IEC61850在数字化变电站的应用讲义资料

IEC61850在数字化变电站中的应用国电南瑞科技股份有限公司2009年1月倪益民niym@目录概述系统架构IEC61850互操作试验产品特点与主要项目小结与展望采集资源重复、设计复杂系统、设备之间互操作性差信息不标准不规范，难以充分应用现行变电站自动化存在的问题系统、设备之间互操作性差通信规约繁杂缺乏一致性测试、权威认证线性点表传输割裂了数据之间的联系现行变电站自动化存在的问题之二DNP四方103MODBUSPROFIBUSCDT60870-5-103南自103网络103现行变电站自动化存在的问题之二现行变电站自动化存在的问题之二按点号数据含义不明现行变电站自动化存在的问题之二按点号数据之间无关联对象模型点模型现行变电站自动化存在的问题之二信息不标准不规范，难以充分应用原理、算法、模型不一致导致信息输出不一致装置信息输出不平衡通讯规约的信息承载率低

现行变电站自动化存在的问题之三政策推动●国网公司“十一五”科技发展规划提高电网运行管理控制水平的六个重点技术领域电网自动化技术数字化变电站技术数字化变电站两大支柱●电子式互感器●IEC61850数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，将物理设备虚拟化，对数字化信息进行标准化，实现信息共享和互操作，满足安全可靠、技术先进、经济运行要求的变电站。

数字化变电站特征数字化技术在电力系统已经广泛应用

数字化变电站处于不断完善和发展过程中的一个阶段就目前而言，符合IEC61850标准的变电站通信网络和系统、智能化的一次设备（如电子式互感器、智能化开关等）、网络化的二次设备、自动化的运行管理系统，为其最主要的技术特征。从长远发展来看，面向数字化电网的需求，数字化变电站技术还将涉及的内容有：变电站之间、变电站与控制中心之间的信息交互技术，信息安全技术，广域同步采样技术、实时动态监测技术，电能质量在线监测技术、实时分析技术，以及一、二次系统的技术融合。

数字化变电站概念澄清目录概述系统架构IEC61850互操作试验产品特点与主要项目小结与展望系统架构一系统架构一变电站所有装置和后台系统实现IEC61850，所有改动限于通信层面，对变电站现有格局影响最小。该方案比较稳妥，实现了数字化变电站中的IEC61850系统架构二

系统架构二变电站所有装置的交流采样通过与MU合并单元通信获得，各种测量与保护装置的交流采样部分全部取消，变电站二次电缆大为减少，总体设计趋于简单。但该方案在安全性、可靠性方面将遭遇风险。因为保护装置运算的数据依附于其它装置和通信网络，一旦故障数据无法送达保护装置或者延时较长，其后果将十分严重。方案二可以存在一些变化，但对总体架构没有太大影响。一是不采用电子式互感器，而是采用传统的PT/CT，但其不接入装置，而是接入MU合并单元。二是采用一次智能设备，该设备直接提供光纤接口进行分合操作。三是各种IED设备通信处理能力非常强大，过程层的交换机可以直接挂接在间隔层与站控层的光纤环网，可以做到彻底的原始数据共享。应用需要考虑问题系统架构及其可靠性、稳定性信息安全、可靠性信息延迟、阻塞、爆炸及其应对与挽救IED冗错处理机制目录概述系统架构IEC61850互操作试验产品特点与主要项目小结与展望什么是IEC61850?

IEC61850系列标准的全称是变电站通信网络和系统(CommunicationNetworksandSystemsinSubstations)，它规范了变电站内智能电子设备（IED）之间的通信行为和相关的系统要求

IEC61850系列标准是由国际电工委员会第57技术委员会(IECTC57)从1995年开始制订的,目前，IEC61850共14个部份已经全部通过为国际标准。我国的标准化委员会对61850系列标准进行了同步的跟踪和翻译工作

