IEC61850简单介绍.ppt

IEC61850发展历程 现有技术及问题 SAS在国外有30多年历史 国内有20多年历史 多种网络与私有协议并存 无法互操作 IEC61850发展历程 制定过程 目标 互操作性 不是互换性 一个世界 一种技术 一个标准IECTC57WG10 11 12制订 1995 2005 2005年至今修订 2010年出第2版 增加在线监测 代表了SAS技术的最新趋势 是实现数字化变电站的关键技术 是一个十分庞大的标准体系 不仅仅是一个通信协议 IEC61850与传统技术比较 互操作性数据模型通信服务工程配置影响范围 IEC61850技术 与传统技术比较 数据模型1 现有技术优点 简单 容易实现 缺点 不能满足用户各种需求 往往需要扩充 扩充后不能相互识别 无法互操作 IEC61850技术 与传统技术比较 数据模型1 IEC61850技术优点 能够满足各种IED的个性化需求 能够互操作 缺点 实现复杂 对硬件要求高 IEC61850与传统技术比较 信息模型 IEC61850数据组织示例 MMXU2 MX A Feeder 2CurrentMeasurements IEC61850技术与传统技术比较 通信协议 通信协议1 传统技术不严格分层 应用层与底层联系比较紧密 服务种类不能满足数字化变电站需要 不支持在线服务 2 IEC61850定义了独立于所采用网络和应用层协议的通信服务 解决了标准的稳定性与未来网络技术发展之间的矛盾 3 IEC61850定义了60多种服务 可以满足变电站通信需求 支持在线获取数据模型 也支持IED水平通信 GOOSE报文 IEC61850与传统技术比较 通信服务 通信服务 数据访问的方法IEC61850定义了60多种服务 可满足数字化变电站通信需求 特点 1 支持在线获取数据模型 2 支持保护设备之间横向通信 GOOSE报文 IEC61850技术与传统技术比较 通信服务 传统IED之间沟通方式 IEC61850技术与传统技术比较 通信服务 IED之间逻辑互锁 IEC61850技术与传统技术比较 通信服务 IED之间通信的要求 1 1台设备同时向多台设备发报文 2 快速性 4ms IEC61850技术与传统技术比较 工程配置 IEC61850标准介绍 文件构成 系统概貌IEC61850 1介绍和概述IEC61850 2术语IEC61850 3总体要求IEC61850 4系统和项目管理IEC61850 5功能的通信要求和设备模型数据模型IEC61850 7 4兼容逻辑节点类和数据类IEC61850 7 3公用数据类 IEC61850标准介绍 文件构成 抽象通信服务IEC61850 7 1原理和模型IEC61850 7 2抽象通信服务接口 ACSI 映射到实际的通信网络IEC61850 8 1映射到MMS和ISO IEC8802 3IEC61850 9 1通过单向多路点对点串行通信链路采样值IEC61850 9 2通过ISO IEC8802 3传输采样值 IEC61850标准介绍 数据模型 1 IED应用模型规范 物理设备建模原则一个物理设备 应建模为一个IED对象 该对象是一个容器 包含server对象 server对象中至少包含一个LD 逻辑设备 对象 每个LD对象中至少包含3个LN对象 LLN0 LPHD 其他应用逻辑接点 LLN0 逻辑设备公共数据 如铭牌 设备运行状态信息 LPHD 代表拥有逻辑节点的物理设备的公共数据 如物理设备的铭牌 运行状况信息 装置模型ICD文件中IED名应为 TEMPLATE 实际系统中的IED名由系统配置工具统一配置 2 IED应用模型规范 服务器 Server 建模原则 IEC61850标准介绍 数据模型 Server描述了一个设备外部可见 可访问 的行为 每个server至少应有一个访问点 AccessPoint 所有访问点 应在同一个ICD文件中体现 注 访问点以S G M描述 MMSgoosesv3 IED应用模型规范 逻辑设备 LD 建模原则逻辑设备建模原则 应把某些具有公用特性的逻辑节点组合成一个逻辑设备 LD不宜划分过多 保护功能宜使用一个LD来表示 SGCB控制的数据对象不应跨LD 数据集包含的数据对象不应跨LD IEC61850标准介绍 数据模型 逻辑设备的划分宜依据功能进行 按以下几种类型进行划分 o公用LD inst名为 LD0 o测量LD inst名为 MEAS 遥测量o保护LD inst名为 PROT o控制LD inst名为 CTRL o保护测控过程层访问点的LD inst名为 PI 或scld o智能终端LD inst名为 RPIT o录波LD inst名为 RCD o合并单元LD inst名为 MU 注 若装置中同一类型的LD超过一个可通过添加两位数字尾缀 如MU01 MU02 IEC61850标准介绍 数据模型 3 IED应用模型规范 逻辑节点 LN 建模原则每个最小功能单元建模为一个逻辑节点对象 