IEC 61850标准

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1、IEC 61850IEC 61850标准标准 内容提要内容提要 IEC 61850标准内容概述标准内容概述 3 4 2 智能变电站与智能变电站与IEC 61850 1 IEC 61850信息模型信息模型 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 IEC 61850模型的描述方法模型的描述方法 5 IEC 61850的应用现状和展望的应用现状和展望 6 变电站自动化系统（变电站自动化系统（SAS）的作用）的作用 变压器、母线、线路等变压器、母线、线路等一次设备一次设备的保护、控制等的保护、控制等 保护、测控等保护、测控等二次设备二次设备的管理、维护等的管理、维护等 向控制中心传输实时数据向控制

2、中心传输实时数据/执行各种调度命令执行各种调度命令 1 智能变电站与智能变电站与IEC 61850 控制中心控制中心 变电站变电站 变电站变电站 发电厂发电厂 SAS是整个电网运行与是整个电网运行与控制的基石控制的基石 智能变电站是智能电网的重要内容智能变电站是智能电网的重要内容 智能变电站智能变电站对智能电对智能电网的建设将起到先驱网的建设将起到先驱作用作用 智能智能 电网电网 输电输电 发电发电 变电变电 配电配电 调度调度 用电用电 变电领域的发展重点变电领域的发展重点是是智能智能变电站变电站 1 智能变电站与智能变电站与IEC 61850 1 智能变电站与智能变电站与IEC 61850

3、 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备智能设备，以，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化享标准化为为基本要求基本要求，自动完成信息采集、测量自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等、控制、保护、计量和监测等基本功能基本功能，并可根，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等分析决策、协同互动等高级功能高级功能的变电站的变电站 (Q/GDW 383-2009,智能变电站技术导则智能变电站技术导则) 1 智能变电站与智能变电站与IEC

4、 61850 站控层站控层 间隔层间隔层 过程层过程层 网络网络 复杂复杂 电缆电缆 监控系统监控系统 微机保护微机保护 微机测控微机测控 103规约规约 智能智能 终端终端 合并合并 单元单元 监控系统监控系统 网络网络 IEC 61850 网络网络 IEC 61850 变电站综合自动化变电站综合自动化 智能变电站智能变电站 智能变电站的本质特征和关键技术智能变电站的本质特征和关键技术 过程设备的数字化过程设备的数字化 信息传输的网络化信息传输的网络化 电子式互感器电子式互感器/合并单元合并单元 智能终端智能终端 IEC 61850标准标准 网络通信技术网络通信技术 1 智能变电站与智能变电

5、站与IEC 61850 光纤代替电缆光纤代替电缆，设计、安装、调试都变得简单，设计、安装、调试都变得简单 模拟量输入回路和开关量输入输出回路都被通信模拟量输入回路和开关量输入输出回路都被通信网络所取代，网络所取代，二次设备硬件系统大为简化二次设备硬件系统大为简化 统一的信息模型，统一的信息模型，避免了规约转换避免了规约转换，信息可以充，信息可以充分共享分共享 可观测性和可控性增强，产生可观测性和可控性增强，产生新功能和新应用新功能和新应用：如站域保护控制如站域保护控制 1 智能变电站与智能变电站与IEC 61850 1 智能变电站与智能变电站与IEC 61850 简化简化系统接线形式系统接线形

6、式 简化二次简化二次设备硬件设备硬件 实现实现数据共享数据共享 微计算机微计算机 交流输入交流输入 转换转换 开入开出开入开出 人机接口人机接口 复杂电缆复杂电缆 简单网络简单网络 信息共享信息共享 智能智能 终端终端 合并合并 单元单元 保护保护 设备设备 标准网口标准网口 微计算机微计算机 人机接口人机接口 保护设备保护设备 保护设备保护设备 1 智能变电站与智能变电站与IEC 61850 IEC 61850标准的重要意义标准的重要意义 规范间隔层与站控层之间的通信，规范间隔层与站控层之间的通信，取代传统的取代传统的103规约规约 规范间隔层与过程层之间的通信（规范间隔层与过程层之间的通信

7、（采样值和跳采样值和跳闸命令闸命令） 是智能变电站的关键技术之一是智能变电站的关键技术之一 建立统一信息模型建立统一信息模型 IEC61850的目的的目的 互操作性互操作性 不同厂家的IED之间能够交换信息并能够利用交换的信息完成各自的功能。 自由配置自由配置 能够支持不同的设计理念，允许功能的自由分配。 长期稳定性长期稳定性 面向未来发展，既能够适应通信技术的快速发展，又能满足电力系统需求长期的稳定性。 1 智能变电站与智能变电站与IEC 61850 内容提要内容提要 IEC 61850标准内容概述标准内容概述 3 4 2 智能变电站与智能变电站与IEC 61850 1 IEC 61850信

