IEC61850標(biāo)準(zhǔn)介紹NRPPT課件

1、1iec61850iec61850標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)2iec 61850 概述iec 61850 功能演示iec 61850 簡(jiǎn)介iec 61850 在rcs9700中的應(yīng)用3概概 述述iec61850是新一代的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)際電工委員會(huì)(iec)tc57工作組制定的變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)，是基于網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)唯一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)4概概 述述 1995年年(iec)tc57成立了成立了3個(gè)工作組來(lái)制定個(gè)工作組來(lái)制定iec61850的標(biāo)準(zhǔn)。參考的標(biāo)準(zhǔn)。參考iec101,iec103,uca2.0, iso/iec9506等標(biāo)準(zhǔn)。等標(biāo)準(zhǔn)。 2003年出版了年出版了iec正式頒

2、布。正式頒布。 國(guó)內(nèi)各大廠家在國(guó)內(nèi)各大廠家在2001開(kāi)始關(guān)注開(kāi)始關(guān)注iec61850，2004 年進(jìn)入年進(jìn)入iec61850實(shí)質(zhì)性研發(fā)，實(shí)質(zhì)性研發(fā)，2005年開(kāi)始有年開(kāi)始有 iec61850的變電站突入運(yùn)行的變電站突入運(yùn)行 規(guī)范還在進(jìn)一步完善中，以規(guī)范還在進(jìn)一步完善中，以tissue形式在網(wǎng)站形式在網(wǎng)站 上發(fā)布上發(fā)布 1999年年3月月iec61850草案出臺(tái)。草案出臺(tái)。 2000年年6月月(iec)tc57工作組決定以工作組決定以iec61850作作 為電力系統(tǒng)無(wú)縫通訊體系的基礎(chǔ)。為電力系統(tǒng)無(wú)縫通訊體系的基礎(chǔ)。5概概 述述iec61850不限制裝置邏輯功能 以裝置邏輯功能為基礎(chǔ)建立裝置模型，

3、可根據(jù)不同邏輯功能靈活配置裝置模型，便于不同設(shè)備間互訪6概概 述述iec61850規(guī)范了數(shù)據(jù)的命名、數(shù)據(jù)定義、設(shè)備行為、設(shè)備的自描述特征和通用配置語(yǔ)言。與其他國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相比， iec61850不僅局限于單純的通信規(guī)約, 而是（數(shù)字）化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，它指導(dǎo)了變電站自動(dòng)化的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、工程、維護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。7概概 述述iec61850標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的對(duì)象統(tǒng)一建模，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的抽象通信服務(wù)接口，增強(qiáng)了設(shè)備之間的互操作性，可以在不同廠家的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。智能化一次設(shè)備和數(shù)字式變電站要求變電站自動(dòng)化采用iec61850標(biāo)準(zhǔn)。8概概 述述iec61850是

4、至今為止最為完善的變電站自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范二次智能裝置的通信模型、通信接口，而且還定義了數(shù)字式ct、pt、智能式開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備的通信模型、通信接口。 采用iec61850國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)可以大大提高變電站自動(dòng)化技術(shù)水平、提高變電站自動(dòng)化安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，節(jié)約開(kāi)發(fā)、驗(yàn)收、維護(hù)的人力物力，實(shí)現(xiàn)完全互操作。9概概 述述應(yīng)用iec61850標(biāo)準(zhǔn)的好處 實(shí)現(xiàn)通信無(wú)縫連接，弱化各廠商設(shè)備型號(hào) 加強(qiáng)設(shè)備數(shù)字化應(yīng)用，提高自動(dòng)化性能 自定義規(guī)范化，可使用變電站特殊要求 集成化規(guī)模增大，增強(qiáng)無(wú)人值守站可靠性 減少電纜使用量，節(jié)約一/二次設(shè)備成本10概概 述述應(yīng)用iec61850標(biāo)準(zhǔn)的缺點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)依賴性強(qiáng) 站內(nèi)通信設(shè)備抗干擾性