IEC61850系列标准吸收了多种国际最先进的新技术，并且大量引用了目前正在使用的多个领域内的其它国际标准作为61850系列标准的一部分。所以它是一个十分庞大的标准体系，而不仅仅是一个通信协议标准IEC61850看起来很像又一新的协议。其实它不是。确切地说，它是一种新的变电站自动化的方法，一种影响工程、维护、运行和电力行业组织的新方法它采用面向对象的建模技术，面向未来通讯的可扩展架构，来实现“一个世界，一种技术，一个标准”的目标什么是IEC61850?1.对制造厂非常有利IEC61850带来什么好处①可以避免劳民伤财的协议转换工作;②采用对象建模技术，面向设备建模和自我描述，采用配置语言，在信息源定义数据和数据属性，传输采样测量值等技术,在组态、配置和维护工作上,节省了大量开支;③将来会有越来越多的智能设备(电能质量、同步相量、设备诊断等)集成到系统中，无缝数据集成和共享信息节省了大量开支①用户可选择最好的产品,不必担忧互联,互换②能大幅度改善设备集成，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。③提供了变电站通信网络和系统总体要求、系统和工程管理、一致性测试等2.对用户非常有利IEC61850带来什么好处标准制定的主要目的互操作性为不同厂家的设备互联提供互操作性,即不同制造厂家提供的智能设备可交换信息和使用这些信息执行特定功能自由配置满足变电站自动化系统（SAS）功能和性能的要求；可灵活配置，将功能自由分配到装置中，支持用户集中式（如RTU）和分散式系统的各种要求长期稳定性支持未来的技术发展，因为它可兼容主流通讯技术而发展，并可伴随系统需求而进化

IEC61850内容系统概貌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原理和模型配置6变电站自动化系统配置描述语言映射到实际通信网络8-1映射到MMS和ISO/IEC8802-39-1通过单向多路点对点串行通信链路采样值9-2ISO8802-3之上的采样值测试10一致性测试三层架构及逻辑接口

技术服务

远方控制(NCC)

控制.

保护

功能.

A

功能.

B

保护.

控制

传感器

执行元件

远方保护

间隔/单元层

变电站层过程层

高压设备

远方保护

过程接口

1,6337981,6224,54,5IF1：间隔层和站层之间交换保护数据IF2：间隔层和远方保护之间交换保护数据IF3：间隔层之间交换数据如保护和控制设备间IF4：间隔层和过程层之间交换采样数据IF5：间隔层和过程层之间交换控制数据IF6：间隔层和站层之间交换控制数据IF7：站层和远方工程师之间交换数据IF8：间隔层之间直接快速交换数据，如联锁IF9：站层之间交换数据IF10：站层和远方控制中心之间交换数据1061850-1介绍和概述

介绍了整个61850系列标准的制定目的、历史沿革，对61850的其它标准的核心内容作了一个提炼并加以介绍，对以后的标准中涉及的核心概念作了初步的阐述

61850-2术语该标准搜集了整个61850系列标准所涉及的术语解释、缩写名词定义、规范性引用文件。术语定义有157条：抽象通信服务接口：abstractcommunicationserviceinterface间隔:bay一致性测试:conformancetest通用面向变电站事件对象:genericobjectorientedsubstationevent互操作性:interoperability互换性:interchangeability逻辑节点:logicalnode合并单元:mergingunit报告:report自我描述:self-description服务器:server特定通信服务映射:specificcommunicationservicemapping

6180-3总体要求

从质量要求、环境条件、供电条件三个方面对SAS系统的性能进行了规范

该标准主要规范了SAS的参数化、文档化等工程管理要求 SAS及其IED始于研发阶段直至停产和退出运行的生命周期内的质量管理SAS的质量保证，重点是试验设备、试验内容，如系统测试、型式试验、例行试验、一致性测试、FAT、SAT等

61850-4系统和项目管理

阐述了功能、逻辑节点和通信信息片三个概念以及三者的相互关系 对不同等级的变电站内的不同种类的通信报文的通信时间提出了要求，以及如何验证整个系统的通信性能要求

61850-5：功能通信要求和装置模型重要术语功能已有装置功能各不相同标准应让各种装置能实现对功能的描述不是为了标准化功能，是为了确定通信需求同一功能可以分布在不同厂家提供的物理设备之间功能与物理设备无关，可以在物理设备上自由分布重要术语逻辑节点（LN）、物理设备（PD）、逻辑连接（LC）、物理连接（PC）逻辑节点可以理解为功能分解的最小单位逻辑节点之间的连接称为逻辑连接一个物理连接可以包含多个逻辑连接重要术语功能F、逻辑节点LN、物理设备PD、逻辑连接LC、物理连接PC的关系数据模型和信息交换IED智能电子设备具有可访问的数据模型WHAT交换什么IEC61850-7-3IEC61850-7-4HOW（怎么交换）IEC61850-7-2请求响应事件SelfdescNotlikemodbusregister数据模型XCBR断路器XSWI隔离开关TCTR电流互感器TVTR电压互感器SIMG绝缘介质监视CSWI开关控制器PTOC带时限过电流PTRC保护跳闸条件

