IEC TS 61850-1-22020+AMD12022 CSV 电力设施自动化用通信网络和系统.第1-2部分扩展IEC 61850的指南标准立项发展报告

IECTS61850-1-2:2020+AMD1:2022CSV标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:CommunicationNetworksandSystemsforPowerUtilityAutomation-Part1-2:GuidelineonExtendingIEC61850摘要随着全球能源转型与新型电力系统建设的深入推进，以可再生能源大规模接入、分布式能源广泛部署和储能系统快速普及为特征的电网结构变革，对电力自动化系统的互操作性与可扩展性提出了前所未有的技术要求。IEC61850标准系列作为电力公用事业自动化的核心通信标准，其体系架构的延展能力直接关系到智能电网各层次系统的协同效率与安全运行水平。本报告围绕IECTS61850-1-2:2020+AMD1:2022CSV《电力设施自动化用通信网络和系统第1-2部分：扩展IEC61850的指南》展开系统研究，首先阐述该标准修订的技术背景与行业需求，继而深入分析其核心内容框架，包括面向广域应用的域扩展机制、基于抽象通信服务接口的映射扩展方法、面向新型能源系统的建模扩展策略及一致性测试要求。报告指出，该技术规范通过提供系统化的扩展方法论，有效解决了IEC61850在智能电网新场景中面临的建模能力瓶颈和互操作性挑战，为各行业用户提供了从标准应用向标准演进过渡的技术路径。最后，报告对该标准的应用前景进行展望，并提出在我国电力行业推广应用的相关建议。关键词：IEC61850；电力自动化；通信网络；标准扩展；互操作性；智能电网Keywords:IEC61850;PowerUtilityAutomation;CommunicationNetworks;StandardExtension;Interoperability;SmartGrid1引言1.1研究背景在全球碳中和目标和能源安全战略的双重驱动下，电力系统正在经历从传统化石能源主导的集中式结构向新能源主导的高度分布式结构深刻转型。风电、光伏等间歇性可再生能源的大规模并网，电动汽车充换电设施的快速普及，以及新型储能系统的广泛应用，使得电力系统的运行特性呈现出显著的复杂性和不确定性。在这一背景下，电力自动化系统需要处理的设备类型更加多样、信息交互更加频繁、控制决策更加复杂，对通信网络和信息模型的标准化需求达到了前所未有的高度。IEC61850系列标准自2003年首次发布以来，已成为电力公用事业自动化领域最重要的国际标准之一。该标准最初主要面向变电站内部的自动化系统，通过定义抽象的数据模型、通信服务和映射机制，实现了不同厂商设备之间的互操作。然而，随着智能电网建设的深入推进，IEC61850的应用场景已从变电站内部逐步延伸到变电站之间、变电站与调度中心之间、分布式能源管理系统以及广域保护控制系统等更广泛的领域。这一扩展过程中出现了大量标准未覆盖的新需求，亟需一套系统化的扩展指南来规范和引导标准的延伸应用。1.2标准修订的必要性在IEC61850标准体系的演进过程中，各子标准的修订和新增往往滞后于工程实践的需求。许多用户在应用IEC61850时，面临以下突出问题：面对新型一次设备和二次设备时，如何基于标准提供的信息模型框架进行扩展建模？在非变电站场景（如分布式能源、储能电站）中应用IEC61850时，如何调整通信服务映射策略？对于采用新型通信技术（如5G、时间敏感网络TSN）的系统，如何保持与现有标准体系的兼容性？IECTS61850-1-2技术规范正是为解决上述问题而制定的。该文件作为IEC61850系列的第1-2部分，旨在为标准的各类使用者提供关于如何扩展IEC61850的系统性指导。2022年发布的合并版（CSV）将2020年原始版本与其修订案AMD1合二为一，反映了IEC在该领域最新技术共识。2标准概述与沿革2.1标准基本信息-标准编号：IECTS61850-1-2:2020+AMD1:2022CSV-标准名称：电力设施自动化用通信网络和系统第1-2部分：扩展IEC61850的指南-英文名称：Communicationnetworksandsystemsforpowerutilityautomation-Part1-2:GuidelineonextendingIEC61850-发布机构：国际电工委员会（IEC）-技术委员会：IECTC57（电力系统管理及信息交换）-标准状态：现行有效-发布日期：2022年7月11日-国际标准分类号：遥控、遥测-国别：国际组织-语言：英语2.2标准的历史沿革IECTS61850-1-2最初作为第一版发布于2020年3月，是IEC61850系列中首部专门针对标准扩展方法的技术规范。在此之前，IEC61850各子标准的扩展主要依赖于各技术工作组在其专业领域内的个别修订，缺乏统一的指导和协调机制。