Status_IEC%2060870-5-IEC%2061850
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系列标准01-介绍
IEC 61850-7-2、-3、-4详尽的描述了各种对象模型的数据类和服 务，是IEC 61850-8和IEC 61850-9的前提和基础。
确切地说，IEC 61850是一种新的变电站自动化的方法，一种影 响工程、维护、运行和电力行业组织的新方法。
IEC 61850系列标准考虑了各种需求的测试方法，面向未来通讯 的可扩展架构，实现“一个世界，一种技术，一个标准”的目标。
国电南瑞
第6页
一个开放和先进的变电站自动化标准
开放性 永远是您可信赖的朋友
背景 概念
IEC 61850系列标准吸收了多种国际最先进的新技术，并且大量 引用了目前正在使用的多个领域内的其它国际标准作为IEC 61850 系列标准的一部分。所以它是一个十分庞大的标准体系。
内容 三层架构
优点
IEC 61850系列标准全面涵盖了变电站通信网络和系统总体要求 、系统和工程管理、一致性测试等内容。
与IEC 61850-9-1类似，非点到点，双向，可配置MU中参数。
测控
保护
以太网
合并单元
国电南瑞
第 20 页
永远是您可信赖的朋友
背景 概念 内容 三层架构 优点
IEC 61850的内容 IEC 61850-10 一致性测试
PICS - Protocol Implementation Conformance Statement 协议实现一致性陈述
测控
保护
及表示层的应用层协议,该协议
IEC61850和IEC60870-5-104协议转换网关的研究
IEC61850和IEC60870-5-104协议转换网关的研究摘要：为了使采用IEC60870-5-104标准的系统能够和新型数字化变电站（采用IEC61850标准）相互兼容，在远动系统侧有必要针对IEC61850到IEC60870-5-104安装一个协议转换网关。
本文介绍了IEC61850及IEC60870-5-104标准内容及其特性，阐述了规约转换理论，并设计一种遵循IEC61850~智能变电站通信网关，以促进104规约和IEC6l850标准二者的无缝隙转换。
关键词：IEC61850，IEC60870-5-104，协议转换，网关引言IEC61850协议作为变电站通信系统普遍性适用的标准，为过程层建立了统一的通信协议。
目前，IEC61850及其草案仍处于制定阶段，在未来的较长时间里，IEC61850、非IEC61850系统仍旧长期共存，并逐步过渡。
所以，确保非IEC61850到IEC61850系统的顺利过渡，推广IEC61850系统的应用，有着重要的探索意义和研究价值。
在电力系统中，IEC60870-5-104属于使用频繁的一种远动通信协议。
为了使系统能够和新型数字化变电站保持兼容，我们在远动系统侧需要安装一个网关，使数据能够从IEC61850成功转换到IEC60870-5-104系统。
1两种标准的特性分析及比较1.1 tEG60870-5-04标准简介IEC60870-5-104协议表示：“将1EC60870-5-101的应用层、TCP/IP传输功能相进行组合，赋予相同的定义。
IEC60870-5配套标准提及的ASDUs均可以和TCP/IP组合，不过本标准并未做详细的阐述”。
在应用层，IEC60870-5-104规约遵从的是TCP/IP网络传输协议，以获取安全的连接。
本层级中，应用协议数据单元（APDU）涵盖了两个核心的部分：一是规约控制信息（APCI），二是服务数据单元（ASDU）。
APDU中，启动字符68H界定了数据流中的起始点，而APDU主体长度受到APDU长度的影响。
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通信规约简介
IEC61850是一个关于变电站自动化系统结构和数据通信的国际标准，其目的是使变电站内不同厂家的电子设备（IED）之间通过一种标准（协议）实现互操作和信息共享。
IEC61850技术将成为电力系统信息技术的基础，对电力自动化技术的发展产生巨大的影响。
目前IEC61850技术在变电站层和间隔层的技术已经成熟，已经到了批量推广的时机。
IEC61850变电站通信网络和系统系列标准对于建设现代数字化变电站统一信息平台的意义，符合电力专用的通信产品提供商的进展以及工业以太网交换机的行业专用化趋势。
构建符合IEC61850的现代数字化变电站众所周知，随着变电站自动化技术和现代网络通信技术的发展，IEC61850标准已成为近年来数字化变电站自动化研究的热点问题之一。