逻辑节点组类型个数保护功能逻辑节点组（P）28保护相关功能逻辑节点组(R)10控制逻辑节点组(C)5通用引用逻辑节点组(G)3接口和存档逻辑节点组(I)4自动控制逻辑节点组(A)4计量和测量逻辑节点组(M)8传感器监视逻辑节点组(S) 4开关设备相关逻辑节点组(X) 2仪用互感器逻辑节点组(T)2电力变压器逻辑节点组(Y) 3其它电力设备逻辑节点组(Z)15系统逻辑节点组(L)3逻辑节点组类型传输时间的定义通信要求通信要求报文性能要求:报文分级用于保护的报文分级分级适用对象P1配电间隔P2一般输电间隔或用户无明确要求P3有同步或断路器开断时差要求的输电间隔用于计量或电能质量的报文分级分级适用对象M10.5级(IEC62053)或0.2级(IEC60044)，5次谐波M20.2级(IEC62053)或0.1级(IEC60044)，13次谐波M340次谐波报文性能要求:报文类型通信要求类型名称报文传输时间要求示例1a快速报文—跳闸P1:10ms，P2/P3:3ms跳闸信号1b快速报文—其他P1:100ms，P2/P3:20ms命令2中速报文100ms测量3低速报文500ms参数4原始数据*电子式互感器输出5文件传输1000ms文件6a时间同步报文aT1:1ms，事件的时间标签T2:0.1ms，过零点时间标签站级总线的时钟同步6b时间同步报文bT3:25µs，P1，27’T4:4µs，P2/M1，4’T5:1µs，P3/M2/M3，1’过程总线的时钟同步7命令报文IF7=类型3，下传时=类型1站级HMI的命令

该标准描述了基于XML1.0的变电站自动化系统配置语言（SubstationConfigurationdescriptionLanguage）的语法，并在附录中提供了模式文档定义（SCHEMA）文件的文本，并给出了一个不完整的变电站的SCL文件的实例变电站配置描述语言SCLXML语言变电站配置文件IEC61850模型61850-6：变电站配置描述语言SCL配置语言较全面描述了变电站数据模型，并具有良好的扩展性定义了一套国际通用的适用于该变电站模型的XML标签定义了配置文件的结构，规范了配置文件配置文件用8个SCHEMA文件定义了SCL文档的标签及语法IEC61850-7.3及7.4定义了模型的语义SSD:SystemSpecificationDescription. XMLdescriptionoftheentiresystem.SCD:SubstationConfigurationDescription. XMLdescriptionofasinglesubstation.ICD:IEDCapabilityDescription. XMLdescriptionofitemssupportedbyanIED.CID:ConfiguredIEDDescription. XMLconfigurationforaspecificIED.SCL文件类型SSD系统图组态工具装置模板组态工具ICD系统组态工具SCD装置实例组态工具IEC61850装置CID全站系统配置文件一次系统配置文件装置模板配置文件装置实例配置文件工程配置图.ICD配置文件IEDCapabilityDescription和装置类型关联的预定义装置模板配置配置内容

1.LD、LN、DO、DA定义及LN类型模板的定义

2.数据集dataset定义

3.控制块的配置如brcb、urcb、sgcb、lcb等定义文件结构1.有且只有一个IED元素，且名称必须为TEMPLATE 2.可以有Substation，名称必须为TEMPLATE 3.可以有Communication元素

4.包括DataTypeTemplates定义.SSD配置文件SystemSpecificationDescription变电站一次系统模型的配置配置内容

1.系统一次主接线图定义（变压器、电压等级、间隔、设备、拓扑连接等等）

2.模型对象对应的功能LN类型的定义文件结构

1.包括Substation，数据类型模板，逻辑节点类型定义

2.逻辑节点未分配到IED，iedName必须为None.SCD配置文件Substationconfigurationdescription描述全站所有配置的文件配置内容

1.一次系统模型

2.通信网络配置

3.所有装置的实例配置

4.一次系统对象的LN绑定

5.GOOSE配置文件结构

包含SCL文件的完整结构，包括HEAD、一个Communication元素，一个Substation元素，N个IED元素，一个DataTypeTemplates元素.CID配置文件ConfiguredIEDDescription装置实例化的配置定义配置内容

