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关于《IEC61850标准系列》

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关于《IEC61850标准系列》

IEC 61850是全球-国际电工委员会TC57工作组制定的《变电站通讯网络和系统》系列标准,为基于网络通讯平台的变电站自动化系统唯一全球-国际标准, 也是国家电力行业相关标准的基础。IEC 61850制定的思路是1)节约带宽,工程实现方便;2)面向点,即-面向设备;3)满足应用技术迅猛发展要求;4)应对通讯技术和网络技术发展的挑战。

IEC 61850的主要特点是: 1)面向对象建模; 2)抽象通讯服务接口; 3)面向实时的服务; 4)配置语言; 5)整个电力系统统一建模。其优点具体表现在:分层的智能电子设备和变电站自动化系统,满足实时信息传输要求的服务模型,采用抽象通讯服务接口、特定通讯服务映射,以适应网络发展。采用对象建模技术,面向设备建模和自我描述,以适应功能扩展,满足应用开放互操作要求,采用配置语言,在信息源定义数据和数据属性,传输采样测量值。IEC 61850系列标准还包括变电站通讯网络和系统总体要求、系统和工程管理、一致性测试等。

自从1994年,外国(德国)国家委员会提出对于通讯协议的设想,1998年IEC、IEEE和外国-美国EPRI达成共识,由IEC牵头,以外国-美国UCA2.0为基础,制定一个全世界通用的变电站自动化标准, 其后IEC TC95工作组研究IEC 61850及其数据模型。1999年IEC TC57京都会议和2000年SPAG会议上都提出IEC61850作为无缝通讯标准。1999年8月IEC SB1成立配电自动化工作组, 指出要开展无缝通讯, 统一数据建模,更多配电专家参与标准制定。在IEC TC57工作组2002年首都-北京市会议上,指出今后的工作方向为:追求现代技术水平的通讯体系,实现完全的互操作性,体系向下兼容,基于现代技术水平的标准信息和通讯技术平台, 在IT系统和软件应用通过数据交换接口标准化实现开放式系统,例如变电站通讯标准用于所有类型的分布式SCADA系统。IEC 61850不仅用于变电站内通讯,而且用于变电站和控制中心通讯。

IEC 61850标准经过多年的酝酿和讨论,已经是呼之欲出,预计将于2003年内正式发布部分内容。IEC 61850标准是全世界唯一的变电站网络通讯标准,也将成为电力系统中从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝自动化标准,还可望成为通用网络通讯平台的工业控制通讯标准。当前, 生产相关产品的外国各大公司都在围绕IEC 61850 开展工作,并提出IEC 61850的发展方向是实现“即插即用”,在工业控制通讯上最终实现“一个世界、一种技术、一个标准”。

实施IEC 61850标准是变电和配电自动化产品、电网监控和保护产品等的开发方向。为了面对我国加入WTO后的世界市场,我们必须向全球-国际标准看齐。IEC 61850就在眼前,是我们将要遵循的变电站网络通讯标准。

IEC 61850

当前电力系统中,对变电站自动化的要求越来越高,为方便变电站中各种IED的管理以及设备间的互联,

就需要一种通用的通信方式来实现。IEC61850提出了一种公共的通信标准,通过对设备的一系列规范化,

使其形成一个规范的输出,实现系统的无缝连接。

IEC61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准,它是由国际电工委员会第57技术委员会(IECTC57)的 3个工作组10,11,12(WG10/11/12)负责制定的。此标准参考和吸收了已有的许多相关标准,其中主要有:IEC870-5-101远动通信协议标准;IEC870-5-103继电保护信息接口标准;UCA2.0(Utility Communication Architecture2.0)(由美国电科院制定的变电站和馈线设备通信协议体系); ISO/IEC9506制造商信息规范MMS(Manufacturing Message Specification)。变电站通信体系

IEC61850将变电站通信体系分为3层:变电站层、间隔层、过程层。在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范

