IEC61850標準ppt課件

1、IEC61850規(guī)范引見南京南瑞繼保電氣1.IEC61850規(guī)范的目的IEC61850規(guī)范的簡介IEC61850規(guī)范的運用2.IEC61850的目的一致通訊規(guī)范 目前電站自動化系統(tǒng)通訊存在的問題： 通訊介質(zhì)不一致： RS422/485/232 各廠商均有 Worldfip 南瑞繼保 CAN網(wǎng) 國外廠商運用較多 lon網(wǎng) 部分廠家用 以太網(wǎng) 各廠商均有 3.IEC61850的目的一致通訊規(guī)范 目前電站自動化系統(tǒng)通訊存在的問題： 通訊協(xié)議不一致： 103規(guī)約 各廠商均有，但各不一樣 Modbus 國外廠商采用較多 DNP3.0 美洲廠商采用較多，如:SEL Open2000 南瑞科技 網(wǎng)絡(luò)103

2、南瑞繼保 4.IEC61850的目的一致通訊規(guī)范 自動化系統(tǒng)存在的問題： 通訊差別影響自動化集成度，導致實踐自動化性能沒有料想的高。5.IEC61850的目的一致通訊規(guī)范 一致通訊規(guī)范的特征基于已有的IEC/IEEE/ISO/OSI可用的通訊 規(guī)范的根底上采用協(xié)議是開放的并支持設(shè)備自我描畫，以到達添加新功能的能夠性基于電力工業(yè)的相關(guān)需求的數(shù)據(jù)對象通訊的語法和語義將基于采用電力系統(tǒng)相關(guān)的共同數(shù)據(jù)對象6.IEC61850的目的一致工程實施規(guī)范 規(guī)范設(shè)備邏輯模型 規(guī)范設(shè)備通訊接口 規(guī)范變電站層次構(gòu)造 規(guī)范設(shè)備配置文本及描畫配置文本的言語 7.IEC61850的目的互操作性 為不同廠家設(shè)備可平等地交換

3、信息和運用這些信息執(zhí)行特定的功能自在配置性 根據(jù)實踐需求配置通訊內(nèi)容，做到通訊量的可剪裁性。同時也滿足用戶集中式和分散式的要求長期運用性 模型相對固定，順應(yīng)不斷開展通訊技術(shù)，使得本身具有進化性。8.IEC61850的簡介三層架構(gòu)及邏輯接口IF1：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)IF3：間隔層之間交換數(shù)據(jù)如保護和控制設(shè)備間IF4：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)IF6：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)IF8：間隔層之間直接快速交換數(shù)據(jù)，如聯(lián)鎖IF9：站層之間交換數(shù)據(jù)IF10：站層和遠方控制中心

4、之間交換數(shù)據(jù)9.IEC61850的簡介各章節(jié)引見章節(jié)5 安裝模型和功能的通訊要求章節(jié)1 3引見和概述/術(shù)語/總體要求系 統(tǒng) 概 述 和 要 求通 信 網(wǎng) 絡(luò) 通 信 映 射章節(jié)8-1 SCSM映射到MMS和ISO/IEC 8802-3章節(jié)9-1 SCSM映射-經(jīng)過單向多路點對點串行 通訊鏈路的采樣值章節(jié)9-2 SCSM映射-經(jīng)過ISO/IEC 8802-3 的采樣值 Scada通訊效力章節(jié)7-2 變電站/安裝基 本通訊構(gòu)造(ACSI) 數(shù) 據(jù) 模 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)點和數(shù)據(jù)類定義 實時通訊 GOOSE、采樣值章節(jié)7-2 變電站/安裝基 本通訊構(gòu)造(ACSI

5、)裝 置章節(jié)6 IED通訊配置描畫言語章節(jié)4 系統(tǒng)和工程管理系 統(tǒng) 施 工 和 工 程 管 理一 致 性 測 試 (章節(jié)10)10.IEC61850的簡介設(shè)備建模 為什么要建立設(shè)備模型？ 以前通訊規(guī)范協(xié)議沒有模型概念，一切信息都是與規(guī)約報文組織方式一一對應(yīng)，通用性及自定義性不強。 設(shè)備模型可以映射到不同地通訊協(xié)議，順應(yīng)通訊技術(shù)的開展 經(jīng)過模型配置，可以恣意根據(jù)實踐情況配置變電站通訊內(nèi)容，可優(yōu)化站內(nèi)通訊量 11.IEC61850的簡介設(shè)備建模 如何為設(shè)備建立模型？ 以功能為根本單位建立邏輯節(jié)點LN 多個不同功能LN的集合組成邏輯安裝LD 一個或多個邏輯安裝LD組成實踐設(shè)備的邏輯模型 12.IEC