1.IED实际通信地址

2.和ICD类似但数据全部是实例名定义

3.GOOSE的相关配置文件结构与ICD文件一致文件可压缩处理，推荐格式RFC1952定义的GZIP格式SCL模型主模型一次模型装置模型数据模版通信模型数据基本类型枚举类型简单数据类型主接线模型实例线路模型SCL表示间隔Q1QA1QB1QB2<Bayname=Q1><ConductingEquipmentname=“QB1”type=“DIS”></ConductingEquipment><ConductingEquipmentname=“QA1”type=“CBR”></ConductingEquipment><ConductingEquipmentname=“QB2”type=“DIS”></ConductingEquipment></Bay>

控制LN模型定义实例

61850-7-1原理和模型分别从应用、设备、通信的观点为对象建模，模型分别是逻辑节点及数据、逻辑设备/物理设备、客户/服务器，另外简要介绍了61850-7-2，-3，-4的内容及相互关系61850-7-2抽象通信服务接口(ACSI)61850-7-3公共数据类61850-7-4兼容的逻辑节点类和数据类 61850-7-2，-3，-4，它详尽的描述了各种对象模型的数据类和服务，是61850-8和-9的前提和基础61850-7：变电站基本通信结构UML模型

服务模型逻辑节点数据与数据属性模型功能约束(FC)

语义允许的服务初始值/存储/解释ST状态信息DataAttribute代表状态信息，它的值可读、取代、报告或记入日志但不能写。

从过程得到

DataAttribute的初始值.MX测量值(模拟值)DataAttribute

代表测量值信息，它的值可读、取代、报告或记入日志但不能写。从过程得到

DataAttribute的初始值.CO控制DataAttribute

代表控制信息，它的值可操作(控制模型)和读.n.a.SP设点DataAttribute代表设点信息，它的值可控制(控制模型)和读。其值立即生效。DataAttribute的初始值为配置的；值为非易失的.SV取代DataAttribute代表取代信息，它的值可写以取代值属性并可读.DataAttributr的值为易失的,初始值为FALSE,否则值为设置或配置.CF配置DataAttribute代表配置信息，它的值可写、可读.

值写入后立即生效，或者延缓，延缓的原因超出本标准的范围。DataAttribute的初始值为配置的；值为非易失的.DC描述DataAttribute代表描述信息，它的值可写、可读。

DataAttrib的初始值是配置的，值为非易失的。

SG定值组SGCB类的逻辑设备具有几组DataAttribute的全部实例值,其功能约束为SG.在每一组内每个DataAttribute有一个带功能约束SG的值.其中一组值为当前激活值(详见笫13章)。功能约束SG的DataAttribute值不可写DataAttribute的初始值为配置的；值为非易失的.SE定值组可编辑的DataAttribute可由

SGCB服务进行编辑.SelectEditSG服务处理后，

DataAttribute值可用.EX扩充定义DataAttribute代表扩充信息,提供引用命名空间(namespace)，扩充用于DL/T860.73、DL/T860.74的LN、DATA、DataAttribute的扩充定义。功能约束EX的DataAttribute值不可写

DataAttribute的初始值为配置的；值为非易失的.BR缓存报告c)Attribute代表BRCB的报告控制信息，它的值可写、可读.

Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.RP非缓存报告c)Attribute代表URCB的报告控制信息，它的值可写、可读.Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.LG日志c)Attribute代表LCB的日志控制信息，它的值可写、可读.Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.GOGoose控制

c)Attribute代表GoCB的goose控制信息，它的值可写、可读.Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.GSgsse控制c)Attribute代表GsCB的gsse控制信息，它的值可写、可读.Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.MS多路广播采样值控制c)Attribute代表MSVCB的采样值控制信息，它的值可写、可读.Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.US单路传播采样值控制c)Attribute代表UNICAST-SVC实例的采样值控制信息，它的值可写、可读.Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.TrgOp(触发条件)dchg 数据变化(triggeroptionfordata-change)dupd 数据更新(triggeroptionfordata-update)qchg 品质变化(triggeroptionforquality-change)模型基本数据类型名值域注释用于BOOLEAN