5、對(duì)設(shè)備運(yùn)行影響增大11概概 述述與傳統(tǒng)規(guī)約比較 傳統(tǒng)規(guī)約信息體系是扁平的，不同類型信息并列存在，不能體現(xiàn)裝置功能的主從關(guān)系 傳統(tǒng)裝置需要通信的內(nèi)容不能任意配置 傳統(tǒng)規(guī)約擴(kuò)展太隨意，對(duì)于有特殊通信要求的變電站局限較大 傳統(tǒng)規(guī)約是底層傳輸，iec61850是上層用1213支持電子式互感器和支持電子式互感器和goosegoose的數(shù)字化變電站的數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站：站內(nèi)結(jié)構(gòu)數(shù)字化變電站：站內(nèi)結(jié)構(gòu)14iec61850功能演示15面向?qū)ο?、面向?qū)ο蟆⑽锢砼c邏輯的映射物理與邏輯的映射16邏輯設(shè)備、功能、邏輯節(jié)點(diǎn)所有的功能都可分解為邏輯節(jié)點(diǎn)組成任何一個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)都是屬于某個(gè)邏輯設(shè)備17邏輯節(jié)點(diǎn)的相互關(guān)系示

6、例18物理設(shè)備物理設(shè)備服務(wù)器服務(wù)器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)物理設(shè)備物理設(shè)備抽象通信服務(wù)抽象通信服務(wù)接口客戶端接口客戶端應(yīng)用應(yīng)用數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)物理設(shè)備物理設(shè)備服務(wù)器服務(wù)器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)應(yīng)用應(yīng)用數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)報(bào) 告告請(qǐng)求請(qǐng)求/響應(yīng)響應(yīng)請(qǐng)求請(qǐng)求 /響應(yīng)響應(yīng)客戶/服務(wù)器通信模式物理設(shè)備物理設(shè)備應(yīng)用應(yīng)用goose messagesampled values多波多波對(duì)等網(wǎng)絡(luò)通信方式對(duì)等網(wǎng)絡(luò)通信方式的應(yīng)用斷路器跳閘斷路器跳閘:傳送采樣值傳送采樣值iec61850演示演示19iec61850演示演示間隔層間隔層goose聯(lián)鎖聯(lián)鎖20goose message: 位置位置a公司保護(hù)b公司保護(hù)智能一次設(shè)備保護(hù)測(cè)試儀以太網(wǎng)以太網(wǎng)模

7、擬輸入模擬輸入1. 仿真故障仿真故障2. 跳閘跳閘4. 重合重合goose message: 重合重合3. 新位置新位置goose message: 位置位置goose message: 跳閘跳閘5. 新位置新位置goose應(yīng)用演示應(yīng)用演示21iec61850標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介22iec61850標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介第一部分：介紹和概述第二部分：術(shù)語(yǔ)第三部分：總體要求第四部分：系統(tǒng)和項(xiàng)目管理第五部分：功能通信需求和裝置模型第六部分：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)配置第七部分：基本通信結(jié)構(gòu)第八部分：映射到mms和以太網(wǎng)第九部分：模擬采樣數(shù)據(jù)第十部分：一致性測(cè)試23章節(jié)5 裝置模型和功能的通信要求章節(jié)1 3介紹和概述/術(shù)語(yǔ)/總體要求

8、系系 統(tǒng)統(tǒng) 概概 述述 和和 要要 求求通通 信信 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) 通通 信信 映映 射射章節(jié)8-1 scsm映射到mms和iso/iec 8802-3章節(jié)9-1 scsm映射-通過(guò)單向多路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行 通信鏈路的采樣值章節(jié)9-2 scsm映射-通過(guò)iso/iec 8802-3 的采樣值 scada通信服務(wù)通信服務(wù)章節(jié)7-2 變電站/裝置基 本通信結(jié)構(gòu)(acsi) 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 模模 型型章節(jié)7-3 公用數(shù)據(jù)類定義(cdc)章節(jié)7-4 邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)類定義 實(shí)時(shí)通信實(shí)時(shí)通信 goose、采樣值章節(jié)7-2 變電站/裝置基 本通信結(jié)構(gòu)(acsi)裝裝 置置章節(jié)5 ied通信配置描述語(yǔ)言章節(jié)4 系統(tǒng)和項(xiàng)目管

9、理系系 統(tǒng)統(tǒng) 施施 工工 和和 工工 程程 管管 理理一一 致致 性性 測(cè)測(cè) 試試 (章節(jié)10)iec61850標(biāo)準(zhǔn)各章節(jié)層次關(guān)系24功能、裝置、邏輯節(jié)點(diǎn)定義 功能：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)。 如：母線保護(hù)，聯(lián)鎖，報(bào)警管理等。 裝置：是一種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)部分功能。如：斷路器、繼電器、變電站計(jì)算機(jī)等。 邏輯節(jié)點(diǎn)：功能的基本單元。25應(yīng)用、邏輯節(jié)點(diǎn)、邏輯設(shè)備關(guān)系1) 站控計(jì)算機(jī).2) 同期裝置.3) 距離保護(hù)+過(guò)流保護(hù)4) 開(kāi)關(guān)單元控制器5) 電流互感器6) 電壓互感器7) 母線電壓互感器.26物理映射到邏輯實(shí)際裝置實(shí)際裝置cpu1cpu1差動(dòng)功能差動(dòng)功能遠(yuǎn)跳功能遠(yuǎn)跳功能cpu3cpu3開(kāi)關(guān)控制開(kāi)關(guān)

