IEC TS 632662023 电力公司自动化中的通信表示标准立项发展报告

电力公司自动化中的通信表示标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:RepresentationofCommunicationinPowerUtilityAutomation摘要随着全球能源转型与新型电力系统建设的深入推进，电力公司自动化系统对通信技术的依赖程度日益加深。IECTS63266:2023《电力公司自动化中的通信表示》是由国际电工委员会（IEC）正式发布的技术规范，旨在统一电力自动化系统中通信架构、通信服务及通信过程的标准化表示方法，解决多源异构设备间互操作性不足、语义不一致等突出问题。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程与技术架构，深入剖析了其在通信建模、协议映射、信息交互等关键环节的技术创新，并与IEC61850等既有标准体系进行了对比分析。研究表明，该标准的发布填补了电力自动化通信表示领域的国际标准空白，对于指导智能变电站、配电自动化及新能源场站监控系统的工程设计与系统集成具有重要的实践指导价值。未来，该标准有望与人工智能、数字孪生等新兴技术深度融合，推动电力自动化系统向开放、智能、协同方向持续演进。关键词：电力自动化；通信表示；IECTS63266；互操作性；通信建模；技术规范Keywords:powerutilityautomation;communicationrepresentation;IECTS63266;interoperability;communicationmodeling;technicalspecification1引言1.1研究背景全球能源体系正处于深刻变革之中。随着“双碳”目标的提出和新型电力系统建设的加速推进，以新能源大规模接入、分布式能源广泛渗透、电力电子化特征显著增强为核心的电网格局正在形成。在这一背景下，电力公司自动化系统——涵盖发电、输电、变电、配电及用电各环节的监测、控制与管理系统——面临着前所未有的技术挑战。电力自动化系统本质上是一个高度依赖信息通信技术的复杂系统。变电站内的保护测控装置、配电终端、新能源逆变器、智能电表等各类智能电子设备（IED）需要通过通信网络实现数据交换与协同控制。然而，长期以来，不同厂商、不同代际、不同应用场景下的通信协议和数据结构存在显著差异，导致系统集成难度大、运维成本高、安全风险突出。如何建立一套统一、规范、可扩展的通信表示方法，成为国际电力自动化领域亟待解决的关键问题。1.2标准基本信息在这一行业需求驱动下，国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）下属技术委员会经过多年组织协调与技术攻关，于2023年9月15日正式发布了IECTS63266:2023《电力公司自动化中的通信表示》（Representationofcommunicationinpowerutilityautomation）。该标准现行有效，分类号为“遥控、遥测”，语种为英文，由IEC官方发布。IECTS63266:2023作为一项技术规范（TechnicalSpecification），属于IEC标准体系中介于正式国际标准（IS）与公开可用规范（PAS）之间的一种标准形式，适用于技术尚在快速演进、需要快速响应行业需求但尚未完全成熟的领域。这一标准定位既保证了其发布时效性，又为后续升级为正式国际标准预留了成熟路径。1.3标准的战略意义IECTS63266:2023的发布具有多重战略意义。首先，它首次从“通信表示”的系统视角而非单一协议视角出发，构建了电力自动化通信的统一描述框架；其次，该标准充分吸收了IEC61850系列标准在变电站自动化领域十余年的工程实践经验，并在此基础上进行抽象与推广，使其适用范围由变电站拓展至整个电力自动化领域；再次，该标准的发布为我国智能电网装备“走出去”和国际产能合作提供了重要的技术接口规范。2编制历程与工作基础2.1标准编制背景IECTS63266:2023的编制工作可以追溯至IEC技术委员会第57分委会（TC57，负责电力系统管理及关联信息交换）的工作计划。TC57长期致力于电力系统领域的标准化工作，其发布的IEC61850系列标准已成为全球智能变电站建设的共同技术基础，IEC61968/61970系列标准则解决了电力企业应用系统间的信息交换问题。然而，随着自动化系统规模的扩大和业务场景的增多，标准制定者们逐渐认识到，既有的标准体系更多关注“数据是什么”（信息模型），而对于“通信如何在自动化系统中被表达和实现”这一核心问题缺乏统一的顶层规范。不同标准之间存在术语定义不一致、通信服务映射方式各异、系统配置描述语言不兼容等问题，这些问题在实际工程中引发了大量集成困难。