IEC61850實現(xiàn)

1、IEC61850IEC61850實現(xiàn)實現(xiàn)內(nèi)容提要內(nèi)容提要 IEC61850簡介簡介 IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù) 站控層技術(shù)實現(xiàn)站控層技術(shù)實現(xiàn) 過程層技術(shù)實現(xiàn)過程層技術(shù)實現(xiàn) 小結(jié)小結(jié)1. IEC61850簡介簡介1.1 背景背景SAS開展到現(xiàn)階段必須解決互操作問題。開展到現(xiàn)階段必須解決互操作問題。IEC TC57 用用10年時間，為年時間，為SAS的網(wǎng)絡的網(wǎng)絡和系統(tǒng)制定了國際統(tǒng)一的標準。和系統(tǒng)制定了國際統(tǒng)一的標準。中國等同引用該標準中國等同引用該標準-DL860/T。1. IEC61850簡介簡介1.2 IEC61850是什么？是什么？定義了通信的兩個重要內(nèi)容：定義了通信的兩個重要內(nèi)容：

2、傳遞什么？傳遞什么？ 如何傳遞？如何傳遞？定義了設備和變電站的配置；定義了設備和變電站的配置；面向未來，通信協(xié)議可選擇；面向未來，通信協(xié)議可選擇；對自動化設備協(xié)同工作的方式進行了開展；對自動化設備協(xié)同工作的方式進行了開展；具有通用性，可應用于其他領(lǐng)域；具有通用性，可應用于其他領(lǐng)域；是一套技術(shù)體系，而不僅僅是通信協(xié)議。是一套技術(shù)體系，而不僅僅是通信協(xié)議。1. IEC61850簡介簡介1.3 制定制定IEC61850的目的的目的互操作性互操作性 不同廠家的不同廠家的IED之間能夠交換信息并能夠利用交之間能夠交換信息并能夠利用交換的信息完成各自的功能。換的信息完成各自的功能。自由配置自由配置 能夠支

3、持不同的設計理念，允許功能的自由分配。能夠支持不同的設計理念，允許功能的自由分配。長期穩(wěn)定性長期穩(wěn)定性 面向未來開展，既能夠適應通信技術(shù)的快速開展，面向未來開展，既能夠適應通信技術(shù)的快速開展，又能滿足電力系統(tǒng)需求長期的穩(wěn)定性。又能滿足電力系統(tǒng)需求長期的穩(wěn)定性。 1. IEC61850簡介簡介1.4 互操作性如何獲得？互操作性如何獲得？數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型效勞模型效勞模型協(xié)議協(xié)議物理網(wǎng)絡物理網(wǎng)絡工程數(shù)據(jù)交換工程數(shù)據(jù)交換一致性測試一致性測試 1. IEC61850簡介簡介1.5 變與不變變與不變不改變變電站的功能不改變變電站的功能不改變設備的功能不改變設備的功能提供了一個更加簡單的觀察視角提供了一個更

4、加簡單的觀察視角 具有互操作性具有互操作性可以降低系統(tǒng)本錢可以降低系統(tǒng)本錢 1. IEC61850簡介簡介1.6 IEC61850文件構(gòu)成文件構(gòu)成目前有目前有14個局部，分為個局部，分為6類：類：系統(tǒng)級別系統(tǒng)級別 IEC61850-1 介紹和概述介紹和概述 IEC61850-2 術(shù)語術(shù)語 IEC61850-3 通用需求通用需求 IEC61850-4 系統(tǒng)和工程管理系統(tǒng)和工程管理 IEC61850-5 功能和設備模型的通信需求功能和設備模型的通信需求 1. IEC61850簡介簡介1.6 IEC61850文件構(gòu)成文件構(gòu)成數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 IEC61850-7-4 邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)類邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)類

5、 IEC61850-7-3 通用數(shù)據(jù)類通用數(shù)據(jù)類抽象通信效勞抽象通信效勞 IEC61850-7-1 原理和模型原理和模型 IEC61850-7-2 抽象通信效勞抽象通信效勞ACSI 1. IEC61850簡介簡介1.6 IEC61850文件構(gòu)成映射到實際的通信網(wǎng)絡SCSM IEC61850-8-1 映射到MMS和ISO/IEC8802-3 IEC61850-9-1 通過單方向點對點傳輸采樣值 IEC61850-9-2 通過ISO/IEC8802-3傳輸采樣值配置 IEC61850-6 變電站IED的配置語言測試 IEC61850-10 一致性測試 1. IEC61850簡介簡介1.7 SAS接

