IEC61850
IEC61850简单介绍
IEC61850简单介绍
IEC61850技术与传统技术比较-通信 服务
• IED之间逻辑互锁： •
61850 GOOSE
IEC61850简单介绍
IEC61850技术与传统技术比较-通信 服务
• IED之间通信的要求： • 1）1台设备同时向多台设备发报文； • 2）快速性（<4ms）；
61850的服务有多种，选择报告服务、定值服务、控制服务、 GOOSE服务和SV服务等。
报告服务是在服务器和客户机之间，传输变化的事件、 告警、开入、模拟量等信息的服务。变化信息的报告上送，
触发方式存在数据变化、品质变化、数据刷新 完整性周期等。
报告具有带缓存报告、无缓存报告。
IEC61850简单介绍
Relay
Relay
Relay
Relay
Bkr 1
Bkr 2
Trip
. . . Bkr 3
Bkr N
BFI
IEC61850简单介绍
IEC61850技术与传统技术比较-工程 配置
IEC61850简单介绍
IEC61850标准介绍-文件构成
• 系统概貌 IEC61850-1 介绍和概述 IEC61850-2 术语 IEC61850-3 总体要求 IEC61850-4 系统和项目管理 IEC61850-5 功能的通信要求和设备模型
• 数据模型 IEC61850-7-4 兼容逻辑节点类和数据类 IEC61850-7-3 公用数据类
IEC61850简单介绍
IEC61850标准介绍-文件构成
• 抽象通信服务 IEC61850-7-1 原理和模型 IEC61850-7-2 抽象通信服务接口（ACSI）
IEC61850介绍
定义 状态信息 测量值、
控制 设点 替代 配置 描述 定值组 可编辑定值组 扩展定义 缓冲报告 非缓冲报告 日志 GOOSE控制 GSSE控制 多波采样值 单波采样值 IEC61850介绍
数据命名规则
IEC61850介绍
数据集（DatSet）
1. 数据集定义 2. 数据集创建 3. 数据集与报告、GOOSE、日志的关系 4. 信息定制
IEC61850介绍
取代 可以简单理解为人工置数
IEC61850介绍
定值
IEC61850介绍
报告/日志
IEC61850介绍
GOOSE (通用面向对象变电站事件)
提供了快速和可靠的系统范围内传输 输入、输出数据值。
基于分布的概念，通用变电站事件模 型提供了一个高效的方法，利用多路组播/ 组播服务向多个物理设备同时传输同一个 通用变电站事件信息
4.
DPS：双点状态信息
on/off/trans
IEC61850介绍
IEC61850基本数据类型
IEC61850介绍
IEC61850定义的CDC
名称 SPS DPS INS ACT ACD SEC BCR MV CMV SAV WYE DEL SEQ HMV HWYE
定义 单点状态 双点状态 整数状态 保护动作 方向保护动作信息 安全违例计数 二进制计数器 测量值 复杂测量值 采样值 3相系统的相地测量值 3相系统的相相测量值 序分量 谐波值 3相系统的相地谐波测量值
互感器（2） 开关设备（2） 电力变压器（4） 其他设备（15）
IEC61850介绍
LN应用示例
IEC61850介绍
逻辑节点的命名规则
IEC61850介绍
公共数据类CDC
IEC61850标准
实时通信
GOOSE、采样值 章节7-2 变电站/装置基
本通信结构(ACSI)
映射
章节8-1 SCSM映射到MMS和ISO/IEC 8802-3
要 总 信 章节9-1 SCSM映射-通过单向多路点对点串行
管 体 要 求 要求
理 求
通信链路的采样值
章节9-2 SCSM映射-通过ISO/IEC 8802-3 的采样值
IEC61850的简介
• 设备建模
如何为设备建立模型？ 采用模型中服务（services）的方式完成
电力系统通信的多种通信内容 设备的整体逻辑模型采用树形方式，层次
清晰，便于查询 为了规范模型结构，IEC61850标准预先定
义了部分逻辑节点模型
IEC61850标准
IEC61850的简介
XCBR 断路器 XSWI 隔离开关 TCTR 电流互感器 TVTR 电压互感器 SIMG 绝缘介质监视 CSWI 开关控制器 PTOC 带时限过电流 PTRC 保护跳闸条件
IEC61850标准
数字化变电站通信系统
IEC61850标准
GOOSE应用
GCB的通过客户端访问 发送为Peer-to-Peer 对等通信
订阅/发布方式，双方的关系体现 利用IEEE 802.1p/q标准
高优先级，传输速度快，理论传输时间<4ms
IEC61850标准
GOOSE应用
重发机制 T0没有事件发生时的重发时间(最小间隔) T1发生事件后的最短的重发时间(最大间隔) T2、T3逐渐接近T0 T1<T2<T3<T0
IEC61850标准
IEC61850的简介
• 各章节介绍
系
章 节
章
智能变电站IEC61850模型介绍
三、模型解析
国网规范
IED应用模型规范：逻辑设备（LD）建模原则
逻辑设备的划分宜依据功能进行，按以下几种类型进行划分： a） 公用LD，inst 名为“LD0”：包括与保护功能无关的装置告警信号、通信故障（
