IEC61850規(guī)約及過程層規(guī)約實現(xiàn)方式課件

Copyright?SieyuanElectricCo.,Ltd.AllRightsReserved.IEC61850

規(guī)約及過程層規(guī)約實現(xiàn)方式2013-05上海思源弘瑞自動化

胡道徐IEC61850規(guī)約及過程層規(guī)約實現(xiàn)方式2013-05上2023年7月24日

內(nèi)容概要1.IEC61850-MMS 2.IEC61850-GOOSE 3.IEC61850-SMV2023年7月24日內(nèi)容概要1.IEC6182023年7月24日IEC61850-110kV變電站典型方案站控層：MMS/GOOSE過程層：GOOSE/SMV2023年7月24日IEC61850-110kV變電站典型方2023年7月24日IEC61850-變電站通信分層MMS TCP/IP協(xié)議棧單播 面向非實時客戶端/服務器GOOSE/SMV 數(shù)據(jù)鏈路層組播面向?qū)崟r訂閱者/發(fā)布者2023年7月24日IEC61850-變電站通信分層MMS2023年7月24日第1部分MMS2023年7月24日第1部分MMS2023年7月24日IEC61850-MMSIEC61850-MMS模型映射概要2023年7月24日IEC61850-MMSIEC618502023年7月24日IEC61850-MMS關(guān)聯(lián)服務模型服務樹模型構(gòu)成節(jié)點類型屬性讀寫服務報告服務控制服務定值服務取代服務文件服務2023年7月24日IEC61850-MMS關(guān)聯(lián)服務2023年7月24日模型TPAA——MMSMCAA——GOOSE/SMV規(guī)范應支持association、release、abort服務；支持同時與不少于16個客戶端建立連接；當裝置與客戶端的通訊意外中斷時：裝置通訊故障的檢出時間不大于1分鐘，通訊故障客戶端檢出時間不大于1分鐘；報文InitCancelMMS-關(guān)聯(lián)服務2023年7月24日模型MMS-關(guān)聯(lián)服務2023年7月24日IED模型相關(guān)服務GetDataDirectory在線獲取模型目錄GetDataDefinition模型定義服務IED數(shù)據(jù)和控制塊支持GetDataDirectory讀數(shù)據(jù)目錄GetDataDefinition讀數(shù)據(jù)定義GetDataValues讀數(shù)據(jù)值服務GetDataSetValues按數(shù)據(jù)包讀值可操作數(shù)據(jù)(支持SetDataValues設(shè)值）控制塊：報告控制塊、定值控制塊、日志控制塊、GOOSE/SMV控制塊遙控：CSWI/ATCC/GGIO、LEDRS/FuncEna修改定值：用戶定值數(shù)據(jù)對象、系統(tǒng)定值數(shù)據(jù)對象取代數(shù)據(jù)：遙信、遙測量；MMS-目錄和讀寫服務2023年7月24日IED模型相關(guān)服務MMS-目錄和讀寫服務2023年7月24日MMS-報告服務報告：主動式上送區(qū)分緩沖和非緩沖日志：查詢式上送適合于數(shù)據(jù)變化頻率較低保護測控暫不使用，在線監(jiān)測2023年7月24日MMS-報告服務報告：主動式上送區(qū)分2023年7月24日MMS-報告服務BRCBRptEnaRptId報告管理號 DatSet管理的數(shù)據(jù)對象TrgOps數(shù)據(jù)變化品質(zhì)變化數(shù)據(jù)更新完整性周期總召OptFlds報文格式定制如送值時帶不帶參引EntryID報告條目號2023年7月24日MMS-報告服務BRCB2023年7月24日MMS-報告服務URCB用于遙測量關(guān)注遙測突變門檻無緩沖時間無緩沖管理通過buffered屬性區(qū)分2023年7月24日MMS-報告服務URCB2023年7月24日MMS-報告服務組包上送如何上送取決如組包需求從規(guī)范層面上要求GOOSE按FCDA，其它均按FCD對象組包(含V/Q/T)2023年7月24日MMS-報告服務組包上送2023年7月24日MMS-報告服務幾個互操作問題多實例與單實例通過ReportControlBlock的Indexed屬性表達RptID問題原因在于報文中并不存在報告控制塊路徑，RptId設(shè)計時理所當然作為RCB標識預配置與上電初始化客戶端識別標識(標準層面上要求其唯一性，工程實際中并不完全遵循)事件時標T的問題事件T應體現(xiàn)當前最新數(shù)值在線監(jiān)測需求，側(cè)重于體現(xiàn)數(shù)據(jù)采集時刻(即時間變化，但值不一定變化）監(jiān)控時標優(yōu)先從報文中獲取，其次才按接收時刻打時標2023年7月24日MMS-報告服務幾個互操作問題2023年7月24日報告控制塊配置BRCB和URCB均采用多個實例可視方式。裝置ICD文件應預先配置與預定義的數(shù)據(jù)集相對應的報告控制塊且名稱應統(tǒng)一各裝置制造廠商應預先正確配置報告控制塊中的參數(shù)。報告類型選用遙測類數(shù)據(jù)上送使用URCB；遙信、告警、事件類數(shù)據(jù)上送使用BRCB。SCD中配置報告數(shù)據(jù)集ICD定義的數(shù)據(jù)集可在SCD中進行增減不要求動態(tài)創(chuàng)建和修改數(shù)據(jù)集；報告控制塊在線配置支持設(shè)定周期和總召：IntgPd和GI；支持客戶端在線設(shè)置：OptFlds和TrgOps。MMS-報告服務2023年7月24日報告控制塊配置MMS-報告服務2023年7月24日MMS-報告服務緩沖機制緩沖設(shè)計的初衷：防掉線丟失事件，不是防重啟備份掉線后，需要后臺主動重新同步緩沖ID(EntryId)一個包可以發(fā)幾個事件？取決于緩沖時間區(qū)內(nèi)事件數(shù)量同一個事件連續(xù)變化，應怎么發(fā)包？立即發(fā)送上一事件，復位緩沖時刻2023年7月24日MMS-報告服務緩沖機制2023年7月24日MMS-報告服務數(shù)據(jù)幀定義

