IEEE引用IEC61850-5定义IEC61850-7-4建模注解电压控制或依赖电压定时过流51VPVOCPVOC功率因数55PPFRPOPFPUPF过功率因素欠功率因素（定时）过压59PTOVPTOV直流过压59DCPDOVPTOV用于DC和AC电压或电流对称60PVCBPTOV+RDIRPTUV+RDIR带方向元件的过/欠电压接地故障/接地检测64PHIZPHIZ第13页/共116页逻辑节点结构逻辑节点为变电站IED的基本组成部件，如断路器XCBR。每个节点可包含超过30个数据DATA(或数据对象DataObject、DO)，每个数据可包含超过20个数据属性DataAttribute、DA，数据属性值就是我们关注的主要信息，如开关位置、定值等。逻辑节点

逻辑节点信息公共逻辑节点信息

LN中和专用功能无关的信息例如模式、运行状况、铭牌…..

状态信息代表位于LN过程或功能状态信息例如开关类型，开关操作能力定值逻辑节点功能所需信息例如第1次、第2次、第3次重合闸时间、合闸脉冲时间、自动重合功能恢复时间

测量值从过程或功能中计算的模拟测量数据例如电流、电压、功率、总有功、总无功、频率、自上次复位后净实电能

控制是由命令改变的数据例如开关状态(ON/OFF)、调节分接头位置、或复位计数器，例如位置、闭锁开….IEC61850建模的基本概念1第14页/共116页断路器逻辑节点结构逻辑节点中特定数据的平均数目约为20个，每个数据由若干数据属性组成，逻辑节点XCBR的一个数据POS表示断路器位置，POS的类别是“控制”，即POS通过控制服务进行控制。POS用于控制位置和报告位置状态。逻辑节点

XCBR

数据

数据属性Pos控制控制值“ctVal”

可控操作时间始发者

控制控制次数状态值“stVal”

状态值品质

状态时标……

Substit.enbale

Substit.v

alue取代……..

脉冲配置

控制模型

配置

SBO超时

描述

SBO类

和扩展

…….

IEC61850建模的基本概念1第15页/共116页断路器逻辑节点主要数据DATAIEC61850建模的基本概念1公共逻辑节点信息

模式

性能运行状况铭牌逻辑节点信息选项当地操作外部设备运行状况

外部设备铭牌可复位的操作计数器

操作计数器

操作时间

当地操作(当地指不用变电站自动通信，硬线连接直接控制)操作计数器逻辑节点信息选项（续）外部设备运行状况外部设备铭牌控制

Controls位置position闭锁开闭锁合充电电动机使能计量值操作安倍总和，可复位状态信息断路器操作能力波形点操作能力当充满电时断路器操作能力第16页/共116页断路器逻辑节点结构数据POS有约20个数据属性，可分为四类：控制状态取代配置、描述、扩展数据属性POS.ctlVal代表断路器位置是否可控，可置为on或off；操作时间-位置最近改变的时间；始发者-最近发出控制命令者；控制次数-最近控制命令顺序号。；品质-值得有效性；时标-最近控制命令时间。逻辑节点

XCBR

数据

数据属性Pos控制控制值“ctVal”

可控操作时间始发者

控制控制次数状态值“stVal”

状态值品质

状态时标……

Substit.enbale

Substit.v

alue取代……..

脉冲配置

控制模型

配置

SBO超时

描述

SBO类

和扩展

…….

IEC61850建模的基本概念1第17页/共116页断路器逻辑节点结构数据属性POS.stVal代表断路器实际位置，可置为开、合、中间状态或损坏状态。品质表示当前状态值的有效性。时标表示状态值上次改变的时间。逻辑节点

XCBR

数据

数据属性Pos控制控制值“ctVal”

可控操作时间始发者

控制控制次数状态值“stVal”

状态值品质

状态时标……

Substit.enbale

Substit.v

alue取代……..

脉冲配置

控制模型

配置

SBO超时

描述

SBO类

和扩展

…….

IEC61850建模的基本概念1第18页/共116页断路器逻辑节点结构数据属性POS.stVal值、品质、时标存在IED当地缓冲区，可读。POS.stVal值、品质可被远方取代，取代使能Substit.enable置1后，Substit.Value立即生效

。逻辑节点

XBCR

数据

数据属性Pos控制控制值“ctVal”

可控操作时间始发者

控制控制次数状态值“stVal”

状态值品质

状态时标……

Substit.enbale

Substit.v

alue取代……..

脉冲配置

控制模型

配置

SBO超时

描述

SBO类

和扩展

…….