8、息模型信息模型 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 IEC 61850的系统和设备描述的系统和设备描述 5 IEC 61850的应用现状和展望的应用现状和展望 6 2 IEC 61850标准内容概述标准内容概述 Part1：介绍和概述：介绍和概述 Part2：术语：术语 Part3：总体要求：总体要求 Part4：系统和项目管理：系统和项目管理 Part5：功能通信要求和装置模型功能通信要求和装置模型 Part6：变电站通信配置语言：变电站通信配置语言 Part7-1/7-2：抽象通信服务：抽象通信服务 Part7-3/7-4：数据模型：数据模型 Part8/9：特殊通信服务映射：特殊

9、通信服务映射 Part10：一致性测试：一致性测试 2 IEC 61850标准内容概述标准内容概述 建模方法建模方法 7-4 逻辑节点逻辑节点 物理设备物理设备 逻辑设备逻辑设备 数据对象数据对象 数据属性数据属性 7-1 5 信息模型信息模型 信息服务模型信息服务模型 公共数据类公共数据类 7-3 模板模板 7-2 面向站控层的通信面向站控层的通信 面向过程层的通信面向过程层的通信 8-1 9-1/9-2 6 MMS报文报文 SV报文报文 GOOSE报文报文 8-1 设备与系统的描述设备与系统的描述 内容提要内容提要 IEC 61850标准内容概述标准内容概述 3 4 2 智能变电站与智能变

10、电站与IEC 61850 1 IEC 61850信息模型信息模型 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 IEC 61850的系统和设备描述的系统和设备描述 5 IEC 61850的应用现状和展望的应用现状和展望 6 列表表示圆上每列表表示圆上每一个点的坐标一个点的坐标 给出圆心坐标和给出圆心坐标和半径，方程表示半径，方程表示 O(x1,y1) R 3 IEC 61850信息模型信息模型 IEC 61850模型与模型与103模型模型 103模型：模型： 点表形式点表形式，按照索引号进，按照索引号进行访问行访问 IEC 61850模型：模型： 面向对象的分层模型面向对象的分层模型，按，按照分

11、层对象名称进行访问照分层对象名称进行访问 3 IEC 61850信息模型信息模型 功能类型功能类型 信息序号信息序号 信息元素集信息元素集 信息体时标信息体时标 信息体信息体 标识符标识符 公共地址公共地址 传送原因传送原因 可变结构限定词可变结构限定词 类型标识类型标识 数据单元数据单元 类型类型 : 传送带标志的状态变位传送带标志的状态变位 : 自发（突发）自发（突发） : 线路保护线路保护 : 距离保护距离保护I段出口段出口 256个语义个语义 : 距离保护距离保护II段出口段出口 : 距离保护距离保护III段出口段出口 103模型：模型：线性模型线性模型 数据属性数据属性 逻辑节点逻辑

12、节点 数据对象数据对象 逻辑设备逻辑设备 物理设备物理设备 3 IEC 61850信息模型信息模型 PHD LD LN DO DA 实际的保护装置实际的保护装置 公用公用/保护保护/测量测量/控制控制/录波录波 Str Op 保护动作保护动作 保护启动保护启动 general phsA phsB phsC 是否动作（总）是否动作（总） A相是否动作相是否动作 B相是否动作相是否动作 C相是否动作相是否动作 接地距离接地距离I段：段：PDIS1 接地距离接地距离II段：段：PDIS2 接地距离接地距离III段：段：PDIS3 1 1 0 0 分层模型分层模型 3 IEC 61850信息模型信息模

13、型 IEC 61850的模型框架的模型框架 逻辑节点类逻辑节点类 LN 物理设备物理设备 PHD 逻辑设备逻辑设备 LD 数据对象类数据对象类 DO 数据属性数据属性 DA 公共数据类公共数据类 CDC 模板模板 29个个 500多个多个 92个个 公共公共LD：装置告警：装置告警/装置自检信息装置自检信息 保护保护LD：保护启动：保护启动/保护动作保护动作/定值定值/压板信息压板信息 测量测量LD：交流量：交流量/直流量直流量 控制及开入控制及开入LD：断路器：断路器/刀闸刀闸/变压器分接头变压器分接头 录波录波LD：录波信息：录波信息 3 IEC 61850信息模型信息模型 距离保护逻辑节

14、点距离保护逻辑节点模板模板：PDIS（1/2） 数据对象名数据对象名 CDC类型类型 说明说明 Str PctRch Ofs 启动启动 范围百分比范围百分比 偏移偏移 ACD ASG ASG PoRch 欧姆圆直径欧姆圆直径 ASG PhStr 相启动值相启动值 ASG GndStr 对地启动值对地启动值 ASG DirMod 方向模式方向模式 ING AngLod 负荷区域角度负荷区域角度 ASG Op 动作动作 ACT pctOfs RisLod 偏移百分比偏移百分比 负荷区域电阻范围负荷区域电阻范围 ASG ASG M/O M O O O O O O O M O O ACD：方向保护激活