6、口模型接口模型IF1：間隔層和站層之間交換保護數(shù)據(jù)：間隔層和站層之間交換保護數(shù)據(jù) IF2：間隔層和遠方保護之間交換保護數(shù)據(jù)：間隔層和遠方保護之間交換保護數(shù)據(jù)IF3：間隔層之間交換數(shù)據(jù)如保護和控制設備間：間隔層之間交換數(shù)據(jù)如保護和控制設備間IF4：間隔層和過程層之間交換采樣數(shù)據(jù)：間隔層和過程層之間交換采樣數(shù)據(jù)IF5：間隔層和過程層之間交換控制數(shù)據(jù)：間隔層和過程層之間交換控制數(shù)據(jù)IF6：間隔層和站層之間交換控制數(shù)據(jù)：間隔層和站層之間交換控制數(shù)據(jù)IF7：站層和遠方工程師之間交換數(shù)據(jù)：站層和遠方工程師之間交換數(shù)據(jù)IF8：間隔層之間直接快速交換數(shù)據(jù)，如聯(lián)鎖：間隔層之間直接快速交換數(shù)據(jù)，如聯(lián)鎖IF9：站層

7、之間交換數(shù)據(jù)：站層之間交換數(shù)據(jù)IF10：站層和遠方控制中心之間交換數(shù)據(jù)：站層和遠方控制中心之間交換數(shù)據(jù)遠方控制中心 技術(shù)服務7功能A功能B9變電站層3控制繼電保護3控制繼電保護81616間隔層傳感器操作機構(gòu)過程層接口過程層高壓設備4545101. IEC61850簡介簡介1.8 IEC61850的數(shù)據(jù)層次的數(shù)據(jù)層次1. IEC61850簡介簡介1.9 IEC61850的特點的特點用面向?qū)ο蠼Ｓ妹嫦驅(qū)ο蠼７謱印⒎植俭w系來描述變電站自動化系分層、分布體系來描述變電站自動化系統(tǒng)統(tǒng)功能與具體通信網(wǎng)絡別離，具有穩(wěn)定性。功能與具體通信網(wǎng)絡別離，具有穩(wěn)定性。特殊通信效勞映射特殊通信效勞映射SCSM技術(shù)，

8、與具體技術(shù)，與具體底層網(wǎng)絡協(xié)議一一對應，具有良好的底層網(wǎng)絡協(xié)議一一對應，具有良好的開放性。開放性。具有良好的互操作性具有良好的互操作性 1. IEC61850簡介簡介1.10 IEC61850的網(wǎng)絡構(gòu)成的網(wǎng)絡構(gòu)成間隔層及以上局部間隔層及以上局部 間隔層間隔層IED之間、間隔層之間、間隔層IED與變與變電站層設備之間的通信。電站層設備之間的通信。 使用以太網(wǎng)。運行使用以太網(wǎng)。運行TCP/IP以及以及IEC61850-7、-8協(xié)議。協(xié)議。 間隔層以下過程層間隔層以下過程層 過程層與間隔層中繼電保護、測量過程層與間隔層中繼電保護、測量控制單元等控制單元等IED的通信。的通信。 以太網(wǎng)技術(shù)是以太網(wǎng)技術(shù)

9、是IEC61850目前的選擇。目前的選擇。 1. IEC61850簡介簡介1.11 對對IEC61850的評價的評價優(yōu)點優(yōu)點 可以實現(xiàn)互操作?？梢詫崿F(xiàn)互操作。缺點缺點 使用了大量新技術(shù)，與傳統(tǒng)技術(shù)差使用了大量新技術(shù)，與傳統(tǒng)技術(shù)差異比較大，實現(xiàn)難度大，對平臺的要異比較大，實現(xiàn)難度大，對平臺的要求也高。求也高。2. IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù)2.1和傳統(tǒng)協(xié)議的差異和傳統(tǒng)協(xié)議的差異現(xiàn)有協(xié)議都是面向信號的，是線性的點，現(xiàn)有協(xié)議都是面向信號的，是線性的點，以點號來識別，自描述性比較差，需以點號來識別，自描述性比較差，需要雙方事先約定；要雙方事先約定；IEC61850使用得了面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)，使用得

10、了面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)，數(shù)據(jù)模型具有自描述能力，通信雙方數(shù)據(jù)模型具有自描述能力，通信雙方不需要事先約定；不需要事先約定；2. IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù)2.2 建模抽象建模抽象2. IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù)2.3 建模方法建模方法Physical Device(network address)Logical Device(e.g. Relay1)MMXU1MMXU2MXMXAVLogical NodesFunctional Constraint“MMXU2$MX$A =Feeder #2 Current Measurements2. IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù)2.4 關(guān)鍵字關(guān)鍵

11、字功能：變電站自動化系統(tǒng)執(zhí)行的任務。功能：變電站自動化系統(tǒng)執(zhí)行的任務。如：距離保護，聯(lián)鎖，報警管理等。如：距離保護，聯(lián)鎖，報警管理等。邏輯設備邏輯設備LD：一種虛擬設備，聚：一種虛擬設備，聚合邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)。物理設備可以包合邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)。物理設備可以包含一個或多個含一個或多個LD。邏輯節(jié)點邏輯節(jié)點LN：用來描述系統(tǒng)功能：用來描述系統(tǒng)功能的根本單位，是數(shù)據(jù)對象的容器，可的根本單位，是數(shù)據(jù)對象的容器，可以任意分配到以任意分配到IED，每個邏輯節(jié)點和，每個邏輯節(jié)點和內(nèi)部的數(shù)據(jù)都有具體的語義，并通過內(nèi)部的數(shù)據(jù)都有具體的語義，并通過他們的效勞與外部進行交互。他們的效勞與外部進行交互。2. IEC618