IEC61850建模的基本概念1第19页/共116页断路器逻辑节点结构数据属性脉冲配置单脉冲或持续脉冲、脉冲个数、持续时间。控制模型直接控制、操作前选择。逻辑节点

XCBR

数据

数据属性Pos控制控制值“ctVal”

可控操作时间始发者

控制控制次数状态值“stVal”

状态值品质

状态时标……

Substit.enbale

Substit.v

alue取代……..

脉冲配置

控制模型

配置

SBO超时

描述

SBO类

和扩展

…….

IEC61850建模的基本概念1第20页/共116页断路器逻辑节点结构逻辑节点XCBR的一个实例XCBR1执行开关命令或验证开关状态或开关位置时，访问数据POS。POS约有20个数据属性。POS属于DPC公共数据类，继承DPC类的属性。Mode表示断路器逻辑节点的当前运行方式(on、blockd、test/blocked、off)，“blocked”意味着

a)逻辑节点的功能是激活的；b)不产生输出；

c)不发送报告；

d)拒绝控制请求；

e)全部功能和配置数据是可视的且能被检索IEC61850建模的基本概念1

逻辑节点LN引用

数据

Pos

XCBR1.Pos

ctlValoperTim

控制

origin

ctlNumstValq状态

t

stSeldsubEnasubValsubQ取代

XCBR1.Pos.subQsubIDXCBR1.Pos.subIDpulseConfigXCBR1.Pos.pulseConfigctlModelXCBR1.Pos.ctlModelsboTimeoutXCBR1.Pos.sboTimeoutsboClassXCBR1.Pos.sboClassd

配置XCBR1.Pos.ddataNs描述XCBR1.Pos.dataNscdcNs扩展

XCBR1.Pos.cdcNsModeXCBR1LN实例XCBR1XCBR1.Pos.originXCBR1.Pos.ctlNumXCBR1.Pos.stValXCBR1.Pos.qXCBR1.Pos.tXCBR1.Pos.stSeldXCBR1.Pos.subEnaXCBR1.Pos.subValXCBR1.Pos.ctlValXCBR1.Pos.operTim数据DATA引用数据属性DA引用数据属性第21页/共116页断路器逻辑节点结构逻辑节点XCBR的一个实例XCBR1逻辑节点名字(例如断路器为“XCBR1”)、数据名(例如开关的位置“XCBR1.Pos”)和属性名（例如开关的位置状态值“XCBR1.Pos.stVal”）定义了变电站设备的标准化的引用。这些名字是通信时采用的标准化名字，和采用的通信系统无关。IEC61850建模的基本概念1第22页/共116页断路器逻辑节点结构数据属性举例属性名属性类型功能约束FC

TrgOp

值

/值域M/O/C

CtlVal

BOOLEAN

CO

off(FALSE)|on(TRUE)

AC_CO_M

StVal

CODEDENUM

ST

dchg

intermediate-state(中间状态)|off|on|bad-state(坏状态)

M

属性类型：BOOLEAN布尔量（值为false或true）,CODEDENUM枚举类（一一列举）功能约束：表示只用于特定服务（CO指控制服务，ST指状态信息）TrgOp=dchg：值的改变将触发一个报告M/O/C表示可选optional(O),必选mandatory(M),有条件必选conditionalmandatory(X_X_M),或有条件可选conditionaloptional(X_X_O)。AC_CO_M表示如果可控状态类支持控制，则该属性是强制的。IEC61850建模的基本概念1第23页/共116页断路器逻辑节点结构数据属性举例属性名属性类型功能约束FC

TrgOp

值

/值域M/O/C

CtlVal

BOOLEAN

CO

off(FALSE)|on(TRUE)

AC_CO_M

StVal

CODEDENUM

ST

dchg

intermediate-state(中间状态)|off|on|bad-state(坏状态)