15、：方向保护激活 ACT：保护激活：保护激活 ASG：模拟定值：模拟定值 ING：整数状态定值：整数状态定值 3 IEC 61850信息模型信息模型 距离保护逻辑节点距离保护逻辑节点模板模板：PDIS（2/2） 数据对象名数据对象名 CDC类型类型 说明说明 动作时间延迟动作时间延迟 线路阻抗角线路阻抗角 OpDlTmms LinAng ING ASG 相间故障动作时间延时相间故障动作时间延时 PhDlTmms ING 单相故障动作时间延时模式单相故障动作时间延时模式 GndDlMod SPG 单相故障动作时间延时单相故障动作时间延时 GndDlTmms ING 线路正序阻抗线路正序阻抗 X1

16、ASG 零序补偿系数角零序补偿系数角 K0FactAng ASG 相间故障动作延时模式相间故障动作延时模式 PhDlMod SPG 零序补偿系数零序补偿系数K0 K0Fact ASG TmDlMod 动作时间延迟模式动作时间延迟模式 SPG 复归延时复归延时 RsDlTmms ING M/O O O O O O O O O O O O ASG：模拟定值：模拟定值 ING：整数状态定值：整数状态定值 SPG：单点状态定值：单点状态定值 3 IEC 61850信息模型信息模型 物理设备物理设备 公共逻辑设备公共逻辑设备 保护逻辑设备保护逻辑设备 录波逻辑设备录波逻辑设备 PPPDIS1 PPPDI

17、S2 PPPDIS3 PGPDIS1 PGPDIS2 PGPDIS3 逻辑节点逻辑节点 三段式相间距离三段式相间距离 三段式接地距离三段式接地距离 逻辑设备逻辑设备 Op Str PhStr PoRch Ofs LinAng 相间距离相间距离 启动定值启动定值 数据对象数据对象 3 IEC 61850信息模型信息模型 数据对象名数据对象名 Op LinAng PoRch Ofs GndDlTmms X1 K0FactAng GndStr K0Fact Str GndDlMod PDIS逻辑节点模板逻辑节点模板 M/O M O O O O O O O O M O O 实际工程中的实际工程中的PD

18、IS逻辑节点逻辑节点 数据对象名数据对象名 Op Str 强制性数据对象强制性数据对象 必须包含必须包含 PoRch Ofs GndStr K0FactAng K0Fact 选择需要利用的选择需要利用的 可选性数据对象可选性数据对象 TrdBlkRec SedBlkRec 距离距离段永跳投入段永跳投入 距离距离段永跳投入段永跳投入 PDIS模板中未提供的模板中未提供的 数据对象按规则扩展数据对象按规则扩展 CDC类型类型 SPG SPG 模型仓库模型仓库 逻辑节点逻辑节点 数据对象数据对象 数据属性数据属性 模板模板 “拷贝”拷贝” 实例实例 搭建装置的搭建装置的信息模型信息模型 3 IEC

19、61850信息模型信息模型 内容提要内容提要 IEC 61850标准内容概述标准内容概述 3 4 2 智能变电站与智能变电站与IEC 61850 1 IEC 61850信息模型信息模型 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 IEC 61850的系统和设备描述的系统和设备描述 5 IEC 61850的应用现状和展望的应用现状和展望 6 4 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 建模方法建模方法 7-4 逻辑节点逻辑节点 物理设备物理设备 逻辑设备逻辑设备 数据对象数据对象 数据属性数据属性 7-1 5 信息模型信息模型 信息服务模型信息服务模型 公共数据类公共数据类 7-3 模板模板

20、 7-2 面向站控层的通信面向站控层的通信 面向过程层的通信面向过程层的通信 8-1 9-1/9-2 6 MMS报文报文 SV报文报文 GOOSE报文报文 8-1 设备与系统的描述设备与系统的描述 4 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 3）保护与合并单元）保护与合并单元 模拟量模拟量 合并合并 单元单元 智能智能 终端终端 SV GOOSE 1）保护与监控主机）保护与监控主机 保护动作信息保护动作信息/异常告警信息异常告警信息 定值信息定值信息/录波信息等录波信息等 2）保护与智能终端）保护与智能终端 采样值信息采样值信息（SV） 状态信息状态信息（GOOSE） 开关量开关量 监控主