6、61850的簡介設(shè)備建模 如何為設(shè)備建立模型？ 采用模型中效力services的方式完成電力系統(tǒng)通訊的多種通訊內(nèi)容 設(shè)備的整體邏輯模型采用樹形方式，層次明晰，便于查詢 為了規(guī)范模型構(gòu)造，IEC61850規(guī)范預先定義了部分邏輯節(jié)點模型13.IEC61850的簡介 XCBR 斷路器XSWI 隔分開關(guān)TCTR 電流互感器TVTR 電壓互感器SIMG 絕緣介質(zhì)監(jiān)視CSWI 開關(guān)控制器 PTOC 帶時限過電流PTRC 維護跳閘條件 14. 效力器 Server 邏輯安裝 Logic Device LD邏輯節(jié)點 Logic Node LN數(shù)據(jù)對象 Data Object DO數(shù)據(jù)屬性 DataAttrib

7、ute DA數(shù)據(jù)集 DataSet取代(人工置數(shù)) Substitute定值 Setting-Group-Control-BlockSGCB 報告/日志 Report/Log-Control-Block RCB 通用變電站事件 GSE控制(遙控) Control采樣傳輸控制 SMV對時 Time文件傳輸 File Transfer安裝模型根本構(gòu)成裝置信息模型裝置通信服務(wù)模型15.IEC61850的簡介 IEC61850 7-4規(guī)定的LN組A 自動控制 (2)C 監(jiān)控 (5)G 通用功能 (3)I 接口和存檔 (4)L 系統(tǒng)邏輯 (2)M 計量和丈量 (8)P 維護功能 (28)R 維護相關(guān)功能

8、 (10)S 傳感器和監(jiān)視 (4)T 儀用互感器 (2)X 開關(guān)設(shè)備 (2)Y 變壓器及相關(guān) (4)Z 其他設(shè)備 (15)16.安裝模型構(gòu)造圖服 務(wù) 器邏 輯 裝 置 1邏輯節(jié)點 (x)數(shù)據(jù) (i)數(shù)據(jù)1屬性1數(shù)據(jù)集邏輯節(jié)點0物理安裝節(jié)點數(shù)據(jù)1屬性n報告/日志數(shù)據(jù) (i)數(shù)據(jù)集報告/日志定值GOOSE/GSSE采樣傳輸取代控制對時文件邏 輯 裝 置 (x)邏輯節(jié)點 (x)數(shù)據(jù) (i)數(shù)據(jù)1屬性1數(shù)據(jù)集邏輯節(jié)點0物理安裝節(jié)點數(shù)據(jù)1屬性n報告/日志數(shù)據(jù) (i)數(shù)據(jù)集報告/日志定值GOOSE/GSSE采樣傳輸取代控制對時文件圖例闡明通訊效力模型安裝信息模型IED17.建模時將物理功能映射成邏輯功能實

9、踐安裝CPU1開關(guān)控制同期控制CPU3差動維護間隔維護虛 擬 裝 置維護功能 丈量功能控制功能CPU2丈量功能差動維護PDIF間隔維護PDIS過流維護PTOC計量類丈量MMTR相序丈量MSQI開關(guān)/刀閘遙控CSWI開關(guān)位置XCBR同期控制RSYN18.樹形層次實踐安裝CPU1開關(guān)控制同期控制CPU3差動維護間隔維護虛 擬 裝 置維護LD PDIF1 Op stVal t q HiSet setMag f PDIF2 Op HiSetCPU2丈量功能丈量LD MMXU1 TotW Mag t q PhV setMag f MMXU2 phsA cVal q控制LD RSYN1 DifV DifH

