数字化变电站理论篇-IEC61850规约应用

1、 - 1 -数字化变电站理论篇IEC61850 规约应用V1.00工程服务中心内部培训资料 - 2 -一、一、 IEC61850IEC61850 系列变电站通信网络和系统实施标准概述系列变电站通信网络和系统实施标准概述.- 1 -1.IEC 61850 涵盖的实施规范 .- 1 -2.抽象通讯服务与实际通讯服务.- 2 -3.数字化变电站自动化系统拓扑结构.- 2 -二、二、 IEC61850IEC61850 装置模型及建模介绍装置模型及建模介绍.- 4 -1.什么是模型（MODEL）.- 4 -2.什么是 ICD 模型文件.- 4 -3.什么是 CID 文件.- 4 -4.FCD 与 FCD

2、A 的区别.- 4 -5.ICD 模型文件结构.- 5 -5.1. .- 5 -5.2. .- 5 -5.3. .- 6 -5.4. .- 9 -三、三、 IEC61850IEC61850 第第 7-17-1 部分基本通讯结构的原理、模型说明及分析部分基本通讯结构的原理、模型说明及分析 .- 10 -1.标准概述 .- 10 -2.如何建模 .- 10 -3.建模实例 .- 11 -3.1. 对象模型.- 11 -3.2. 服务器模型.- 12 -3.3. SCL 对象模型.- 13 -4.命名空间 .- 13 -四、四、 IEC61850IEC61850 第第 7-27-2 部分抽象通讯服务

3、接口（部分抽象通讯服务接口（ACSIACSI）说明及分析：）说明及分析：.- 14 -1.抽象通讯服务 .- 14 -2.客户/服务器（CLIENT /SERVER）通信框架的服务.- 14 -3.MMS 对象及服务.- 15 -4.服务错误类型 .- 16 -5.ACSI 到 MMS 的数据类型映射.- 16 -6.TIMEQUALITY DEFINITION（时标品质定义）.- 17 -7.TRIGGERCONDITIONS（触发条件）.- 18 -8.FUNCTIONAL CONSTRAINTS（功能约束）.- 19 -9.IEC 61850 中的控制.- 20 -5.1. 遥控类型介绍

4、.- 20 -5.2. ACSI 中控制服务所定义的参数.- 21 -5.3. ACSI 中的集中控制服务定义.- 23 -5.4. 知识穿插.- 28 -10.报告模型.- 28 -五、五、 IEC61850IEC61850 第第 7-37-3 部分公用数据类说明及分析部分公用数据类说明及分析.- 29 -1.什么是公用数据类 CDC（COMMON DATA CLASS）.- 29 - - 3 -2.什么是数据属性类型（DA TYPE） .- 29 -3.IEC61850 数据属性类型（DA TYPE） .- 29 -3.1. Quality（品质）.- 29 -3.2. Analogue

5、value（模拟量值）.- 30 -3.3. Configuration of analogue value（模拟量值的配置）.- 30 -3.4. Range configuration（范围配置）.- 30 -3.5. Step position with transient indication（带顺变指示的步位置）.- 30 -3.6. Pulse configuration（脉冲配置）.- 30 -3.7. Originator（源发者）.- 31 -3.8. Unit definition（量纲定义）.- 31 -3.9. Vector definition（向量定义）.- 31

6、-3.10. Point definition（点定义）.- 32 -3.11. CtlModels definition（控制模式定义）.- 32 -3.12. SboClasses definition（选择类定义）.- 32 -4.IEC61850 中的公用数据类 CDC（COMMON DATA CLASS）.- 32 -4.1. 状态类.- 32 -4.2. 保护类.- 33 -4.3. 基本状态类.- 34 -4.4. 基本测量类.- 36 -4.5. 基本可控状态类.- 37 -4.6. 基本可控测量类.- 39 -4.7. 其他数据类.- 40 -六、六、 IEC61850IEC

7、61850 第第 7-47-4 部分兼容逻辑节点类、数据类说明及分析：部分兼容逻辑节点类、数据类说明及分析： .- 40 -七、七、 IEC61850IEC61850 第第 8-18-1 部分部分 MMSMMS 报文制造规范、模型说明及分析：报文制造规范、模型说明及分析： .- 41 -1 服务器类映射 .- 42 -2 逻辑设备类映射 .- 43 -3 逻辑节点类映射 .- 43 -4 逻辑节点索引映射.- 43 -5 基本数据属性类型映射.- 43 -6 常用模型及服务映射.- 44 -八、八、 IEC61850IEC61850 第第 9-19-1 部分单向多路点对点串行采样值说明及分析部