12、50建模技術(shù)建模技術(shù)2.5 功能功能-LD-LN的關(guān)系的關(guān)系功能：變電站自動化系統(tǒng)執(zhí)行的任務LN：用來交換數(shù)據(jù)的功能的最小單位LD：一種虛擬設備，聚合邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)。物理設備可以包含一個或多個LD2. IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù)2.6 建模的兩種思路建模的兩種思路內(nèi)外一致的建模方案。內(nèi)外一致的建模方案。 代表廠家代表廠家ABB 缺點：配置復雜缺點：配置復雜外部包裝的建模方法。外部包裝的建模方法。 代表廠家代表廠家國內(nèi)四大家國內(nèi)四大家 缺點：技術(shù)落后？缺點：技術(shù)落后？ 工程化比較成功工程化比較成功2. IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù)2.7小結(jié)小結(jié)對建模的重要性認識不夠?qū)５闹匾哉J識不

13、夠 前一階段關(guān)注于根本前一階段關(guān)注于根本61850實現(xiàn)實現(xiàn)工作才剛剛開始工作才剛剛開始 真正和應用關(guān)聯(lián)真正和應用關(guān)聯(lián) 直接決定工程實施工作量直接決定工程實施工作量 需要專業(yè)知識和現(xiàn)場經(jīng)驗支撐需要專業(yè)知識和現(xiàn)場經(jīng)驗支撐 應用到其他領(lǐng)域應用到其他領(lǐng)域3、站控層技術(shù)實現(xiàn)、站控層技術(shù)實現(xiàn)3.1 內(nèi)容內(nèi)容 MMS 采用SISCO公司開發(fā)包 間隔間連鎖間隔間連鎖-GOOSE 采用SISCO公司開發(fā)包 自主開發(fā) 站控層技術(shù)已經(jīng)成熟，用戶和廠家認識已站控層技術(shù)已經(jīng)成熟，用戶和廠家認識已經(jīng)達成一致經(jīng)達成一致3、站控層技術(shù)實現(xiàn)、站控層技術(shù)實現(xiàn)3.2 開展方向開展方向自主知識產(chǎn)權(quán)自主知識產(chǎn)權(quán) 開發(fā)開發(fā)MMS-？輕型

14、化輕型化 目標目標降低本錢降低本錢MMS的組件開發(fā)的組件開發(fā)1、過程層技術(shù)實現(xiàn)、過程層技術(shù)實現(xiàn)4.1 內(nèi)容內(nèi)容網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 點對點方案點對點方案 交換機組網(wǎng)方案交換機組網(wǎng)方案SMV 正在探索中正在探索中Goose 根本達成一致認識根本達成一致認識對時對時4、過程層技術(shù)實現(xiàn)、過程層技術(shù)實現(xiàn)4.2 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 交換機組網(wǎng)方案交換機組網(wǎng)方案 交換機的可靠性？ 中高壓VS低壓 點對點方案點對點方案 可靠性 連接復雜、配置復雜 信息不能共享 可擴展性差4、過程層技術(shù)實現(xiàn)、過程層技術(shù)實現(xiàn)4.3 過程層過程層Goose 實現(xiàn)方法實現(xiàn)方法 SISCO庫 自主開發(fā) 組網(wǎng)方案組網(wǎng)方案 網(wǎng)絡方案 點對點4

15、、過程層技術(shù)實現(xiàn)、過程層技術(shù)實現(xiàn)4.4 SMV 實現(xiàn)方法實現(xiàn)方法 CPU/DSP CPU/FPGA 同步同步VS非同步非同步 組網(wǎng)方案組網(wǎng)方案 網(wǎng)絡方案 點對點4、過程層技術(shù)實現(xiàn)、過程層技術(shù)實現(xiàn)4.5 對時對時 B碼碼 15884、過程層技術(shù)實現(xiàn)、過程層技術(shù)實現(xiàn)4.6 裝置就地化裝置就地化 防護等級防護等級 IP67 VS IP54 檢修方法檢修方法 裝置就地化后的檢修方案5、小結(jié)、小結(jié)5.1 內(nèi)容內(nèi)容站控層技術(shù)已經(jīng)根本成熟站控層技術(shù)已經(jīng)根本成熟 IEC61850過程層技術(shù)在變電站的應用過程層技術(shù)在變電站的應用 智能電網(wǎng)熱點智能電網(wǎng)熱點5、小結(jié)、小結(jié)5.2 站控層技術(shù)站控層技術(shù)站控層技術(shù)已經(jīng)根本成熟站控層技術(shù)已經(jīng)根本成熟MMS主流廠家已經(jīng)成熟主流廠家已經(jīng)成熟 廠家和用戶認識達成一致廠家和用戶認識達成一致目前用戶關(guān)注應用功能的標準化目前用戶關(guān)注應用功能的標準化如何