DL/T860.73,本标准

INT8-128~127

DL/T860.73,本标准

INT16-32,768~32,767

DL/T860.73,本标准

INT24-8388608~8388607时标类型本标准INT32-2,147,483,648~2,147,483,647

DL/T860.73,本标准

INT128-2**127~(2**127)-1计数器所需要DL/T860.73INT8U无符号整数0~255

DL/T860.73,本标准

INT16U无符号整数0~65,535

DL/T860.73,本标准

INT24U无符号整数0~16,777,215

DL/T860.73,本标准

INT32U无符号整数0~4,294,967,295

DL/T860.73,本标准FLOAT32值域和精度为IEEE754单精度浮点数

DL/T860.73FLOAT64值域和精度为IEEE754双精度浮点数

DL/T860.73ENUMERATED值的有序集，采用类型的定义允许用户扩展。DL/T860.73,本标准

CODEDENUM值的有序集，采用类型的定义不允许用户扩展。类型映射到SCSM的高效编码

DL/T860.73,本标准

OCTETSTRING采用类型时定义最大长度1

DL/T860.73,本标准

VISIBLESTRING采用类型时定义最大长度1

DL/T860.73,本标准UNICODESTRING采用类型时定义最大长度1

DL/T860.73注1长度后缀的格式为“…STRINGnn”，nn为字符的个数。模型品质

品质类型定义属性名属性类型值/值域M/O/C

PACKEDLIST

validity(有效性)

CODEDENUMgood|invalid(无效)

|reserved|questionable(可疑)

MdetailQual(细化品质)

PACKEDLIST

Moverflow（溢出）

BOOLEAN

MoutOfRange（超值域）

BOOLEAN

MbadReference（坏基准值）

BOOLEAN

Moscillatory（抖动）

BOOLEAN

Mfailure(故障)

BOOLEAN

MoldData（老数据）

BOOLEAN

MinconsiSTent（不一致）

BOOLEAN

Minaccurate（不精确）

BOOLEAN

Msource(源)

CODEDENUMprocess|substituted缺省processPICS_SUBSTtest(测试)

BOOLEAN缺省

FALSEPICS_TESToperatorBlocked(操作员闭锁)

BOOLEAN缺省

FALSEO模型XCBR类属性名属性类型说明TM/O逻辑节点名

应从逻辑节点类继承（参见IEC61850-7-2）

数据公用逻辑节点信息

逻辑节点应继承公用逻辑节点类全部指定数据

MLocSPS本地操作

MEEHealthINS外部设备健康

OEENameDPL外部设备铭牌

OOpCntINS操作计数

M控制PosDPC开关位置

MBlkOpnSPC跳闸闭锁

MBlkClsSPC合闸闭锁

MChaMotEnaSPC充电电机允许

O计量值SumSwARsBCR开断电流和，可复位

O状态信息CBOpCapINS断路器操作能力

MPOWCapINS定相分合能力

OMaxOpCapINS满负荷条件下，断路器操作能力

O模型逻辑设备1、逻辑设备主要由逻辑节点和附加服务组成(例如GOOSE、采样值交换、定值组)

逻辑设备2、逻辑设备也提供了关于物理设备的信息或者由逻辑设备控制的外部设备信息。逻辑设备3、逻辑设备以透明的方式构建网关服务器层次关系ACSI通信方法

Client/Server服务

数据集(DATASET)模型为了客户（client）的方便，由数据（DATA）或数据属性（DataAttribute）组成的一个有序的集合交换信息时可以只传递DATASET名和成员所引用的值，提高传输效率报告概述1、报告提供将组合的DATA实例值上传的机制，包括立刻传送和延时传送两种方式。2、日志模型将事件顺序地存储到日志中，客户可以在任何时候查询。3、报告与日志是事件驱动的，减少了对网络带宽的影响，减少了扫描与召唤的频率。报告日志模型报告种类1、BRCB将(数据变化，品质变化，数据刷新引起的)内部事件立刻或缓冲后发送，不会因为通讯中断而丢失。BRCB提供SOE功能。2、URCB将(数据变化，品质变化，数据刷新引起的)内部事件尽可能立刻发送，如果关联不存在或者通道阻塞，事件将被丢弃。

触发选项TrgOp(触发选项)规定了由BRCB监视的(引起发出报告)触发条件。包括以下值： dchg数据变化 qchg品质变化 dupd数据刷新 全数据 GI总召唤报文内容GOOSE报文的核心内容可由用户灵活、自由定义，不仅可传输状态信息，而且可传输模拟量信息，应用范围广泛。GSSE报文一般只用于传输保护跳闸、闭锁等状态变化信息，内容比较单一。它是UCAGOOSE在61850中的一种延续。深入理解-GOOSE报文实时性

