IEC模型培訓學習教案

1、會計學1IEC模型培訓模型培訓IEC61850標準簡介標準簡介IEC61850配置流程介紹配置流程介紹IEC61850建模的幾個基本概念建模的幾個基本概念IEC61850模型模型第1頁/共65頁IEC61850培訓u信息模型描述對象某些特征、參數，代表對象，例如一次主接線圖可以看作是變電站的電路模型。 IEC61850中的模型主要用于完成通信功能。u建模IEC61850標準已經建立了標準的變電站通信模型（提供了組件）工程應用中，從標準模型中選擇適當的邏輯節(jié)點和數據，并賦予實例特定值（組裝工作）第2頁/共65頁IEC61850培訓u邏輯節(jié)點（LN） logical node物理裝置內部交換數據的

2、最小功能部分，如差動保護功能、距離保護功能、斷路器等。由數據和方法組成的對象。u邏輯設備（LD） logical device一組具有共同特征的邏輯節(jié)點及其共用服務組成。共同特征：通常一起投、退或處于測試模式。 服務：GOOSE（Generic object oriented substation event面向對象的通用變電站事件）, 采樣值交換, 定值組等。第3頁/共65頁IEC61850培訓u服務 Services邏輯節(jié)點間交換信息的行為，或稱為邏輯節(jié)點的輸入、輸出行為，與編程中“對象”的“方法”有類似之處。u智能電子裝置（IED） intelligent electronic devi

3、ce、物理裝置（PD）physical device 由一個或多個處理器構成（微機裝置）?？山邮胀獠啃畔⒑拖蛲獍l(fā)送數據/控制命令的裝置。有內部時鐘，提供時間標志，能與外部時鐘同步。如微機保護、測控裝置、數字式電能表等。一個IED(PD)可包含一個及以上邏輯設備(LD)第4頁/共65頁IEC61850培訓縮略語縮略語IED Intelligent Electronic Device（智能電子設備）BRCB Bufer Report Control BLock（有緩存的報告控制塊）URCB Unbufered Report Control Block(無緩存報告控制塊) ICD IED Capab

4、ility Description（IED能力描述文件）CID Configured IED Description（IED實例配置文件）RPIT Remote Process Interface Terminal （智能終端）SCD Substation Configuration Description（全站系統配置文 件）SSD System Specification Description（系統規(guī)格文件）SV Sampled value（采樣值）GOOSE,Go Generic object oriented substation events（面 向通用對象的變電站事件）第5頁/共

5、65頁使不同智能電氣設備間的信息共享和互操作成為可能。n不僅規(guī)范保護測控裝置的模型和通信接口，而且還定義了電子式CT、PT、智能化開關等一次設備的模型和通信接口。第6頁/共65頁 長期穩(wěn)定性長期穩(wěn)定性 標準應向后兼容，以適應通訊技術 和系統要求的發(fā)展 互操作性互操作性 來自一個或多個廠家的IED之間交換信息 和正確使用信息完成各自功能的能力 自由配置自由配置 標準需要支持各種策略以允許功能 自由分布，例如：集中式或分布式系統一、一、IEC 61850標準簡介標準簡介第7頁/共65頁2 2）IEC61850IEC61850標準的內容框架標準的內容框架(DL/T860) (DL/T860) 建模方

6、法建模方法7-4邏輯節(jié)點邏輯節(jié)點物理設備物理設備邏輯設備邏輯設備數據對象數據對象數據屬性數據屬性7-15信息模型信息模型信息服務模型信息服務模型公共數據類公共數據類7-3模板模板7-2面向變電站層的通信面向變電站層的通信面向過程層的通信面向過程層的通信89-1/9-2設備與系統的描述設備與系統的描述模型與服務的測試模型與服務的測試610MMS報文報文SV報文報文GOOSE報文報文8一、一、IEC 61850標準簡介標準簡介第8頁/共65頁保護與合并單元保護與合并單元模擬量模擬量合并合并單元單元智能智能終端終端SVGOOSE保護與監(jiān)控主機保護與監(jiān)控主機保護動作信息保護動作信息/異常告警信息異常告