包含MMS、GOOSE、SV）等； b） 测量LD，inst 名为“MEAS”：包括遥测信号； c） 保护LD，inst 名为“PROT”：包括与保护功能相关的各类信号，例如：保护LN
互操作性 来自一个或多个厂家的IED之间交换信息 和正确使用信息完成各自功能的能力
自由配置
标准需要支持各种策略以允许功能 自由分布，例如：集中式或分布式系统
长期稳定性 标准应向后兼容，以适应通讯技术 和系统要求的发展
二、标准简介
2）IEC61850标准的内容框架
(DL/T860)
信息模型
信息服务模型 7-2
IEC61850培训
一、基本概念
逻辑节点（LN） logical node ➢物理装置内部交换数据的最小功能部分，如差动保护功能、 距离保护功能、断路器等。 ➢由数据和方法组成的对象。 逻辑设备（LD） logical device ➢一组具有共同特征的逻辑节点及其共用服务组成。 ➢共同特征：通常一起投、退或处于测试模式。 ➢服务：GOOSE（Generic object oriented substation event面向对象的通用变电站事件）, 采样值交 换, 定值组等。
逻辑设备
物理设备
逻辑设备LD。如：第一、二套保护
逻辑设备名
数据对象名
物理设备。如：＃线 线路保护
“PHD / PCL931 / PDIS1 $ Op $ general” =1
物理设备名 服务器
iec61850标准
iec61850标准IEC 61850标准是国际电工委员会（IEC）制定的用于电力系统自动化的通信协议标准。
该标准的制定旨在实现电力系统设备之间的互操作性，提高设备之间的通信效率和可靠性，促进电力系统自动化的发展。
IEC 61850标准的出现，标志着电力系统通信技术迈向了一个新的里程碑，为电力系统的智能化、数字化和网络化奠定了坚实的基础。
IEC 61850标准的主要特点之一是采用了面向对象的通信模型，将电力系统中的各种设备抽象为对象，通过统一的数据模型进行描述和通信。
这种面向对象的通信模型使得设备之间的通信更加灵活、可扩展，并且能够更好地适应复杂多变的电力系统环境。
同时，IEC 61850标准还采用了基于以太网的通信方式，使得通信速度更快，传输容量更大，能够满足电力系统对实时性和可靠性的要求。
除此之外，IEC 61850标准还规定了一套完整的通信服务和数据模型，包括通信服务的定义、通信数据的组织方式、通信数据的传输方式等。
这些规定为电力系统中各种设备之间的通信提供了统一的标准，确保了设备之间的互操作性和通信的可靠性。
同时，IEC 61850标准还规定了通信协议的配置文件和工程文件的格式，使得设备的配置和工程的组态更加简便和灵活。
IEC 61850标准的应用将极大地推动电力系统的智能化和数字化进程。
通过采用IEC 61850标准，电力系统可以实现设备之间的信息共享和协调控制，提高系统的运行效率和可靠性。
同时，IEC 61850标准还为电力系统的监控、保护、自动化等功能提供了更加灵活和强大的通信支持，为电力系统的安全稳定运行提供了有力的保障。
总的来说，IEC 61850标准的出现对电力系统的发展具有重要的意义。
它不仅推动了电力系统通信技术的发展，也为电力系统的智能化和数字化提供了重要的支持。
随着电力系统的不断发展和完善，相信IEC 61850标准将会发挥越来越重要的作用，为电力系统的安全稳定运行和可持续发展做出更大的贡献。
iec61850通信规约
iec61850通信规约IEC61850是一种用于分布式能源系统的标准通信规约，其目的是使得不同厂商的设备可以通信。
IEC 61850诞生于20世纪90年代，由IEC（国际电工委员会）发起，在2001年正式定为一项标准，后经过几次修订，现已发展为IEC 61850-7-420等多个部份，成为业界重要的标准。
IEC61850是一种面向对象的规约，它在设备层次建立了一系列标准化的通信模型，使得协议层次和模型层次可以分离，从而实现了不同厂家设备的通信。
其中，设备通信模型基于IEC61850的服务模型，是基于对象的，由SCL（软件配置语言）文件定义。
IEC61850的设备通信模型主要由“装置”和“设备”两部分组成。
装置（IED）位于回路的上位，是执行命令的地方，负责客户端的决策，通常有NVR（网络视频服务器）、RTU（远程终端单元）、PLC （可编程控制器）等组成。
设备位于回路的下位，通常由传感器和执行器组成，负责监控、检测和控制回路中的实体，其输出能够被上位装置所读取和控制。
IEC61850也提供了一种组态工具，支持用户在设备的装置和设备之间实现连接和配置，从而支持上位装置读取和控制低端设备。
IEC 61850标准下的组态工具支持了自动发现、自动参数配置和自动时序测试等功能，从而显著提高了工程的配置效率。
IEC61850标准不仅改善了分布式能源系统的故障处理流程，还支持了虚拟变电站和智能电网，为节能自动化提供了重要的技术支持。
IEC 61850标准可以实现工程师之间的高效和成熟的信息交换，是智能电网的核心技术，也是能源行业的新发展方向。
总之，IEC61850标准为分布式能源系统的高效连接、自动化和故障检测提供了重要技术支持，是一项具有重大意义的技术标准。