多幀傳送,傳送對象、數(shù)值及原因2023年7月24日MMS-報告服務數(shù)據(jù)幀定義多幀傳送,2023年7月24日MMS-定值服務ActSGEditSGNumOfSGCnfEdit2023年7月24日MMS-定值服務ActSG2023年7月24日MMS-定值服務切喚區(qū)號召喚區(qū)號修改定值下裝定值2023年7月24日MMS-定值服務切喚區(qū)號2023年7月24日定值清單裝置定值數(shù)據(jù)集名稱為dsSetting，參數(shù)數(shù)據(jù)集dsParameter；通過模型讀寫服務實現(xiàn)參數(shù)設(shè)定的特殊語義(裝置參數(shù)不受SGCB控制)。保護當前定值區(qū)號從1開始，保護編輯定值區(qū)號從0開始，0區(qū)表示當前不允許修改定值。定值服務

SelectActiveSG（選擇激活定值組）

SelectEditSG（選擇編輯定值組）

SetSGValuess（設(shè)置定值組值）

ConfirmEditSGValues（確認編輯定值組值）

GetSGValues（讀定值組值）

GetSGCBValues（讀定值組控制塊值）服務；MMS-定值服務2023年7月24日定值清單MMS-定值服務2023年7月24日IEC61850-定值過程2023年7月24日IEC61850-定值過程2023年7月24日MMS-定值服務國網(wǎng)規(guī)范 單個保護裝置的IED可以有多個LD和SGCB，每個LD應只有1個SGCB實例；