21、机监控主机 MMS 制造报文规范制造报文规范 MMS 三类通信服务模型：三类通信服务模型：MMS、GOOSE和和SV 4 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 MMS服务模型服务模型 定值组控制块模型定值组控制块模型 报告控制块报告控制块 日志控制块模型日志控制块模型 控制模型控制模型 文件传输模型文件传输模型 录波数据文件的传输录波数据文件的传输 分合闸控制，变压器抽头控制分合闸控制，变压器抽头控制 事件顺序记录的检索事件顺序记录的检索 保护动作信号上传当地监控保护动作信号上传当地监控 定值的读定值的读/写写/切换切换 4 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 应用层应用层 数据

22、链路层数据链路层 物理层物理层 应用层应用层 表示层表示层 会话层会话层 传输层传输层 网络层网络层 数据链路层数据链路层 物理层物理层 103协议结构协议结构 专用传输协议专用传输协议 IEC 61850协议结构协议结构 通用的网络传输协议通用的网络传输协议 7 7 6 5 4 3 2 1 2 1 4 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 功能类型功能类型 信息序号信息序号 信息元素集信息元素集 信息体时标信息体时标 信息体信息体 标识符标识符 公共地址公共地址 传送原因传送原因 可变结构限定词可变结构限定词 类型标识类型标识 数据单元数据单元 类型类型 : 传送带标志的状态变位传送带

23、标志的状态变位 : 自发（突发）自发（突发） : 线路保护线路保护 : 距离保护距离保护I段出口段出口 256个语义个语义 : 距离保护距离保护II段出口段出口 : 距离保护距离保护III段出口段出口 数据模型定义与数据的编码、传输是一体的！数据模型定义与数据的编码、传输是一体的！ 4 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 数据在网络协议中的表达和传递数据在网络协议中的表达和传递 应用层应用层 表示层表示层 会话层会话层 传输层传输层 网络层网络层 数据链路层数据链路层 物理层物理层 数据部分数据部分 H5 数据部分数据部分 H4 数据部分数据部分 H3 数据部分数据部分 H2 0101

24、0101010110 数据模型数据模型 部分部分 数据编码数据编码 和传输部分和传输部分 IEC 61850数据模型数据模型 编码编码 4 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 IEC 61850标准中引用的标准中引用的14个通信协议个通信协议 4 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 GOOSE报文的格式报文的格式 参数名参数名 参数类型参数类型 值值/值域值域/解释解释 应用标识应用标识 配置版本号配置版本号 AppID ConfRev VISIBLE STRING 65 INT32U 时标时标 T EntryTime 状态号（事件计数器）状态号（事件计数器） StNum IN

25、T32U 序列号（报文计数器）序列号（报文计数器） SqNum INT32U 测试标识位测试标识位 Test BOOLEAN 数据集成员数据集成员1n GOOSEData1n GOOSE控制块路径控制块路径 GoCBRef ObjectReference 需要重新配置需要重新配置 NdsCom BOOLEAN DatSet 数据集的路径数据集的路径 ObjectReference 4 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 数据集的概念数据集的概念 GndPDIS1 GndPDIS2 GndPDIS3 general Op PhsA PhsB PhsC general Op PhsA Ph

26、sB PhsC general Op PhsA PhsB PhsC GndPDIS1.Op.general GndPDIS2.Op.general GndPDIS3.Op.general GndPDIS1.Op.PhsA GndPDIS1.Op.PhsB GndPDIS1.Op.PhsC GndPDIS2.Op.PhsA GndPDIS2.Op.PhsB GndPDIS2.Op.PhsC GndPDIS3.Op.PhsA GndPDIS3.Op.PhsB GndPDIS3.Op.PhsC 数据对象数据对象 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 接地距离保护接地距离保护 I段动作跳段动

27、作跳A相相 数据属性的集合数据属性的集合 逻辑逻辑 节点节点 数据属性数据属性 4 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 数据集数据集 GndPDIS1.Op.general GndPDIS1.Op.PhsA GndPDIS1.Op.PhsB GndPDIS1.Op.PhsC 保保 护护 程程 序序 通通 信信 程程 序序 负责刷新数据集中数据的值负责刷新数据集中数据的值 置置1：表示动作：表示动作 置置0：表示返回：表示返回 监视数据集中数据值的变化监视数据集中数据值的变化 一旦发生变化就认为产生一个事件一旦发生变化就认为产生一个事件 以特殊的重传机制发送以特殊的重传机制发送GOOSE

28、报文报文 4 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 GOOSE传输机制传输机制：变时间间隔重复传输变时间间隔重复传输 事件结束后以较长的间隔连续传输（事件结束后以较长的间隔连续传输（1s），以），以保持通信线保持通信线路的畅通路的畅通 事件发生时以较短的间隔连续传输（事件发生时以较短的间隔连续传输（1ms，2ms，4ms），），避免数据报文的丢失避免数据报文的丢失 事件计数器事件计数器C1 报文计数器报文计数器C2 C1=8 C2=10 C1=9 C2=0 C1=9 C2=5 保护动作保护动作 4 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 保护程序判断结果保护程序判断结果 距离距离I段