10、控制開(kāi)關(guān)位置開(kāi)關(guān)位置虛 擬 裝 置保護(hù)功能 測(cè)量功能控制功能cpu2cpu2測(cè)量功能測(cè)量功能差動(dòng)保護(hù)pdif距離保護(hù)pdis過(guò)流保護(hù)ptoc計(jì)量類測(cè)量mmtr相序測(cè)量msqi開(kāi)關(guān)/刀閘遙控cswi開(kāi)關(guān)位置xcbr刀閘位置xswi27樹(shù)形層次實(shí)際裝置實(shí)際裝置cpu1cpu1差動(dòng)功能差動(dòng)功能遠(yuǎn)跳功能遠(yuǎn)跳功能cpu3cpu3開(kāi)關(guān)控制開(kāi)關(guān)控制開(kāi)關(guān)位置開(kāi)關(guān)位置虛 擬 裝 置保護(hù)ld pdif1 op stval t q hiset setmag f pdif2 op hisetcpu2cpu2測(cè)量功能測(cè)量功能測(cè)量ld mmxu1 totw mag t q phv setmag f mmxu2 phsa

11、cval q控制ld xcbr1 pos stval t q blkcls stval q cswi1 pos ctlval q28iec61850層次模型29標(biāo)準(zhǔn)化的邏輯節(jié)點(diǎn)組名稱描述axxx自動(dòng)控制（4）cxxx監(jiān)視控制（5）gxxx通用功能（3）ixxx接口/歸檔（4）lxxx系統(tǒng)邏輯節(jié)點(diǎn)（2）mxxx計(jì)量/測(cè)量（8）pxxx保護(hù)（28）rxxx保護(hù)相關(guān)（10）sxxx傳感器、監(jiān)視（4）txxx互感器（2）xxxx開(kāi)關(guān)設(shè)備（2）yxxx電力變壓器（4）zxxx其他設(shè)備（15）30ln應(yīng)用示例31邏輯節(jié)點(diǎn)的命名規(guī)則32公共數(shù)據(jù)類cdc定義描述數(shù)據(jù)對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)cdc是由預(yù)先定義的簡(jiǎn)單對(duì)象組

12、成的復(fù)雜對(duì)象，通過(guò)功能限制fc組織起來(lái)例如：sps：?jiǎn)吸c(diǎn)狀態(tài)信息 on/offdps：雙點(diǎn)狀態(tài)信息 on/off/trans33iec61850基本數(shù)據(jù)類型34iec61850定義的cdc名稱定義sps單點(diǎn)狀態(tài)dps雙點(diǎn)狀態(tài)ins整數(shù)狀態(tài)act保護(hù)動(dòng)作acd方向保護(hù)動(dòng)作信息sec安全違例計(jì)數(shù)bcr二進(jìn)制計(jì)數(shù)器mv測(cè)量值cmv復(fù)雜測(cè)量值sav采樣值wye3相系統(tǒng)的相地測(cè)量值del3相系統(tǒng)的相相測(cè)量值seq序分量hmv諧波值hwye3相系統(tǒng)的相地諧波測(cè)量值35iec61850定義的cdc名稱定義hdel3相系統(tǒng)的相相諧波測(cè)量值spc單點(diǎn)控制dpc雙點(diǎn)控制inc整數(shù)狀態(tài)控制bsc可控制的二進(jìn)制步位置