“遠方修改定值”軟壓板只能在裝置本地修改?！斑h方修改定值”軟壓板投入時，裝置參數(shù)、裝置定值可遠方修改?！斑h方切換定值區(qū)”軟壓板只能在裝置本地修改?！斑h方切換定值區(qū)”軟壓板投入時，裝置定值區(qū)可遠方切換。定值區(qū)號宜放入遙測數(shù)據(jù)集，供遠方監(jiān)控。

“遠方控制壓板”軟壓板只能在裝置本地修改?！斑h方控制壓板”軟壓板投入時，裝置功能軟壓板、GOOSE出口軟壓板可遠方控制。（軟壓板本地與遠方控制）2023年7月24日MMS-定值服務國網(wǎng)規(guī)范 2023年7月24日MMS-控制服務遙控遙調(diào)壓板…幾個屬性控制值控制源本地、監(jiān)控、遠方…測試Test檢查條件2023年7月24日MMS-控制服務遙控遙調(diào)壓板…2023年7月24日MMS-控制服務控制過程成功后，送控制成功響應(CmdTermResp+)和遙信變化報告T失敗后，送控制失敗響應(CmdTermResp-)2023年7月24日MMS-控制服務控制過程2023年7月24日IEC61850-遙控過程遙控輸出：控制服務->GOOSE->報告服務2023年7月24日IEC61850-遙控過程遙控輸出：控制2023年7月24日MMS-控制服務控制服務SelectWithValue（帶值的選擇）