7、警信息定值信息定值信息/錄波信息等錄波信息等保護與智能終端保護與智能終端采樣值信息采樣值信息（SV）狀態(tài)信息狀態(tài)信息（GOOSE）開關量開關量監(jiān)控主機監(jiān)控主機MMSMMS3) 3) 服務模型：服務模型：MMSMMS、GOOSEGOOSE和和SVSV三類三類一、一、IEC 61850標準簡介標準簡介第9頁/共65頁4) 4) 智能變電站自動化接口模型智能變電站自動化接口模型一、一、IEC 61850標準簡介標準簡介第10頁/共65頁5 5） IEC 61850IEC 61850標準模型的表達形式標準模型的表達形式物理設備物理設備邏輯設備邏輯設備邏輯邏輯節(jié)點節(jié)點DO數據屬性數據屬性 DA。如啟動、

8、。如啟動、 A、B、C動作動作邏輯節(jié)點邏輯節(jié)點LN。如：差動、阻抗保護。如：差動、阻抗保護數據對象數據對象 DO。如：保護啟動、動作。如：保護啟動、動作物理設備。如：線物理設備。如：線 線路保護線路保護邏輯設備邏輯設備LD。如：第一、二套保護。如：第一、二套保護“PHD / PCL931 / PDIS1 $ Op $ general” =1物理設備名服務器邏輯設備名邏輯節(jié)點名數據屬性名數據對象名一、一、IEC 61850標準簡介標準簡介第11頁/共65頁GndPDIS1GndPDIS2GndPDIS3generalOpPhsAPhsBPhsCgeneralOpPhsAPhsBPhsCgener

9、alOpPhsAPhsBPhsCGndPDIS1.Op.generalGndPDIS2.Op.generalGndPDIS3.Op.generalGndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsCGndPDIS2.Op.PhsAGndPDIS2.Op.PhsBGndPDIS2.Op.PhsCGndPDIS3.Op.PhsAGndPDIS3.Op.PhsBGndPDIS3.Op.PhsC數據對象數據對象100100000000接地距離保護接地距離保護I段動作跳段動作跳A相相數據集數據集邏輯邏輯節(jié)點節(jié)點數據屬性數據屬性6) 6) 狀態(tài)信息狀態(tài)信息一、一

10、、IEC 61850標準簡介標準簡介第12頁/共65頁數據集數據集GndPDIS1.Op.generalGndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsC保保護護程程序序通通信信程程序序負責刷新數據集中數據的值負責刷新數據集中數據的值置置1：表示動作：表示動作置置0：表示返回：表示返回監(jiān)視數據集中數據值的變化監(jiān)視數據集中數據值的變化一旦發(fā)生變化就認為產生一個事件一旦發(fā)生變化就認為產生一個事件即發(fā)送報文即發(fā)送報文狀態(tài)信息的形成過程狀態(tài)信息的形成過程一、一、IEC 61850標準簡介標準簡介第13頁/共65頁GOOSE傳輸機制傳輸機制：變時間間隔重復傳

11、輸變時間間隔重復傳輸事件結束后以較長的間隔連續(xù)傳輸（事件結束后以較長的間隔連續(xù)傳輸（5s），以保持通信線路的），以保持通信線路的暢通暢通事件發(fā)生時以較短的間隔連續(xù)傳輸（事件發(fā)生時以較短的間隔連續(xù)傳輸（2ms，4ms, 8ms）避）避免數據報文的丟失免數據報文的丟失事件計數器事件計數器C1報文計數器報文計數器C2C1=8C2=10C1=9C2=0C1=9C2=5保護動作保護動作一、一、IEC 61850標準簡介標準簡介第14頁/共65頁保護程序判斷結果保護程序判斷結果距離距離I段動作，跳段動作，跳A相相St5Sq8St6Sq0St6Sq1St6Sq2St6Sq3St7Sq0St加加1，Sq清零清

12、零事件發(fā)生時刻事件發(fā)生時刻St7Sq3St5Sq75s2ms2ms 4ms5sSt：事件計數器：事件計數器Sq：報文計數器：報文計數器GndPDIS1.Op.generalGndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsC0000110011001100110000000000保護程序：刷新數據保護程序：刷新數據0000通信程序：監(jiān)測數據變化通信程序：監(jiān)測數據變化/傳輸傳輸GOOSE報文報文000000000000St7Sq1返回時間到返回時間到St7Sq2St7Sq4事件發(fā)生時刻事件發(fā)生時刻St加加1，Sq清零清零2ms2ms 4msGOOSEG