10、z CSWI1 Pos ctlVal q19. 表示邏輯節(jié)點某一特定信息。例如： 表示浮點型定值 表示遙丈量通常來說，數(shù)據(jù)對象代表電力系統(tǒng)某一特定屬性IEC61850 7-3給出了規(guī)范數(shù)據(jù)對象的定義。這些定義統(tǒng)稱為通用數(shù)據(jù)類Common Data Class，簡稱CDCCDC幾乎涵蓋了電力系統(tǒng)能用到的一切屬性數(shù)據(jù)對象DO20. 7-4章中定義的差動維護(PDIF)邏輯節(jié)點包含的數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)對象舉例7-3章中定義的規(guī)范CDC數(shù)據(jù)對象稱號21. 每一個數(shù)據(jù)對象都有多個數(shù)據(jù)屬性DA，表示邏輯節(jié)點特定信息的不同屬性。例如:PDIF節(jié)點中LinCapac線路電容定值 LinCapac類型為ASG模擬量定

11、值 ASG規(guī)定LinCapac有以下屬性： 表示“定值屬性的setMag (即該定值的實踐值) 表示“單位屬性的units 表示“步長屬性的stepSize 表示“范圍屬性的minVal 、maxVal 表示“描畫屬性的DU . 數(shù)據(jù)屬性DA 功能約束 FC 22. 每一個數(shù)據(jù)對象DO有多個數(shù)據(jù)屬性： “定值 、“單位、“步長、“范圍、“描畫每一個數(shù)據(jù)屬性按照不同用途、不同功能再做進一步分類，就是功能約束Function Constrait “定值屬性可以用于表示當前區(qū)定值，SE “定值屬性可以用于表示編輯區(qū)定值，SG “單位、“步長、“步長、“范圍屬性用于表示定值的一種配置，CF “描畫屬性

12、用于闡明定值的稱號或詳細解釋，DC數(shù)據(jù)屬性DA 功能約束 FC 23. 表示對用戶感興趣的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)屬性等的集合用途： 集合經(jīng)常需求與客服端后臺/主站經(jīng)常交流的數(shù)據(jù)，例如：需求發(fā)送報告的內(nèi)容 維護的動作SOE 維護的遙信變位 維護的告警信息 維護的動作相關(guān)信息缺點電流/測距 測控的開入變?yōu)?測控的遙丈量值 聯(lián)鎖或跳閘的GOOSE信息數(shù)據(jù)集 Data Set24. 數(shù)據(jù)集實例25. 表示客服端后臺/主站與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備間通訊規(guī)范。“讀效力，客服端讀取設(shè)備模型、數(shù)據(jù)構(gòu)造、數(shù)據(jù)值“寫效力，客服端遠程修正設(shè)備數(shù)據(jù)值“讀/寫定值效力“報告效力，設(shè)備向客服端自動上送信息或客服端對 設(shè)備進展總查詢等“文件

13、傳輸效力，主要用于COMTRADE文件傳輸通訊效力Service 26. “讀效力可以完成一切設(shè)備信息的傳送，但是“讀效力是雙向的，不能滿足電力系統(tǒng)實時信息上送的要求。 采用“報告能實時完成信息上送后臺。 “報告上送的內(nèi)容是經(jīng)過挑選在數(shù)據(jù)集中的內(nèi)容 例如： 維護動作的SOE “報告可以采用多種方式： 自動上送-數(shù)據(jù)變化DCHG -質(zhì)量變化QCHG 周期上送-根據(jù)客戶端定義的時間 總查詢上送 報告效力 Report27. 日志效力Log，歷史時間查詢 定值效力，定值讀取/修正，定值區(qū)切換 替代效力Sbustitute，人工置數(shù) 文件效力，傳輸文件 對時效力，采用SNTP網(wǎng)絡(luò)對時 采樣傳輸效力，數(shù)

14、字化采樣時丈量量傳輸 GOOSE/GSE效力其他效力28.設(shè)備的模型建立后，需求用文本將其描畫 文本類型： CID文本，配置IED的描畫文件 ICD文本，IED才干描畫文件 SCD文本，變電站配置文件 文本采用的描畫言語： XML言語，一種通用的網(wǎng)絡(luò)描畫言語 文本的運用： CID文本，IED的私有文件，各廠商根據(jù)本身 情況本人定義 ICD文本，需求提供應(yīng)系統(tǒng)集成方，必需采用 通用的XML言語，與IED模型一致 SCD文本，系統(tǒng)集成方根據(jù)各IED的ICD文本 集成后，描畫變電站實踐配置IEC61850文本配置29. 采用MMS通訊協(xié)議，一種比較成熟的工業(yè)通訊規(guī)范 將設(shè)備的模型映射到MMS的各種通