IEC61850规约整体介绍
IEC61850规约整体介绍1.总体概念1.1 IEC61850标准制定的背景同传统的IEC60870-5-103标准相比，IEC61850不仅仅是一个单纯的通信规约，而且是数字化变电站自动化系统的标准，指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。
该标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口，增强了设备之间的互操作性，可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接，从而大大提高变电站自动化技术水平和安全稳定运行水平，实现完全互操作。
IEC61850解决的主要问题（1）网络通信；（2）变电站内信息共享和互操作；（3）变电站的集成与工程实施。
1.2 IEC61850重要的基本名词MMS：Manufacturing Message Specification制造报文规范GOOSE：generic object oriented substation events面向通用对象的变电站事件SV：sampled value 采样值LD：LOGICAL-DEVICE 逻辑设备，代表典型变电站功能集的实体LN：LOICAL-NODE 逻辑节点，代表典型变电站功能的实体CDC：common DATA class (DL/T860.73) 公用数据类Data：位于自动化设备中能够被读、写，有意义的结构化应用信息。
DA：data attribute数据属性，数据属性（IEC 61850-8-1）命名：LD/LN$FC$DO$DA FC：functional constraint功能约束FCDA：Functionally constrained DataAttribute功能约束数据属性互操作性：同一或不同制造商提供的两台或多台IED交换信息并用这些信息正确地配合工作的能力。
服务器：为客户提供服务或发出非请求报文的实体。
客户端：向服务器请求服务以及接收来自服务器非请求报文的实体。
iec61850通信规约
iec61850通信规约
IEC61850通信规约是由国际电工委员会（IEC）推动的一种新型电力系统通信协议。
本规约在设计上以解决常规电力系统之间的通信问题为目标，结合了智能电网（Smart Grid）技术、可再生能源（Renewable Energy）技术以及其他新兴技术，将他们整合到了一个系统，以使系统通信变得更加便捷、可靠且安全。
IEC 61850通信规约是面向服务的体系结构，其核心是在一个统一的网络架构之内实施简化的分类系统，以实现不同的设备之间的数据的采集和交互，而且这些设备之间可以实现模块化的组合和交互。
它将设备之间的识别、测量、控制和保护联系在一起。
IEC 61850通信规约的基本特点有：
放性：IEC 61850通信规约使用开放标准，在电力传输和分配系统中允许不同厂家参与，从而将电力系统发展成为开放系统。
块化：IEC 61850通信规约使用模块化的标准，允许不同设备之间的定义和替代。
行性：IEC 61850通信规约中的设备之间存在高度的通信并行性，可确保多个设备之间的同步传输。
容性：IEC 61850通信规约基于同一种网络技术，设备之间可以实现全面的兼容性。
信安全：IEC 61850通信规约支持多种安全机制，比如网络隔离、加密和完整性检查，以保护电力系统中传输数据的安全性。
IEC 61850通信规约的出现为现代电力系统提供了一种便捷、
可靠、安全的网络技术，使电力系统运行变得更加灵活高效，同时也为电力企业提供了开放性的解决方案。
根据目前的进展，IEC 61850通信规约有望在未来发挥更大的作用，服务于不同行业领域，改善人类生活。
IEC 61850介绍
DLT 860标准等同采用IEC 61850
DL/T 标准 号 DL/T 860.1
DL/T 860.2 DL/T 860.3
IEC 标准号
IEC 61850-1 IEC 61850-2 IEC 61850-3
DL/T 标准 IEC 标准号 号 DL/T 860.72 IEC 61850-7-2
DL/T 860.73 IEC 61850-7-3 DL/T 860.74 IEC 61850-7-4
IEC 61850介绍
• • • • IEC 61850标准总体介绍 IEC 61850标准的主要特点 IEC 61850标准各部分内容介绍 IEC 61850标准的应用
61850特点
• • • • 变电站三层次模型 设备的统一建模 抽象通信服务 变电站配置描述语言
变电站自动化系统三层次模型
• 目前大量工程应用的变电站自动化系统采样了 分层分布式，即整个变电站自动化系统分为变 电站层和间隔层，间隔层设备主要对应于一次 间隔设备的保护、测量和控制 • 在IEC 61850中，IEC/TC 57提出了3层次模型的 变电站自动化系统构架，即采用电子式电压和 电流互感器和开关的一次设备增加了智能接口 后，这些智能化设备作为变电站的过程层 • 采用3层次模型后，原来间隔层设备与互感器、 开关的一次设备之间的电力电缆连接变为通信 电缆连接，并形成过程总线
