IEC61850規(guī)約及過程層規(guī)約實現(xiàn)方式.ppt

1、Copyright Sieyuan Electric Co., Ltd. All Rights Reserved.,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,2020年9月9日,內(nèi)容概要,1. IEC61850-MMS 2. IEC61850-GOOSE 3. IEC61850-SMV,2020年9月9日,IEC61850-110kV變電站典型方案,站控層：MMS/GOOSE 過程層：GOOSE/SMV,2020年9月9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(wù)器 GOOSE/SMV 數(shù)據(jù)鏈路層

2、 組播 面向?qū)崟r 訂閱者/發(fā)布者,2020年9月9日,第1部分 MMS,2020年9月9日,IEC61850-MMS,IEC61850-MMS 模型映射概要,2020年9月9日,IEC61850-MMS,關(guān)聯(lián)服務(wù) 模型服務(wù) 樹模型構(gòu)成 節(jié)點(diǎn)類型屬性 讀寫服務(wù) 報告服務(wù) 控制服務(wù) 定值服務(wù) 取代服務(wù) 文件服務(wù),2020年9月9日,模型 TPAAMMS MCAAGOOSE/SMV 規(guī)范 應(yīng)支持association、release、abort服務(wù)； 支持同時與不少于16個客戶端建立連接； 當(dāng)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

3、 Init Cancel,MMS-關(guān)聯(lián)服務(wù),2020年9月9日,IED模型相關(guān)服務(wù) GetDataDirectory 在線獲取模型目錄 GetDataDefinition 模型定義服務(wù) 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(wù) 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)

4、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(wù),2020年9月9日,MMS-報告服務(wù),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(hù)測控暫不使用，在線監(jiān)測,2020年9月9日,MMS-報告服務(wù),BRCB RptEna RptId 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,2020年9月9日,MMS-報告服務(wù),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

5、性區(qū)分,2020年9月9日,MMS-報告服務(wù),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),2020年9月9日,MMS-報告服務(wù),幾個互操作問題 多實例與單實例 通過Report Control Block的Indexed屬性表達(dá) 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(dāng)然作為RCB標(biāo)識 預(yù)配置與上電初始化 客戶端識別標(biāo)識(標(biāo)準(zhǔn)層面上要求其唯一性，工程實際中并不完全遵循) 事件時標(biāo)T的問題 事件T應(yīng)體現(xiàn)當(dāng)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(biāo)優(yōu)

6、先從報文中獲取，其次才按接收時刻打時標(biāo),2020年9月9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(yīng)預(yù)先配置與預(yù)定義的數(shù)據(jù)集相對應(yīng)的報告控制塊且名稱應(yīng)統(tǒng)一 各裝置制造廠商應(yīng)預(yù)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(jìn)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(wù),2020年9月9日

7、,MMS-報告服務(wù),緩沖機(jī)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(yīng)怎么發(fā)包？立即發(fā)送上一事件，復(fù)位緩沖時刻,2020年9月9日,MMS-報告服務(wù),數(shù)據(jù)幀定義 多幀傳送, 傳送對象、數(shù)值及原因,2020年9月9日,MMS-定值服務(wù),ActSG EditSG NumOfSG CnfEdit,2020年9月9日,MMS-定值服務(wù),切喚區(qū)號 召喚區(qū)號 修改定值 下裝定值,2020年9月9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dsPara

8、meter； 通過模型讀寫服務(wù)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(hù)當(dāng)前定值區(qū)號從1開始，保護(hù)編輯定值區(qū)號從0開始，0區(qū)表示當(dāng)前不允許修改定值。 定值服務(wù) 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(rèn)編輯定值組值） GetSGValues （讀定值組值） GetSGCBValues （讀定值組控制塊值）服務(wù)；,MMS-定值服務(wù),2020年9月9日,IEC61850-定值過程,2020年9月9日,MMS-定值服務(wù),國網(wǎng)規(guī)范 單個保護(hù)裝