(MMS)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)以太网或光纤网。在间隔层和过程层之间的网络采用单点向多点的单向传输以太网。变电站内的智能电子设备(IED,测控单元和继电保护)均采用统一的协议,通过网络进行信息交换。IEC61850的特点是1)面向对象建模; 2)抽象通信服务接口; 3)面向实时的服务; 4)配置语言; 5)整个电力系统统一建模。IEC61850建模了大多数公共实际设备和设备组件。这些模型定义了公共数据格式、标识符、行为和控制,例如变电站和馈线设备(诸如断路器、电压调节器和继电保护等)。自我描述能显著降低数据管理费用、简化数据维护、减少由于配置错误而引起的系统停机时间。IEC61850作为制定电力系统远动无缝通信系统基础能大幅度改善信息技术和自动化技术的设备数据集成,减少工程量、现场验收、运行、监视、诊断和维护等费用,节约大量时间,增加了自动化系统使用期间的灵活性。它解决了变电站自动化系统产品的互操作性和协议转换问题。采用该标准还可使变电站自动化设备具有自描述、自诊断和即插即用(Plug and Play)的特性,极大的方便了系统的集成,降低了变电站自动化系统的工程费用。在我国采用该标准系列将大大提高变电站自动化系统的技术水平、提高变电站自动化系统安全稳定运行水平、节约开发验收维护的人力物力、实现完全的互操作性。 IEC 61850标准特点

IEC 61850标准是由国际电工委员会(International Electro

technical Commission)第57技术委员会于2004年颁布的、应用于变电站通信网络和系统的国际标准。作为基于网络通讯平台的变电站唯一的国际标准,IEC61850标准吸收了IEC60870系列标准和UCA的经验,同时吸收了很多先进的技术,对保护和控制等自动化产品和变电站自动化系统(SAS)的设计产生深刻的影响。它将不仅应用在变电站内,而且将运用于变电站与调

度中心之间以及各级调度中心之间。国内外各大电力公司、研究机构都在积极调整产品研发方向,力图和新的国际标准接轨,以适应未来的发展方向。 IEC 61850系列标准共10大类、14个标准,具体名称不在这里赘述,读者可以很容易在网络上查找到,以下主要介绍一下IEC 61850的特点。 ①.定义了变电站的信息分层结构

变电站通信网络和系统协议 IEC 61850 标准草案提出了变电站内信息分层的概念,将变电站的通信体系分为 3 个层次,即变电站层、间隔层和过程层,并且定义了层和层之间的通信接口。 ②.采用了面向对象的数据建模技术

IEC 61850 标准采用面向对象的建模技术,定义了基于客户机/服务器结构数据模型。每个IED包含一个或多个服务器,每个服务器本身又包含一个或多个逻辑设备。逻辑设备包含逻辑节点,逻辑节点包含数据对象。数据对象则是由数据属性构成的公用数据类的命名实例。从通信而言,IED 同时也扮演客户的角色。任何一个客户可通过抽象通信服务接口(ACSI)和服务器通信可访问数据对象。 ③.数据自描述

该标准定义了采用设备名、逻辑节点名、实例编号和数据类名建立对象名的命名规则;采用面向对象的方法,定义了对象之间的通信服务,比如,获取和设定对象值的通信服务,取得对象名列表的通信服务,获得数据对象值列表的服务等。面向对象的数据自描述在数据源就对数据本身进行自我描述,传输到接收方的数据都带有自我说明,不需要再对数据进行工程物理量对应、标度转换等工作。由于数据本身带有说明,所以传输时可以不受预先定义限制,简化了对数据的管理和维护工作。 ④. 网络独立性 IEC 61850 标准总结了变电站内信息传输所必需的通信服务,设计了独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务接口(ASCI)。在

IEC61850-7-2 中,建立了标准兼容服务器所必须提供的通信服务的模型,包括服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型和数据集模型。客户通过 ACSI,由专用通信服务映射(SCSM)映射到所采用的具体协议栈,例如制造报文规范(MMS)等。IEC 61850 标准使用 ACSI和 SCSM技术,解决了标准的稳定性与未来网络技术发展之间的矛盾,即当网络技术发展时只要改动 SCSM,而不需要修改 ACSI。

关于《IEC61850标准系列》

关于《IEC61850标准系列》IEC61850是全球-国际电工委员会TC57工作组制定的《变电站通讯网络和系统》系列标准,为基于网络通讯平台的变电站自动化系统唯一全球-国际标准,也是国家电力行业相关标准的基础。IEC61850制定的思路是1)节约带宽,工程实现方便;2)面向点,即-面向设备;3)满足应用技术迅猛发展要求;4)应对通讯技术和网络技术发展的挑战。<
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