8、分单向多路点对点串行采样值说明及分析 .- 45 -1 初识 9-1 采样传输.- 45 -2 9-1 采样传输应用.- 45 -九、九、 IEC61850IEC61850 第第 9-29-2 部分多路组网采样值说明及分析部分多路组网采样值说明及分析.- 48 -1 初识 9-2 标准 .- 48 -2 9-2 采样值传输组网.- 48 -2.1. 以太网类 PDU.- 49 -2.2. 应用协议数据单元 APDU.- 50 -2.3. 应用服务数据单元 ASDU.- 50 -2.4. 9-2 采样值应用.- 50 - - 4 -十、十、 如何校验模型如何校验模型.- 52 -1 ICD 模型

9、的语法结构校验.- 52 -2 ICD 模型及 IED 的服务测试.- 53 -2.1. 读模型.- 53 -2.2. 写操作及报告.- 53 -2.3. SCD 工具检测模板冲突.- 53 -2.4. 实例检测及报告控制块检测.- 53 -2.5. GOOSE 实例检测及连线.- 53 -2.6. 与监控后台联调.- 54 -十一、十一、 测试表格测试表格.- 54 -1 MMS、GOOSE 功能测试表格：.- 54 -1.1. MMS 互操作测试.- 54 -1.2. GOOSE 互操作测试.- 55 -1.3. SCD 工具测试.- 56 -1.4. 后台功能测试：.- 56 - - 1

10、 -一、一、 IEC61850IEC61850 系列系列变电站通信网络和系统实施标准变电站通信网络和系统实施标准概述概述伴随着现代计算机网络技术、通讯技术的发展，电力系统自动化二次设备的数据来源发生变化，正逐步的从传统的模拟信号阶段走向现代的数字信号阶段，数字化变电站应运而生，而 IEC 61850 做为数字化变电站自动化系统的国际标准，它规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言等，通过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，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 ，实现了系统的无缝连接 ，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

11、 。同传统的 IEC 60870 系列标准相比，IEC 61850 是至今为止最为完善的变电站自动化标准，它不仅仅是一个单纯的通信规约，而是整个数字化变电站自动化系统的标准，它指导了变电站自动化系统的设计、开发、工程、维护等各个领域；不仅规范了保护、测控装置的模型和通信接口，而且还定义了电子式互感器、智能式开关等一次设备的模型和通信接口；该标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口，增强了设备之间的互操作性，可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。在国内采用 IEC 61850 标准的数字化变电站，可以大大提高变电站自动化系统的技术水平、安全稳

12、定运行水平，实现减员增效、保护环境等，更实现了不同设备的完全互操作性。1.1. IECIEC 6185061850 涵盖的实施规范涵盖的实施规范数据模型数据模型 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 公用数据类系统概貌系统概貌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配置配置6 变电站自动化系统配置描述语言抽象通信服务抽象通信服务 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 - 2 -测试测试10 一致性测试映射到实际通信网络映射到实际通信网络 8-1 映射到 MMS 和 ISO/IE

13、C8802-39-1 通过单向多路点对点串行通信链路采样值 9-2 ISO8802-3 之上的采样值2.抽象通讯服务与实际通讯服务抽象通讯服务与实际通讯服务为了较好的实现不同设备间的互操作性，IEC 61850 定义了抽象通讯服务接口，按照此服务接口建模的设备，即可较好实现互操作性。抽象通讯服务接口是面向语义服务结构的接口模型，该模型用 XML 语言抽象化描述了设备的服务行为，并将服务的抽象和实现区分开，这就很有效的解决了服务双方的通讯和协作问题，便于交互模型的重用。实际通讯服务具备很强的可实际操作性，可基于现有通讯网络技术及网络设备硬件，完成可靠的通讯传输，例如基于以太网的 TCP/IP 传

14、输。抽象通讯服务接口定义了高层模型，其具体实现需要映射到实际通讯服务，这就是常说的 ACSI 映射，IEC 61850 选用了 MMS（报文制造规范）作为其实现实际通讯服务的方法，在 8-1 中就详细定义了 ACSI 到MMS 的映射，包含模型及服务的映射。3.数字化变电站自动化数字化变电站自动化系统系统拓扑结构拓扑结构在数字化变电站中，通讯网络存在多种拓扑结构，例如：总线型、星形、环形、树形、网型等，工程中常用总线型或环形拓扑结构。下面以表格形式对工程中常用的各种拓扑结构的双网的性能予以比较，如下表星形双网双重化的星形双网环形双网双重化的环形双网环形单网双重化的环形单网安全性（交换机故障对变