GSE报文时间延迟规定在4MS GOOSE报文的传输服务是应用层到表示层（经ASN.1编码）后，直接映射到底层（数据链路层和物理层），不经网络层和传输层，并采用了较先进的交换式以太网各种技术（如VLAN、优先级、多播等），从而保证了报文传输的实时间性。 GSSE报文的传输服务映射于OSI的7层协议堆栈中，一方面，存在协议堆栈传输延时，另一方面，它仍是基于传统的以太网实现的（不支持VLAN、优先级、多播等），这使德当网络负荷比较重时，很难保证报文的实时性。深入理解-GOOSE重传报文机制重传序列中的每个报文都带有允许生存时间参数，用于通知接收方等待下一次重传的最长时间。如果在该时间间隔内部没有收到新报文，接收方将认为关联丢失。重发间隔的最大时间应该<60s。网络延迟<4ms

深入理解-GOOSE额外链路普通报文缓冲交换机GOOSE普通报文GOOSE报文优先发送深入理解-GOOSEGooseMessage:

位置A公司保护B公司保护智能一次设备保护测试仪以太网模拟输入1.

仿真故障2.

跳闸4.重合GooseMessage:

重合3.新位置GooseMessage:

位置GooseMessage:

跳闸5.新位置GOOSE应用演示

该标准将ACSI映射到MMS，形成了基于802.3,传输层至少支持TCP/IP的应用层协议,该协议适用于站级和间隔级设备，或间隔级设备间，或站级设备间的通讯61850-8：特定通信服务映射MMS—制造报文规范

MMS（ManufacturingMessageSpecification）即制造报文规范，在80年代初期,为了美国通用汽车公司的MAP（制造自动化协议）项目而开发,它主要是规范工业自动化领域内智能设备间的通信行为，广泛地应用于工业过程控制、工业机器人等领域。PROFIBUS-FMS，TASE.2,UCA等标准均符合MMS。MMS的特点在于它是一个与设备、与功能、与应用均无关的极为抽象的通用标准。最初基于OSI通信栈和令牌总线（IEEE802.4）,后MMS开始基于以太网（IEEE802.3）.MMS标准由两部分所组成:[1] ISO/IEC9506-1:工业自动化系统–

制造报文规范 Part1:服务定义中国国家标准GB/T16720.1-1996[2] ISO/IEC9506-2:工业自动化系统–

制造报文规范 Part2:协议规范中国国家标准GB/T16720.2-1996美国波音公司决定采用基于ISOOSI基本参考模型（包括MMS）的局域网协议（TCP/IP）,被称为TOP（技术和办公协议）MMS-虚拟制造设备(VMD)程序调用有名变量有名变量列表文件类型信号事件登录事务处理域操作界面日志事件条件事件活动设备本身也是一个VMD对象表示在VMD内的一个抽象对象（如一个程序）由一组包含在域内的过程和数据元素及执行控制信息组成存取共享资源的概念锁用于交互操作表示事件状态的对象当事件条件对象状态改变时表示MMS服务的执行动作加时标的事件、变量数据和注释集合处理MMS服务将事件条件和事件活动相连接并将事件变迁结果和客户相连接

由于生产设备的种类很多，不失其共性，MMS中引入了抽象客体模型，并在此基础上提出了虚拟制造设备（VMD）的概念。VMD是一种客体模型，它抽象地表示了某个实际制造设备的资源和外部可见行为，从而在功能上，某个VMD可以与某个真实的制造设备相对应。

MMS–对象服务域管理VMD支持环境和通用管理文件管理操作员通信日志管理事件管理信号量管理变量存取MMS

服务

为了支持设备之间的通信及适应各种应用环境的要求，MMS提供了丰富的服务（约80多种），按照操作功能的不同，这些服务又被分为10类程序调用管理

SCSM通信映射MMS与61850只见映射案例61850-9-1特定通信服务映射(SCSM)–串行单方向多点共线点对点链接

该标准将61850-7中有关采样测量值传输的部分映射过来，形成了基于802.3,LLC采用无应答无连接，不使用网络层、传输层、会话层及表示层的应用层协议,该协议适用于间隔级设备和过程级设备间的通信ProtectionControlMergingUnitSignalProcessingPoint-to-PointEthernet61850-9-1：特定通信服务映射通信协议栈APDU被递交到传输缓冲区以前将若干个ASDU链接成一个APDU。61850-9-2特定通信服务映射-过程总线与61850-9-1类似，区别有:非点到点双向，可配置MU中参数LANEthernetProtectionControlMergingUnitSignalProcessing61850-9-2：特定通信服务映射