•
-
第6章
从功能分解、数据流和信息建模三个方面概述 了标准制定的基本方法 a) 提出了SAS信息接口模型 b) 概述了功能、逻辑节点和物理节点的关系 c) CIGRE 34.03工作组的通信信息片(PICOM)及其 报文类型(1a,1b,2,3,4,5,6a,6b,7) - 变电站的典型拓扑结构 - 典型变电站各逻辑接口的载荷 - 物理通信系统的要求：逻辑接口的映射
IEC61850简介
IEC61850简介一、概述变电站自动化系统(Substation Automation System，SAS)为保障电网安全经济运行发挥了重要作用，但也存在着二次接线复杂，自动化功能独立、堆砌，缺少集成应用和协同操作，数据缺乏有效利用等问题。
这些问题大多是由于变电站整体数字化、信息化水平不高，设备之间互操作水平低造成的。
2003年8.14美加电网大停电事故的重要起因之一就是“自动化孤岛”使不同系统之间信息共享和信息交换困难，延迟了关键信息的传送。
这就要求变电站自动化的各系统之间从“自动化孤岛”逐步走向集成化，使资源共享和系统性价比提高。
IEC 61850是国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC )第57技术委员会制定的《变电站通信网络和系统》系列标准，它为变电站设备建模与通信提供了统一的要求，使得各种采集监控系统的数据能够得到充分的共享与交换。
该标准是基于通信网络平台的变电站自动化系统的国际标准，我国也正在将该标准等同引用为我国国家标准。
该标准规范了变电站自动化系统的通信网络和系统，以此来实现变电站自动化系统中来自不同厂家设备的互操作。
IEC61850通讯规约是关于变电站自动化系统的第一个完整的通信标准体系，明确提出了信息分层、可实现系统的配置管理、面向对象、采用映射的方法和具体网络独立、数据对象统一建模，符合采用网络传输建立无缝通信系统的要求，已成为无缝通信系统传输协议的基础，避免了繁琐的协议转换，实现了各智能电子设备IED间的互操作。
二、IEC61850的结构IEC61850按照变电站自动化系统所要完成的控制、监视和继电保护三大功能从逻辑上将系统分3层，即：变电站层(第2层)、间隔层(第1层)、过程层(第0层)。
其结构如图1所示。
变电站层设备变电站层变电站总线间隔控制测量间隔保护间隔层过程总线过程层传感器开关变压器图1 61850标准定义的变电站自动化系统三层结构过程层典型的为远方I/O、智能传感器和执行器。
智能电网IEC61850
智能电网IEC61850标准智能电网是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
智能变电站是智能电网的物理基础，也是智能电网建设中变电站的必然发展趋势。
智能变电站是通过采用先进的传感器、电子、信息、通信、控制、人工智能等技术，以智能一次设备和统一信息平台为基础，实现变电站实时全景监测、自动运行控制、设备状态检修、运行状态自适应、智能分析决策等功能，对智能电网安全状态评估/预警/控制、优化系统运行、可再生能源即插即退、与调度中心/电源/负荷及相关变电站协同互动等提供支撑的变电站。
本章介绍了基于IEC61850标准的数字化变电站，建立全站统一的数据模型和数据通信平台，实现站内一次设备和二次设备的数字化通信，以全站为对象统一配置保护和自动化功能。
1 IEC61850标准基本情况1.1 IEC61850提出背景变电站自动化系统(Substation Automation Sysetm，SAS)在我国应用发展十多年来，为保障电网安全经济运行发挥了重要作用。
但目前也多少存在着二次接线复杂，自动化功能独立、堆砌，缺少集成应用和协同操作，数据缺乏有效利用等问题。
这些问题大多是由于变电站整体数字化、信息化水平不高，缺乏能够完备实现信息标准化和设备之间互操作的变电站通信标准造成的。
电网的不断发展和电力市场化改革的深入对电网安全经济运行和供电质量的要求不断提高，变电站作为输配电系统的信息源和执行终端，要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多，数字化、信息化以及信息模型化的要求越来越迫切，数字化变电站成为SAS的发展方向。
据统计，全世界共有50多种变电站通信规约。
如此多种规约不仅给用户带来不便，也增加了厂家自身的负担。
很多厂家为了适应更多的用户往往在其产品中集成了几种规约。
IEC61850标准介绍
61850-5：功能通信要求和装置模型
详细阐述了功能、逻辑节点和通信信息片三个概念以及三者 的相互关系 对不同等级的变电站内的不同种类的通信报文的通信时间提 出了要求，以及如何验证整个系统的通信性能要求
重要术语
功能
已有装置功能各不相同 标准应让各种装置能实现 对功能的描述不是为了标准化功能，是为了确定通 信需求 同一功能可以分布在不同厂家提供的物理设备之间 功能与物理设备无关，可以在物理设备上自由分布
3
间隔/单元层 保护. 控制
8
控制.