15、电站安全的影响）报文正常传输、安全性不受影响报文正常传输、安全性不受影响报文正常传输、安全性不受影响报文正常传输、安全性不受影响大量保护失去，可能涉及两套保护一套中大量保护失去 安全性（网络风暴对变电站安全的影响）单网风暴无影响，双网风暴影响两套保护单网风暴无影响，双网风暴影响一套保护单网风暴无影响，双网风暴影响两套保护单网风暴无影响，双网风暴影响一套保护变电站保护完全失去一套保护完全失去 - 3 -网络风暴形成不可能不可能可能可能可能可能报文可靠性（正常运行时的可靠性）高高高高低低主干网络连接线故障对可靠性的影响不影响保护运行，报文可靠性下降不影响保护运行，报文可靠性下降无影响无影响无影响无

16、影响分支网络连接线故障对可靠性的影响不影响保护运行，报文可靠性下降不影响保护运行，报文可靠性下降不影响保护运行，报文可靠性下降不影响保护运行，报文可靠性下降保护功能失去一套保护功能失去最常用的总线型网络拓扑结构：服务器1RCS-9785系列GPS对时装置RCS-9698H远动双机HEWLETTPACKARD各级调度中心/集控中心以以太太网网服务器2操作员工作站微机五防工作站继电保护工程师站GOOSEGOOSE光纤以太网光纤以太网PCS-221合并单元PCS-221合并单元PCS-900/9000系列数字化保护/测控装置PCS-9520电子式电流电压互感器PCS-9520电子式电流电压互感器PC

17、S-900/9000系列数字化保护/测控装置PCS-222智能操作箱PCS-222智能操作箱220kV保护小室110kV保护小室 - 4 -二、二、 IEC61850IEC61850 装置模型及建模介绍装置模型及建模介绍1.1. 什么是模型（什么是模型（modelmodel）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。创建模型的目的是帮助我们去理解、描述、探索特定实体或现象的简单表示，预测实际世界发生的事情。用这种方法处理 问题，可以大大减少实验工作量，还有助于了解过程的实质。IEC 61850-7-x 定义的模型着眼于变电站数据通信特征和功能来

18、建模。所建模型为变电站自动化系统提供了类似的环境镜像（电力系统过程、开关场）。2.什么是什么是ICD模型文件模型文件数字化变电站自动化系统中，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、互操作性，工程实施采用了面向对象的方法，通过可扩展标记语言XML，创建一个可全面描述IED功能的文件，这个文件称为智能设备的配置描述（IED Configuration Description），简称ICD。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，只是对现实智能设备的功能的一个全面描述。3.什么是什么是CID文件文件一个置于变电站通讯网中的智能设备，除了本

19、身可独立运行外，还需要与其他智能设备进行数据交换，以完成自身的某些功能，或者输出数据供其他智能设备使用，那该智能设备如何才能知道与其他智能设备交换些什么数据？我们可以通过变电站配置描述语言（Substation Configuration description Language）工具对装置ICD模型文件予以配置，主要包括MMS、GOOSE、SMV部分，告知智能设备需要与外界交换那些信息，那么这个经过SCL工具配置过的文件称之为经过配置的智能设备描述（Configured IED Description）文件，简称CID文件，它是对ICD文件的一个扩充，不仅包含IED的功能描述，同时还包含了数

20、据交换信息、报文控制信息等。4.4. FCDFCD 与与 FCDAFCDA 的区别的区别功能约束数据（FCD）与功能约束数据属性（FCDA）之间的差异在于，功能约束数据属性在功能约束数据之下又嵌入了一层定义，即 FCDA 是 FCD 的某个具体属性。 - 5 -5.5. ICDICD 模型文件结构模型文件结构ICD模型文件必需仅包含一个IED 段，用以描述IED 的能力。此IED段一般包含、几个部分。5.1.5.1. 用于记录该模型文件的修改记录，每条记录中可包含修改原因、修订版次、修改内容、修改人、修改时间、版本等信息，属于记录性描述；5.2.5.2. 用于描述该 IED 的通讯功能及参数，