9、置的 IED 可以有多個 LD 和 SGCB ，每個 LD 應(yīng)只有1個 SGCB 實例； “遠(yuǎn)方修改定值” 軟壓板只能在裝置本地修改。“遠(yuǎn)方修改定值” 軟壓板投入時，裝置參數(shù)、裝置定值可遠(yuǎn)方修改。 “遠(yuǎn)方切換定值區(qū)” 軟壓板只能在裝置本地修改。“遠(yuǎn)方切換定值區(qū)” 軟壓板投入時， 裝置定值區(qū)可遠(yuǎn)方切換。 定值區(qū)號宜放入遙測數(shù)據(jù)集，供遠(yuǎn)方監(jiān)控。 “遠(yuǎn)方控制壓板” 軟壓板只能在裝置本地修改?！斑h(yuǎn)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(yuǎn)方控制。 （軟壓板本地與遠(yuǎn)方控制）,2020年9月9日,MMS-控制服務(wù),遙控 遙調(diào) 壓板 幾個屬性 控制值 控制源 本地、監(jiān)控、遠(yuǎn)方

10、測試Test 檢查條件,2020年9月9日,MMS-控制服務(wù),控制過程 成功后，送控制成功響應(yīng)(CmdTermResp+) 和 遙信變化報告T 失敗后，送控制失敗響應(yīng)( CmdTermResp-),2020年9月9日,IEC61850-遙控過程,遙控輸出：控制服務(wù) - GOOSE - 報告服務(wù),2020年9月9日,MMS-控制服務(wù),控制服務(wù) 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(qiáng)型直控 (3) 關(guān)注結(jié)果 增強(qiáng)型選控 (4) 關(guān)注結(jié)果 遙控參數(shù) 控制模式：ctlMode

11、l 選擇超時時間：sboTimeout 檔位值：minVal、maxVal,2020年9月9日,MMS-控制服務(wù),遙控返回的原因碼應(yīng)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),2020年9月9日,MMS-取代服務(wù),數(shù)值來源 人工置數(shù) 過程層采集,2020年9月9日,MMS-取代服務(wù),取代使能 當(dāng)subEna置為True時，subVal、subQ應(yīng)直接改變相應(yīng)的數(shù)據(jù)屬性Val、q 修改取代值時，

12、無須再次使能subEna； 裝置重啟后，取代狀態(tài)應(yīng)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(yīng)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）。,2020年9月9日,MMS-取代服務(wù),取代應(yīng)用 裝置取代服務(wù)的實現(xiàn)應(yīng)能滿足信號對點(diǎn)和聯(lián)閉鎖調(diào)試功能的需求。 客戶端應(yīng)支持批量恢復(fù)取代信號的功能。 GOOSE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,2020年9月9日,MMS-文件服務(wù),常用于錄波文件召喚 文件服務(wù)與MMS

13、文件服務(wù)不對應(yīng) “一對多” MMS 遠(yuǎn)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,2020年9月9日,服務(wù)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(wù)參數(shù) File-Name 參數(shù)不應(yīng)為空； File-Data 參數(shù)應(yīng)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(yīng)包含在根目錄下的“ COMTRADE ” 文件目錄內(nèi)。

14、裝置日志：文件名為 device log.txt ，通過文件服務(wù)上傳。 文件路徑：文件服務(wù)使用“/”或”“表示文件夾。,MMS-文件服務(wù),2020年9月9日,MMS-文件服務(wù),2020年9月9日,IEC61850-錄波上送,2020年9月9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(wù)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(jìn)行非應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸，不支持控制、定值、取代等寫服務(wù)； 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(yīng)使用同一個報告實例號同一個緩沖區(qū)映像進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； 監(jiān)控系統(tǒng)主動