13、OOSE傳輸實例：傳輸實例：一、一、IEC 61850標準簡介標準簡介第15頁/共65頁一、一、IEC 61850標準簡介標準簡介第16頁/共65頁電站自動化系統中常用設備的統一數據模型，滿足互操作性要求。一、一、IEC 61850標準簡介標準簡介第17頁/共65頁一、一、IEC 61850標準簡介標準簡介第18頁/共65頁1010） 6185061850的面向對象建模的面向對象建模一、一、IEC 61850標準簡介標準簡介第19頁/共65頁1111）應用數據和服務的建模應用數據和服務的建模一、一、IEC 61850標準簡介標準簡介第20頁/共65頁IEC61850培訓IEC61850IEC6

14、1850配置流程介紹配置流程介紹第21頁/共65頁1）智能化變電站系統與設備的描述）智能化變電站系統與設備的描述 四個重要的描述文件四個重要的描述文件SSD：系統定義文件：應全站唯一，該文件描述變電站一次系統結構：系統定義文件：應全站唯一，該文件描述變電站一次系統結構及相關聯的邏輯節(jié)點，最終包含在及相關聯的邏輯節(jié)點，最終包含在SCD文件中。文件中。 SCD：變電站配置描述文件：該文件描述所有：變電站配置描述文件：該文件描述所有IED的實例配置的實例配置和通訊參數，和通訊參數，IED之間通訊配置及變電站一次系統結構有系統之間通訊配置及變電站一次系統結構有系統集成商完成。集成商完成。SCD文件應包

15、含版本修改信息，明確描述修改時間，文件應包含版本修改信息，明確描述修改時間，修改版本號等內容。修改版本號等內容。二、二、 IEC61850 IEC61850配置流程介紹配置流程介紹第22頁/共65頁IED實例名稱和通訊參數。是從系統集成商配置的SCD文件導出的，他關聯了一次系統和通信參數。 二、二、 IEC61850 IEC61850配置流程介紹配置流程介紹第23頁/共65頁2）各種描述文件的作用和流轉過程）各種描述文件的作用和流轉過程.ssd文件文件(1個，設計院提供個，設計院提供).icd文件文件(多個，由制造商提供多個，由制造商提供)描述一次接線圖描述二次設備的信息和服務模型通信系統設計

16、.scd文件文件描述一次接線、二次設備和通信系統（最完整）實例化，確定二次設備與一次系統的對應關系. cid文件文件. cid文件文件描述二次設備模型、通信參數及與一次系統的對應關系二、 IEC61850配置流程介紹第24頁/共65頁IEC61850培訓SSDSSD系統圖組態(tài)工具系統圖組態(tài)工具裝置模板組態(tài)工具裝置模板組態(tài)工具ICICD D系統組態(tài)工具系統組態(tài)工具SCSCD D裝置實例組態(tài)工具裝置實例組態(tài)工具IEC61850IEC61850裝置裝置CIDCID全站系統配置文件全站系統配置文件一次系統配置文件一次系統配置文件裝置模板配置裝置模板配置文件文件裝置實例配置文裝置實例配置文件件配置二、二

17、、 IEC61850 IEC61850配置流程介紹配置流程介紹第25頁/共65頁IEC61850培訓三、三、 IEC61850 IEC61850模型模型第26頁/共65頁IEC61850培訓ICD/CIDICD/CID文件結構文件結構 -Header：歷史版本信息等-Communication：IP地址，GOOSE配置等-IED：遙測、遙信、定值、壓板、動作信號等-DataTypeTemplates ：對象類型定義第27頁/共65頁 1：XMLSpy修改模型，可做一些語法方面的驗證，特別是使用柵格模式可避免格式錯誤。2:SCD工具可以校驗模型的規(guī)范性和語法性的錯誤，并且能明確指出錯誤所在處，建