所谓数字化变电站，就是使变电站的所有信息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。
传统以来，国内主流的变电站自动化系统中广泛采用的是国际电工委员会IEC 于1997年颁布的继电保护信息接口配套标准IEC60870-5-103规约。
由于该规约制定时间较早，受技术条件的限制，在以太网和智能数字化设备迅速发展的今天，其缺陷日益明显，如：（1）没有定义基于以太网的通信规范。
（2）没有标准的系统功能、二次智能设备的模型规范。
（3）缺乏权威的一致性测试。
（4）不支持元数据传送，没有统一的命名规范。
上述缺陷直接导致变电站自动化系统在建设过程中不同厂家设备之间互操作性较差，不同厂家设备之间互联需要规约转换设备，需要进行大量的信息对点工作，变电站自动化系统集成工作量增加，系统信息处理效率低下。
因此不难看到，随着变电站二次设备及系统的发展，设备一体化、信息一体化已成为必然的趋势，迫切需要一个统一的信息平台实现整个自动化系统。
为了统一变电站通信协议，统一数据模型，统一接口标准，实现数据交换的无缝连接，实现不同厂家产品的互操作，减少数据交换过程中不同协议间转换时的浪费，IECTC57工作组在IEEE协议基础上，组织制定了IEC61850——变电站通信网络和系统系列标准，并于2004年正式发布。
IEC 60870-5-104规约与IEC 61850互相转换通信网关的研究
ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ａ ｍｌ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ｃ ａ ｎ ｃ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｕ ｅ ．
０ 弓 ｉ 言
随着计算机技 术 、 通信技 术和 电力 电子技 术 的不 断进步 ， 电力 系统对信 息共享 和应用集 成 的需 求越发 迫切 为此 ， 国际 电工 技术委 员会 （ Ｉ Ｅ Ｃ ） 的第 ５ ７ 技术
委 员会 （ Ｉ Ｅ Ｃ Ｔ Ｃ ５ ７ ） 制定 了用于 变 电站 Ｓ Ａ Ｓ （ Ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ） 的 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标 准 ．目前 ， 在 数
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ ：１ ０４ ｐｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ；Ｉ ＥＣ ６ １ ８５ ０；ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ；ｃ ｏ ｍｍ ｕ ｎｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｇ ａ ｔ ｅ ｗａ ｙ
准 是 目前 智 能变 电站 内部 通 信 网 络 的 唯一 标 准 ， 也
摘
４ ４ ３ ０ ０ ２ ）
要： 面 向点 的ｌ Ｅ ｃ ６ ０ ８ ７ ０ — ５ — １ ０ ４ 规约 向面 向对 象的 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 标准 转换是 变电站智能化发展 的必然趋势。在
IEC60870-5-103规约与IEC61850标准的分析和比较
２１ ０ ０年 管理论 丛与技 术研 究专 刊
Ｉ Ｃ ０ ７ ５— Ｅ ６ ８ ０— １ ３规约与 Ｉ Ｃ １ ５ ０ Ｅ ６ ０标准的分析和 比较 ８
贾旭 东“
（ ．华北 电力 大 学 电气 与 电子 工 程学 院 ，北 京 １ 摘
比较 。
１２０ ０ ２ ６；２ ．北 京 市 电力公 司变 电公 司 ，北 京
关 键词 ：ＩＣ １５ 标 准 ；ＩＣ ０ ７ ５ ０ ；通 信 规 约 ；变 电站 自动化 系 统 Ｅ ６ ８０ Ｅ ６ ８０— —１３
变 电站 自动 化 监 控 系 统 是 变 电站 内 的 重 要 系 统 之 层 、链 路层 、应用 层 、用 户 进 程作 了大量 具 体 的规 定 和
一
，
对 于变 电站 内电力 设备 的测 量 、监 视 、控 制 等都 起 定义 ，规 约采 用非 平衡 式 传 输 ，控 制 系统 组 成 主 站 ，间 １ ３规约 的 应用 使 得变 电 站 内 一个 控 制 系统 的不 同 ０