3
2
远方保护
远方保护
2
4,5 4,5
IF6：间隔层和站层之间交 换控制数据 IF7：站层和远方工程师之 间交换数据 IF8：间隔层之间直接快速 交换数据，如联锁
过程层
过程接口
传感器
执行元件
高压设备
IF9：站层之间交换数据 IF10：站层和远方控制中 心之间交换数据
P…
保护 如,距离保护 计费用 测量
MMTR
MMXU
运行用 测量
GIO通用
输入/输出 表示所有 未预先定义 的过程设备 通用逻辑 节点
过程映象 过程设备
GGIO
TVTR
TCTR
TVTR
TCTR
电压和电流互感器
具有远动接口的通用功能、保护功能和测量/计量功能
功能分解
变电站层功能 逻辑节点 f,Δ U, Δ
功能分类
系统支持功能
网络管理 时间同步 物理装置自检
运行或控制功能
系统配置或维护功能
节点标识 软件管理了 配置管理 逻辑节点运行模式控制 设定 测试模式 系统安全管理
IEC 61850入门
主要内容
• IEC 61850是什么 • IEC 61850与传统对比 • IEC 61850标准 • 如何实现一/二次设备智能化 • 如何实现数字化网络
IEC61850是什么
• IEC61850是国际电工委员会（IEC）颁布的新一代的变电 站自动化系统标准 。最后一部分在2003年颁布，国内颁 布的等同的标准为DL/T860.XX-2006。
• 阐述了建模方法 • 阐述了通信原理 • 阐述了信息模型
自动化变电站拓扑
信息模型
信息模型
• 上图断路器建模为图中部的虚拟模型
• 标准的方法是将应用功能分解为与之交换信息的 最小实体，合理的分配这些实体到专用设备
• 这些实体称为逻辑节点，这个例子中逻辑节点 XCBR代表右侧断路器
• 逻辑节点包含具有专门数据属性的数据表。数据 具有定义好的结构和语义。通用逻辑点在第7-4部 分说明，通用数据在第7-3部分说明
• 自由组态 --自由分配智能设备的功能
--支持客户的任意设计理念—集中式或分布式系统
• 长期稳定性 --面向未来
--符合通信系统主流的发展方向 --符合系统发展的要求
数字化变电站的优点
• 按需维护 • 隔离开关免维护 • 不需校验
• 小的占地空间 • 少的建筑工程量 • 少的可见范围
• 测试时间缩短 • 可同时安装 • 较少的线夹 • 较少的绝缘
• 它不是一个单纯的通信协议，它定义了一套实现智能化变 电站的标准体系。
• 阐述了智能化变电站的总体要求 • 阐述变电站系统的建模方法 • 制定了满足实时信息和其它信息传输要求的服务模型 • 规定了协议栈，阐述了应用到协议映射方法及相关协议
IEC61850的目标
精选IEC61850标准技术介绍工程调试版
什么是IEC61850
它不仅是一个通信规约它是一个全球的变电站自动化的标准。使用面向对象建模技术使用分布、分层体系使用抽象通信服务接口（ACSI）、特殊通信服务映射SCSM技术使用MMS技术具有互操作性具有面向未来的、开放的体系结构。实现一个世界 、一种技术、 一个标准
什么是IEC61850
IEC61850 简要介绍
IEC61850的通信—ACSI向MMS映射—结构的映射
IEC61850结构
MMS结构
标识
SERVER
VMD
ASSOCIATION
APP ASSOCIATION
LD
DOMAIN
LDRef
LN
Named Variable
LNRef
DATA
Named Variable
DataRef
实施IEC61850的必要性
MMS的特点
互操作性 定义了交换报文的格式 --结构化层次化的数据表示方法 --可以表示任意复杂的数据结构 --ASN.1编码可以适用于任意计算机环境 定义了针对数据对象的服务和行为；独立性 为用户提供了一个独立于所完成功能的通用通信环境；
MMS 对象 及 服务
IEC61850 简要介绍
IEC61850中的数据对象映射
IEC61850 简要介绍
采用XML语言描述变电站的配置
IEC61850 简要介绍
IEC61850的通信--报文种类
Type 1 (Fast messages)Type 1A (Trip)Type 2 (Medium speed messages)Type 3 (Low speed messages)Type 4 (Raw data messages)Type 5 (File transfer functions)Type 6 (Time synchronisation messages)
IEC61850简介
PT系列
• PT-7710 系列 IEC 61850-3 8+2G口千兆模块化 网管型以太网交换机 • PT-7828 系列 24+4G口千兆模块化网管型3层 交换机交换机 • PT-7728 系列 24+4G口千兆模块化网管型冗余 工业以太网交换机 • PT-7324 系列 24口聪明型管理型冗余工业以太网交换机
• 过程层设备典型的为远方IO、传感器和 执行器 • 间隔层设备由间隔控制、继电保护或监 视单元组成 • 变电站层设备由计算机、操作员工作台、 远方通信接口等组成
通过IEC61850测试的主要国内 交换机厂商
• MOXA • 东土
MOXA的PT系列交换机
2008年，PT系列以太网交换机通过 KEMA测试，符合IEC 61850-3认证标准。
IEC61850简介
变电站通信网络与系统标准