18、議使用ICD前先進行校驗。3：客戶端工具軟件Visual Studio可作進一步驗證,安裝好軟件后，只需把模型文件放入E:Iec61850STD_61850mvlusr下，然后startup中的文件名和IED名字修改正確，然后運行軟件，運行結果 記錄在E:Iec61850STD_61850mvlusr 中的mms.log中,此項校驗偏重于內部映射格式和語法錯誤。IEC61850培訓第28頁/共65頁 IEC 61850模型的樹狀層次：PHD-LD-LN-DO-DA IEC61850培訓第29頁/共65頁IEC61850培訓IED Sevices （服務）SevicesDyaAssociatio

19、n 目錄Setting Groups 定值組GetDirectory 地址列表Data Object Definition 數據對象定義Get Data SetValue 得到數據對象值Set Data SetValue 擴展數據對象值Data Set Directory 數據集地址表Conf Data Set 數據集（最多個數）Read Write 讀、寫Conf Report Control 報告控制塊（最多個數）Get CB Values 控制值Report Settings 報告控制塊的整定GOOSEFile Hardling 文件處理ConfLNS fixLnInst 實例fixPr

20、efix 擴展第30頁/共65頁IEC61850培訓第31頁/共65頁 1：icd文件中的IED名一般為Template2：每個IED包含1-n個LDevice，每個LD至少包含1個LN0、1個LPHD 和 其他LN。3：邏輯設備建模原則，應把某些具有公用特性的邏輯節(jié)點組合成一個邏 輯設備。 LD不宜劃分過多，保護功能宜使用一個 LD來表示。SGCB 控制的數據對象不應跨 LD，數據集包含的數據對象不應跨LD。IEC61850培訓第32頁/共65頁5 5：IEDIED應用模型規(guī)范：邏輯設備（應用模型規(guī)范：邏輯設備（LDLD）建模原則）建模原則邏輯設備的劃分宜依據功能進行，按以下幾種類型進行劃分

21、：a） 公用LD，inst 名為“LD0”：包括與保護功能無關的裝置告警信號、通信故障（包含MMS、GOOSE、SV）,自檢信號等；b） 測量LD，inst 名為“MEAS”：包括遙測信號；c） 保護LD，inst 名為“PROT”：包括與保護功能相關的各類信號，例如：保護LN、跳閘LN、保護模型量LN、保護開入量LN等；d） 控制LD，inst 名為“CTRL”：包括遙信和遙控信號；e） 保護、測控、合并單元等過程層訪問點的LD，inst 名為“PI”：包括測控GOOSE信號、保護GOOSE信號； I） 采樣值LD，inst名為“SVLD”：包括保護、測控接收的SV信號；f） 智能終端LD，

22、inst 名為“RPIT”：包括與智能終端相關的各類信號，例如：跳閘LN、開關LN、遙控LN、測量LN等；g） 錄波LD，inst 名為“RCD”：包括保護錄波或專用錄波器LN；h） 合并單元LD，inst 名為“MU”：包括合并單元所需的各類信號，例如：互感器LN等。IEC61850培訓第33頁/共65頁 邏輯節(jié)點（LN）建模原則： LN是 IED自身完成的最小功能單元，應按照 IEC 61850標準建模。 需要通信的每個最小功能單元建模為一個 LN對象，屬于同一功能對象的數據和數據屬性應放在同一個 LN對象中。LN類的數據對象統一擴充邏輯節(jié)點是功能的最小單位，如PTOC類型的LN表示帶時限

23、過流保護，包括時限、過流等定值及保護啟動動作狀態(tài)。MMXU表示3相系統的模擬量，包括電流、電壓、功率等數據。CSWI表示開關對象，包括開關狀態(tài)，開關控點等數據。從LD包含的LN既可知道LD所能支持的功能 。 以下是常用邏輯節(jié)點：IEC61850培訓第34頁/共65頁IEC61850培訓名稱用途CSWI開關控制器GGIO通用過程I/OMMXU測量PDIF差動保護PDIS距離保護PSCH保護配置PTOC過流保護PTOV過壓保護PTRC保護跳閘PTTR過負荷保護PTUF低周保護第35頁/共65頁IEC61850培訓名稱描述RBRF失靈保護RDRE故障錄波RFL0故障定位RREC重合閘RSYN同期、檢