协议应用概述

ISO应用协议子集(A子集)和传输协议子集(T子集)被用来描述各种各样的协议栈(参见图1)。ISOA子集是与ISO的OSI参考模型上面三层(也就是应用层、表示层和会话层)有关的一组规范和协定，ISO的T子集是与ISO的OSI参考模型下面四层(也就是传输层、网络层、链路层和物理层)有关的一组规范和协定。

协议应用概述

为了传输采样值和访问相关的采样值控制块，9-2标准定义了两种A子集和T子集两个协议的使用组合。两个不同的协议组合被用于：1、按照本标准第8-1部分所述基于MMS的Client/Server服务2、基于数据链路层的采样值服务 同步数据PICS-ProtocolImplementationConformanceStatement协议实现一致性陈述MICS-ModellmplementationconformanceStatement模型实现一致性陈述PIXIT-ProtocolImplementationextrainformationforTesting测试协议实现之外的信息61850-10一致性测试61850-10一致性测试61850-10一致性测试目录概述系统架构IEC61850互操作试验产品特点与主要项目小结与展望草案定稿国际标准

ABB,ALSTOM,SIEMENS在市场上推出互联产品IEC61850标准和互操作性的一般性工作已经展开一个世界一种技术一个标准草案表决2001200320042002国外互操作试验国外互操作试验国外前期进行的几次实验（1998年~2002年），主要是研究和探索性的。一方面验证了IEC61850草案的正确性，另一方面各个厂家也进行了样机（变电站层主站软件和间隔层IED）的研发、技术的积累，以及对标准理解、实现技术的相互磨合。这为以后各个厂家的设备达到IEC61850基础上的互操作奠定了基础。国外后期进行的几次实验（2002年~今），是在前期所积累的基础上进行的，是面向实际工程应用的。进行了比较详细的实验，至此各个厂家基于IEC61850的产品和系统达到了可商业应用的水平。国外互操作试验德国从1998年1月到2000年11月进行了旨在测试IEC61850标准的实验性项目。在这项称之为变电站开放式通信（OpenCommunicationinSubstation，OCIS）的项目中，H.Schubert等人研究了以Ethernet/MMS作为站级总线（stationbus）的中压变电站自动化通信系统的性能。试验表明，由于以太网具有足够宽的带宽，以及更宽带宽的快速以太网和G比特以太网的出现，因而在试验中未出现预先设想的可能会遇到的时间和性能上的问题国外互操作试验CIGRE2004_PARIS2004年11月－2006年至12月6次互操作试验国调中心互操作试验中国电力科学研究院质检中心国电南瑞科技股份有限公司中国电力科学研究院变电站自动化公司北京四方继保自动化股份有限公司国电南京自动化股份有限公司南京南瑞继保电气有限公司北京融科联创电力科技公司山东积成电子股份有限公司东方电子股份公司ABB、SIEMENS、AREVA、SEL、深圳南瑞。国调中心互操作试验不同厂家的IEC61850产品互连，还是需要双方的技术人员充分沟通和调试，但调试的时间和难度较IEC60870系列规约大大减少。IEC61850产品互连的主要难点不在通讯服务，而在数据模型的理解。但通讯服务作为入门的门槛，比传统规约要高的多。国调中心互操作试验互操作试验感受模型数据的必选项限制功能的实现 61850的模型中有很多的数据为可选项实现，不同厂家的装置混合使用，功能实现依赖于共同实现的部分．互操作中存在的问题

模型数据定义不足，需要扩充

使用GGIO逻辑节点 不标准的扩充定义存在的影响互操作中存在的问题双IP网? 国内产品大多采用两个IP地址的方式进行网络通讯,信息可以在两个网络上作负载平衡和冗余处理 61850的协议只考虑单IP地址通讯互操作中存在的问题产品互换? 功能的自由分配给模型的划分带来了自由 不同厂家的保护功能实现 模型的差异给装置互换后的维护带来不便互操作中存在的问题本地化? 模型数据为全英文简写 国家没有标准的中文简写 各厂家产品的界面在中文的表示上必然上存在差异互操作中存在的问题调度接口? 61850与61970的模型不一致IEC62445-3MappingofIEC61850basedCommonDataClasses(CDC's),informationaddressing,servicesontoIEC60870-5-104/101IEC62445-2substationtocontrolcenter(GW19)包括61850/CIM数据的一致性工作互操作中存在的问题目录概述系统架构IEC61850互操作试验产品特点与主要项目小结与展望