IEC61850标准是基于通用网络通信平台的 变电站自动化系统唯一国际标准，它是由国际 电工委员会制定的。 IEC61850从90年代中期开始制定，到2004 年出版了全部标准。
将来电力变 电站可能全 部采用符合 此标准的通 信系统
变电站通信体系IEC61850将变电站通信体 系分为3层：变电站层、间隔层、过程层。
“KEMA”是能源与电力产业领域的国际权威机构，成立于 1927年，提供技术谘询、营运支持、量测和检验、测试 以及认证服务。此次KEMA的测试是在精 准模拟变电站 的实际环境条件下操作，所有的Moxa PT系列产品皆通过 了四大阶段的测试：第一阶段为功能性测试，旨在验证 受测设备符合IEC 61850-10，并同时进行VLAN和 Spanning Tree Protocol (STP) 的测试；第二阶段主要是进 行EMC测试，包含电击、雷击和其他电磁干扰测试；第 三阶段测试验证了设备于-40至85度的极端温度环境下可 以正常工作；而 第四阶段则是聚焦于机械机构上的验证， 包括振动和冲击耐受度测试。KEMA所进行的成功测试 再一次证明了PT系列产品完全兼容于IEC 61850-3和IEEE 1613标准，也确保了此系列网络设备于恶劣的变电站环 境下仍能高度可靠的工作。
iec61850标准
iec61850标准IEC 61850标准。
IEC 61850标准是国际电工委员会制定的针对电力系统自动化领域的通信协议标准。
该标准的制定旨在实现电力系统设备之间的互操作性和通信互联，以提高电力系统的可靠性、安全性和效率。
IEC 61850标准的出现，标志着电力系统自动化领域迈向了数字化、智能化的新阶段。
IEC 61850标准的核心理念是基于数据模型的工程化方法。
它采用了面向对象的思想，将电力系统中的各种设备抽象为对象，通过定义对象之间的关系和属性来描述电力系统的各种功能和特性。
这种基于数据模型的方法，使得设备之间的通信变得更加灵活、高效，同时也为设备的配置、监控、维护提供了统一的标准和方法。
在IEC 61850标准中，采用了统一的通信协议和数据模型，使得不同厂家生产的设备之间可以实现互联互通。
这为电力系统的设备采购、升级和扩展带来了极大的便利，降低了系统的成本和维护难度。
同时，IEC 61850标准也为电力系统的监控、保护、控制等功能提供了统一的接口和数据表示方法，使得系统的集成和协调变得更加容易和可靠。
除此之外，IEC 61850标准还提出了对通信网络的要求和规范，包括网络拓扑结构、通信速率、数据传输方式等方面的内容。
这些规范的制定，为电力系统的通信网络提供了统一的标准和指导，有利于提高系统的通信可靠性和实时性，保障系统的安全稳定运行。
总的来说，IEC 61850标准的出现，标志着电力系统自动化领域迎来了一场革命性的变革。
它不仅推动了电力系统的数字化、智能化进程，也为电力系统的设备采购、集成和运维提供了统一的标准和方法。
可以预见，随着IEC 61850标准的不断完善和推广，电力系统将迎来更加安全、可靠、高效的发展前景。
在实际应用中，我们需要深入理解IEC 61850标准的各项内容，并结合实际情况进行灵活运用，以实现电力系统的优化管理和运行。
同时，我们也需要密切关注IEC 61850标准的更新和演进，及时掌握最新的技术动态，以保持对电力系统自动化领域的领先优势。
IEC61850标准全解
3 IEC 61850信息模型
PDIS逻辑节点模板
数据对象名
Str
Op
实际工程中的PDIS逻辑节点
数据对象名 CDC类型 强制性数据对象 必须包含
Str
Op GndStr PoRch
M/O
M M
GndStr
PoRch Ofs
O
O O
GndDlMod
GndDlTmms X1 LinAng K0Fact K0FactAng ……
2 IEC 61850标准内容概述
信息模型
物理设备 逻辑设备 5 模板 7-3 公共数据类 逻辑节点
信息服务模型
面向站控层的通信
MMS报文 8-1
7-2
面向过程层的通信
数据对象
数据属性 建模方法
7-4
SV报文
9-1/9-2
GOOSE报文 8-1
7-1
设备与系统的描述
6
内容提要
1 智能变电站与IEC 61850
DO LN LD PHD
数据对象 逻辑节点
接地距离I段：PDIS1 接地距离II段：PDIS2 接地距离III段：PDIS3
逻辑设备 公用/保护/测量/控制/录波 物理设备 实际的保护装置
分层模型
3 IEC 61850信息模型
IEC 61850的模型框架
公共LD：装置告警/装置自检信息 保护LD：保护启动/保护动作/定值/压板信息 测量LD：交流量/直流量 控制及开入LD：断路器/刀闸/变压器分接头 录波LD：录波信息
IEC 61850标准
内容提要
1 智能变电站与IEC 61850
2 IEC 61850标准内容概述 3 IEC 61850信息模型
iec 61850标准
iec 61850标准IEC 61850标准。
IEC 61850是国际电工委员会（IEC）制定的一项针对电力系统自动化的通信标准。
它的主要目的是实现不同厂家、不同设备之间的互操作性，从而提高电力系统的可靠性、安全性和可维护性。
IEC 61850标准的制定是为了解决传统电力系统中存在的通信协议不统一、设备之间互操作性差等问题，它的出现极大地推动了电力系统自动化的发展。