M

属性stVal是断路器逻辑节点数据Pos(位置)最重要的属性，它可能有4种状态∶中间状态/开/合/坏状态。常用两字节“00、01、10、11”表示，通常称作“双点”信息。数据Pos的所有数据属性的整个集称为“公用数据类(CDC)”（IEC61850-7-3）。双点信息的公用数据类名（属性类型）为DPC(可控双点)。IEC61850建模的基本概念1第24页/共116页数据属性使用条件IEC61850建模的基本概念1缩略语条件M属性是强制的。O属性是任选的。PICS_SUBST若支持取代，则该属性是强制的。(关于取代,参见本标准系列第7-2部分)GC_1对于给定数据实例，至少存在一个属性。GC_2(n)对于给定数据实例，属于相同组（n）的数据属性要么都存在，要么都不存在。GC_CON如果和配置相关的（任选的）特定数据属性存在，那么该配置数据属性只能也存在。AC_EXT如果公共数据类扩展了私有属性，那么该属性必须存在，否则该属性不存在。AC_LN0_M仅用于公共数据类LPL的ldNs，只要数据对象属于逻辑节点LLN0，ldNs就一直存在，否则不存在。AC_DLD_M仅用于公共数据类LPL的lnNs，如果LN的名字域偏离了ldNs定义的名字域，则lnNs必须存在。第25页/共116页IEC61850建模的基本概念1缩略语条件AC_DLN_M用于所有公共数据类的dataNs，如果数据的名字域偏离了ldNs/lnNs定义的名字域，则dataNs必须存在。AC_DLNDA_M如果公共数据类的名字域偏离了ldNs/lnNs定义的名字域，或偏离了dataNs定义的名字域，或二者都偏离，则该属性必须存在。AC_SCAV对于一个给定的数据对象，如果和配置属性相关的数据属性的模拟值的i和f值同时存在，则该配置数据属性必须存在。如果只有f存在，如果只有i存在并且不是必须的，那么该数据属性是任选的。注–如果一个不带浮点能力的设备只有i值，则配置参数可能是离线交换的。AC_ST如果可控状态类支持状态信息,则该属性是强制的。AC_CO_M如果可控状态类支持控制,则该属性是强制的。AC_CO_O如果可控状态类支持控制,则该属性是任选的。AC_SG_M若支持定值组，则该属性是强制的。AC_SG_O若支持定值组，则该属性是任选的。AC_NSG_M若不支持定值组，则该属性是强制的。AC_NSG_O若不支持定值组，则该属性是任选的。AC_RMS_M若谐波类型是rms,则该属性是强制的。数据属性使用条件第26页/共116页断路器逻辑节点结构功能约束FC(Functionalconstraints)功能约束(FC)为属性(DataAttribute)的特性，它描述属性如何使用。属性按它们的特定用途分类，例如某些属性用于控制，其它一些属性用于报告、记录、配置、测量或设置。功能约束(FC)用于数据的定义，用于各种控制块(例如BRCB缓存报告控制块BUFFEREDREPORTCONTROLBLOCK)，控制块的大多数属性有特定的功能约束(FC)。功能约束(FC)指出服务对特定属性的操作。功能约束“FC”定义了数据的每个属性的特征。IEC61850建模的基本概念1第27页/共116页断路器逻辑节点结构公共数据类的功能约束值IEC61850建模的基本概念1语义允许的服务初始值/存储/解释备注ST状态信息数据属性代表状态信息，它的值可读、取代、报告或记录但不能写。从过程得到数据属性的初始值.用于数据定义MX测量值(模拟值)数据属性代表测量值信息，它的值可读、取代、报告或记录但不能写。从过程得到数据属性的初始值.用于数据定义CO控制数据属性代表控制信息，它的值可操作(控制模型).用于数据定义SP设点数据属性代表设点信息，它的值可操作(控制模型)和读。其值立即生效。数据属性的初始值为配置的；值为非易失的.用于数据、控制块定义第28页/共116页断路器逻辑节点结构公共数据类的功能约束值IEC61850建模的基本概念1语义允许的服务初始值/存储/解释备注SV取代数据属性代表取代信息，它的值可写以取代值属性并可读.数据属性的值为易失的,初始值为FALSE,否则值为设置或配置.用于数据定义CF配置数据属性代表配置信息，它的值可写、可读.

写入值立即生效，或者延缓，延缓的原因超出本标准的范围。数据属性的初始值为配置的；值为非易失的.用于数据定义DC描述数据属性代表描述信息，它的可写、可读。数据属性的初始值是配置的，值为非易失的。

用于数据定义第29页/共116页断路器逻辑节点结构公共数据类的功能约束值IEC61850建模的基本概念1语义允许的服务初始值/存储/解释备注SG定值组逻辑设备实现SGCB（定值组控制块SETTINGGROUPCONTROLBLOCK）类具有几组数据属性的全部实例值,其功能约束为SG.在每一组内每个数据属性有一个值带功能约束SG.为当前激活值(详见笫13章)。FC为SG的数据属性有一个值带功能约束SG.为当前激活值(详见值13)功能约束SG的数据属性值不可写数据属性的初始值为配置的；值为非易失的.用于数据定义SE定值组可编辑的

由SGCB服务可进行编辑的数据属性.SelectEditSG服务处理后，数据属性值可用.用于数据定义第30页/共116页断路器逻辑节点结构公共数据类的功能约束值IEC61850建模的基本概念1语义允许的服务初始值/存储/解释备注EX扩充定义数据属性代表扩充信息,提供引用名字空间(namespace)，扩充用于用于本标准系列第7-3部分、第7-4部分的LN、DATA、数据属性的扩充定义。功能约束EX的数据属性值不可写

数据属性的初始值为配置的；值为非易失的.用于数据定义BR缓存报告数据属性代表BRCB的报告控制信息，它的值可写、可读.