2022年7月，IEC发布了包含修订案1的合并版CSV（ConsolidatedVersion），在综合考虑了各方反馈和工程实践的基础上，对原技术规范进行了系统性修订和完善。合并版的发布使得该技术规范以统一的文档形式呈现，便于用户查阅和引用。2.3标准定位IECTS61850-1-2属于IEC61850系列标准中的技术规范（TechnicalSpecification）类型，而非国际标准（InternationalStandard）。这一层级定位说明该文件主要提供指导性建议而非规范性要求，其发布目的是为标准的后续扩展提供技术参考和方法论框架，促进不同技术委员会、行业组织以及用户群体在扩展IEC61850时保持方法的一致性。3标准核心内容分析3.1扩展的基本原则与架构框架IECTS61850-1-2在开篇部分系统阐述了扩展IEC61850的基本原则。技术规范强调，任何扩展都应以不破坏标准整体一致性为前提，遵循以下核心原则：第一，向后兼容性。任何扩展不得影响已部署系统的正常运行，新增的数据模型和通信服务应与现有版本保持兼容性。这一原则确保了标准演进过程中存量资产的持续有效利用。第二，分层扩展模式。技术规范将IEC61850的扩展划分为多个层级，包括信息模型层、通信服务层、映射层和一致性测试层。扩展者在不同层级上可采用的扩展手段和需要遵循的约束条件各不相同。第三，基于需求的扩展驱动。技术规范强调，扩展应以明确的工程需求或应用需求为出发点，避免为扩展而扩展的技术冗余。在启动扩展流程前，应充分论证扩展的适用场景、预期效果和潜在影响。3.2基于域的扩展机制针对不同应用领域差异化需求，IECTS61850-1-2引入了“域”（Domain）的概念。每个域代表一组具有相似功能特征的应用场景集合，如变电站域（SubstationDomain）、分布式能源域（DERDomain）、储能域（EnergyStorageDomain）、电动汽车充电域（EVChargingDomain）等。技术规范详细定义了域的识别与划分方法、域间交互的接口机制，以及新增域的申请和审批流程。这一机制的建立为IEC61850从传统变电站自动化向电力系统全领域扩展提供了结构化的路径。在域扩展的具体操作层面，技术规范明确了以下步骤：一是识别新领域的基本信息模型需求；二是分析现有IEC61850模型中可复用的部分；三是设计新增逻辑节点和数据对象；四是验证扩展模型的完整性和一致性；五是提交至相关工作组审查并纳入后续标准修订。3.3信息模型扩展方法信息模型是IEC61850的核心组成部分。IECTS61850-1-2在信息模型的扩展方面提供了详尽的方法论指导，主要涵盖以下方面：逻辑节点扩展。当现有标准中定义的逻辑节点无法满足新功能需求时，扩展者可采用以下策略：优先考虑对现有逻辑节点进行属性扩展；若现有逻辑节点结构不适用，可新建逻辑节点类，但需遵循标准规定的命名规则（以领域代码开头，后接功能标识和序号）；涉及多个领域的通用功能可定义跨域逻辑节点。数据对象与公共数据类扩展。技术规范规定了新增公共数据类的定义方法和兼容性要求，强调新增数据对象的命名既要反映功能语义，又要与现有命名体系保持风格一致。枚举类型与数值编码扩展。对于需要扩展枚举值或编码范围的场景，技术规范要求扩展者在原有枚举值的末尾追加新值，不得修改已有枚举项的数值含义。3.4通信服务与映射扩展IECTS61850-1-2对通信服务的扩展提供了两方面的指导：一是对抽象通信服务接口（ACSI）的扩展，二是对特定通信服务映射（SCSM）的选择与扩展。在ACSI层面，技术规范指出，大多数应用场景可通过现有服务（如报告、控制、取代、采样值传输、文件的传输等）的灵活组合来满足需求，真正需要新增ACSI服务的情况较少。新增ACSI服务应经过充分论证，且需提供完整的形式化定义。在SCSM层面，技术规范对MMS、GOOSE、SV等现有映射方式各自的特点和适用场景进行了比较分析，并针对新的应用场景（如跨变电站通信、云边协同通信等）讨论了潜在的新映射方案。2022年修订案中特别增加了对时间敏感网络作为传输承载的讨论，反映了工业通信技术发展的最新趋势。3.5配置描述与一致性测试在配置描述方面，技术规范对变电站配置描述语言（SCL）的扩展机制进行了说明，包括新增元素和属性的规则、命名空间的管理方法，以及配置工具兼容性的保障要求。SCL的扩展需要确保新旧版本的配置描述文件能够被不同工具正确解析和转换。在一致性测试层面，技术规范阐述了扩展后系统应遵循的一致性测试方法和流程，推荐了基于标准协议实现一致性声明的制定方法，并给出了合理的实施指南。对于扩展部分，技术规范建议建立专门的测试用例库，确保扩展功能经过严格的验证后方可部署使用。4标准应用前景与国内推广建议4.1应用前景分析IECTS61850-1-2的应用前景可以从当前的技术趋势和行业需求两方面进行分析。在新型电力系统建设领域，随着“源网荷储”协调互动的深入推进，涉及大量新型设备和控制系统的信息交互。分布式光伏逆变器、储能变流器、电动汽车充放电设备、柔性负荷聚合终端等设备均需与电网自动化系统实现标准化通信，这些新型设备大多不直接被现有IEC61850标准模型覆盖，因而对标准扩展的方法论有着迫切需求。