Cancel（取消）

Operate（操作）控制模式普通直控(1)原則上不關(guān)注結(jié)果普通選控(2)增強型直控(3)關(guān)注結(jié)果增強型選控(4)關(guān)注結(jié)果遙控參數(shù)控制模式：ctlModel選擇超時時間：sboTimeout檔位值：minVal、maxVal控制模式普通型直控增強型直控增強型選控變壓器檔位保護軟壓板裝置復歸斷路器隔離開關(guān)通用GGIO開出2023年7月24日MMS-控制服務控制服務控制模式普通型直2023年7月24日MMS-控制服務遙控返回的原因碼應統(tǒng)一使用監(jiān)控在失敗時顯示錯誤碼信息，便于分析如五防閉鎖、同期失敗等部分不太使用的錯誤碼Blocked-by-mode(8)Blocked-by-process(9)Blocked-by-health(13)….與內(nèi)外模型一致相關(guān)2023年7月24日MMS-控制服務遙控返回的原因碼應統(tǒng)一使2023年7月24日MMS-取代服務數(shù)值來源人工置數(shù)過程層采集2023年7月24日MMS-取代服務數(shù)值來源2023年7月24日MMS-取代服務取代使能當subEna置為True時，subVal、subQ應直接改變相應的數(shù)據(jù)屬性Val、q修改取代值時，無須再次使能subEna；裝置重啟后，取代狀態(tài)應保持。取代品質(zhì)數(shù)據(jù)處于取代使能：品質(zhì)的第10位應該置1，表明取代狀態(tài)；取代報告若因取代引起數(shù)據(jù)變化，其變化原因=數(shù)據(jù)變化+品質(zhì)變化；取代源客戶端需要設(shè)置取代值和subID（IED需要區(qū)分取代源）。2023年7月24日MMS-取代服務取代使能2023年7月24日MMS-取代服務取代應用裝置取代服務的實現(xiàn)應能滿足信號對點和聯(lián)閉鎖調(diào)試功能的需求?？蛻舳藨С峙炕謴腿〈盘柕墓δ堋OOSE關(guān)聯(lián)處于取代狀態(tài)時，GOOSE輸出數(shù)據(jù)（除ACT動作信號）品質(zhì)為取代品質(zhì)。取代數(shù)據(jù)值需要傳遞至聯(lián)閉鎖邏輯2023年7月24日MMS-取代服務取代應用2023年7月24日MMS-文件服務常用于錄波文件召喚文件服務與MMS文件服務不對應“一對多”MMS遠端打開文件、讀文件、寫文件、關(guān)閉文件等操作IEC61850召喚文件、下裝文件、刪除文件、獲取文件目錄等2023年7月24日MMS-文件服務常用于錄波文件召喚2023年7月24日服務支持GetFileAttributeValues（取文件目錄或文件屬性）GetFile（讀文件）SetFile（取文件）DelFile（刪文件，基本不會用）服務參數(shù)File-Name參數(shù)不應為空；File-Data參數(shù)應包含被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(八位位組串)。讀文件目錄時,參數(shù)為目錄名，不可使用“*.*”參數(shù)。COMTRADE文件：應包含在根目錄下的“COMTRADE”文件目錄內(nèi)。裝置日志：文件名為devicelog.txt，通過文件服務上傳。文件路徑：文件服務使用“/”或”\\“表示文件夾。MMS-文件服務2023年7月24日服務支持MMS-文件服務2023年7月24日MMS-文件服務2023年7月24日MMS-文件服務2023年7月24日IEC61850-錄波上送2023年7月24日IEC61850-錄波上送2023年7月24日MMS-雙網(wǎng)支持冗余連接：來自于網(wǎng)段不同、低位IP地址相同的TCP連接，被服務器端視為來自同一個客戶端的冗余連接組；支持雙網(wǎng)熱備用：只有一個網(wǎng)的TCP連接處于工作狀態(tài)備網(wǎng)活，只可進行非應用數(shù)據(jù)傳輸，不支持控制、定值、取代等寫服務；支持一個報告實例掛載雙連接：來自于冗余連接組的連接應使用同一個報告實例號同一個緩沖區(qū)映像進行數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)控系統(tǒng)主動進行主網(wǎng)切換：通過設(shè)置報告使能完成切換；2023年7月24日MMS-雙網(wǎng)支持冗余連接：來自于網(wǎng)段不同2023年7月24日MMS-雙網(wǎng)雙網(wǎng)初始化：只通過一個工作網(wǎng)使能報告控制塊雙網(wǎng)切換：由后臺系統(tǒng)主動切換2023年7月24日MMS-雙網(wǎng)雙網(wǎng)初始化：只通過一個工作網(wǎng)2023年7月24日第2部分GOOSE和SV2023年7月24日第2部分GOOSE和SV2023年7月24日IEC61850-GOOSE/SMV數(shù)據(jù)幀格式MAC（源地址-目標地址）VLAN字段（普通交換機會過濾）APPID字段APDU幀長度限制(8+M)<15002023年7月24日IEC61850-GOOSE/SMV數(shù)據(jù)2023年7月24日IEC61850-GOOSE和SV組播地址劃分、以太網(wǎng)類型、VLAN2023年7月24日IEC61850-GOOSE和SV組播地2023年7月24日IEC61850-GOOSEGOOSE發(fā)送機制stNum和sqNumTest檢修品質(zhì)事件時標T關(guān)于雙網(wǎng)2023年7月24日IEC61850-GOOSEGOOSE發(fā)2023年7月24日IEC61850-GOOSEGOOSE發(fā)送機制T0/T1T0-T0-T1-T2-T3:0ms-2ms-2ms-4ms-8ms-5000ms2023年7月24日IEC61850-GOOSEGOOSE2023年7月24日IEC61850-GOOSE數(shù)據(jù)集DatSetGOID控制塊REF最后一次狀態(tài)變化的時標TstNum狀態(tài)計數(shù)sqNum重復幀計數(shù)2023年7月24日IEC61850-GOOSE數(shù)據(jù)集Dat2023年7月24日IEC61850-GOOSEPDU幀格式asn.1編碼TLV最短長度編碼固定長度編碼2023年7月24日IEC61850-GOOSEPDU幀格式2023年7月24日IEC61850-GOOSEGOOSE發(fā)送裝置上電后GoCB.GoEna=T，stNum=1,sqNum=1。stNum=[1,max]，sqNum=[0,max]；stNum[rollover]=1，sqNum[rollover]=1。sqNum=0保留作數(shù)據(jù)變化stNum增加后的第1幀。Goose重發(fā)間隔={MinTime,MaxTime(T0)｝。GOOSE接收接收方應嚴格檢查AppID、GOID、GOCBRef、DataSet、ConfRev等參數(shù)是否匹配。GOOSE時標供保護使用的信號不應帶時標供測控使用的信號宜不帶時標信息。

