IEC 61850-52013AMD12022 修改件1.电力设施自动化用通信网络和系统.第5部分功能和设备型号的通信要求标准立项发展报告

修改件1.电力设施自动化用通信网络和系统第5部分：功能和设备型号的通信要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Amendment1-CommunicationNetworksandSystemsforPowerUtilityAutomation-Part5:CommunicationRequirementsforFunctionsandDeviceModels摘要随着全球能源转型的深入推进和新型电力系统建设的加速，电力设施自动化对通信网络和系统的可靠性、实时性与互操作性提出了更高要求。IEC61850系列标准作为电力自动化领域最重要的国际标准之一，为变电站自动化、配电自动化及新能源接入等场景提供了统一的通信协议和信息模型框架。本报告围绕IEC61850-5:2013/AMD1:2022《修改件1.电力设施自动化用通信网络和系统.第5部分：功能和设备型号的通信要求》展开系统研究，从标准出台的背景与意义出发，梳理了该修改件对原有标准在通信性能指标、功能建模方法和设备型号定义等方面的技术更新与修订要点，分析了其在国际范围内的应用现状与产业影响，并对该标准在国内的转化实施路径和未来发展趋势进行了展望。报告指出，该修改件的发布进一步增强了IEC61850标准体系面对新型电力系统多样化业务场景的适应能力，对推动电力自动化系统向智能化、标准化和国际化方向发展具有重要的支撑作用。关键词：IEC61850；电力设施自动化；通信网络；通信要求；功能建模；设备型号；标准化Keywords:IEC61850;PowerUtilityAutomation;CommunicationNetworks;CommunicationRequirements;FunctionModeling;DeviceModels;Standardization1引言电力工业作为国民经济的基础性支柱产业，其自动化水平直接关系到供电可靠性、运行经济性和电网安全稳定性。随着全球能源互联网、智能电网和新型电力系统建设的持续推进，风能、太阳能等可再生能源的大规模并网，电动汽车等柔性负荷的广泛接入，以及电力市场化改革的不断深化，电力系统的运行特性正发生深刻变化。在这一背景下，电力设施自动化系统需要面对更加复杂的功能交互场景和更加严格的通信性能要求，这对支撑系统运行的通信网络架构和信息交换机制提出了全新挑战。IEC61850标准（即“电力设施自动化用通信网络和系统”系列标准）由国际电工委员会（IEC）第57技术委员会（TC57）制定，是全球电力自动化领域最为系统和完整的通信标准体系。该系列标准涵盖了变电站内智能电子设备（IED）之间的通信协议、系统配置描述语言（SCL）、抽象通信服务接口（ACSI）以及通信性能要求等核心内容，被全球范围内的设备制造商、电力公司、系统集成商和科研机构广泛采纳，成为电力自动化系统设计与工程实施的通用技术语言。IEC61850-5作为该系列标准的重要组成部分，规定了电力自动化系统中功能和设备型号的通信要求，明确了各类功能（如保护、控制、监测等）在通信性能方面需要满足的指标参数，以及设备在通信行为方面需要遵循的基本规范。随着技术的不断进步和应用场景的持续扩展，IECTC57对该部分标准进行了系统的修订与完善，并于2022年3月正式发布了IEC61850-5:2013/AMD1:2022修改件，以适应新型电力系统对通信网络和系统的新要求。2标准修订背景与必要性2.1技术发展驱动近年来，电力自动化领域的技术生态发生了显著变化。一方面，基于以太网的工业通信技术日趋成熟，高带宽交换式网络的成本不断下降，使得更大规模的数据采集、传输和处理在技术上和经济上成为可能。另一方面，同步相量测量装置（PMU）、智能传感器、边缘计算网关等新型智能化设备大量涌现，它们对通信时延、同步精度和数据吞吐量提出了远高于传统设备的要求。原有IEC61850-5:2013版本在通信性能分类和功能通信需求描述方面，主要基于传统变电站自动化系统的运行场景和技术条件。面对上述新技术的发展，原有性能参数和分类体系已不能完全覆盖新型应用的需求，亟需通过修订加以补充和完善。2.2应用需求扩展随着分布式能源（DER）、微电网、储能系统等新业态的快速发展，电力自动化系统的边界正从传统变电站延伸至配电网、用户侧和新能源场站。