在微电网与主动配电网领域，微电网能量管理系统需要协调分布式电源、储能、可控负荷等多种资源，其信息模型的复杂度已超出IEC61850-7-4中定义的常规逻辑节点范围。借助IECTS61850-1-2提供的扩展方法，微电网领域可以建立统一的、可互操作的信息模型。在数字化变电站与智能运维领域，随着一次设备智能化水平的提升，大量在线监测数据和状态评估信息需要纳入统一的通信体系。IECTS61850-1-2所提供的扩展方法论也为设备状态监测数据的规范化建模提供了指导。4.2国内应用建议结合我国电力行业标准化工作的实际情况，针对IECTS61850-1-2的国内应用推广提出以下建议：第一，加快国内对标与转化工作。建议全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会组织国内相关单位和专家，对该技术规范开展系统性的比较研究和适用性评估，根据我国电力行业的特点适时启动等同采用或修改采用工作。第二，完善我国电力自动化标准的顶层设计。结合IECTS61850-1-2的方法论框架，统筹规划我国电力自动化领域标准体系中各标准之间的衔接与配合关系，避免重复建设和标准冲突。第三，加强标准扩展的宣贯培训。通过举办专题技术研讨会、编制标准解读教材、组织标准化实训等方式，培养一批掌握IEC61850扩展方法的专业人才。第四，推动工程试点和反馈机制建设。选择有条件的工程建设项目开展基于IECTS61850-1-2的扩展实践，通过实际应用检验标准方法的有效性，并将积累的经验和发现的问题反馈至国际标准化工作，提升我国在IECTC57中的话语权和影响力。5主要参与单位介绍5.1IECTC57技术委员会IECTS61850-1-2由国际电工委员会第57技术委员会（IECTC57）负责制定和维护。TC57全称为“电力系统管理及信息交换技术委员会”，秘书处设在德国，是IEC中负责电力系统领域标准化工作的核心技术委员会。TC57的工作范围涵盖电力系统的通信协议、信息模型、系统接口、数据交换格式等多个方面，其管辖下的标准体系不仅包括IEC61850系列，还包含IEC61970（能量管理系统应用程序接口）、IEC61968（配电管理系统接口）、IEC60870系列（远动设备及系统）等多个核心标准族。近年来，TC57的标准化工作重点正逐步向智能电网、分布式能源、数字化转型和网络安全等领域延伸。在IECTS61850-1-2的编制过程中，TC57下设的第10工作组（WG10：电力系统IEC61850通信）具体承担了起草和修订工作，汇集了来自全球主要电力设备制造商、电力公司、研究机构和标准化机构的权威专家。WG10的工作机制以共识决策为基础，通过多轮工作组会议和技术讨论达成一致意见。5.2中国参与情况中国是IECTC57的积极成员。中国电力科学研究院有限公司、国家电力调度控制中心、南京南瑞继保电气有限公司、许继集团有限公司、国电南京自动化股份有限公司等多家国内机构长期深度参与TC57及其工作组的标准化工作，在多届会议上提出了多项具有中国特色的提案和技术建议。中国专家在IEC61850扩展技术讨论中，积极贡献了在新兴能源领域建模、源网荷储协同控制和分布式能源接入等方面的实践经验和创新成果。随着国内新型电力系统建设的深入推进，中国在IECTC57中的参与深度和贡献度预计将进一步提升，特别是在新能源信息建模、云边协同通信架构等前沿方向上，有望发挥更大的引领作用。6结论IECTS61850-1-2:2020+AMD1:2022CSV作为IEC61850系列标准中首部系统阐述标准扩展方法的技术规范，其发布具有重要的里程碑意义。该技术规范通过构建系统化、分层次的扩展方法论，有效回应了当前电力自动化领域在新能源接入、分布式资源管理、数字化转型等新情境下对IEC61850标准体系持续演进的需求。从技术内涵来看，该技术规范涵盖了扩展原则、域机制、信息模型扩展、通信服务扩展、配置管理及一致性测试等多个层面的完整方法论，形成了从需求分析到部署验证的全生命周期指导框架。其确立的向后兼容原则和分层扩展模式为标准的可持续发展提供了制度性保障。从应用价值来看，该技术规范不仅为设备制造商和系统集成商开展标准扩展实践提供了操作指南，也为电力公司制定技术规范、行业组织编制团体标准提供了参考依据，同时还为IEC各技术委员会之间的协调互动提供了桥梁。在我国加快构建新型电力系统、深入推进能源数字化转型的背景下，积极跟踪研究并推广应用IECTS61850-1-2，对于提升我国电力自动化标准的整体水平、增强我国在国际标准化领域的话语权具有重要的现实意义。参考文献[1]IECTS61850-1-2:2020+AMD1:2022CSV,Communicationnetworksandsystemsforpowerutilityautomation-Part1-2:GuidelineonextendingIEC61850[S].Geneva:IEC,2022.[2]