数据属性的初始值为配置的；值为非易失的.用于控制块定义RP非缓存报告数据属性代表URCB（非缓存报告控块UNBUFFEREDREPORTCONTROLBLOCK）的报告控制信息，它的值可写、可读.数据属性的初始值为配置的；值为非易失的.用于控制块定义第31页/共116页断路器逻辑节点结构公共数据类的功能约束值IEC61850建模的基本概念1语义允许的服务初始值/存储/解释备注LG记录数据属性代表LCB的记录控制信息，它的值可写、可读.数据属性的初始值为配置的；值为非易失的.用于控制块定义GOGoose控制数据属性代表GoCB的goose控制信息，它的值可写、可读.数据属性的初始值为配置的；值为非易失的.用于控制块定义GSgsse控制数据属性代表GsCB的gsse控制信息，它的值可写、可读.数据属性的初始值为配置的；值为非易失的.用于控制块定义MS多路广播采样值控制数据属性代表MSVCB的采样值控制信息，它的值可写、可读.数据属性的初始值为配置的；值为非易失的.用于控制块定义第32页/共116页断路器逻辑节点结构公共数据类的功能约束值IEC61850建模的基本概念1语义允许的服务初始值/存储/解释备注US单路传输采样值控制数据属性代表UNICAST-SVC的采样值控制信息，它的值可写、可读.数据属性的初始值为配置的；值为非易失的.用于控制块定义XX作为所有数据属性服务参数表示可访问(任意FC)的数据的数据属性,例如写、读。

FC“xx”

值仅用于FCD。

FC“xx”

值不用于数据属性.“xx”

仅用于服务中的通配符第33页/共116页断路器逻辑节点结构公用数据类CDC工程建模过程中，如果每个逻辑节点的每个数据都随意定义，互操作性无从谈起。IEC61850借用了编程中类的概念，定义了一批公用数据类。工程建模时，数据定义不需列出全部属性，仅需引用公用数据类。公用数据类对保持数据属性定义的一致性非常有用。例如断路器逻辑节点XCBR位置数据POS只需引用CDC中“可控双点DPC”即可。IEC61850建模的基本概念1第34页/共116页断路器逻辑节点结构公用数据类CDC核心的公用数据类分组∶状态信息；测量值信息；可控状态信息；（包含DPC）可控模拟信息；状态设置；模拟设置；描述信息。约30种CDC举例：断路器逻辑节点XCBR的位置属性POS继承CDC“可控双点”-“DPC”的全部数据属性，如ctlVal,origin,ctlNum等。IEC61850建模的基本概念1第35页/共116页公共数据类DPCIEC61850建模的基本概念1DPC类(可控双点)属性名属性类型功能约束TrgOp值/值域M/O/C控制和状态ctlValBOOLEANCOoff(FALSE)|on(TRUE)AC_CO_MoperTimTimeStampCOAC_CO_OoriginOriginatorCO,STAC_CO_OctlNumINT8UCO,ST0...255AC_CO_OstValCODED_NUMSTdchgIntermediate-state|off|on|bad-stateMqQualitySTqchgMtTimeStampSTMstSeldBOOLEANSTdchgAC_CO_OstSeld-可控数据在“已选择”状态第36页/共116页IEC61850建模的基本概念1公共数据类DPCDPC类(可控双点)属性名属性类型功能约束TrgOp值/值域M/O/C取代subEna取代使能BOOLEANSV允许取代PIC_SUBSTSubVal取代值CODED_NUMSTIntermediate-state|off|on|bad-statePIC_SUBSTSubQ用于取代qQualitySVPIC_SUBSTSubID取代设备IDVISIBLESTRING64SVPIC_SUBST若支持取代，则强制如POS不要求支持取代，则在Pos数据对象中不要求数据属性subEna,subVal,subQ,和subID。第37页/共116页IEC61850建模的基本概念1DPC类属性名属性类型功能约束TrgOp值/值域M/O/C配置,描述和扩展pulseConfigPulseConfigCFAC_CO_OctlModelENUMERATED枚举CFstatus-only|direct-with-normal-security|sbo-with-normal-security|direct-with-enhanced-security|sbo-with-enhanced-securityMsboTimeoutINT32UCFAC_CO_OsboClaSs控制模式ENUMERAYEDCFoperate-once|operate-manyAC_CO_OdVISIBLESTRING255DCTextO公共数据类DPC第38页/共116页IEC61850建模的基本概念1DPC类属性名属性类型功能约束TrgOp值/值域M/O/C配置,描述和扩展cdcNs名字域VISIBLESTRING255EXAC_DLNDA_McdcNameVISIBLESTRING255EXAC_DLNDA_MdataNsVISIBLESTRING255EXAC_DLN_M公共数据类DPC第39页/共116页IEC61850建模的基本概念1服务服务模型服务服务应用到属性的功能约束注释数据模型SetDataValue