29、动作，跳段动作，跳A相相 St5Sq8 St6Sq0 St6Sq1 St6Sq2 St6Sq3 St7Sq0 St加加1，Sq清零清零 事件发生时刻事件发生时刻 St7Sq3 St5Sq7 1024ms 1ms 1ms 2ms 1024ms St：事件计数器：事件计数器 Sq：报文计数器：报文计数器 GndPDIS1.Op.general GndPDIS1.Op.PhsA GndPDIS1.Op.PhsB GndPDIS1.Op.PhsC 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 保护程序：刷新数据保护程序：刷新数据 0 0

30、 0 0 通信程序：监测数据变化通信程序：监测数据变化/传输传输GOOSE报文报文 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 St7Sq1 返回时间到返回时间到 St7Sq2 St7 Sq10 事件发生时刻事件发生时刻 St加加1，Sq清零清零 1ms 1ms 2ms 内容提要内容提要 IEC 61850标准内容概述标准内容概述 3 4 2 智能变电站与智能变电站与IEC 61850 1 IEC 61850信息模型信息模型 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 IEC 61850的系统和设备描述的系统和设备描述 5 IEC 61850的应用现状和展望的应用现状和展望 6 5 IEC

31、 61850的系统和设备描述的系统和设备描述 建模方法建模方法 7-4 逻辑节点逻辑节点 物理设备物理设备 逻辑设备逻辑设备 数据对象数据对象 数据属性数据属性 7-1 5 信息模型信息模型 信息服务模型信息服务模型 公共数据类公共数据类 7-3 模板模板 7-2 面向站控层的通信面向站控层的通信 面向过程层的通信面向过程层的通信 8-1 9-1/9-2 6 MMS报文报文 SV报文报文 GOOSE报文报文 8-1 设备与系统的描述设备与系统的描述 变电站系统与设备的描述变电站系统与设备的描述 5 IEC 61850的系统和设备描述的系统和设备描述 SSD：系统规格文件系统规格文件（一次系统接

32、线图和相关逻辑节点）（一次系统接线图和相关逻辑节点） SCD：全站系统配置文件全站系统配置文件（一次系统、二次设备及其（一次系统、二次设备及其 与一次设备的关联、通信系统）是最完整的描述与一次设备的关联、通信系统）是最完整的描述 ICD：IED设备能力描述设备能力描述（功能，信息模型和服务模型）（功能，信息模型和服务模型） CID：IED实例配置文件实例配置文件（二次设备模型、与一次系（二次设备模型、与一次系 统的关联、通信参数）统的关联、通信参数） 四个重要的描述文件四个重要的描述文件 各种描述文件的作用和流转过程各种描述文件的作用和流转过程 5 IEC 61850的系统和设备描述的系统和设

33、备描述 .ssd文件文件 (1个，系统集成商提供个，系统集成商提供) .icd文件文件 (多个，由制造商提供多个，由制造商提供) 描述一次接线图描述一次接线图 描述二次设备的基描述二次设备的基本数据模型与服务本数据模型与服务 通信系统设计通信系统设计 .scd文件文件 描述一次接线、二描述一次接线、二次设备和通信系统次设备和通信系统（最完整）（最完整） 实例化，确定二次设备实例化，确定二次设备与一次系统的对应关系与一次系统的对应关系 . cid文件文件 . cid文件文件 描述二次设备模型、描述二次设备模型、通信参数及与一次系通信参数及与一次系统的对应关系统的对应关系 5 IEC 61850的

34、系统和设备描述的系统和设备描述 PhtoPh_PDIS_1 PhtoPh_PDIS_2 PhtoPh_PDIS_3 TCTR1 XCBR1 XCBR2 TCTR2 .ssd文件文件 LD_1 LinePro_1 PhtoPh_PDIS_1 PhtoPh_PDIS_2 PhtoPh_PDIS_3 LD_1 LinePro_2 PDIS_1 PDIS_2 PDIS_3 LD_1 DisRelay .icd文件文件 .cid文件文件 .cid文件文件 .scd文件文件 通信系统通信系统 SV GOOSE TVTR1 XML：可扩展标记语言：可扩展标记语言 结构化的描述语言结构化的描述语言 树形结构树

35、形结构 根元素、元素、子元素和属性根元素、元素、子元素和属性 XML：可扩展标记语言：可扩展标记语言 根元素根元素 元素元素 属性属性2 “category” 子元素子元素 子元素子元素 子元素子元素 子元素子元素 属性属性1 “language” 根元素是根元素是 所有所有 元素都被元素都被 包含在包含在 中中 元素有元素有 4 个子元素：个子元素： 、 XML：可扩展标记语言：可扩展标记语言 Everyday Italian Giada De Laurentiis 2005 30.00 Harry Potter J K. Rowling 2005 29.99 根元素根元素 元素元素 子元素

