IEC61850规约及过程层规约实现方式课件

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规约及过程层规约实现方式2013-05上海思源弘瑞自动化

胡道徐IEC61850规约及过程层规约实现方式2013-05上2023年7月24日

内容概要1.IEC61850-MMS 2.IEC61850-GOOSE 3.IEC61850-SMV2023年7月24日内容概要1.IEC6182023年7月24日IEC61850-110kV变电站典型方案站控层：MMS/GOOSE过程层：GOOSE/SMV2023年7月24日IEC61850-110kV变电站典型方2023年7月24日IEC61850-变电站通信分层MMS TCP/IP协议栈单播 面向非实时客户端/服务器GOOSE/SMV 数据链路层组播面向实时订阅者/发布者2023年7月24日IEC61850-变电站通信分层MMS2023年7月24日第1部分MMS2023年7月24日第1部分MMS2023年7月24日IEC61850-MMSIEC61850-MMS模型映射概要2023年7月24日IEC61850-MMSIEC618502023年7月24日IEC61850-MMS关联服务模型服务树模型构成节点类型属性读写服务报告服务控制服务定值服务取代服务文件服务2023年7月24日IEC61850-MMS关联服务2023年7月24日模型TPAA——MMSMCAA——GOOSE/SMV规范应支持association、release、abort服务；支持同时与不少于16个客户端建立连接；当装置与客户端的通讯意外中断时：装置通讯故障的检出时间不大于1分钟，通讯故障客户端检出时间不大于1分钟；报文InitCancelMMS-关联服务2023年7月24日模型MMS-关联服务2023年7月24日IED模型相关服务GetDataDirectory在线获取模型目录GetDataDefinition模型定义服务IED数据和控制块支持GetDataDirectory读数据目录GetDataDefinition读数据定义GetDataValues读数据值服务GetDataSetValues按数据包读值可操作数据(支持SetDataValues设值）控制块：报告控制块、定值控制块、日志控制块、GOOSE/SMV控制块遥控：CSWI/ATCC/GGIO、LEDRS/FuncEna修改定值：用户定值数据对象、系统定值数据对象取代数据：遥信、遥测量；MMS-目录和读写服务2023年7月24日IED模型相关服务MMS-目录和读写服务2023年7月24日MMS-报告服务报告：主动式上送区分缓冲和非缓冲日志：查询式上送适合于数据变化频率较低保护测控暂不使用，在线监测2023年7月24日MMS-报告服务报告：主动式上送区分2023年7月24日MMS-报告服务BRCBRptEnaRptId报告管理号 DatSet管理的数据对象TrgOps数据变化品质变化数据更新完整性周期总召OptFlds报文格式定制如送值时带不带参引EntryID报告条目号2023年7月24日MMS-报告服务BRCB2023年7月24日MMS-报告服务URCB用于遥测量关注遥测突变门槛无缓冲时间无缓冲管理通过buffered属性区分2023年7月24日MMS-报告服务URCB2023年7月24日MMS-报告服务组包上送如何上送取决如组包需求从规范层面上要求GOOSE按FCDA，其它均按FCD对象组包(含V/Q/T)2023年7月24日MMS-报告服务组包上送2023年7月24日MMS-报告服务几个互操作问题多实例与单实例通过ReportControlBlock的Indexed属性表达RptID问题原因在于报文中并不存在报告控制块路径，RptId设计时理所当然作为RCB标识预配置与上电初始化客户端识别标识(标准层面上要求其唯一性，工程实际中并不完全遵循)事件时标T的问题事件T应体现当前最新数值在线监测需求，侧重于体现数据采集时刻(即时间变化，但值不一定变化）监控时标优先从报文中获取，其次才按接收时刻打时标2023年7月24日MMS-报告服务几个互操作问题2023年7月24日报告控制块配置BRCB和URCB均采用多个实例可视方式。装置ICD文件应预先配置与预定义的数据集相对应的报告控制块且名称应统一各装置制造厂商应预先正确配置报告控制块中的参数。报告类型选用遥测类数据上送使用URCB；遥信、告警、事件类数据上送使用BRCB。SCD中配置报告数据集ICD定义的数据集可在SCD中进行增减不要求动态创建和修改数据集；报告控制块在线配置支持设定周期和总召：IntgPd和GI；支持客户端在线设置：OptFlds和TrgOps。MMS-报告服务2023年7月24日报告控制块配置MMS-报告服务2023年7月24日MMS-报告服务缓冲机制缓冲设计的初衷：防掉线丢失事件，不是防重启备份掉线后，需要后台主动重新同步缓冲ID(EntryId)一个包可以发几个事件？取决于缓冲时间区内事件数量同一个事件连续变化，应怎么发包？立即发送上一事件，复位缓冲时刻2023年7月24日MMS-报告服务缓冲机制2023年7月24日MMS-报告服务数据帧定义

