IEC61850电力行业应用规范初探

IEC61850标准互操作试验情况及工程化应用技术规范初探

王永福国家电力调度中心2007年9月

主要内容介绍1、背景2、国内外IEC61850标准互操作试验情况3、国内IEC61850标准互操作试验取得的成果4、国内IEC61850标准发展的考虑5、IEC61850标准工程化应用技术规范编制介绍背景介绍IEC61850是一个关于变电站自动化系统结构和数据通信的国际标准目的是使变电站内不同厂家的智能电子设备（IED）之间通过一种标准（协议）实现互操作和信息共享该标准自发布后，中国电力标委会积极开展跟踪研究，组织国内科研单位、生产开发单位的专家进行翻译，目前已形成了国内DL/T860系列电力行业标准该标准定义了与变电站自动化系统网络和通信相关的功能、服务、模型、配置描述语言、一致性测试等方面，使用了很多新技术，是一个完整和较为复杂的技术体系国调中心积极组织国内科研单位和自动化生产厂家开展IEC61850互操作试验工作，从2005年至2006年底，已经成功组织进行了6次互操作试验，取得了重大进展

国内外IEC61850互操作试验情况

国外IEC61850互操作试验情况（一）国外主要大公司（ABB、SIEMENS、AREVA、KEMA等）在标准起草阶段就认识到IEC61850标准的复杂性几个大公司积极开展多边互操作试验，并根据试验结果对标准草案进行修改针对工程应用，对各厂家的IEC61850系统进行验证，包括模型、工程配置工具等的互操作经过一系列的互操作试验，实现了几个大公司IEC61850系统之间的互操作，其基于IEC61850的系统也达到了可以实际应用的水平国内外IEC61850互操作试验情况

国外IEC61850互操作试验情况（二）KEMA公司自始至终参与了这些试验，并重点研究IEC61850通信分析和测试工具以及IEC61850一致性测试和认证。在这个过程中，KEMA公司完善了其IEC61850通信分析工具，积累了对IEC61850产品进行测试的宝贵实践经验，开发出了IEC61850一致性测试平台，取得了IEC61850产品进行一致性测试的资质，成为全球公认的IEC61850产品权威测试和认证机构。两点启示：（1）IEC61850是个复杂的体系，进行互操作试验是非常必要的（2）检测机构同步参与，积累经验，掌握检测技术，为IEC61850的应用做好了技术检测准备国内外IEC61850互操作试验情况

国内IEC61850互操作试验情况（一）IEC61850标准颁布后，中国电力标委会积极跟踪，明确了等同采用的原则，并成立了相关工作组，开展了一系列的工作，取得很大成效国调中心作为调度自动化专业管理部门，认真分析了变电站自动化技术标准发展，积极倡导和支持国内调度自动化领域新技术、新标准的应用，针对IEC61850标准，2004年开始进行IEC61850互操作试验的准备工作，同年11月组织召开了国内主要科研单位和自动化生产厂家参加的IEC61850互操作试验准备会，制定了互操作试验的原则和第一次互操作试验的初步方案国内外IEC61850互操作试验情况

国内IEC61850互操作试验情况（二）从2005年5月至2006年12月，国调中心成功组织国内外主要厂家进行了6次IEC61850互操作试验，取得了很大成果，对推动国内电力调度自动化系统主要生产厂家开展IEC61850研究和提高系统开发水平起到了巨大的推动作用进行IEC61850互操作试验的原则：（1）自愿参加，循序渐进（2）国内厂家为主，适时邀请国外厂家参与

（3）国内检测机构同步参与，积累经验，开发检测平台，为检测和认证做好技术准备国内外IEC61850互操作试验情况

国内IEC61850互操作试验情况（三）六次互操作试验具体情况：2005年5月进行了第一次试验，试验对服务器、客户端应用关联、逻辑设备、逻辑节点、数据和数据集等服务进行了测试和互操作试验。虽然是第一次进行互操作试验，各厂家也不是十分了解彼此情况，但整个试验进展的仍比较好，大部分厂家完成了预定试验内容，超过了预期。2005年10月进行了第二次互操作试验，试验按给定数据模型（单母线线路间隔）建模，形成ICD文件，并进行交换和检测，试验还对报告（缓存报告和非缓存报告）和控制进行了试验，且大部分通过了测试。国内外IEC61850互操作试验情况

国内IEC61850互操作试验情况（四）2006年1月进行了第三次试验，试验仍按给定数据模型建模，重点检查对模型理解的一致性、ICD文件的合法性和系统配置工具的一致性；对服务，包括文件的读、设置、删除和读文件属性值，定值组控制、替代、日志及对时服务进行了试验，通信模式上也采用一对多模式（一个服务器对多个客户端方式，前两次使用一对一模式）。试验结果，一是大部分完成了预定内容的测试，二是在进行ICD模型描述文件和使用配置工具等方面有了很大进步，三是对模型交换和检验进行了规范2006年4月进行了第四次互操作试验，各单位携带保护装置、测控装置、监控系统参加试验，试验了以下内容：（1）ACSI服务中的GOOSE及传输功能，使用GOOSE完成测控装置间隔间逻辑闭锁功能。（2）验证变电站“四遥”功能。（3）使用系统配置器验证模型文件的一致性，验证系统配置器的互操作性。国内外IEC61850互操作试验情况