为此，TC57于2019年前后启动了“通信表示”标准化需求的前期研究，经过多轮国际研讨和技术论证，正式立项编制IECTS63266。2.2编制方法与过程IECTS63266:2023的编制过程遵循了IEC标准制定的公开、透明、协商一致原则。来自中国、德国、美国、法国、日本、韩国等主要成员国的专家共同参与了草案的讨论与修订工作。编制过程中，各国专家围绕通信表示的核心概念体系、形式化方法、与既有标准的协调关系等关键议题展开了深入讨论。该标准草案先后经历了工作组草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）等阶段，最终于2023年通过最终草案投票并正式发布。值得注意的是，IECTS63266:2023的编制充分吸纳了我国在智能变电站及配电自动化领域的大量工程实践经验和标准化成果，中国专家在通信服务映射及一致性测试等关键技术条款的编制中发挥了重要作用。2.3与相关标准的关系IECTS63266:2023在标准体系中并非孤立存在。它与IEC61850系列标准构成“基础—应用”的互补关系：IEC61850侧重变电站内通信的详细规范，而IECTS63266则面向更广泛的电力自动化场景提供通信表示的通用框架。同时，该标准也参考了ISO/IEC在开放系统互连（OSI）参考模型方面的基础性成果，并借鉴了IEC62351系列标准在电力通信安全方面的要求。这种“承上启下、横向协调”的定位确保了该标准在复杂技术生态中的兼容性和生命力。3技术架构与核心内容3.1标准的总体框架IECTS63266:2023从系统工程的角度出发，构建了一个三层递进的通信表示框架。概念层定义了电力自动化系统中通信相关的基础概念，包括通信对象、通信关系、通信服务、通信接口等核心术语，并明确了它们之间的语义关联。概念层的核心作用是为不同参与者（包括系统设计人员、设备制造商、运维人员等）提供统一的认知基础，消除因术语差异带来的理解偏差。建模层规定了通信表示的形式化建模方法。该层定义了通信拓扑模型、通信服务模型、通信性能模型和通信配置模型等四类核心子模型。通信拓扑模型描述自动化系统中各类设备节点之间的物理或逻辑连接关系；通信服务模型以服务为导向刻画通信能力的供给与消费关系；通信性能模型针对时延、带宽、可靠性等关键性能指标（KPI）提供标准化的描述模板；通信配置模型则面向工程实施，定义了通信参数的规范化表达方式。应用层面向典型业务场景，给出了通信表示方法在智能变电站、配电自动化、分布式能源接入等场景下的具体应用指南，包括如何将抽象模型映射至具体的通信协议（如MMS、GOOSE、SV、IEC60870-5-104等），以及如何在工程文档中使用统一建模语言（UML）或系统配置描述语言（SCL）对通信配置进行规范化表达。3.2通信表示的核心方法IECTS63266:2023的关键创新之一在于提出了“多视角通信表示”的方法论。该标准借鉴了ISO42010系统与软件工程架构描述国际标准中“关注点分离”的思想，主张从以下四个互补的视角对电力自动化通信进行表达：结构视角关注通信系统的组成要素及其静态连接关系。该视角使用拓扑图、连接矩阵或SCL文件等形式描述设备间通信链路的物理/逻辑构成。行为视角侧重通信过程的动态特征，刻画通信消息的时序关系、触发条件和状态变迁，使用时序图或状态机图建模周期性与事件驱动通信的交互过程。服务水平视角从服务质量（QoS）的维度对通信能力进行约束和表达，包括传输时延等级、报文丢失率上限、可用性指标及安全等级等非功能属性。配置视角面向工程实施与运维阶段，定义通信参数（如IP地址、VLANID、优先级标签等）的标准化配置模板和一致性描述方法。上述四个视角相互关联、互为补充，共同构成通信表示的完整图景，有效解决了以往工程实践中“通信描述零散、语义不一致”的问题。3.3典型应用场景IECTS63266:2023的应用场景广泛。在智能变电站场景中，该标准可用于规范站控层、间隔层、过程层之间通信网络的统一描述，支持不同厂商IED设备间通信配置的高效比对与验证。在配电自动化场景中，该标准为馈线终端（FTU）、站所终端（DTU）与配电主站之间的通信链路提供标准化的性能建模手段，有助于配电网络的可靠性分析与优化。在新能源场站监控场景中，该标准为风机控制器、光伏逆变器、储能变流器等异构设备接入场站监控系统提供了统一的通信表示接口规范，显著降低了系统集成复杂度。4标准的主要特点与技术优势4.1与IEC61850的对比分析IECTS63266:2023与IEC61850标准在定位和技术路线上存在明显差异。IEC61850主要面向变电站自动化系统，其核心是建立电力设备的信息模型（如逻辑节点LN、数据对象DO等），并规定了特定通信服务映射（SCSM），其中GOOSE和SV等实时性较强的通信机制已在工程中大规模应用。相比之下，IECTS63266:2023更像是站在“元层面”审视电力自动化中的通信——它不局限于特定协议，而是定义了一套协议无关的、可扩展的通信表示语言和建模规范。