GetDataValue

GetDataDefinitionDC，CF，SV，AXALL(CO除外)

ALL数据集模型GetDataSetValue

SetDataSetValueALL(CO除外)

DC，CF，SV，AX报告模型ReportALL在用于定义报告内容的数据集内指定控制模型Select

SelectWithValue

Cancel

Operate

CommandTermination

Synchrocheck

TimeActivatedOperateCOCOCOCOCOCO公共数据类DPC第40页/共116页IEC61850建模的基本概念1数据属性数据属性名含义ctlNum如由控制引起状态变化，此属性为控制服务的控制顺序号。ctlVal此属性决定控制行为。d数据的文字描述。dUUNICODE字符文字描述。dirPhsAA相故障的方向。dirPhsBB相故障的方向。dirPhsCC相故障的方向。frequency电力系统的额定频率或其它基本频率，单位为Hz。location设备安装的位置。phsA(ACT,ACD)A相跳闸或启动事件。phsB(ACT,ACD)B相跳闸或启动事件。phsC(ACT,ACD)C相跳闸或启动事件。第41页/共116页IEC61850建模的基本概念1数据属性数据属性名含义q代表数据属性值的品质。对于不同的CDC，q用于下列数据属性：CDC 数据属性q应用于SPSstValDPSstValINSstValACTGeneral，phsA，phsB，phsC，neutACDgeneral,dirGeneral,phsA,dirPhsA,phsB,dirPhsB,phsC,dirPhsC,neut,dirNeutBCRactVal,frValMVInstMag，mag,range………第42页/共116页IEC61850建模的基本概念1数据属性数据属性可以包含数据属性，例如数据类DPC的数据属性“q”的属性类型为Quality包含多项属性：Quality类型定义属性名属性类型值/值域M/O/CvalidityCODEDENUMgood|invalid|reserved|questionable好/无效/保留/可疑MdetailQualPACKEDLISTMoverflowBOOLEANMoutOfRangeBOOLEANMinaccurateBOOLEANMtestBOOLEAN缺省FALSEPICS_TESToperatorBlockedBOOLEAN缺省FALSEO引用举例：XCBR1.pos.q.test，可取“true”或“false”第43页/共116页IEC61850建模的基本概念1数据属性命名空间：一种数据属性，说明类定义的出处。举例：例如在断路器XCBR的Pos实例，和在风力发电透平机吊舱(LOGICAL-NODE名为WNAC)的Pos实意义不同。在风力发电透平机吊舱场合，Pos定义为平面角，值为测量的模拟值，单位为“度”。数据名字域。dataNs(数据命名空间属性)明确引用定义所属DATA类的规范。对于遵照DL/T860.74：2002的设备，dataNs应是“DL/T860.74：2002”。第44页/共116页IEC61850建模的基本概念1逻辑节点与IEDIED

IEDPTOC

PTRC

跳闸

跳闸

跳闸XCBR网络跳闸

硬线连接

断路器

XCBR

XCBR

断路器

断路器1

23PDISPTOCPTOCPDISPDISPTRCPTRCPTRCIEDIED逻辑节点XCBR在变电站通信系统中代表断路器，驻于智能终端内。逻辑节点PTRC用于组合各种跳闸信号，构成一个跳闸信号送XCBR。第45页/共116页IEC61850建模的基本概念1系统逻辑节点LLN0和LPHD所有逻辑设备包含：逻辑节点零LLN0；逻辑节点-物理设备LPHD;功能逻辑节点，如XCBR。逻辑节点零LLN0：代表逻辑设备的公共数据逻辑节点-物理设备LPHD：代表逻辑设备依附的物理设备的公共数据。同一物理设备内不同逻辑设备的LPHD信息完全相同，但其LLN0不同。第46页/共116页IEC61850建模的基本概念1数据集保护有多个定值区，保护逻辑节点相应有多个定值组，每个定值组有许多定值数据，构成数据集。定值组内每个定值都是一个数据DATA，例如过流保护PVOC的复归延时时间RsDlTmms是公用数据类ING的实例。当某定值组的某个定值处于编辑状态(该定值的一个属性setVal的功能约束FC=SE时)，才可设置包含定值数据的特定定值组的值。当该组的全部数据设置并对该组值加以确认后，该定值组被激活为当前定值组（FC=SG）。第47页/共116页IEC61850建模的基本概念1数据集信息分组构成数据集，数据集包含数据或数据属性引用。数据集是报告和记录的内容基础。下图为数据集产生报告的举例：数据MyLD/XCBR1.Pos在两个数据集中被引用。图示两种数据集不同实例。左侧数据集引用9个成员(具有功能约束ST的全部值)，Pos.stVal是9个成员之一。成员stVal变化时，报告中只包含该成员。右侧数据集有两个成员:数据Pos、BlkOpn。Pos成员改变(例如Pos.stVal变化时)引起的报告包含Pos数据集成员的全部数据属性值组成。第48页/共116页IEC61850建模的基本概念1数据集9个成员的数据集