多帧传送,传送对象、数值及原因2023年7月24日MMS-报告服务数据帧定义多帧传送,2023年7月24日MMS-定值服务ActSGEditSGNumOfSGCnfEdit2023年7月24日MMS-定值服务ActSG2023年7月24日MMS-定值服务切唤区号召唤区号修改定值下装定值2023年7月24日MMS-定值服务切唤区号2023年7月24日定值清单装置定值数据集名称为dsSetting，参数数据集dsParameter；通过模型读写服务实现参数设定的特殊语义(装置参数不受SGCB控制)。保护当前定值区号从1开始，保护编辑定值区号从0开始，0区表示当前不允许修改定值。定值服务

SelectActiveSG（选择激活定值组）

SelectEditSG（选择编辑定值组）

SetSGValuess（设置定值组值）

ConfirmEditSGValues（确认编辑定值组值）

GetSGValues（读定值组值）

GetSGCBValues（读定值组控制块值）服务；MMS-定值服务2023年7月24日定值清单MMS-定值服务2023年7月24日IEC61850-定值过程2023年7月24日IEC61850-定值过程2023年7月24日MMS-定值服务国网规范 单个保护装置的IED可以有多个LD和SGCB，每个LD应只有1个SGCB实例；

“远方修改定值”软压板只能在装置本地修改。“远方修改定值”软压板投入时，装置参数、装置定值可远方修改。“远方切换定值区”软压板只能在装置本地修改。“远方切换定值区”软压板投入时，装置定值区可远方切换。定值区号宜放入遥测数据集，供远方监控。

“远方控制压板”软压板只能在装置本地修改。“远方控制压板”软压板投入时，装置功能软压板、GOOSE出口软压板可远方控制。（软压板本地与远方控制）2023年7月24日MMS-定值服务国网规范 2023年7月24日MMS-控制服务遥控遥调压板…几个属性控制值控制源本地、监控、远方…测试Test检查条件2023年7月24日MMS-控制服务遥控遥调压板…2023年7月24日MMS-控制服务控制过程成功后，送控制成功响应(CmdTermResp+)和遥信变化报告T失败后，送控制失败响应(CmdTermResp-)2023年7月24日MMS-控制服务控制过程2023年7月24日IEC61850-遥控过程遥控输出：控制服务->GOOSE->报告服务2023年7月24日IEC61850-遥控过程遥控输出：控制2023年7月24日MMS-控制服务控制服务SelectWithValue（带值的选择）