国内IEC61850互操作试验情况（五）2006年8月进行了第五次互操作试验。为推动各厂家技术开发步伐，加快产品研制，试验要求各单位携带实际的保护装置、测控装置、监控系统参加试验。试验内容：（1）继续验证变电站“四遥”功能，考察监控系统功能。（2）使用系统配置器验证模型文件的一致性，验证系统配置器的互操作性。本次试验更加接近于工程背景，使用系统配置器处理ICD文件，配置监控系统，实现“四遥”功能，更多单位使用实际装置进行了GOOSE试验。

国内外IEC61850互操作试验情况

国内IEC61850互操作试验情况（六）2006年12月进行了第六次互操作试验。本次互操作试验面向变电站实际功能进行试验，包括监控系统、GOOSE间隔间逻辑闭锁等功能，要求使用实际系统进行测试。与第5次试验相比，增加了过程层设备MU，部分单位带了MU设备，测试按照三层结构进行测试。本次还邀请了四个国外厂家参与试验。试验中，国内单位和国外公司成功实现了互操作，完成了变电站自动化系统的主要功能的测试。间隔层测控装置之间通过GOOSE进行了逻辑互锁，模型文件能够被实际系统配置器处理，监控系统实现了变电站要求的主要功能。国内IEC61850互操作试验成果为国内外主要厂家和检测单位提供了一个相互交流、学习的平台，实现了在IEC61850大规模推广之前，尽早发现问题、解决问题，加快技术研发步伐。经过6次试验的锻炼，国内主要厂商对IEC61850标准的研究和开发取得重大进展，国内各厂家开发生产的设备已实现了IEC61850标准中规定的基本模型、服务和功能，与国内外主要厂家的设备顺利完成了互联互通，表明国内大多数厂家的研究水平与国外厂家已处于同一水平，为国内企业研发和生产具有自主知识产权的产品和系统奠定了基础。经过实际参与测试，国内的检测中心积累了大量检测经验，掌握了IEC61850的检测技术，为IEC61850在中国的推广和应用做好了检测准备。经过前六次互操作试验，国内各厂家开发生产的设备已实现了IEC61850标准中规定的基本模型、服务和功能，为了在国内更好的贯彻执行IEC61850标准，实现各厂家设备间的互操作，对试验中出现的问题和内容作了进一步明确。对国内IEC61850标准发展的考虑（1）工程应用中的规范化工作。IEC61850虽然对变电站的网络和通信定义得比较详细，但是从工程应用角度考虑，还有很多地方需要给出明确的解释和详细的定义，否则容易引起歧义，从而影响互操作。例如，系统结构、网络冗余问题、保护装置定值的建模问题等。为了能够正确应用IEC61850，国调中心正牵头组织有关单位编写《IEC61850工程应用技术规范》，该规范已列入2007年度电力标准的制定计划中，有关编写工作正在按计划进行。对国内IEC61850标准发展的考虑（2）加强产品的技术和性能检测。为保证IEC61850产品在电网建设工程中应用的安全性、可靠性以及功能满足技术规范要求，需加强对IEC61850产品和设备的检测，同时也迫切需要提高检测机构的检测能力，切实保证相关产品和设备符合电网安全、稳定、可靠运行的要求。对国内IEC61850标准发展的考虑（3）工程示范和应用。根据已经完成6次互操作试验的情况，可以说国内主要从事变电站自动化系统生产厂家的技术研发水平和设备生产能力已基本具备实际应用要求，下一阶段可在有条件的网省公司中选几个典型电压等级的变电站进行应用试点，总结应用经验后可作为典型设计予以推广，以此来推动工程化应用工作的开展，检验工程化应用效果。

IEC61850标准工程化应用技术规范制定IEC61850标准工程化应用技术规范的目的：（1）避免出现“103”标准在实际应用中的混乱；（2）规范应用中出现的问题，解决实际应用需要；（3）建立磋商机制和应用一致原则，确保实际应用中的统一性，这是保证互操作性的唯一和有效办法。技术规范重点内容有：（1）系统总体结构，包括系统结构和网络结构。特别是网络结构（单网/双网）的不同对某些服务功能的实现方式有很大影响。

IEC61850标准工程化应用技术规范（2）配置文件、配置工具及声明文件。配置文件包括ICD文件、CID文件、SSD文件和SCD文件，是描述通信相关的智能电子设备配置和参数、通信系统配置、开关场（功能）结构及它们之间关系的文件。规定文件格式的主要目的是：可以兼容的方式，在不同厂家提供的智能电子设备管理工具和系统管理工具间，交换智能电子设备能力描述和变电站自动化系统描述。。配置工具规定了配置工具应有设备配置工具和系统配置工具2种，配置工具应能对导入导出的配置文件进行一致性检查，生成的配置文件应能通过SCL的schema验证。。声明文件装置的IEC61850模型一致性说明文档和装置的IEC61850的ACSI一致性说明文档。IEC61850标准工程化应用技术规范（3）模型、建模及扩展信息交换机制很大程度上依赖于信息模型建立的是否合适，IEC61850定义的模型重点在数据和功能模型的通信特性。规范对变电站自动化系统的信息模型、信息模型层次、模型建立途径、建模总体原则、模型扩展原则、对象建模、模型一致性声明等作了明确和约定。（4）功能