这些新场景中的自动化设备工作环境多样、通信条件各异、功能需求差异化明显，要求通信标准具备更强的场景适应能力和更灵活的性能分级机制。此外，国际范围内不同国家和地区的电网建设水平与发展阶段存在差异，对通信标准的本地化适配需求也日益突出。通过发布修改件的方式对现有标准进行精准更新，既能保持标准框架的连续性，又能及时响应技术发展和应用需求的变化。2.3标准体系协同需要IEC61850系列标准内部各分部分之间具有紧密的逻辑关联。第5部分的通信要求与第7部分（基本通信结构）、第8-1部分（特定通信服务映射）、第9-2部分（采样值映射）等条款之间存在引用和约束关系。近年来，上述相关部分标准也在进行同步修订，为了更好地保持整个标准体系内在逻辑的一致性，有必要对第5部分进行相应调整。2.4发布历程IEC61850-5:2013版本于2013年正式发布，随后在2021年启动修订程序，经过多轮国际专家评审和讨论，最终修改件IEC61850-5:2013/AMD1:2022于2022年3月23日由IEC正式发布。该修改件以电子版加密PDF格式发行，语言版本为英语和法语，由国际电工委员会（IEC）归口管理。3标准主要内容与技术要点3.1标准适用范围IEC61850-5:2013/AMD1:2022修改件继续沿用原标准所界定的适用范围，即适用于电力设施自动化系统中的通信网络和通信系统，具体包括变电站自动化系统、配电自动化系统以及与电力生产过程相关的各类自动化系统。该标准规定了功能与设备型号的通信要求，用于指导系统设计人员、设备开发人员和工程实施人员在系统规划、设备选型和工程调试过程中对通信性能进行统一规范。3.2功能和设备型号的通信要求3.2.1功能通信要求分类标准将电力自动化系统中的功能按照通信特征进行了系统分类，包括但不限于变电站层功能、间隔层功能、过程层功能，以及跨越多个层次的分布式功能。每一类功能在其通信时延、数据完整性、可用性等方面均有明确的性能指标要求。在本次修改件中，对部分功能类别的性能参数进行了优化调整，以反映当前主流通信技术（如IEC61850-9-2采样值传输、IEC61850-8-1GOOSE报文传输等）的实际可达性能水平。特别是针对过程层面向采样值传输的通信时延要求、间隔层保护功能所依赖的跳闸命令传输时延等关键指标，进行了重新校核与确认。3.2.2性能分级修改件细化了通信性能的分级体系，引入了更精细的性能等级划分方法。不同等级对应不同的传输时延、同步精度和数据可用性水平，使系统设计人员能够根据具体应用场景选择合适的性能等级，避免“一刀切”所导致的过度设计或性能不足问题。此外，修改件还补充了针对特定应用场景（如同步相量数据传输、分布式能源聚合控制等）的性能等级推荐指南，增强了标准的工程适用性和可操作性。3.3技术更新与修订要点3.3.1与相关标准的协调更新修改件对标准正文中引用的其他标准条款进行了系统核对和更新，特别是与IEC61850-7-1、IEC61850-7-2和IEC61850-7-3等核心分部分标准的引用关系，确保整个标准体系的术语定义、信息模型和通信服务描述保持一致。3.3.2通信时延模型的完善修改件对通信时延的计算模型和评估方法进行了补充说明，明确了端到端时延的组成要素（包括发送处理时延、网络传输时延、接收处理时延等），并给出了在典型网络拓扑下的参考评估方法。这对于工程实践中准确评估系统通信性能、判断是否满足功能需求具有重要意义。3.3.3术语和定义的修订根据IEC标准编写规范和相关标准的最新变化，修改件对部分术语和定义进行了修订和补充，以消除歧义并提升标准文本的严谨性。4国内采标情况及标准应用分析4.1国内采标进展我国电力行业高度重视IEC61850系列标准的转化与应用工作。国家标准化管理委员会和电力行业标准化主管部门组织国内相关科研院所、电网公司、制造企业和高等院校等单位，对IEC61850系列标准进行了系统性的采标转化。其中，与IEC61850-5:2013对应的国家标准已转化为GB/T30149《电力设施自动化用通信网络和系统第5部分：功能和设备型号的通信要求》，由全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会（SAC/TC82）归口管理。IEC61850-5:2013/AMD1:2022发布后，国内相关标准化技术委员会已启动对该修改件的跟踪评估和转化准备工作，拟通过国家标准修改单的形式对相应国家标准进行同步更新。4.2标准应用现状目前，IEC61850系列标准已在我国智能变电站建设中全面应用，从设计、制造到调试运维的全生命周期过程中均以该系列标准为技术依据。