13、isc可控制的整數(shù)步位置apc可控制的模擬量設(shè)定點(diǎn)spg單點(diǎn)定值ing整型定值asg模擬量定值curve曲線定值dpl裝置銘牌lpl邏輯節(jié)點(diǎn)銘牌csd曲線形狀描述36公用數(shù)據(jù)類 cdc相互關(guān)系實(shí)例類型37功能限制fccdc中包含多個(gè)數(shù)據(jù)屬性，它們與某一功能相關(guān)，如控制、配置、測(cè)量等f(wàn)c是用來(lái)表示數(shù)據(jù)的用途用功能分類來(lái)組織數(shù)據(jù)有很多優(yōu)點(diǎn)38功能限制分類功能名（fc）定義st狀態(tài)信息mx測(cè)量值、co控制sp設(shè)點(diǎn)sv替代cf配置dc描述sg定值組se可編輯定值組ex擴(kuò)展定義br緩沖報(bào)告rp非緩沖報(bào)告lg日志gogoose控制gsgsse控制ms多波采樣值us單波采樣值39數(shù)據(jù)命名規(guī)則40數(shù)據(jù)集（da

14、tset）數(shù)據(jù)集定義數(shù)據(jù)集創(chuàng)建數(shù)據(jù)集與報(bào)告、goose、日志的關(guān)系信息定制41數(shù)據(jù)集示例42數(shù)據(jù)集示例是有序的data或dataattribute的集合每一個(gè)data或dataattribute的引用(reference)稱為數(shù)據(jù)集成員是報(bào)告/日子/goose傳輸?shù)幕A(chǔ)43抽象通信服務(wù)數(shù)據(jù)模型有緩沖報(bào)告控制塊無(wú)緩沖報(bào)告控制塊記錄控制塊定值組控制塊goose控制塊gsse控制塊多點(diǎn)傳送采樣值控制塊單點(diǎn)傳送采樣值控制塊服務(wù)器llno邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯設(shè)備記錄數(shù)據(jù)控制塊數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)屬性文件對(duì)時(shí)控制替代44抽象通信服務(wù)關(guān)聯(lián)服務(wù)信息模型服務(wù)定值組服務(wù)主動(dòng)上送的報(bào)告服務(wù)日志服務(wù)快速報(bào)文服務(wù)采樣值服務(wù)對(duì)時(shí)文件服務(wù)1

15、0. 取代服務(wù)45報(bào)告示例event：事件數(shù)據(jù)發(fā)生變化總查詢一致性檢查等兩類報(bào)告unbuffered報(bào)告buffered報(bào)告46取代 可以簡(jiǎn)單理解為人工置數(shù)47定值 48報(bào)告/日志 49goose (通用面向?qū)ο笞冸娬臼录? 提供了快速和可靠的系統(tǒng)范圍內(nèi)傳輸輸入、輸出數(shù)據(jù)值。 基于分布的概念，通用變電站事件模型提供了一個(gè)高效的方法，利用多路組播/組播服務(wù)向多個(gè)物理設(shè)備同時(shí)傳輸同一個(gè)通用變電站事件信息 50goose (通用面向?qū)ο笞冸娬臼录? goose傳送的機(jī)制不是基于tcp/ip協(xié)議，而是對(duì)等傳送方式（peer to peer）。 使用物理網(wǎng)卡地址（mac地址） 工程中i/o的網(wǎng)絡(luò)接口被設(shè)

16、計(jì)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址（組播地址），goose直接發(fā)送到該網(wǎng)絡(luò)地址 通過(guò)支持優(yōu)先級(jí)控制的以太網(wǎng)交換機(jī)，搶先到達(dá)目的地址，數(shù)據(jù)傳輸速度迅速，從根本上改變了變電站監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性 51goose示例52控制 (遙控) 常規(guī)安全的直接控制常規(guī)安全的操作前選擇控制增強(qiáng)安全的直接控制增強(qiáng)安全的操作前選擇控制信號(hào)燈復(fù)歸主要采用:常規(guī)安全的直接控制開(kāi)關(guān)遙控/定值修改采用:常規(guī)安全的操作前選擇控制53控制過(guò)程示例54采樣測(cè)量值互感器的數(shù)字化接口標(biāo)準(zhǔn)提供了ied間共享信息的方法支持兩種傳送方法：在以太網(wǎng)上多播在串行鏈路上點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳送。55smv應(yīng)用56smv示例57對(duì)時(shí) 使用sntp對(duì)時(shí)方式: 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或廣播mms文件傳