IEC 61850标准的核心是基于通用对象模型（GOM）的通信，它采用了面向对象的方法，将电力系统中的各种设备、信息、功能等抽象为对象，并通过统一的数据模型进行描述和交换。
这种基于对象的通信方法使得不同厂家的设备可以通过统一的接口进行通信，实现了设备之间的互操作性。
同时，IEC 61850还采用了标准的通信协议和数据格式，使得设备之间的通信更加高效可靠。
IEC 61850标准的另一个重要特点是其采用了面向服务的通信架构。
它定义了一系列的服务模型，包括数据采集、事件传输、控制命令等，为电力系统自动化提供了丰富的功能和接口。
这种面向服务的通信架构使得电力系统可以更加灵活地进行配置和扩展，满足不同应用场景的需求。
除此之外，IEC 61850标准还规定了设备工程文件的统一格式和内容，包括配置文件、数据模型、通信参数等。
这些统一的工程文件使得设备的工程配置更加简便，同时也为设备的维护和管理提供了便利。
总的来说，IEC 61850标准的出现极大地推动了电力系统自动化的发展，它为电力系统的设备互联、数据交换、功能扩展等提供了统一的框架和规范。
随着电力系统的不断发展和智能化的要求，IEC 61850标准将会发挥越来越重要的作用，成为电力系统自动化的核心技术之一。
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● 代表了SAS的最新趋势，是实现数字化变电站的关键技术
● 是一个庞大的标准体系，不仅仅是一个普通通信协议
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3 工作组 - 60 专家 - 14 国家
WG10:
功能构架和通用需求
WG11:
间隔层与变电站层的通讯
IEC61850概述
● 定义了通信的内容及传递方式
● 定义了设备和变电站的配置
● 能够支持不同的设计理念，允许功能的自由配置；例如：集中式或分散式
● 具有通用性，可应用于其他领域
● 面向对象、自描述的信息建模
● 长期稳定性
● 能够面向未来发展，既能够适应通信技术的快速发展，又能满足电力系统需求 长期的稳定性
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10
站层之间交换数据
站层与远方控制中心之间交换数据
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Content
变电站系统现有通信技术及其问题 IEC61850概述 标准文档结构 变电站三层架构 信息模型
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IEC61850概述 ● 2004年制定完成，全称《变电站通信网络和系统》 ● 中国等同引用为DL/T860系列 ● 整个标准共10大部分，14个分册 ● 参考和吸收了已有IEC/IEEE/ISO/OSI可用的通信标准
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IEC61850的重要概念
●功能：变电站自动化系统执行的任务。如：母线保护，联锁，报警管理等。 ●逻辑设备（LD）：一种虚拟设备，聚合逻辑节点和数据。物理设备可以包含一个或
多个LD。
●逻辑节点（LN）：用来描述系统功能的基本单位，是数据对象的容器，可以任意
● 一致性测试
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IEC61850特点或核心内容
● 变电站三层模型 ● 设备统一建模
● 抽象通信服务
● 变电站配置描述语言 ● 详细定义了一致性测试规范
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IEC 61850-3 总体要求 质量要求 (可靠性、可用性、系统供电, IT 安全), 运行条件, 附加服务 和 其他工程标准 IEC 61850-4 系统和项目管理 工程服务要求 (参数定级、工程工具、文档），系统使用周期 (生产,工厂安装, 出厂安装), 质量保证( 责任, 测试系统，型式校验，系统测试\FAT\SAT)
Group of experts
根据IEC 61850-10 进行产品认证 质量保证体系建立, 测试系统的合格鉴定, 测试步骤
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The
HDS server stores the data retrieved by the communication server in its database HDS服务器存储从SCADA服务器中获取的 数据
The
server is also client of HDS server for reading historical data SCADA服务器同时为HDS服务器的客户端， 用来读取历史数据
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变电站三层结构
SCADA
Substation controler
RTU
Ethernet TCP/IP MMS
60870-5 -103
MODBUS
DNP
LON
PROFIBUS