IEC61850-5作为规定通信性能要求的基础性标准，其应用贯穿于系统方案设计、设备技术规范编制、工程验收测试等关键环节。国内主要变电站自动化设备制造商均已按照该标准的要求开展产品研发和性能测试。在配电自动化、新能源场站监控、储能电站管理等新兴领域，IEC61850系列标准也在加速推广应用，IEC61850-5所规定的通信要求被广泛引用于各类技术规范和工程设计要求文件之中。5主要修订单位介绍5.1国际电工委员会（IEC）第57技术委员会（TC57）IEC61850-5:2013/AMD1:2022修改件由国际电工委员会第57技术委员会（IECTC57）归口制定。IECTC57全称为“Powersystemsmanagementandassociatedinformationexchange”（电力系统管理及其信息交换），负责制定电力系统管理、电力市场通信以及相关信息交换领域的国际标准。TC57下设多个工作组（WorkingGroup），分别负责不同标准系列的研究与编制工作。其中，WG10负责IEC61850系列标准的整体架构与核心部分标准；WG17负责分布式能源接入相关的通信标准；WG18负责电力系统网络与信息安全管理标准。IEC61850-5修改件的技术审查工作主要由WG10牵头组织，来自世界各国的电力行业专家、设备制造商代表、系统集成商代表和科研机构学者共同参与。IECTC57在长期国际标准化工作中形成了一套严谨的标准制定流程，涵盖新工作项目建议（NP）、工作草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等各阶段，确保标准内容的科学性、先进性和广泛的适用性。来自中国的专家长期积极参与TC57相关工作，在国际标准制定中贡献了中国智慧和中国方案。5.2主要参与单位在IECTC57框架下，多个国家和组织为IEC61850-5:2013/AMD1:2022的编制提供了技术支持。其中，以德国电工委员会（DKE）为代表的欧洲标准化机构，以及来自中国、美国、日本、韩国等国的电力行业专家均深度参与了该修改件的讨论与审查工作。在中国方面，中国电力科学研究院有限公司（CEPRI）作为国内电力标准化工作的重要技术支撑单位，持续跟踪IECTC57/WG10国际标准化动态，组织国内专家开展相关技术研究和标准提案工作。在IEC61850-5修改件的制定过程中，中国电力科学研究院联合国家电网公司、南方电网公司以及国内主要设备制造企业，积极提交技术提案和反馈意见，推动了修改件对智能变电站工程实践中若干关键技术问题的关注和解决，为标准的完善和发布做出了积极贡献。6标准实施的意义与展望6.1推动电力自动化系统标准化建设IEC61850-5:2013/AMD1:2022的发布实施，进一步完善了IEC61850系列标准体系，为电力自动化系统的规划、设计、建设和运维提供了更加科学和规范的通信性能要求依据。该修改件与系列标准的其他部分协同作用，推动了电力自动化系统从设备级到系统级的全面标准化，促进了设备之间的互操作性和系统整体性能的提升。6.2促进产业健康发展该修改件针对新应用场景的通信需求，为设备制造商提供了清晰的技术导向。制造企业可以依据更新后的标准要求，有针对性地开展产品研发和性能优化，避免技术路线选择的盲目性。同时，标准对通信性能的明确分级也有助于降低设备选型和系统集成的技术风险，为电力自动化产业的健康发展提供了有力支撑。6.3支撑新型电力系统建设当前，我国正在加快推进新型电力系统建设，以新能源为主体的电力系统对自动化通信提出了更高要求。分布式能源的广泛接入、源网荷储的协调互动、电力市场的灵活交易等新业态，均依赖于可靠高效的通信基础设施。IEC61850-5:2013/AMD1:2022所完善的通信性能要求和功能建模方法，为新型电力系统各类自动化应用场景的实现提供了有力的标准支撑。6.4未来发展趋势展望未来，IEC61850系列标准将持续演进。一方面，随着云计算、物联网、人工智能等新一代信息技术在电力系统中的应用不断深化，通信网络和信息模型方面的新需求将持续涌现，相关标准将不断修订更新。另一方面，网络安全与通信性能的融合设计将成为标准化的重要方向。此外，随着IEC61850标准在全球范围内更广泛的应用，其与IEEE1815（DNP3）、IEC60870-5系列等既有通信标准的协同与互操作也将成为未来标准化工作的重要议题。7结论IEC61850-5:2013/AMD1:2022修改件是国际电工委员会根据电力自动化技术发展趋势和应用需求变化，对IEC61850系列标准第5部分实施的