属于同一功能对象的数据和数据属性应放在同一个LN对象中 若标准的LN类不满足功能对象的要求 可进行LN类扩展或者新建LN类 每个逻辑设备下面都应该有一个LN0节点 IEC61850标准介绍 数据模型 IEC61850技术介绍 数据模型 PhysicalDevice networkaddress LogicalDevice e g Relay1 MMXU1 MMXU2 DO DO DA DA LogicalNodes 源自于CDC IEC61850标准介绍 数据模型 IEC61850标准介绍 数据模型 IEC61850标准介绍 通信服务 IEC61850定义了9大类60种ACSI 1 关联服务2 信息模型服务3 定值组服务4 主动上送的报告服务5 日志服务6 快速报文服务7 采样值服务8 对时9 文件服务 IEC61850标准介绍 通信服务 IEC61850的服务也是基于模型的 在通信网络上传输的 包含层次参数信息的有序功能报文 采用面向对象技术定义通信服务 用抽象建模方法设计出抽象通信服务接口 定义了变电站设备的公共的实用服务 主要定义了两种机制的通信服务 一种是客户机 服务器模型 它提供了控制 报告 取数据值等服务 一种是发布 订阅模式 它提供GOOSE GSSE服务 主要用在时间关键的应用中 如继电保护设备的快速 可靠地数据传输 周期性的采样值的传输服务 IEC61850标准介绍 通信服务 客户 服务器模式 IEC61850标准介绍 通信服务 发布 订阅模式 IEC61850标准介绍 通信服务 IEC61850标准介绍 通信协议 IEC61850标准介绍 通信服务 61850的服务有多种 选择报告服务 定值服务 控制服务 GOOSE服务和SV服务等 报告服务是在服务器和客户机之间 传输变化的事件 告警 开入 模拟量等信息的服务 变化信息的报告上送 触发方式存在数据变化 品质变化 数据刷新完整性周期等 报告具有带缓存报告 无缓存报告 IEC61850标准介绍 通信服务 报告的配置 IEC61850标准介绍 通信服务 事件 数据改变周期性报告总召唤 2种报告 非缓存报告缓存报告 IEC61850标准介绍 工程配置语言SCL 基于XML技术 IEC61850定义了一种变电站配置语言 SCL 描述变电站自动化系统与一次开关场之间的关系及IED配置情况 SCL提供了统一工程数据格式 SCL有4种文件类型 1 系统规范描述文件 SSD 2 系统配置描述文件 SCD 3 IED能力描述文件 ICD 4 IED配置后的描述文件 CID IEC61850标准介绍 工程配置语言SCL SLC文档应包含头 变电站 通信 智能电子设备和数据模板五个基本组成部分 1 头 描述SCL文档的版本和修订号以及名称映射关系2 变电站 从功能的角度描述开关场设备以及描述所有设备 目前还未实现3 通信 描述与通信相关的对象类型 如子网 通信访问点 描述有关智能电子设备间的连接 作为逻辑节点客户和服务器间的通信路由基础 4 智能电子设备 描述与变电站自动化系统产品相关的装置对象 如智能电子设备 逻辑节点实现等 5 数据模板 详细定义了所有在文件中出现的逻辑节点 包括它的类型以及该逻辑节点所包含的数据对象DO IEC61850标准介绍 工程配置语言SCL ICD CID文件就目前接触而言 差别不大CID文件中包含 1 本装置的通信网络配置 包括GOOSE MMS网络的IP地址 MAC地址 VLAN等配置信息 2 装置的实例配置 装置所在的间隔名称 装置名称等配置信息 3 相关的数据类模板DataTypeTemplates配置 包括LNodeType DoType DAType EnumType等 IEC61850标准介绍 工程配置语言SCL SCL 实现了不同厂家工程工具的互操作 简化了工程实施过程 IEC61850标准介绍 工程配置过程 IEC61850与数字化变电站的关系 数字化变电站关注功能通信是数字化变电站的关键技术互操作性对对数字化变电站的基本要求IEC61850提供了完整解决方案 IEC61850标准介绍 通信网络 IEC61850使用以太网技术 总线型和环网以及双网或单网等多种形式 以太网交换机必须支持优先级设置 IEEE802 1Q 和虚拟局域网 VLAN IEEE802 1P IEC61850变电站网络结构 变电站层双网通信冗余机制双网双IP通信机制双网采用各自独立的IP网段地址进行通信 优点 是双网各自独立 网络底层不用切换 但应用层处理较复杂 双网可靠性取决于应用层双网处理机制 常见的有双发双收模式 热备用模式和冷备用模式 双网单IP通信机制将双网绑定为一条逻辑链路 组成冗余网络 实现双网卡单IP通信 这种机制优点是应用层处理和配置都较简单 和单网是一样 双网可靠性只取决于双网的网络底层切换 连接站控层的计算机和间隔层IED 采用客户 服务器模式通信 站控层计算机为客户端 间隔层IED为服务器 完成IED级的五防功能 采用基于发布 订阅模式通信的GOOSE报文