将要报告的数据集成员

stVal变化产生内部事件

2个单独成员的数据集

stVal变化

将要报告的数据集成员MyLD/LLN0.TestRpt1-MyLD/XCBR1.Pos.stVal-MyLD/XCBR1.Pos.q-MyLD/XCBR1.Pos.t-MyLD/XCBR1.Pos.origin-MyLD/XCBR1.Pos.ctlNum-MyLD/XCBR1.Pos.stSeld-MyLD/XCBR1.BlkOpn.stVal-MyLD/XCBR1.BlkOpn.q-MyLD/XCBR1.BlkOpn.t闭锁分闸

-

本例中的所有数据属性的功能约束为STMyLD/LLN0.TestRpt2-MyLD/XCBR1.Pos-MyLD/XCBR1.BlkOpnReportdatSetRef=MyLD/LLN0.TestRpt2MyLD/XCBR1.Pos.stVal+valueMyLD/XCBR1.Pos.q+valueMyLD/XCBR1.Pos.t+valueMyLD/XCBR1.Pos.origin+valueMyLD/XCBR1.Pos.ctlNum+valueMyLD/XCBR1.Pos.stSeld+valueReportdatSetRef=MyLD/LLN0.TestRpt1MyLD/XCBR1.Pos.stVal+value第49页/共116页报告机制IEC61850建模的基本概念1客户(后台)

服务器(IED)配置缓存RCB启动预定使能缓存RCB

建立和使能预定等待报告报告值监视数据集成员值接收报告关联断开

继续监视数据集成员值并缓存值关联可用事件顺序(SOE)

继续报告(缓存的和新的值)

停止使能预定停止使能缓存RCB

停止使能预定第50页/共116页报告机制IEC61850建模的基本概念1基本缓存报告机制。缓存和非缓存报告由报告控制块配置开始。设置缓存使能属性为True，报告启动，设置为False,报告停止。缓存报告控制块在通信中断时继续缓存事件数据。当通信再次可用时，报告过程继续。缓存报告控制块保证事件顺序(SoE)传送。非缓存报告控制块在通信中断时不支持SoE。第51页/共116页报告机制IEC61850建模的基本概念1基本缓存报告机制。缓存和非缓存报告由报告控制块配置开始。设置缓存使能属性为True，报告启动，设置为False,报告停止。缓存报告控制块在通信中断时继续缓存事件数据。当通信再次可用时，报告过程继续。缓存报告控制块保证事件顺序(SoE)传送。非缓存报告控制块在通信中断时不支持SoE。第52页/共116页报告机制IEC61850建模的基本概念1基本缓存报告机制。缓存和非缓存报告由报告控制块配置开始。设置缓存使能属性为True，报告启动，设置为False,报告停止。缓存报告控制块在通信中断时继续缓存事件数据。当通信再次可用时，报告过程继续。缓存报告控制块保证事件顺序(SoE)传送。非缓存报告控制块在通信中断时不支持SoE。第53页/共116页断路器逻辑节点-服务服务Services：逻辑节点间交换信息的行为。每个公用数据类被赋予特定的服务，这些服务对数据进行操作，如读或写。

常用服务：控制(control)和报告(report)组成逻辑节点接口的一部分。取代(substitution)用固定值替换数据值；读(get)和设置(set)对数据或者数据集进行读和设置；目录(Dir)和定义(Definition)（读数据目录(GetDataDirectory),读数据定义(GetDataDefinition))检索数据实例的目录信息和数据实例的定义信息。IEC61850建模的基本概念1第54页/共116页断路器逻辑节点-服务服务携带由通信信息片PICOM(PiecesofCommunication)定义的信息。数据通过它们的服务和外界交互。IEC61850建模的基本概念1逻辑节点响应