15、進(jìn)行主網(wǎng)切換：通過設(shè)置報告使能完成切換；,2020年9月9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,2020年9月9日,第2部分 GOOSE和SV,2020年9月9日,IEC61850-GOOSE/SMV,數(shù)據(jù)幀格式 MAC（源地址-目標(biāo)地址） VLAN字段（普通交換機(jī)會過濾） APPID字段 APDU 幀長度限制( 8 + M ) 1500,2020年9月9日,IEC61850-GOOSE和SV,組播地址劃分、以太網(wǎng)類型、VLAN,2020年9月9日,IEC61850-GOOSE,GOOSE發(fā)送機(jī)制 stNum和sqNum Test檢修品質(zhì)

16、事件時標(biāo)T 關(guān)于雙網(wǎng),2020年9月9日,IEC61850-GOOSE,GOOSE發(fā)送機(jī)制 T0/T1 T0-T0-T1-T2-T3: 0ms-2ms-2ms-4ms-8ms-5000ms,2020年9月9日,IEC61850-GOOSE,數(shù)據(jù)集DatSet GOID 控制塊REF 最后一次狀態(tài)變化的時標(biāo)T stNum狀態(tài)計數(shù) sqNum重復(fù)幀計數(shù),2020年9月9日,IEC61850-GOOSE,PDU幀格式 asn.1 編碼 TLV 最短長度編碼 固定長度編碼,2020年9月9日,IEC61850-GOOSE,GOOSE發(fā)送 裝置上電后GoCB.GoEna=T，stNum=1,sqNum=

17、1。 stNum=1, max，sqNum=0, max；stNumrollover=1， sqNumrollover=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(yīng)嚴(yán)格檢查 AppID 、 GOID 、 GOCBRef 、 DataSet 、 ConfRev 等參數(shù)是否匹配 。 GOOSE時標(biāo) 供保護(hù)使用的信號不應(yīng)帶時標(biāo) 供測控使用的信號宜不帶時標(biāo)信息。 GOOSE 需帶時標(biāo)信息時，時標(biāo)T緊跟信號排放于數(shù)據(jù)集中。,2020年9月9日,IEC61850-GOOSE,鏈路中斷 GOOS

18、E預(yù)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。,2020年9月9日,IEC61850-SMV,數(shù)據(jù)包定制 采樣計數(shù) 采樣同步 雙網(wǎng)接收,2020年9月9日,IEC61850-SMV,IEC61850-9-1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(diǎn)采樣，8個ASD

19、U) 國網(wǎng)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)22通道(含雙AD通道),2020年9月9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(kuò)展MMS品質(zhì)定義，增加 Derived位,2020年9月9日,IEC61850-SMV,SV控制塊幾個配置 SVID標(biāo)識 數(shù)據(jù)集通道定義 傳輸時通信參數(shù): MAC/APPID/VLAN,2020年9月9日,IEC61850-SMV,SMV發(fā)送 采樣頻率：4000/s (80點(diǎn))，Num of ASDU=1。 采樣頻率：128000/s (256點(diǎn)) ，Num of ASDU=8。 采樣計數(shù)：應(yīng)當(dāng)連續(xù)0, 3

20、999；由非同步-同步狀態(tài)時，smpCnt=0； 采樣APPID：0 x4000, 0 x7FFF； 電壓采樣值為 32 位整型， 1LSB=10mV ，電流采樣值為 32 位整型， 1LSB=1mA SMV接收 若報文配置錯誤、丟幀、編碼錯誤等異常應(yīng)給出相應(yīng)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(yīng)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(dāng)守時精度能夠滿足同步要求時， 采樣值報文中 “ SmpSynch ” 應(yīng)為 TRUE 。 對時精度應(yīng)為 1us ，守時精度范圍為 4us ；,2020年9月9日,GOOSE、SMV雙網(wǎng),發(fā)送機(jī)制 GOOSE報文應(yīng)通過兩個網(wǎng)絡(luò)同時發(fā)送： 兩個GOOSE報文APDU部分完全相同； 接收機(jī)制 接收GOOSE報文時對目標(biāo)MAC、APPID、GoID配置進(jìn)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(biāo)MAC、APPID、SmvID配置進(jìn)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 獨(dú)立設(shè)置雙網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)斷鏈告警,2020年9月9日,關(guān)于檢修,檢修狀態(tài)約束