36、子元素 属性属性 XML：可扩展标记语言：可扩展标记语言 应用应用XML的关键：的关键： 掌握树形结构掌握树形结构 了解每个元素的属性和子元素了解每个元素的属性和子元素 根元素：根元素：SCL 三个元素：三个元素： Substation IED Communication .SCD描述文件示例描述文件示例 变电站一次拓扑的描述变电站一次拓扑的描述 变电站变电站 电力变压器电力变压器 电压等级层电压等级层 间隔层间隔层 电力设备电力设备 端点（连接点）端点（连接点） 子设备（分相）子设备（分相） .CID描述文件示例描述文件示例 通信通信Communication 子网子网subNetwork（

37、name、Desc、type） 连接点连接点Connected AP（iedname、apName、Desc） 地址地址Address 物理连接物理连接PhysConn 采样值控制块采样值控制块SMV（desc、ldInst、cbName） 地址地址Address GOOSE控制控制GSE（ desc、ldInst、cbName ） 地址地址Address 内容提要内容提要 IEC 61850标准内容概述标准内容概述 3 4 2 智能变电站与智能变电站与IEC 61850 1 IEC 61850信息模型信息模型 IEC 61850通信服务模型通信服务模型 IEC 61850的系统和设备描述的系

38、统和设备描述 5 IEC 61850的应用现状和展望的应用现状和展望 6 6 IEC 61850的应用现状和展望的应用现状和展望 DMSSCADAEMS公共总线公共总线开关设备开关设备变压器变压器互感器互感器保护设备保护设备控制设备控制设备测量设备测量设备变电站监控变电站监控619706197061970619686196861968103电缆电缆开关设备开关设备变压器变压器互感器互感器保护设备保护设备控制设备控制设备测量设备测量设备变电站监控变电站监控103电缆电缆专用光纤专用光纤IEC 60870控制中心控制中心按功能分多种协议：按功能分多种协议： 101：传统的远动信息：传统的远动信息

39、102：计量信息：计量信息 103：保护信息：保护信息 104：基于：基于TCP/IP的网络化的网络化101 电力系统通信系统现状电力系统通信系统现状 6 IEC 61850的应用现状和展望的应用现状和展望 DMSSCADAEMS公共总线公共总线开关设备开关设备变压器变压器互感器互感器保护设备保护设备控制设备控制设备测量设备测量设备变电站监控变电站监控61970619706197061968619686196861850-861850-961850-90-161850-90-2开关设备开关设备变压器变压器互感器互感器保护设备保护设备控制设备控制设备测量设备测量设备变电站监控变电站监控61850

40、-861850-9控制中心控制中心IEC 61850协议不仅统一协议不仅统一站内的通信，还扩展到变站内的通信，还扩展到变电站与变电站之间，变电电站与变电站之间，变电站与控制中心之间。站与控制中心之间。 IEC 61850 第二版：与第一版相比 修订和澄清修订和澄清 不一致、模糊之处不一致、模糊之处 补充和完善补充和完善 配置、模型、测试、网络冗余、信息安全配置、模型、测试、网络冗余、信息安全 扩展扩展 变电站之间变电站之间 变电站到控制中心变电站到控制中心 新领域新领域 IEC 61850 第二版：标准名称的改变 第一版第一版 变电站内通信网络和系统变电站内通信网络和系统 (Communica

41、tion Networks and Systems in Substations) 第二版第二版 电力公用事业自动化的通信网络和系统电力公用事业自动化的通信网络和系统 (Communication Networks and Systems for Power Utility Automation) IEC 61850 第二版： IEC 61850 Ed2 内容 Part 1: Introduction and overview Part 2: Glossary Part 3: General requirements Part 4: System and project management

42、Part 5: Communication requirements for functions and device models Part 6: Configuration description language for communication in electrical substations related to IEDs Part 7: Basic communication structure Part 7-1: Principles and models Part 7-2: Abstract communication service interface (ACSI) Pa

43、rt 7-3: Common data classes Part 7-4: Compatible logical node classes and data classes Part 7-410: Hydroelectric power plants - Communication for monitoring and control Part 7-420: Communications systems for distributed energy resources (DER) - Logical nodes Part 7-500: Using logical nodes to model

44、functions of a substation automation system Part 7-510: Using logical nodes to model functions of a hydro power plant Part 8-1: Specific communication service mapping (SCSM) Mappings to MMS (ISO/IEC 9506-1 and ISO/IEC 9506-2) and to ISO/IEC 8802-3 Part 9-1: Specific communication service mapping (SC