24、同期XCBR斷路器XSWI刀閘TCTR電流互感器TVTR電壓互感器第36頁/共65頁包含狀態(tài)數據的包含狀態(tài)數據的LNLNIEC61850培訓第37頁/共65頁IEC61850培訓第38頁/共65頁1:LN類型lnType：描述LN包含的數據信息，根據lnType如 NJPN_GGIO_IND在DataTypeTemplate段中查詢2:LN實例名：prefix+lnClass+inst 如：GGIO2（prefix為空）3:LN實例路徑名： CTRL/GGIO2 LD與LN之間以/分隔4:只在LN0實例中包含數據集DataSet、報告控制塊ReportControl。5:只有在DataType

25、Template定義過，LN才可以實例化，比如 模板NJPN_GGIO_IND中定義了Mod、Behavior、NamPlt、 Health、Ind1.Ind16，LN實例化時DO就只能包含Mod、 Behavior、NamPlt、 Health、Ind1.Ind16。如果要增加其他 DO，必須在DataTypeTemplate先行定義，才可進行實例化。IEC61850培訓第39頁/共65頁包含測量數據的包含測量數據的LNLN1:LN類型lnType：描述LN包含的數據信息，根據lnType如 NJPN_MMXU在DataTypeTemplate段中查詢2:LN實例名：prefix+lnCla

26、ss+inst 如：BUS_MMXU13:LN實例路徑名： MEAS/ BUS_MMXU1 LD與LN之間以/分隔IEC61850培訓第40頁/共65頁IEC61850培訓第41頁/共65頁IEC61850培訓第42頁/共65頁IEC61850培訓第43頁/共65頁 模型中LN的下級數據稱為DO，在61850標準中統一定義了每個DO含義，DO又可包含下級DO和DA，因此DO可看作一個結構化的數據。DA是模型中的末級數據，DA又可包含DA，最末級DA稱為葉子leaf。模型中的信息分為幾種類型，由DA的功能約束屬性fc進行標識，常用fc有如下類別：ST：狀態(tài) MX：測量 CO：控制 SG：當前區(qū)定

27、值 SE：編輯區(qū)定值BR：緩沖型報告控制塊 RP：非緩沖型報告控制塊下面為常用數據類型的例子。IEC61850培訓第44頁/共65頁u公共數據類的功能約束值語義允許的服務初始值/ /存儲/ /解釋備注STST狀態(tài)信息數據屬性代表狀態(tài)信息，它的值可讀、取代、報告或記錄但不能寫。 從過程得到數據屬性的初始值. .用于數據定義MXMX測量值( (模擬值) )數據屬性代表測量值信息，它的值可讀、取代、報告或記錄但不能寫。從過程得到數據屬性的初始值. .用于數據定義COCO控制數據屬性代表控制信息，它的值可操作 ( (控制模型). ).用于數據定義SPSP設點數據屬性代表設點信息，它的值可操作 ( (控

28、制模型) )和讀。其值立即生效。數據屬性的初始值為配置的；值為非易失的. .用于數據、控制塊定義第45頁/共65頁u公共數據類的功能約束值語義允許的服務初始值/ /存儲/ /解釋備注SGSG定值組邏輯設備實現SGCBSGCB（定值組控制塊SETTING GROUP SETTING GROUP CONTROL BLOCKCONTROL BLOCK）類具有幾組數據屬性的全部實例值, ,其功能約束為SG. SG. 在每一組內每個數據屬性有一個值帶功能約束SG. SG. 為當前激活值( (詳見笫1313章) ) 。FCFC為SGSG的數據屬性有一個值帶功能約束SG. SG. 為當前激活值( (詳見值1

29、3) 13) 功能約束SG SG 的數據屬性值不可寫數據屬性的初始值為配置的；值為非易失的. .用于數據定義SESE定值組可編輯的 由 SGCB SGCB 服務可進行編輯的數據屬性. .SelectEditSelectEditSGSG服務處理后，數據屬性值可用. .用于數據定義第46頁/共65頁u公共數據類的功能約束值語義允許的服務初始值/ /存儲/ /解釋備注EXEX擴充定義數據屬性代表擴充信息, , 提供引用名字空間(name (name space)space)，擴充用于用于本標準系列第7-37-3部分、第7-7-4 4部分的LNLN、 DATADATA、數據屬性的擴充定義。功能約束EX