60870-5 -104
FIELDBUS
Statiotection 1
Main Protection 2
不同厂家的产品和系统之间缺乏互操作性(协议转换器）
大多数变电站所使用的转换器的数量种类巨大，使得：
---系统集成变得复杂； ---增加了调试难度与时间； --- 降低了系统的可靠性。
从用户的角度来看：选择产品的自主性收到极大的限制。
互操作是现有变电站自动化技术面临的最重要的问题
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WG12:
过程层通信
WG – Working Group
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UCA 国际用户组织 作为国际协调的用户平台
UCA®International
负责对 IEC 61850 标准的维护 负责对该规约的技术上的澄清 („TISSUES“ = technical issues) TISSUE-process: webbased TISSUE-Data base,
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变电站三层结构
序号
数据交互说明
间隔层和变电站层之间交换保护数据
1
2
3 4 5 6 7 8
间隔层和远方保护之间交换保护数据
间隔层之间交换数据 间隔层和过程层之间交换采样数据 间隔层和过程层之间交换控制数据 间隔层和变电站层之间交换控制数据 站层和远方工程师之间交换数据 间隔层之间直接快速交换数据（连锁）
IEC 61850-5
功能的通信要求和设备模型 IEC 61850-9 特殊通讯服务 (SCSM) -1 通过单向多路点对点行通信链路采样值 -2 通过 ISO/IEC 8802-3传输采样值 IEC 61850-10 一致性测试
The logical nodes principles, logical communications links, items of information for communications (PICOM), logical nodes and associated PICOMs, functions, performance requirements (response times , etc. ), dynamic scenarios (information flow requirements under various operating conditions)
总的来看，
协议上看，在2004年前各厂家使用的通讯协议基本上都是自己定义的私有协议或地区性协议。
在中国，关于IEC60870-5-103的扩展规约多达120多种！！
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今天变电站面临的问题
网络及其协议不兼容
IEC 61850-1 介绍与概述 IEC 61850-2 术语
IEC 61850-6 变电站IEC的配置语言 Formal description of the single–line schemas, devices, system structure and how they fit into the single-line schema IEC 61850-7 -1 原理与模型 -2 抽象通信服务接口 (ACSI) -3 公用数据类 -4 兼容逻辑节点类和数据类 IEC 61850-8-1 映射到 MMS (ISO/IEC 9506 Part 1 and Part 2) 和 ISO/IEC 8802-3
分配到IED，每个逻辑节点和内部的数据都有具体的语义，并通过他们的服务与外部进行 交互。
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Content
变电站系统现有通信技术及其问题 IEC61850概述 标准文档结构 变电站三层架构 Application case
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IEC61850
Standard introduction and analysis
Draft version 4th, Nov, 2008
Content
变电站系统现有通信技术及其问题 IEC61850概述 Redundancy Distributed concept Application case
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今天变电站的通信情况
The server retrieves data from equipments SCADA服务器从设备层收取数据
The
HDS server is client of the server HDS服务器为SCADA服务器的客户端
● 对设备之间协同工作的方式进行了发展
● 功能自由分布 ● 互操作性
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互操作性
● 不同厂家的IED之间能够交换信息，并能够利用交换的信息完成各自的功 能 ● 从六个方面做了统一