45、SM) Sampled values over serial unidirectional multidrop point to point link Part 9-2: Specific communication service mapping (SCSM) Sampled values over ISO/IEC 8802-3 Part 10: Conformance testing Part 80-1: Guideline to exchange information from a CDC based data model using IEC 60870-5-101/104 Part

46、90-1: Using IEC 61850 for the communication between substations Part 90-2: Using IEC 61850 for the communication between substations and control centres IEC 61850 Ed2框架结构 特定应用指导 7-520 变电站配置语言 SCL -6 过程总线 9-2 站总线 8-1 基本模型、抽象服务和基本数据类型 7-2 公共数据类 7-3 阐述原理和模型 7-1 兼容逻辑节点和数据类 7-4 特定应用指导 7-500 特定应用指导 7-510

47、变电站与控制 中心之间 80-1 /90-2 变电站之间 90-1 已有标准 技术报告/规范 分布式能源兼容逻辑节点和数据类 7-420 水电厂兼容逻辑节点和数据类 7-410 新增标准 配置(IEC 61850-6) 新增新增2个文件类型，实例化个文件类型，实例化IED描述文件描述文件IID和系统交换描述和系统交换描述SED文件。文件。 所有由所有由SCL定义和描述的信息对象都采用了定义和描述的信息对象都采用了UML建模，并建模，并给出了具体的给出了具体的UML模型。模型。 在在SCL所描述和定义的所有模型中，增加版本信息，从而保所描述和定义的所有模型中，增加版本信息，从而保证了整个变电站系

48、统的版本同步性。证了整个变电站系统的版本同步性。 对对IED配置工具和系统配置工具的功能实现提出一致性要求配置工具和系统配置工具的功能实现提出一致性要求 完整的规范了完整的规范了SCL文件的生成、修改流程文件的生成、修改流程 逻辑节点类(IEC 61850-7-4) 150 LNs ( 90,Ed1) 800 DOs (500,Ed 1) 电能质量兼容电能质量兼容LNs：稳态：稳态Mxxx和事件和事件Qxxx 设备状态监测设备状态监测LNs：Sxxx 传感器传感器LNs：Txxx 机械和非电气一次设备机械和非电气一次设备LNs：Kxxx 控制功能块控制功能块LNs：Fxxx，各种控制逻辑算，各

49、种控制逻辑算法法 公共数据类（IEC 61850-7-3） 新增：统计、历史记录、波形设置、枚举新增：统计、历史记录、波形设置、枚举变量方面的变量方面的公共数据类公共数据类 ENS枚举型状态量、枚举型状态量、 ENC枚举型可控状态量、枚举型可控状态量、 ENG枚枚举型设置状态量举型设置状态量 HST柱状图柱状图 APC、BAC可控模拟过程量、二进制可控模拟量可控模拟过程量、二进制可控模拟量 ORG设置定组的对象引用设置定组的对象引用 TSG时间设置组时间设置组 CSG曲线形状设置曲线形状设置 扩充扩充DPLDPL属性属性 设备相关：设备供货商、软件硬件版本信息、序列号和产品型号设备相关：设备供

50、货商、软件硬件版本信息、序列号和产品型号 操作员相关：位置、拥有者、电力系统名称、设备的角色、一次和二次的操作员操作员相关：位置、拥有者、电力系统名称、设备的角色、一次和二次的操作员 GPS位置，包括经纬度和海拔位置，包括经纬度和海拔 时区信息时区信息 资产唯一识别码资产唯一识别码 一致性测试(IEC 61850-10) 客户端客户端 IED配置工具配置工具 系统配置工具系统配置工具 其他修改 数据安全数据安全 增加采样值增加采样值/GOOSE报文的安全机制，增加验报文的安全机制，增加验证码、公钥等（证码、公钥等（IEC 62351-6） 修改修改/扩充采样值控制块内容扩充采样值控制块内容 网

51、络冗余网络冗余 增加增加Link Redundancy（冗余连接，可选）层（冗余连接，可选）层，包含并行冗余协议（，包含并行冗余协议（Parallel Redundancy Protocol）和高可靠性无缝环网（）和高可靠性无缝环网（High Availability Seamless Ring）（）（ IEC 62439） 水电厂（IEC 61850-7-410） “Hydroelectric power plants Communication for monitoring and control（水力发电厂监视和控制通信）”。（水力发电厂监视和控制通信）”。 一共扩充新增了一共扩充新增了