如果说IEC61850为工程设计提供了“施工图”，IECTS63266:2023则为这些施工图提供了“制图标准”。该标准允许将同一套通信表示方案映射到未来可能出现的新型通信技术（如TSN时间敏感网络、5G电力专网等），从而为系统的长期演进预留了扩展空间。4.2技术创新与突破IECTS63266:2023在多个技术维度实现了创新。语义互操作性方面，该标准通过引入形式化的语义模型，将通信表示的焦点从“语法匹配”推进至“语义对齐”层面，为解决多厂商设备之间语义冲突这一长期困扰工程界的难题提供了可行的技术路径。模型驱动工程方面，该标准全面支持基于模型驱动的系统工程（MBSE）方法，使得通信设计可以在模型层面进行仿真验证和自动代码生成，大幅提升了工程效率。与网络安全标准协同方面，该标准充分考虑与IEC62351的衔接，将安全机制（如身份认证、报文加密、完整性保护）作为通信配置模型中的一等公民纳入规范化表达范围，确保通信表示的安全属性可描述、可配置、可审计。4.3对产业链的影响产业链层面，IECTS63266:2023的发布对电力自动化产业的各个环节都产生了积极影响。对于设备制造商而言，遵循该标准可以有效降低产品适配不同系统所需的定制化开发成本；对于系统集成商而言，标准化的通信表示方法简化了多厂商设备间的联调流程，缩短了工程周期；对于电力运营企业而言，统一的通信表示体系使得系统维护、故障排查和技术升级更具可操作性，降低了全生命周期的拥有成本。5主要编制单位介绍IECTS63266:2023的编制凝聚了国际电力自动化领域众多权威机构和专家的集体智慧，其中，中国电力科学研究院有限公司（以下简称“中国电科院”）作为IECTC57国内技术对口单位的核心支撑机构，在该标准的编制过程中做出了突出贡献。中国电科院成立于1951年，是国家电网有限公司直属的科研机构，也是我国电力行业多学科、综合性权威科研机构。建院七十余年来，中国电科院在电力系统分析与规划、电网安全稳定控制、电力自动化与通信、新能源并网技术、电力市场等众多领域积累了深厚的技术储备和丰富的工程实践经验。在标准化工作方面，中国电科院承担着IECTC57国内技术对口单位的重要职能，负责组织我国专家参与电力系统管理及信息交换领域的国际标准制定工作。在IECTS63266:2023的编制过程中，中国电科院的专家团队充分发挥了我国在智能电网建设中所积累的规模化工程实践经验——特别是基于IEC61850标准的智能变电站建设与运维经验——提出了多项具有示范价值的技术方案和建议。中国电科院牵头组织了国内多次标准草案研讨会议，将国内电力自动化领域制造企业、电网运营企业和科研机构的多方意见汇聚为具有国际共识价值的提案。同时，在通信服务映射、系统配置描述等关键技术条款的讨论中，中国电科院的专家也提供了大量来自实际工程的数据和案例支撑，为标准的科学性、实用性做出了不可替代的贡献。6结论与展望6.1标准价值总结IECTS63266:2023《电力公司自动化中的通信表示》的发布是电力自动化标准化进程中一座重要的里程碑。该标准以系统性思维填补了电力自动化领域通信表示标准的国际空白，构建了从概念框架到工程应用的多层次规范体系，为不同国家、不同厂商、不同技术路线之间实现高效互联互通提供了统一的“技术语言”。该标准的实施将有力地支撑新型电力系统的建设——在发、输、变、配、用各环节全面数字化转型的进程中，统一、规范的通信表示方法不仅是实现设备级互操作的基础保障，更是推动电网向柔性化、智能化、平台化方向演进的关键技术支点。6.2未来发展趋势展望未来，IECTS63266的标准化工作仍将持续深化与拓展。标准体系演进方面，随着技术成熟度的提高和行业应用经验的积累，该技术规范（TS）预计将在未来3至5年内适时升级为正式国际标准（IS），其适用范围和规范力度将进一步提升。新兴技术融合方面，随着人工智能、数字孪生、云计算与边缘计算等新兴技术在电力系统中加速渗透，通信表示方法将向支持AI驱动的自适应通信、云边协同的灵活组网、数字孪生驱动的虚拟化通信仿真等方向演进。与新型电力系统需求对接方面，面向高比例新能源接入和高比例电力电子设备应用带来的新挑战，通信表示标准将更加强调对不确定性通信场景（如分布式能源即插即用、虚拟电厂聚合调控等）的支持能力。可以预见，IECTS63266:2023作为电力自动化通信领域的基石性标准，将为全球能源转型和智能电网建设提供持久而深远的技术支撑，其在工业界的广泛应用和持续演进值得高度期待。参考文献[1]IECTS63266:2023,Representationofcommunicationinpowerutilityautomation[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2023.[2]IEC61850(allparts),Communication