21、一般包括至少一个 type 为“8-MMS”的通讯子网（对于具备GOOSE 通讯的装置，还应包含一个 type 为“IECGOOSE”的通讯子网），每个子网至少包含一个访问点； 上左图所示，PCS9705 的模型中，定义了用于 MMS 通讯的 MMS 子网以及用于 GOOSE 通讯的 GOOSE 子网，其中 MMS 子网包含一个访问点 S1，GOOSE 子网包含一个访问点 G1；S1 访问点中包含 Address 和 GSE 字段，Address 用于定义 MMS 通讯用的 IP 地址及子网掩码等（适用于完成基于 TCP/IP 的客户端/服务器通讯，如后台、远动等）；GSE 表示变电站通用事件

22、，定义 GOOSE 通讯用的组播 MAC 地址、VLANID、VLAN 优先级、APPID 等（适用于基于链路层的 GOOSE 通讯，如间隔层的联锁信息）；G1 访问点仅包含 GSE 字段，表明该访问点仅支持 GOOSE 通讯，主要用于过程层 GOOSE 通讯； - 6 -5.3.5.3. 用于描述该 IED 所支持的服务类型、功能及 MMS、GOOSE 通讯能力，对于具备 GOOSE 功能的 IED 至少具备 Services、MMS 访问点、GOOSE 访问点三部分，对于不具备 GOOSE 的常规 RCS61850 装置，可以不包含GOOSE 访问点；5.3.1.5.3.1. 描述了本 I

23、ED 所支持的 ACSI 服务（包含用于 MMS 通讯、GOOSE 通讯）,例如：定值组服务（包含编辑（SGEdit）及确认）、读目录（GetDirectory）服务、读数据对象定义（GetDataObjectDefinition）服务、数据对象目录（DataObjectDirectory）服务、读写数据集值（GetDataSetValue、SetDataSetValue）服务、数据集目录（DataSetDirectory）服务、配置数据集（ConfDataSet）服务（数据集的最大 FCDA 个数（maxAttributes）、读写服务（ReadWrite）、配置报告控制块（ConfRepo

24、rtControl）服务、读控制块的值（GetCBValues）服务、报告设置（ReportSettings）服务、通用状态事件设置（GSESettings）服务、通用状态事件目录（GSEDir）服务、通用面向变电站事件（GOOSE）服务、GSSE 服务、文件（FileHandling）服务等。在通讯初始化开始后的第一步，客户端与服务器端将互相告知对方，本端所支持的服务类型，当双方实际所需的服务超出已定义的服务范围时，通讯将出错。如下图所示：为监控后台与装置通讯初始化时，后台客户端声明的所支持的服务。1 一致性（2） - 7 -2 文件打开（72）3 文件读（73）4 文件关闭（74）5 信息

25、报告（79）MMS 服务的种类多达 93 种，上图列表中的仅是客户端所声明的支持的 MMS 服务，服务名称后括号中的数字表示的是该服务在 MMS 服务列表中的 bit 序号，从 0 开始排。下表为 MMS 规范中所有支持的服务总列表，共计 85 种，占 11 个字节中的 85 个 bit：0Status (0)1getNameList (1)2Identify (2)3Rename (3)4Read (4)5Write (5)6getVariableAccessAttributes (6)7defineNamedVariable (7)8defin eScatteredAccess (8)9g

26、etScatteredAccessAttributes (9)10deleteVariableAccess (10)，11defineNamedVariablelist (11)12getNamedVariableListAttributes (12)13deleteNamedVariableLlst (13)14defineNamedType (14)15getNamedTypeAttributes (15)16deleteNamedType (16)17input (17)18output (18)19takeControl (19)20relinquishControl (20)21de

27、fineSemaphore (21)22deleteSemaphore (22)23reportSemaphoreStatus (23)24reportPoolSemaphoreStatus (24)25reportSemaphoreEntryStatus (25)26initiateDownloadSequence (26)27downloadSegment (27)28terminateDownloadSequence (28)29initiateUploadSequence (29)30uploadSegment (30)31tertmnateUploadS equence (31)32

28、requestDomainDownload (32)33requestDomainUpload (33)34loadDomainContent (34)35storeDomainContent (35)36deleteDomain (36)37getDomainAttributes (37)38createProgramInvocation (38)39deleteProgramInvocation (39)40start (40)41stop (41)42resume (42)43reset (43)44kill (44)45getProgramInvocationAttributes (

29、45)46obtainFile (46)47defineEventCondition (47)48deleteEventCondition (48)49getEventConditionAttributes (49)50reportEventConditionStatus (50)51alterEventConditionMonitoring (51)52triggerEvent (52)53defineEventAction (53)54deleteEventAction (54)55getEventActionAttributes (55)56reportEventActionStatus