52、63个逻辑节点。其中属于水电站专用的逻辑个逻辑节点。其中属于水电站专用的逻辑节点有节点有19个（个（H组），其余的组），其余的44个逻辑节点属于通用逻辑节个逻辑节点属于通用逻辑节点，被归类到点，被归类到IEC 61850-7-4标准的第标准的第2版中。同样在版中。同样在IEC 61850-7-410中新增的共用数据类（中新增的共用数据类（CDC）也被归类到）也被归类到IEC61850-7-3标准的第标准的第2版中版中 。 分布式能源（IEC 61850-7-420） Distributed energy resources logical nodes IEC61850-7-420一共为分布式能

53、源系统定义了一共为分布式能源系统定义了50个新的逻辑个新的逻辑节点，其中由大写的字母“节点，其中由大写的字母“D”开头表示的开头表示的25个逻辑节点，个逻辑节点，即为分布式能源系统专用逻辑节点。即为分布式能源系统专用逻辑节点。 分布式能源包括往复式发电机、太阳能发电、生物能、燃料分布式能源包括往复式发电机、太阳能发电、生物能、燃料电池、热电联供、风光互补、飞轮、微轮燃气机等。电池、热电联供、风光互补、飞轮、微轮燃气机等。 电动汽车与智能电网的集成：智能充电、记账和服务电动汽车与智能电网的集成：智能充电、记账和服务 IEC 61850-7-5XX 特定应用领域的指导特定应用领域的指导 变电站变电

54、站 水电厂水电厂 分布式能源分布式能源 内容内容 LN的应用的应用 报告的使用报告的使用 变电站之间（IEC 61850-90-1） 保护保护/控制功能控制功能 纵差保护纵差保护 纵联距离保护纵联距离保护 纵联方向保护纵联方向保护 远方跳闸远方跳闸/合闸合闸 互锁互锁 区域低周减载区域低周减载 区域区域/广域保护控制广域保护控制 测量功能测量功能 PMUs（向量测量）（向量测量） 故障定位故障定位 LN RTPC/PSCH/RMXU 应 用 1 应 用 2 代理 网关 变电站1 变电站2 应 用 1 应 用 2 代理 网关 Gateway tunnelling 变电站之间的两种通信模式 变电站

55、和控制中心（IEC 61850-80-1） IEC 61850 映射到IEC 60870-5-1-1/104 公共数据类（CDC）到101/104的规则和方法 7-2服务映射到101/104协议 SCL配置文件 变电站和控制中心（IEC 61850-90-2） IEC 61850和和IEC 61970/61968模型协调模型协调 应用范围应用范围 SCADA 扰动记录扰动记录 计量计量 广域监测广域监测 电能质量监测电能质量监测 资产监控资产监控 远方参数和配置改变管理远方参数和配置改变管理 相关标准 数据和通信安全（数据和通信安全（IEC 62351-6） IEC 61850-8-1，-9-

56、2，-6；信息、过程、算法；信息、过程、算法等的安全运行等的安全运行 网络和系统管理（网络和系统管理（IEC 62351-7） 通信网络、通信网络、IEDs、通信协议的系统级端对端安、通信协议的系统级端对端安全的监视和管理全的监视和管理 系统对时（系统对时（IEC 61588） SNTP：ms级级 1588：亚：亚us级级 相关标准 网络冗余（网络冗余（IEC 62439） “高可用性的自动化网络”，提供了几种冗余网络的解决方案“高可用性的自动化网络”，提供了几种冗余网络的解决方案 高压开关数据接口（高压开关数据接口（IEC 62271-3） 高压开关和控制装置与外部设备代替物理接线的数字接口

57、规范高压开关和控制装置与外部设备代替物理接线的数字接口规范，选择，选择IEC 61850 中对高压开关及其状态检测的信息模型，通中对高压开关及其状态检测的信息模型，通过过GOOSE 消息接入过程总线消息接入过程总线 过程总线实现指导（过程总线实现指导（IEC 61850-9-2 LE） UCA 国际用户组发起并制定国际用户组发起并制定 轻型版本轻型版本(light edition) IEC 61850主要内容主要内容：信息模型、服务模型、：信息模型、服务模型、系统及系统描述系统及系统描述 统一的、面向对象的层次化统一的、面向对象的层次化信息模型信息模型 物理设备物理设备PhD 逻辑设备逻辑设备LD 逻辑节点逻辑节点LN 数据对象数据对象DO 数据属性数据属性DA 总结总结 三类信息服务模型三类信息服务模型 MMS：间隔层至站控层的运行报文间隔层至站控层的运行报文 GOOSE：开关量报文，如跳闸、断路器及刀开关量报文，如跳闸、断路器及刀闸位置、闭锁等闸位置、闭锁等 SV：采样值报文采样值报文 各种描述文件的内容：各种描述文件的内容：SSD、SCD、ICD、CID IEC 61850标准的应用现状和展望标准的应用现状和展望 总结总结 温馨提示： 本PPT课件下载后，即可编辑修改， 也可直接使用。 （希望本课件对您有所帮助）