Cancel（取消）

Operate（操作）控制模式普通直控(1)原则上不关注结果普通选控(2)增强型直控(3)关注结果增强型选控(4)关注结果遥控参数控制模式：ctlModel选择超时时间：sboTimeout档位值：minVal、maxVal控制模式普通型直控增强型直控增强型选控变压器档位保护软压板装置复归断路器隔离开关通用GGIO开出2023年7月24日MMS-控制服务控制服务控制模式普通型直2023年7月24日MMS-控制服务遥控返回的原因码应统一使用监控在失败时显示错误码信息，便于分析如五防闭锁、同期失败等部分不太使用的错误码Blocked-by-mode(8)Blocked-by-process(9)Blocked-by-health(13)….与内外模型一致相关2023年7月24日MMS-控制服务遥控返回的原因码应统一使2023年7月24日MMS-取代服务数值来源人工置数过程层采集2023年7月24日MMS-取代服务数值来源2023年7月24日MMS-取代服务取代使能当subEna置为True时，subVal、subQ应直接改变相应的数据属性Val、q修改取代值时，无须再次使能subEna；装置重启后，取代状态应保持。取代品质数据处于取代使能：品质的第10位应该置1，表明取代状态；取代报告若因取代引起数据变化，其变化原因=数据变化+品质变化；取代源客户端需要设置取代值和subID（IED需要区分取代源）。2023年7月24日MMS-取代服务取代使能2023年7月24日MMS-取代服务取代应用装置取代服务的实现应能满足信号对点和联闭锁调试功能的需求。客户端应支持批量恢复取代信号的功能。GOOSE关联处于取代状态时，GOOSE输出数据（除ACT动作信号）品质为取代品质。取代数据值需要传递至联闭锁逻辑2023年7月24日MMS-取代服务取代应用2023年7月24日MMS-文件服务常用于录波文件召唤文件服务与MMS文件服务不对应“一对多”MMS远端打开文件、读文件、写文件、关闭文件等操作IEC61850召唤文件、下装文件、删除文件、获取文件目录等2023年7月24日MMS-文件服务常用于录波文件召唤2023年7月24日服务支持GetFileAttributeValues（取文件目录或文件属性）GetFile（读文件）SetFile（取文件）DelFile（删文件，基本不会用）服务参数File-Name参数不应为空；File-Data参数应包含被传输的数据(八位位组串)。读文件目录时,参数为目录名，不可使用“*.*”参数。COMTRADE文件：应包含在根目录下的“COMTRADE”文件目录内。装置日志：文件名为devicelog.txt，通过文件服务上传。文件路径：文件服务使用“/”或”\\“表示文件夹。MMS-文件服务2023年7月24日服务支持MMS-文件服务2023年7月24日MMS-文件服务2023年7月24日MMS-文件服务2023年7月24日IEC61850-录波上送2023年7月24日IEC61850-录波上送2023年7月24日MMS-双网支持冗余连接：来自于网段不同、低位IP地址相同的TCP连接，被服务器端视为来自同一个客户端的冗余连接组；支持双网热备用：只有一个网的TCP连接处于工作状态备网活，只可进行非应用数据传输，不支持控制、定值、取代等写服务；支持一个报告实例挂载双连接：来自于冗余连接组的连接应使用同一个报告实例号同一个缓冲区映像进行数据传输；监控系统主动进行主网切换：通过设置报告使能完成切换；2023年7月24日MMS-双网支持冗余连接：来自于网段不同2023年7月24日MMS-双网双网初始化：只通过一个工作网使能报告控制块双网切换：由后台系统主动切换2023年7月24日MMS-双网双网初始化：只通过一个工作网2023年7月24日第2部分GOOSE和SV2023年7月24日第2部分GOOSE和SV2023年7月24日IEC61850-GOOSE/SMV数据帧格式MAC（源地址-目标地址）VLAN字段（普通交换机会过滤）APPID字段APDU帧长度限制(8+M)<15002023年7月24日IEC61850-GOOSE/SMV数据2023年7月24日IEC61850-GOOSE和SV组播地址划分、以太网类型、VLAN2023年7月24日IEC61850-GOOSE和SV组播地2023年7月24日IEC61850-GOOSEGOOSE发送机制stNum和sqNumTest检修品质事件时标T关于双网2023年7月24日IEC61850-GOOSEGOOSE发2023年7月24日IEC61850-GOOSEGOOSE发送机制T0/T1T0-T0-T1-T2-T3:0ms-2ms-2ms-4ms-8ms-5000ms2023年7月24日IEC61850-GOOSEGOOSE2023年7月24日IEC61850-GOOSE数据集DatSetGOID控制块REF最后一次状态变化的时标TstNum状态计数sqNum重复帧计数2023年7月24日IEC61850-GOOSE数据集Dat2023年7月24日IEC61850-GOOSEPDU帧格式asn.1编码TLV最短长度编码固定长度编码2023年7月24日IEC61850-GOOSEPDU帧格式2023年7月24日IEC61850-GOOSEGOOSE发送装置上电后GoCB.GoEna=T，stNum=1,sqNum=1。stNum=[1,max]，sqNum=[0,max]；stNum[rollover]=1，sqNum[rollover]=1。sqNum=0保留作数据变化stNum增加后的第1帧。Goose重发间隔={MinTime,MaxTime(T0)｝。GOOSE接收接收方应严格检查AppID、GOID、GOCBRef、DataSet、ConfRev等参数是否匹配。GOOSE时标供保护使用的信号不应带时标供测控使用的信号宜不带时标信息。