30、 (56)57defineEventEnrollment (57)58deleteEventEnrollment (58)59alterEventEnrollment (59)60reportEventEnrollmentStatus (60)61getEventEnrollmentAttributes (61)62acknowledgeEventNotification (62)63getAlarmSummary (63) - 8 -64getAlarmEnrollmentSummary (64)65readJournal (65)66writeJournal (66)67initialia

31、ejournal (67)68reportJournalStatus (68)69createJournal (69)70deeteJournal (70)71getCapabilityList (71)72fileOpen (72)73fileRead (73)74fileClose (74)75fileRename (75)76fileDelete (76)77fileDirectory (77)78unsolicitedStatus (78)79informationReport (79)80eventNotification (80)81attachToEventCondition (

32、81)82attachToSemaphore (82)83conclude (83)84cancel (84)85getDat ExchangeAttributes (85)86exchangeData (86)87defineAccessControlList (87)88getAccessControlListAttributes (88)89reportAccessControlIedObjects (89)90deleteAccessControlList (90)91alterAccessControl (91)92reconfigureProgramInvocation (92)如

33、下图所示：为监控后台与装置通讯初始化时，装置服务器端所声明的支持的 MMS 服务。1状态（0）2读名称列表（1）3识别（2）4读服务（4）5写服务（5）6读变量访问属性服务（6）7定义有名变量列表服务（11）8读有名变量列表属性服务（12）9删除有名变量列表服务（13）10读域属性服务（37）11（46）12（65）13（67）14（68）15（71）16文件打开服务（72）17文件读服务（73）18文件关闭服务（74）19文件重命名服务（75）20文件删除服务（76）21目录文件服务（77）22信息报告服务（79）23结束服务（83）24取消服务（84） - 9 -5.3.2.5.3.2.

34、描述本 IED 的对外服务接口及 LD 的实例化定义；其中 LDevice 描述了本 IED 实例化后的LD、DO、DA，数据集，报告控制块等；如上图，C1 为实例化的 LD；5.4.5.4. 描述了各 LN、DO、DA 的数据结构及数据类型的原型，由 DataTypeTemplates 经过实例化，可得到 IED实例模型。如下图，LN 模板中的一个例子，由 LN 中的 LPHD 类继承而来的 LN，其 id 为 PCS9705/LPHD，该LN 包含 5 个数据，五个数据的名字分别为 PhyNam、PhyHealth、OutOv、Proxy、InOv，同时每个数据还有描述 desc 及数据的

35、类型。如下图，数据模板中的一个例子，由公用数据类 SPS 继承而来的数据类型 CN_SPS,该类型数据包含有8 个数据属性，每个数据属性都有一个名称 name、一个功能类别 FC、一个基本的数据属性，触发条件属性为可选（例如状态值仅在数据值变化时触发报告）。对于基本数据类型，IEC61850 7-2 table 2 中有具体定义，比如整型数、浮点数、布尔量、枚举量、八位位组字符串、可视字符串、统一编码字符串等，对于要使用到但没有在标准中定义的基本数据类型，需要在数据模板中定义，如下图; - 10 -总结：数据类型模板中，由最基本的数据类型构建最基本的数据属性 DA，不同的基本数据属性构建数据D

36、O、不同的数据再构建为具备一定逻辑关系的逻辑节点 LN。将模板中的 LN、DO 实例化的过程，即将无明确意义的但内在有一定逻辑关系的 LN、DO 模板赋予一个有明确意义及功能的过程。实例化后的 LN、DO 可完成 IED 的某些功能。三、三、 IEC61850IEC61850 第第 7-17-1 部分基本通讯结构的原理、模型说明及分析部分基本通讯结构的原理、模型说明及分析IEC 61850系列标准间都是紧密相关的，其中7-1部分是对7-2（服务）、7-3（公用数据类）、7-4（数据类、逻辑节点类）的综合描述，本章概述了如何构建模型以及模型的基本框架定义等。第7章是建模的关键，在阅读时，可先阅读

37、7-1，再阅读7-4、7-3、7-2，这样有利于以模型的层次结构形式来理解。1.1. 标准概述标准概述1.1. 第 7-4 章提供变电站自动功能(例如带断路器位置状态的断路器，保护功能定值等)的特定信息模型, 即建模和交换什么；1.2. 第 7-3 章提供了公用数据类的定义(例如双点控制、三相测量值等) ，即公用数据类信息是什么；1.3. 第 7-2 章提供了为各种不同功能进行交换信息的服务(例如控制、报告、读、写等)，即如何交换信息；2.2. 如何建模如何建模建模的标准方法是将应用功能分解为可与之交换信息的最小实体，合理的分配这些实体到专用智能设备(IED)，这些实体称为逻辑节点 LN（例如