2005年3月开发出第一套试验系统，参加了第一次互操作试验。

2005年8月开发出第一套嵌入式试验系统，参加了第二次互操作试验。

2005年12月开发出支持IEC61850的后台监控系统和调度转发机，参加了第三次互操作试验。

2005年12月与广东试验研究所签订了合作进行“基于61850的合并单元研究项目”合同，2006年7月交货。

2005年12月和SIEMENS7SJ63装置成功进行了互连，测试了数据读写、遥测、遥信、遥控和报告。

2006年1月和AREVAC264C装置成功进行了互连，测试了数据读写、遥测、遥信、遥控、报告、取代、对时。2006年8月推出基于61850的NSD500测控装置和NSR600系列保护装置产品我们的产品一致性测试

采用KEMA软件进行一致性测试全程参加6次国调中心组织的互操作实验与ABB、

SIEMENS、

AREVA等国外厂家实现互联互通间隔层保护测控装置

全面支持IEC61850通讯标准完备的IEC61850对象及服务支持多达16个客户端的同时连接面向对象的数据建模动态创建MMXU、XCBR、XSWI、CSWI等各种测控元件模型动态创建PDIS、PIOC、PTOC、RDRE、RADR等各种保护模型MMXU测量一个设备的全部电气信息，提供测量死区设定、越限检测功能XCBR、XSWI反映开关/刀闸的位置状态，并提供其动作次数的统计信息CSWI提供增强型的SBOw控制，支持同期和互锁判断支持GOOSE发送/接收闭锁信息，同时能够详细记录GOOSE信息报告（URCB、BRCB）和日志功能支持SNTP对时广泛的互操作性装置动态建模

基于IEC61850的实时对象模型数据库装置对象模型组态化，与嵌入式应用软件程序分离，各种测控保护装置拥有一套程序作为统一软件平台，如用于高压保护只需配置既可通过组态工具根据装置的类型、IO容量动态配置生成装置数据库的内存镜像文件内存镜像文件在装置启动时直接加载，大大减少启动时间统一组态工具

基于JAVA开发的跨平台组态工具，可以运行在Windows、Solaris、Linux等多个平台图形化编辑生成或导入导出符合IEC61850的四种SCL文件后台通过导入配置生成的全站SCD文件自动生成全站测点数据库记录，包括通信配置、测点名和遥测系数等各项配置后台系统兼容性支持IEC61850模型与体系容纳非IEC61850的装置既可用于全新数字化变电站又可用于老站改造与中国航天时代电子公司合作成立南瑞航天子公司光纤式电子互感器在武高所完成形式试验在淮北挂网运行在上海蒙自变运用电子式互感器NAE-G电子式互感器

利用磁光法拉第效应A）不通电B）通电

光波在通电导体的磁场作用下，光的传播发生相位变化

检测光强的相位变化，测出对应电流大小北京顺义500kV数字化变电站工程浙江绍兴外陈220kV数字化变电站工程浙江绍兴渡东220kV数字化变电站工程青岛午山220kV数字化变电站工程深圳简龙220kV数字化变电站工程河北承德110kV数字化变电站工程广东沙坪110kV数字化变电站工程河南碧沙110kV数字化变电站工程广西杨丁110kV数字化变电站工程山东穆村110kV数字化变电站工程……主要项目介绍

外陈变220kVIEC61850计算机监控系统

2006年11月18日，国电南瑞科技股份有限公司中标浙江省电力公司220kV外陈变电站项目，成为外陈变系统集成商。中标项目包括后台监控系统、测控装置、统一组态工具、保护子站、远动工作站和IEC61850测试工具，2008年1月成功投运。该项目是国内第一个多厂家、全IEC61850的220kV变电站监控系统，汇集了国电南瑞、国电南自、南瑞继保、北京四方、深圳南瑞、ABB、SIEMENS七个厂家的产品，涵盖了后台、测控、保护、四合一、远动、保护子站等不同类型的设备。国电南瑞凭借创新的全站统一建模思想、全套的产品、完善的系统解决方案、与国际国内厂家丰富的互联经验一举中标，标志着国电南瑞在IEC61850系统集成方面获得了突破。三级调度主机/人机工作站1主机/人机工作站2工程师工作站

远动装置1/2

100MB星形以太网工业级以太网交换机浙江省电力公司220kV外陈变电站计算机监控系统网络结构示意图激光打印机针式打印机220kV继电器小室…测控IED…保护IED智能操作箱公用信息管理机保护子站主变、110kV继电器小室…测控IED…主变保护IED公用信息管理机110kV测控保护IED100MB光纤环网35kV配电装置小室…保护测控

一体IED保护测控

一体IED三级调度

电力数据网

省电力