GOOSE需带时标信息时，时标T紧跟信号排放于数据集中。2023年7月24日IEC61850-GOOSEGOOSE发2023年7月24日IEC61850-GOOSE链路中断GOOSE预置值GOOSE中断在接收报文的允许生存时间内没有收到下一帧Goose报文时判断为中断。GOOSE通信配置不一致需要告警(配置版本号及DA类型不匹配)；

GOOSE链路告警ICD文件AlmGGIO用于GOOSE中断告警和GOOSE配置错误告警。2023年7月24日IEC61850-GOOSE链路中断G2023年7月24日IEC61850-SMV数据包定制采样计数采样同步双网接收2023年7月24日IEC61850-SMV数据包定制2023年7月24日IEC61850-SMVIEC61850-9-1被撒消，从IEC61850-9-2到9-2LE固定长度编码方式利于FPGA解码通道V/Q排序规整(各占用4个字节）计量才使用多个ASDU(256点采样，8个ASDU)国网规定标准22通道(含双AD通道)2023年7月24日IEC61850-SMVIEC618502023年7月24日IEC61850-SMV采样通道品质Q与GOOSE/MMS品质定义不完全相同:Bit0在高字节还是在低字节的问题SV扩展MMS品质定义，增加Derived位

2023年7月24日IEC61850-SMV采样通道品质Q2023年7月24日IEC61850-SMVSV控制块几个配置SVID标识数据集通道定义传输时通信参数:MAC/APPID/VLAN2023年7月24日IEC61850-SMVSV控制块几个配2023年7月24日IEC61850-SMVSMV发送采样频率：4000/s(80点)，NumofASDU=1。采样频率：128000/s(256点)，NumofASDU=8。采样计数：应当连续｛0,3999｝；由非同步->同步状态时，smpCnt=0；采样APPID：｛0x4000,0x7FFF｝；电压采样值为32位整型，1LSB=10mV，电流采样值为32位整型，1LSB=1mASMV接收若报文配置错误、丢帧、编码错误等异常应给出相应报警信号；配置错误判断条件为配置版本号、ASDU数目及采样值数目不匹配；根据采样值数据对应的品质中的validity，test位，来判断采样数据是否有效，以及是否为检修状态下的采样数据。SMV同步当守时精度能够满足同步要求时，采样值报文中“SmpSynch”应为TRUE。对时精度应为±1us，守时精度范围为±4us；2023年7月24日IEC61850-SMVSMV发送2023年7月24日GOOSE、SMV双网发送机制GOOSE报文应通过两个网络同时发送：两个GOOSE报文APDU部分完全相同；接收机制接收GOOSE报文时对目标MAC、APPID、GoID配置进行较验；对接收到StNum和SqNum相同但源MAC地址不相同的两个GOOSE报文，只选择处理其中一个；接收SMV报文时时对目标MAC、APPID、SmvID配置进行较验；对接收到smpCnt相同，但源MAC不相同的两个SMV报文，只选择处理其中一个。中断告警