30、EX的數據屬性值不可寫 數據屬性的初始值為配置的；值為非易失的. .用于數據定義BRBR緩存報告數據屬性代表BRCBBRCB的報告控制信息，它的值可寫、可讀. . 數據屬性的初始值為配置的；值為非易失的. .用于控制塊定義RPRP非緩存報告數據屬性代表URCBURCB（非緩存報告控塊UNBUFFERED UNBUFFERED REPORT CONTROL REPORT CONTROL BLOCKBLOCK）的報告控制信息，它的值可寫、可讀. .數據屬性的初始值為配置的；值為非易失的. .用于控制塊定義第47頁/共65頁u公用數據類CDCu工程建模過程中，如果每個邏輯節(jié)點的每個數據都隨意定義，互

31、操作性無從談起。uIEC61850借用了編程中類的概念，定義了一批公用數據類。工程建模時，數據定義不需列出全部屬性，僅需引用公用數據類。公用數據類對保持數據屬性定義的一致性非常有用。例如斷路器邏輯節(jié)點XCBR位置數據POS只需引用CDC中“可控雙點DPC”即可。 第48頁/共65頁u公用數據類CDCu核心的公用數據類分組 狀態(tài)信息 ；SPC、DPC、INS 測量值信息；MV、CMV 可控狀態(tài)信息；（包含SPC、DPC、INC） 可控模擬信息； 狀態(tài)設置；SPG、ING 模擬設置； 描述信息。u約30種CDCu舉例：斷路器邏輯節(jié)點XCBR的位置屬性POS繼承CDC“可控雙點”-“DPC” 的全部

32、數據屬性，如ctlVal, origin, ctlNum 等。 第49頁/共65頁 包括壓板狀態(tài)、開入狀態(tài)、告警信息、事件狀態(tài)等。類型：SPSIEC61850培訓第50頁/共65頁IEC61850培訓實例化中Ind2屬于LnType為NJPN_GGIO_IND的LN，所以在LNodeType中查詢得到DOtype為CN_SPS，再到DOType中查詢得到DA（stVal）。第51頁/共65頁 （CMV）IEC61850培訓第52頁/共65頁IEC61850培訓第53頁/共65頁 IEC61850培訓第54頁/共65頁IEC61850培訓第55頁/共65頁 IEC61850培訓第56頁/共65頁

33、IEC61850培訓DatasetdescnameFCDALdInst LD實例LnClass 邏輯節(jié)點名LnInst 邏輯節(jié)點實例doName 數據名稱FC 功能約束DatasetdescnameFCDALdInst LD實例LnClass 邏輯節(jié)點名LnInst 邏輯節(jié)點實例doName 數據名稱FC 功能約束第57頁/共65頁FCDA到DO，DO包含的fc指定的DA也屬于FCDAIEC61850培訓第58頁/共65頁IEC61850培訓FCDA到DA 1: 數據集路徑名datasetReference唯一確定一個數據集:IED名+LD名 +LN名+數據集名 2: 根據每個數據成員實例可找

34、到數據的描述，即可知道數據與IED內部數據的 對應關系 第59頁/共65頁 IEC61850培訓ReportControlSeqNum 順序號TimeofEntry 報告條目時間Dataset 數據集引用ReasmCode 動作原因DataRef 數據引用EntryID 條目標識符ConfigRef 版本號 attributes 屬性 Name 名稱 datset 數據集引用 intgpd 是否發(fā)送完整報告 rptID ID名（標識符） confRev 版本 buffered 緩存報告 bufTime 緩存時間 TrgOps 觸發(fā)選項 OptFields 報告選項域 RptEnabled 報告使能Dchg 數值變化Qchg 品質變化Dupd 更新變化Period 周期變化第60頁/共65頁IEC61850培訓1、報告控制塊用于設定IED上送數據的內容及方式等，包括告警、事件、開入、模擬量等所有IED