17、輸方式文件傳輸 ftp文件傳輸方式目前國(guó)內(nèi)主要采用mms文件傳輸方式58 協(xié)協(xié)議議棧棧接接口口 client /server 通訊通訊 模擬量采樣值模擬量采樣值 (sav) 模型模型 (對(duì)象對(duì)象,服務(wù)服務(wù)) 抽象通訊抽象通訊服務(wù)接口服務(wù)接口 (acsi) 實(shí)實(shí)實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)時(shí)時(shí)性性性性要要要要求求求求 以太鏈路層以太鏈路層 帶優(yōu)先級(jí)的以太物理層帶優(yōu)先級(jí)的以太物理層 ip tcp mms 特定通訊服務(wù)映射特定通訊服務(wù)映射(scsm) 通用變電站對(duì)象事件通用變電站對(duì)象事件 (goose) 通通訊訊技技術(shù)術(shù) 應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用領(lǐng)域： 變電站自動(dòng)化變電站自動(dòng)化 59變電站配置語(yǔ)言基于xml描述變電站自動(dòng)化系統(tǒng)、

18、開(kāi)關(guān)場(chǎng)及它們的相互關(guān)系ied的配置支持私有擴(kuò)充60scl文件類型ssd：系統(tǒng)規(guī)范定義文件scd：變電站配置文件icd：ied能力描述文件cid：配置ied描述文件61scl體系結(jié)構(gòu)62mms映射mms: 報(bào)文制造規(guī)范 一種底層傳輸?shù)囊?guī)約 iec61850將各種模型數(shù)據(jù)以此為載體在各裝置、后臺(tái)間傳輸63iec61850在rcs9700變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用64數(shù)字化變電站系統(tǒng)圖65支持電子式互感器和支持電子式互感器和goosegoose的數(shù)字化變電站的數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站：站內(nèi)結(jié)構(gòu)數(shù)字化變電站：站內(nèi)結(jié)構(gòu)66程序化操作 變電站內(nèi)智能設(shè)備依據(jù)變電站操作票的執(zhí)行順序 由站內(nèi)智能設(shè)備代替操作人員，

19、自動(dòng)完成操作票的執(zhí)行過(guò)程。 實(shí)際操作時(shí)只需要變電站內(nèi)運(yùn)行人員或調(diào)度運(yùn)行人員根據(jù)操作要求選擇一條程序化操作命令，操作票的執(zhí)行和操作過(guò)程的校驗(yàn)由變電站內(nèi)智能電子設(shè)備自動(dòng)完成67變電站程序化操作意義變電站程序化操作意義 提高自動(dòng)化水平，減員增效 。 防止誤操作的發(fā)生 ,縮短操作時(shí)間，提高變電站的安全運(yùn)行水平。68程序化操作前提條件 對(duì)一次設(shè)備的要求 所有參與程序化操作的一次設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化操作 。 一次設(shè)備具有較高的可靠性 。程序化操作的成功與否在絕大多數(shù)情況下取決于一次設(shè)備操作的可靠性，也就是說(shuō)一次設(shè)備能否正常操作到位，特別是地刀的分合操作，如果一次設(shè)備的可靠性較低，則程序化操作的成功率難以提高

20、。另一方面，程序化操作過(guò)程中每一步執(zhí)行前的條件以及每一步執(zhí)行后成功與否的判斷，均需要根據(jù)相關(guān)一次設(shè)備的輔助接點(diǎn)位置進(jìn)行判斷，因此一次設(shè)備輔助接點(diǎn)位置與一次設(shè)備實(shí)際位置的嚴(yán)格對(duì)應(yīng)，是保證程序化操作正確性的關(guān)鍵因素。 69程序化操作前提條件 對(duì)變電站內(nèi)二次設(shè)備的要求 參與程序化操作的各二次設(shè)備要求穩(wěn)定、可靠 。 具備一定的容錯(cuò)措施。 保護(hù)設(shè)備具有可遠(yuǎn)方投退的保護(hù)軟壓板并可實(shí)現(xiàn)保護(hù)定值區(qū)的遠(yuǎn)方切換。70程序化操作前提條件 對(duì)站內(nèi)通訊規(guī)約的要求 可以方便實(shí)現(xiàn)間隔層裝置之間的通訊。 可以承載操作票以及操作結(jié)果信息。 iec61850是不二的選擇。71程序化操作前提條件 對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)通信的要求 目前變電站對(duì)調(diào)度主站/集控中心主要采用101、104等遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約，這些規(guī)約主要傳送的是變電站的四遙信息，標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約對(duì)保護(hù)定值的傳輸和定值的修改沒(méi)有定義，如果進(jìn)行程序化操作，必然涉及到遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約的擴(kuò)充；另一方面，進(jìn)行變電站程序化操作的目的是實(shí)現(xiàn)變電站的遠(yuǎn)方操作，調(diào)度主站在操作