15、訊模型/方式 報告 information 數(shù)據(jù)集 named variable list 讀/寫 read/write 通訊協(xié)議晉級或發(fā)生變化，只需求將相應(yīng)的映射關(guān)系重新調(diào)整即可，做到IEC61850規(guī)范自順應(yīng)IEC61850通訊協(xié)議30.數(shù)字化變電站通訊系統(tǒng)31. GCB的經(jīng)過客戶端訪問 發(fā)送為Peer-to-Peer 對等通訊 訂閱/發(fā)布方式，雙方的關(guān)系表達 利用IEEE 802.1p/q規(guī)范 高優(yōu)先級，傳輸速度快，實際傳輸時間4msGOOSE運用32. 重發(fā)機制 T0沒有事件發(fā)生時的重發(fā)時間(最小間隔) T1發(fā)惹事件后的最短的重發(fā)時間(最大間隔) T2、T3逐漸接近T0 T1T2T3T

16、0GOOSE運用33.GOOSE通訊過程傳 輸 時 間事件34.IED之間邏輯閉鎖信息傳輸GOOSE運用發(fā)布方組播地址x發(fā)布方組播地址x訂閱方組播地址x發(fā)布方組播地址y訂閱方組播地址y交換機利用虛擬局域網(wǎng)(VLAN)技術(shù)控制GOOSE發(fā)送方向35.一臺IED向多臺IED發(fā)送GOOSE跳閘信息快速性4msGOOSE運用合并單元GOOSE跳閘GOOSE跳閘GOOSE跳閘36.GOOSE運用GOOSE發(fā)送信息為數(shù)據(jù)集中內(nèi)容 數(shù)據(jù)集可以動態(tài)修正37.GOOSE運用GOOSE發(fā)送過程開關(guān)/刀閘位置數(shù)據(jù)集發(fā)布方訂閱方38.GOOSE運用GOOSE發(fā)送內(nèi)容數(shù)據(jù)集 內(nèi)容豐富、靈敏 以模型為根底，可以恣意配置模

17、型中恣意數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)集發(fā)布方組播方式39.GOOSE運用GOOSE配置 最小間隔時間15000ms 最大間隔時間100030000ms，可以人工配置 MAC-Adress 發(fā)送GOOSE報文的組播地址的最低的兩個字節(jié)(共6字節(jié)，前四 個字節(jié)固定為010ccd01), 范圍為0000至0 x01ff AppId 發(fā)送GOOSE報文的AppId，可人工修正 VlanId 發(fā)送GOOSE報文的VlanId，范圍0到0 xFFF Vlan-Priority 發(fā)送GOOSE報文的優(yōu)先級，默許值為4，范圍0到740.GOOSE運用GOOSE配置 Dataset name 發(fā)送GOOSE數(shù)據(jù)集稱號，字符串 GS

18、EControl name 發(fā)送GOOSE控制塊稱號，字符串 ConvRef 發(fā)送GOOSE配置的版本號41. IEC618509-1規(guī)定了用于間隔層和過程層之間通訊的特定通訊效力映射，它規(guī)定了建立在與IEC 60044-8相一致的單向多路點對點銜接之上的映射。 它可用于變電站內(nèi)電子式電流互感器(ECT)或電壓互感器(EVT)的合并單元與諸如繼電維護這樣的間隔層設(shè)備之間的通訊。IEC61850的簡介42. 61850-9-1 特定通訊效力映射(SCSM) 單向多路點對點串行通訊鏈路的采樣值 該規(guī)范將61850-7中有關(guān)采樣丈量值傳輸?shù)牟糠钟成溥^來，構(gòu)成了基于802.3,采用無應(yīng)對無銜接，不運用網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層及表示層的運用層協(xié)議,該協(xié)議適用于間隔級設(shè)備和過程級設(shè)備間的通訊。IEC61850的簡介維護測控合并單元點對點以太網(wǎng)43.IEC61850-9-2 特定通訊效力映射-過程總線與61850-9-1類似，區(qū)別有: 非點到點 雙向，可配置MU中參數(shù)IEC61850的簡介局域網(wǎng)維護測控合并單元44.IEC61850的運用變電站網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造 單星形網(wǎng)雙星形網(wǎng)主備方式/熱備用方式單環(huán)形網(wǎng)雙環(huán)形網(wǎng)主備方式/熱備用方式 交 換 機交 換 機交 換 機45.IEC61850變電站網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造46.IEC61850的運用支持電子式互