控制响应

取代PICOM

数据

报告

PICOM响应

读/写响应

目录/定义第55页/共116页断路器逻辑节点-服务IEC61850建模的基本概念1控制设备(操作服务或由多路广播跳闸)

处理断路器位置的控制数据属性(开或合断路器)。状态信息的对等交换。报告服务通知另外设备断路器位置已经改变。日志服务记录和检索。取代服务是将特定数据属性设置成和过程无关的值。在线配置。检索设备的自我描述。参数定值组处理和设置；从传感器采样值传输；时间同步；文件传输；267BlkOpnXBCR1操作<ON>Pos控制跳闸<OFF>

控制值“ctVal”操作时间始发者

控制报告<ON>

控制次数状态值“stVal”品质

状态4LOG

时标……

Substit.enbale5取代

Substit.value取代……..配置

脉冲配置

控制模型

配置

SBO超时

描述自我描述

SBO类和扩展

…….3第56页/共116页断路器逻辑节点-服务IEC61850建模的基本概念1写服务SetDataValues和SetDataSetValues设置数据属性值。267BlkOpnXBCR1操作<ON>Pos控制跳闸<OFF>

控制值“ctVal”操作时间始发者

控制报告<ON>

控制次数状态值“stVal”品质

状态4LOG

时标……

Substit.enbale5取代

Substit.value取代……..配置

脉冲配置

控制模型

配置

SBO超时

描述自我描述

SBO类和扩展

…….3第57页/共116页断路器逻辑节点-服务抽象服务AbstractServiceIEC61850建模的基本概念1服务接口采用抽象建模技术。抽象意味着定义着重描述服务提供什么，仅定义了概念性协调工作。。在设备间交换的具体报文和它们的编码(如何实现服务)在特定通信服务映射(DL/T860.8x、DL/T860.9x的SCSM)中定义。独立于所选择的通信栈（OSI七层通信模型应用、表示、会话、传输、网络、链路、物理层规范和协议的集合）快速性要求相对较低的监控信息交换服务映射到MMS制造报文规范(ISO9506)以及TCP/IP和以太网，第58页/共116页断路器逻辑节点-服务抽象服务AbstractServiceIEC61850建模的基本概念1实时性要求较高的保护跳闸、失灵启动、采样值传输等信息交换服务映射到链路层、物理层协议。上述映射关系称为特定通信服务映射(SCSM)，在特定通信服务映射(SCSM)中定义特定的语法(格式)特别是报文的编码格式，携带服务的服务参数，以及如何通过网络传输。随着通信技术的发展，服务可以映射到未来新的通信协议集，8X、9X改写。第59页/共116页断路器逻辑节点-服务抽象通信服务接口ACSIIEC61850建模的基本概念1ACSI(抽象通信服务接口)为变电站设备定义了全部信息交换服务。ACSI不定义具体的报文。ACSI映射到各种通信栈，GOOSE直接映射到ISO/IEC8802-3，采样值传输在DL/T860.91、DL/T860.92中映射，除了GOOSE、采样值传输之外全部映射到MMS、TCP/IP、ISO/IEC8802-3。第60页/共116页断路器逻辑节点-服务ACSI的几个基本概念IEC61850建模的基本概念1服务器(Server)：所有其它ACSI模型是服务器的一部分。服务器扮演两种角色:和客户client(监控后台)通信，向对等设备发送信息(例如GOOSE和采样值)。SERVER包含逻辑设备LD,LD包含逻辑节点LN,LN包含数据(或称数据对象)DATA,DATA包含数据属性DA。数据集(DATA-SET)：将各种数据、数据属性编成组。用以直接访问、报告、记录。取代(Substitution)：用人工输入的值取代过程值。定值组控制块SGCB(SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK)