38、断路器类的虚拟表示，标准化名为 XCBRXCBR），几个逻辑节点可以构建为逻辑设备 LD（例如间隔单元），一个逻辑设备 LD 一般在一台 IED 中实现的（不是多个 IED 来实现一个 LD，一个 IED 可以包含多个 LD），因此逻辑设备是非分布式的，即一个逻辑设备不会分布于多个不同的 IED。基于逻辑节点的功能，它包含具有专用数据属性的数据 (例如位置Pos)。数据具有结构和定义好的语义(变电站自动化系统环境中的意义) 。按照已定义好规则的服务和在DL/T860.5中要求的性能，交换由数据和它们的属性所代表的信息，并由特定和具体的通信手段(SCSM，例如采用MMS、TCP/IP 和Ethe

39、rnet)实现服务。 - 11 -包含在逻辑设备中的逻辑节点和数据，对于变电站自动化系统的描述和达到互操作性的信息交换起至关重要的作用。IED所包含的逻辑设备、逻辑节点和数据需要配置。配置的主要原因是实例化，即要从标准中选择适当的逻辑节点和数据，并赋予实例特定值，例如逻辑设备、逻辑节点的实例化过程，实例化后的数据对象的初始值等。3.3. 建模实例建模实例IEC61850 分析总结了变电站自动化系统的功能需求，并将功能分解为最小单位逻辑节点，而建模是厂家选择多个相关逻辑节点，实现自己产品(系统、装置)的功能。建模也可以是设计人员针对变电站要实现的功能，对整个变电站自动化系统和每个装置选择相关的逻

40、辑节点。3.1.3.1. 对象对象模型模型如下图所示，依据建模方法，可将现实世界重变电站的三相分相断路器虚拟化为一个虚拟环境中的逻辑节点XCBR，将实际断路器的位置、动作次数等信息虚拟化为逻辑节点下的数据Pos、OpCnt，这样就实现了真实世界中的事物到虚拟环境的虚拟化，事物的属性也映射到了虚拟的模型环境中，在这个虚拟的环境中，我们就可以研究分析现实事物的原理、行为等，例如可以获得断路器的分合状态以及断路器的动作次数等信息，依据所获得的这些信息，进一步又可以研究是否需要分合断路器、或者是判断断路器是否需要检修。将现实变电站中的相关的事物及属性、方法逐一虚拟到模型文件中，即完成了设备的建模。例如

41、实际的断路器可虚拟为一个LN（XCBR），该LN包含位置信息（Pos）、动作次数（OpCnt）等数据；另外电压互感器可虚拟为TVTR逻辑节点，电流互感器虚拟为TCTR逻辑节点，刀闸地刀虚拟为XSWI逻辑节点，以此类推，现实中的各种实物都可虚拟到不同功能的LN中。如下图所示: - 12 -3.2.3.2. 服务器模型服务器模型对于客户/服务器通讯模式，客户端需要服务器提供服务，才能进行信息交互，服务器模型中描述了服务器所能提供的服务，如下图所示控制、取代、报告、时间同步、文件传输等服务，将对象模型和IED所支持的服务组建起来，就成服务器模型。 - 13 -SampledValuesGOOSELo

42、gical NodeControlSubstitutionReporting& LoggingDataDataSetGet/SetDir/DefinitionReportGOOSESMVSetting GroupActicateLogical DeviceTime SynchronizationFile TransferAssociationServernameplate, health3.3.3.3. SCLSCL 对象模型对象模型变电站全站系统配置文件SCD文件的结构如下图：4.4. 命名空间命名空间命名空间是指模型中所有LD、LN、Data、DataAttribute的命名规范。

43、 - 14 -IEC61850分别在DL/T860.72中定义了与通讯有关的服务类的命名空间“DL/T860.72 的 2004”，在DL/T860.73 和DL/T860.74中定义了应用中特定类的命名空间“DL/T860.73：2004”和“ DL/T860.742005”，例如命名空间“ DL/T860.742005” 表示该逻辑节点所有实例是取自 DL/T860.74的 2005 版，一般在模型的LLN0的铭牌数据中包含了LD的命名空间信息属性ldNsldNs。逻辑设备的命名空间可以理解为最基本的命名空间，因为所有三个标准(DL/T860.74：2005、DL/T860.73:2004