GOOSE需帶時標信息時，時標T緊跟信號排放于數(shù)據(jù)集中。2023年7月24日IEC61850-GOOSEGOOSE發(fā)2023年7月24日IEC61850-GOOSE鏈路中斷GOOSE預置值GOOSE中斷在接收報文的允許生存時間內(nèi)沒有收到下一幀Goose報文時判斷為中斷。GOOSE通信配置不一致需要告警(配置版本號及DA類型不匹配)；

GOOSE鏈路告警ICD文件AlmGGIO用于GOOSE中斷告警和GOOSE配置錯誤告警。2023年7月24日IEC61850-GOOSE鏈路中斷G2023年7月24日IEC61850-SMV數(shù)據(jù)包定制采樣計數(shù)采樣同步雙網(wǎng)接收2023年7月24日IEC61850-SMV數(shù)據(jù)包定制2023年7月24日IEC61850-SMVIEC61850-9-1被撒消，從IEC61850-9-2到9-2LE固定長度編碼方式利于FPGA解碼通道V/Q排序規(guī)整(各占用4個字節(jié)）計量才使用多個ASDU(256點采樣，8個ASDU)國網(wǎng)規(guī)定標準22通道(含雙AD通道)2023年7月24日IEC61850-SMVIEC618502023年7月24日IEC61850-SMV采樣通道品質(zhì)Q與GOOSE/MMS品質(zhì)定義不完全相同:Bit0在高字節(jié)還是在低字節(jié)的問題SV擴展MMS品質(zhì)定義，增加Derived位

2023年7月24日IEC61850-SMV采樣通道品質(zhì)Q2023年7月24日IEC61850-SMVSV控制塊幾個配置SVID標識數(shù)據(jù)集通道定義傳輸時通信參數(shù):MAC/APPID/VLAN2023年7月24日IEC61850-SMVSV控制塊幾個配2023年7月24日IEC61850-SMVSMV發(fā)送采樣頻率：4000/s(80點)，NumofASDU=1。采樣頻率：128000/s(256點)，NumofASDU=8。采樣計數(shù)：應當連續(xù)｛0,3999｝；由非同步->同步狀態(tài)時，smpCnt=0；采樣APPID：｛0x4000,0x7FFF｝；電壓采樣值為32位整型，1LSB=10mV，電流采樣值為32位整型，1LSB=1mASMV接收若報文配置錯誤、丟幀、編碼錯誤等異常應給出相應報警信號；配置錯誤判斷條件為配置版本號、ASDU數(shù)目及采樣值數(shù)目不匹配；根據(jù)采樣值數(shù)據(jù)對應的品質(zhì)中的validity，test位，來判斷采樣數(shù)據(jù)是否有效，以及是否為檢修狀態(tài)下的采樣數(shù)據(jù)。SMV同步當守時精度能夠滿足同步要求時，采樣值報文中“SmpSynch”應為TRUE。對時精度應為±1us，守時精度范圍為±4us；2023年7月24日IEC61850-SMVSMV發(fā)送2023年7月24日GOOSE、SMV雙網(wǎng)發(fā)送機制GOOSE報文應通過兩個網(wǎng)絡同時發(fā)送：兩個GOOSE報文APDU部分完全相同；接收機制接收GOOSE報文時對目標MAC、APPID、GoID配置進行較驗；對接收到StNum和SqNum相同但源MAC地址不相同的兩個GOOSE報文，只選擇處理其中一個；接收SMV報文時時對目標MAC、APPID、SmvID配置進行較驗；對接收到smpCnt相同，但源MAC不相同的兩個SMV報文，只選擇處理其中一個。中斷告警