：定义如何从一组定值切换到另一组定值以及如何编辑定值组。第61页/共116页断路器逻辑节点-服务ACSI的几个基本概念IEC61850建模的基本概念1服务器(Server)：所有其它ACSI模型是服务器的一部分。服务器扮演两种角色。报告控制块RCB(REPORT-CONTROL-BLOCK)和记录控制块LCB(LOG-CONTROL-BLOCK)：描述了基于客户参数集产生报告和记录的条件。过程数据值的变化(例如状态变化)或者由品质变化触发产生报告，记录以备以后检索。报告可立即发送(非缓存报告控制块URCBUNBUFFERED-REPORT-CONTROL-BLOCK)或者延迟发送(缓存报告控制块BRCBBUFFERED-REPORT-CONTROL-BLOCK)。报告提供了状态变位和事件信息交换的顺序。第62页/共116页断路器逻辑节点-服务ACSI的几个基本概念IEC61850建模的基本概念1服务器(Server)：所有其它ACSI模型是服务器的一部分。服务器扮演两种角色。报告控制块RCB(REPORT-CONTROL-BLOCK)和记录控制块LCB(LOG-CONTROL-BLOCK)：描述了基于客户参数集产生报告和记录的条件。过程数据值的变化(例如状态变化)或者由品质变化触发产生报告，记录以备以后检索。报告可立即发送(非缓存报告控制块URCBUNBUFFERED-REPORT-CONTROL-BLOCK)或者延迟发送(缓存报告控制块BRCBBUFFERED-REPORT-CONTROL-BLOCK)。报告提供了状态变位和事件信息交换的顺序。第63页/共116页断路器逻辑节点-服务ACSI模型和服务IEC61850建模的基本概念1服务模型(Servicemodel)描述(Description)服务(Services)服务器(Server)提供设备的外部可视行为。所有其它ACSI模型是服务器的部分ServerDirectory应用关朕(Applicationassociation)两个或多个设备如何连接，对服务嚣的信息和功能的访问限制。Associate(关联)

Abort(异常中止)

Release(释放)逻辑设备(Logicaldevice)代表一组功能。每个功能定义为一个逻辑节点LogicalDeviceDirectoryGetAllDataValues逻辑节点(Logicalnode)代表变电站系统的特定功能，例如过压保护。LogicalNodeDirectory数据(Data)提供规定类型信息的手段，例如带品质信息和时标的开关位置。GetDataValues

SetDataValues

GetDataDefinition

GetDataDirectory第64页/共116页断路器逻辑节点-服务ACSI模型和服务IEC61850建模的基本概念1服务模型(Servicemodel)描述(Description)服务(Services)数据集(Dataset)将各种数据编成组。

GetDataSetValue

SetDataSetValue

CreateDataSet

DeleteDataSet

GetDataSetDirectory取代(Substitution)例如在无效测量值的场合，客户请求服务器以客户设置的值代替过程值。SetDataValuesGetDataValues定值组控制

(Settinggroupcontrol)定义如何从一组定值切换到另一组，以及如何编辑定值组。SelectActivateSGSelectEditSGSetSGValuesConfirmEditSGValues

GetSGValues

GetSGCBValues第65页/共116页断路器逻辑节点-服务ACSI模型和服务IEC61850建模的基本概念1服务模型(Servicemodel)描述(Description)服务(Services)报告和记录(Reportingandlogging)描述基于客户设置的参数产生报告和日志的条件。报告由过程数据值改变(例如状态变位和死区)或由品质改变触发报告。日志为以后检索查询。

报告立即发送或存储。报告提供状态变位和事件顺序信息交换。

BufferedRCB:Report

GetBRCValuesSetBRCValuesUnBufferedRCB:Report

GetUBRCValuesSetUBRCValues

LogCB:

GetLCBValues

SetLCBValuesLog:QueryLogByTime(按时间查询)

QueryLogByEntry(按条目查询)

GetLogStatusValues

第66页/共116页断路器逻辑节点-服务ACSI模型和服务IEC61850建模的基本概念1服务模型(Servicemodel)描述(Description)服务(Services)通用变电站事件(Genericsubstationevents(GSE))提供数据快速和可靠的系统范围传输。IED二进制状态信息的对等交换。GOOSE为面向通用对象变电站事件并支持由DATA-SET组织的公共数据广范围的交换。GSSE为通用变电站状态事件并支持提供传输状态变化信息的能力。GOOSECB:SendGOOSEMessageGetGoReferenceGetGOOSEElementNumber

GetGoCBValues

SetGoCBValuesGSSECB:SendGSSEMessageGetGsReferenceGetGSSEDataOffset(数据偏移)GetGsCBValues

SetGsCBValues第67页/共116页断路器逻辑节点-服务ACSI模型和服务IEC61850建模的基本概念1服务模型(Servicemodel)描述(Description)服务(Services)采样值传输

(Transmissionofsampledvalues)例如仪用变压器采样值快速循环传输。MulticastSVCB(多播采样值控制块)：

SendMSVMessageGetMSVCBValues

SetMSVCBValuesunicastSVCB(单播采样值控制块)：SendUSVMessageGetUSVCBValues

SetUSVCBValues第68页/共116页断路器逻辑节点-服务ACSI模型和服务IEC61850建模的基本概念1服务模型(Servicemodel)描述(Description)服务(Services)控制(Control)描述对设备或参数定值组控制的服务。Select

SelectWithValue

Cancel

Operate

CommandTermination

TimeActivatedOper