44、、 DL/T860.72:2004)是同一个版本，由于DL/T860.74 已引用了其它两个标准，所以仅引用 DL/T860.74就已足够。如果模型中的数据命名超出了“DL/T860.742005”命名空间的范围，则需要另外定义命名空间，此时在CDC中将包含LdNs、LnNs、dataNs、cdcNs中的至少一个数据属性，用以描述数据的名称来自哪个规范。四、 IEC61850 第 7-2 部分抽象通讯服务接口（ACSI）说明及分析：抽象就是从众多的事物中抽取出共同的、本质性的特征，而舍弃其非本质的特征，例如卡车、轿车、跑车、客车等，它们共同的特性就是都是汽车，得出汽车概念的过程，就是一个抽象的

45、过程。要抽象，就必须进行比较，没有比较就无法找到共同的部分。抽象化主要是为了使复杂度降低，以得到论域中较简单的概念，好让人们能够控制其过程或以综观的角度来了解许多特定的事态，在 IEC61850 中，为了能很清晰地了解各 IED 的通讯过程，于是对通讯进行抽象化，从而得到了易于理解的抽象通讯模型及其服务。1.1.抽象通讯抽象通讯服务服务2.2.客户客户/ /服务器（服务器（clientclient /server/server）通信框架的服务）通信框架的服务第 7-2 部分定义的抽象通讯服务接口 ACSI,包括模型及服务IEC61850-7-2IEC61850-7-2 模型模型IECIEC 6

46、1850-7-261850-7-2 服务服务服务器（Server）读服务器目录（GetServerDirectory）关联（Association）关联（Associate）放弃（Abort）释放（Release）逻辑设备（Logical Device）读逻辑设备目录（GetLogicalDeviceDirectory）逻辑节点（Logical Node）读逻辑节点目录（GetLogicalNodeDirectory）读所有数据值（GetAllDataValues）数据（Data）读数据值（GetDataValues）写数据值（SetDataValues）读数据目录（GetDataDirect

47、ory）读数据定义（GetDataDefinition）数据集（Data Set）读数据集值（GetDataSetValues）写数据集值（SetDataSetValues）创建数据集（CreateDataSet）删除数据集（DeleteDataSet）读数据集目录（GetDataSetDirectory）取代（Substitution ）读数据值（GetDataValues）写数据值（SetDataValues）定值组控制块（Setting Group Control Block）选择激活定值组（SelectActivateSG）选择编辑定值组（SelectEditSG）写定值组值（SetS

48、GValues）确认编辑定值组值（ConfirmEditSGValues）读定值组值（GetSGValues）读定值控制块值（GetSGCBValues）报告控制块BUFFERED-REPORT-CONTROL-报告（Report） - 15 -BLOCK（缓存报告控制块）读缓冲型报告控制块值（GetBRCBValues）写缓冲型报告控制块值（SetBRCBValues）（Report Control Block）UNBUFFERED-REPORT-CONTROL-BLOCK（非缓存报告控制块）报告（Report）读非缓冲型报告控制块值（GetURCBValues）写非缓冲型报告控制块值（Se

49、tURCBValues）日志控制块（LOG Control Block）读日志控制块值（GetLCBValues）写日志控制块值（SetLCBValues）读日志状态值（GetLogStatusValues）以时间索引日志（QueryLogByTime）之后索引日志（QueryLogByAfter）通用面向对象变电站事件（GOOSE）发送 GOOSE 信息（SendGOOSEMessage）读 GOOSE 引用（GetGoReference）读 GOOSE 元素数（GetGOOSEElementNumber）读 GOOSE 控制块值（GetGoCBValues）写 GOOSE 控制块值（Set

50、GoCBValues）通用变电站状态事件（GSSE）发送 GSSE 信息（SendGSSEMessage）读 GSSE 引用（GetGsReference）读 GSSE 数据分支（GetGSSEDataOffset）读 GSSE 控制块值（GetGsCBValues）写 GSSE 控制块值（SetGsCBValues）MULTICAST-SAMPLE-VALUE-CONTROL-BLOCK（组播采样值控制块）发送多播采样值信息（SendMSVMessage）读多播采样值控制块值（GetMSVCBValues）设置多播采样值控制块值（SetMSVCBValues）采样值传输（Transmissi

51、on of sampled values）UNICAST-SAMPLE-VALUE-CONTROL-BLOCK（单播采样值控制块）发送单播采样值信息（SendUSVMessage）读单播采样值控制块值（GetUSVCBValues）设置单播采样值控制块值（SetUSVCBValues）控制（Control）选择（Select）带值的选择（SelectWithValue）取消（Cancel）操作（Operate）命令周期结束（CommandTermination）时间激活的操作（TimeActivatedOperate）时间和时间同步（Time and time synchronization）

52、时间同步（TimeSynchronization）文件传输（FILE transfer）读文件(GetFile)写文件(SetFile )删除文件(DeleteFile)读文件属性值(GetFileAttributeValues)3.3. MMSMMS 对象及服务对象及服务第 8-1 部分 table 1 定义了报文制造规范（MMS）中的服务MMSMMS 对象对象IECIEC 6185061850 对象对象所使用的所使用的 MMSMMS 服务服务应用过程虚拟制造设备（ApplicationProcess,VMD）服务器（Server）初始化（Initiate）终止（Conclude）放弃（Ab

53、ort）拒绝（Reject）取消（Cancel）识别 （Identify）命名变量对象（NamedVariableObjects）命名变量对象（Named VariableObjects）读（Read）写（Write）信息报告（InformationReport）读变量访问属性（GetVariableAccessAttribute）读名称列表（GetNameList）命名变量列表对象（Named VariableList Objects）数据集（DataSets）读命名变量列表属性（GetNamedVariableListAttributes）读名称列表（GetNameList）定义有名变量列

54、表（DefineNamedVariableList）删除命名变量列表（DeleteNamedVariableList）读名称列表（GetNameList）读（Read）写（Write）信息报告（InformationReport） - 16 -日志对象（JournalObjects）日志（Logs）读日志（ReadJournal）初始化日志（InitializeJournal）读名称列表（GetNameList）域对象（DomainObjects）逻辑设备（LogicalDevices）读名称列表（GetNameList）读域属性（GetDomainAttributes）在上下文中存域（Sto

55、reDomainContents）文件（Files）文件（Files）打开文件（FileOpen）读文件（FileRead）获得文件（ObtainFile）关闭文件（FileClose）文件目录（FileDirectory）删除文件（FileDelete）4.服务错误类型服务错误类型IEC 61850-7-2 table 5 定义了抽象通讯服务接口中否定服务响应的服务错误代码（服务器端）。Attribute nameAttribute typeValue /value range/explanationServiceErrorENUMERATED（枚举）1instance-not-availa

56、ble |（实例无效）2instance-in-use |（实例在使用）3access-violation |（访问违例）4access-not-allowed-in-current-state |（当前状态禁止访问）5parameter-value-inappropriate|（参数值部合适）6parameter-value-inconsistent |（参数值不一致）7class-not-supported |（不支持的类）8instance-locked-by-other-client |（实例已被其他客户端锁定）9control-must-be-selected |（强制选择控制）10

57、type-conflict |（类型混淆）11failed-due-to-communications-constraint |（通信约束引起的失败）12failed-due-to-server-constraint|（服务器约束引起的失败）5. ACSI到到MMS的的数据类型数据类型映射映射ACSI 中基本数据属性类型到 MMS 数据类型的映射IECIEC 61850-7-261850-7-2 typetype namenameMMSMMS datadata typetypeBOOLEANBooleanINT8IntegerINT16IntegerINT32IntegerINT128Inte

58、ger - 17 -INT8UUnsignedINT16UUnsignedINT32UUnsignedFLOAT32Floating-pointFLOAT64Floating-pointENUMERATEDIntegerCODED ENUMBit-stringOCTET STRINGOctet-stringVISIBLE STRINGVisible-stringUNICODE STRINGMMS stringObjectReferenceVisible-string65EntryIDOCTETSTRING8PACKED LISTBit-stringTriggerConditionsBit-st

59、ring6qualityBit-string136.6. TimeQualityTimeQuality definitiondefinition（时标品质定义）（时标品质定义）AttributeAttribute namename（属性名称）（属性名称）AttributeAttribute typetype（属性类型）（属性类型）PACKED LISTValue/ValueValue/Value range/explanationrange/explanationM/OM/O（强制（强制/ /可选）可选）LeapSecondsKnown（已知闰秒）BOOLEANTrue/FalseMClock

60、Failure（时钟故障）BOOLEANTrue/FalseMClockNotSynchronized（时钟未同步）BOOLEANTrue/FalseOTimeAccuracy（时间精度）CODED ENUMFractionOfSecond中有效的位数，最小时间间隔为 2n，n的值范围（31、7、10、14、16、18、20）131【未规定】27【10ms精度（约7.8ms，性能等级T0）】310【1ms精度（约0.9ms，性能等级T1）】414【100us精度（约61us，性能等级T2）】516【25us精度（约15us，性能等级T3）】618【4us精度（约3.8us，性能等级T4）】720【1u