到 了很重 要 的作 用 。而 通讯 规 约 是 实现 变 电站 内 继 电保 隔单 元 为子 站 。１ ３规 约属 于 问答 式 规 约 。 ０
统 一 。所 以通 信差 异对 自动化 集成 度 有很 大 的 影 响 。 目 相 互 通信 的配套 标 准 ，可 以满 足变 电站 传 输保 护 和 监控
前 ＩＣ ０７ Ｅ ６ ８ ０—５—１ ３规 约 在 变 电站 自动 化 监 控 系 统 中 信 息 的要 求 。 ０
得 到 了广 泛 的应用 ，这也 使 得 在变 电站 中不 同继 电保 护
图 １ 采用 １ ３规 约 的典 型 的 自动 化 系统 结 构 ０
不 断发 展 的通 信 技术 与 变 电站 自动 化 系统 的需 求 。这 些 都 是其 他 以往 的通 汛 规 约所 无 法 比拟 的 。
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到IEC60870-5-104协议转换网关的研究
IEC61850到IEC60870-5-104协议转换网关的研究摘要：为了使目前采用IEC60870-5-104标准的系统兼容采用IEC61850标准的新型数字化变电站，就需要在远动系统侧安装IEC61850到IEC60870-5-104的协议转换网关。
本文分别对IEC61850及IEC60870-5-104标准的主要内容和关键技术特点做了介绍和分析，并设计了IEC61850到IEC60870-5-104的协议转换网关。
关键词：IEC61850，IEC60870-5-104，协议转换，网关0 引言IEC61850协议统一了变电站的过程层采用的通信协议，是应用于变电站通信网络和系统的国际标准。
然而IEC61850相应的草案还在制定之中，因此今后较长的一段时间内，将是IEC61850系统和非IEC61850系统共存的过渡时期，因此保障现有的非IEC61850系统到IEC61850系统的平稳过渡，以及推进IEC61850系统的实际应用，是值得我们深入研究的课题。
IEC60870-5-104是目前在我国电力系统中使用较多的远动通信协议。
为了使目前的系统兼容新型数字化变电站，这就需要在远动系统一侧安装一个网关，以完成IEC61850到IEC60870-5-104数据的转换。
图1为现有调度中心接入新型数字化变电站的方式。
构成信息模型的概念模型有：服务器代表着设备的外部可视性能。
其他所有ACSI模型是服务器的一部分。
逻辑设备为了通信目的包含了一组相关联的数据集和逻辑节点，是一种虚拟装置。
逻辑节点执行一些特定的操作，表示一个物理设备内的某个功能。
数据包含在逻辑节点内，具有机构化、有意义的信息。
多个数据组成一个逻辑节点，多个数据属性组成一个数据。
IEC61850是面向对象的数据结构。
2 IEC60870-5-104标准IEC60870-5-104标准在IEC101基础上采用以太网进行调度通讯的。
其应用层采用IEC60870-5-101规约的应用服务数据单元ASDU，网络层及传输层采用TCP/IP协议。
智能变电站中IEC60870-5-104到IEC61850的映射互通研究
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｕｔ ｌＭ ａ ｐｉ ｆＩ ｓａ ｃ ｎ Ｍ ｕａ ｐ ｎｇ ｏ ＥＣ６ ８ ０ －１ ４ ｔ ＥＣ６ ８ ０ ｉ ０ ７ －５ ０ ｏ Ｉ １ ５ ｎ Ｓｍ ａ ｔＳｕｂ ｔ ｔｏ ｒ ｓａｉ ｎ
Ｓ ＮＧ Ｙａ Ｑ Ｎ Ｌ－ｕ ＱＵ Ｈ ｎ －ｅ２Ｔ Ａ ａ２ Ｏ ｎ， Ｉ ｉｊｎ ， ｏ ｇ ｌｉ Ｉ Ｎ Ｔ ｏ ，
０ 引言
目前。国家 电 网公 司正 在 开展 智 能 变 电站试 点 工 程建 设 ， 数字 化 变 电站 的基 础上 ， 能变 电站 采 在 智 用 Ｉ Ｃ ６ ８ ０标 准 ， 深化 应 用包 括 统 一 配置 、 享 Ｅ １５ 其 共
ｐｒｎｃｐｌ ｆＩ ｉ ｉ ｅ ｏ ＥＣ６１ ０． ８５ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ：ｓ ａ ｕｂｓａ ｉｎ；Ｉ ｄｓ ｍ ｒ ｓ ｔ ｔｔｏ ＥＣ６１ ５０； Ｉ ８ ＥＣ６０ ０—５ ０４； ｐｐ ｎ ８７ －１ ｍ成 目前 智 能 变 电 站 内部 采 用
ｎ ｃ ｓ ａ ｙ ｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｈｅ ｅ ｍ ｌｓ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ｔ ｅ ＥＣ６０８ ０—５—１ ４ ｎ Ｉ ｅ ｅ ｓ ｒ ｏ ｒ ｓ ａ ｃ ｔ ｓ ａ ｅ ｓ ｏ ｖ ｒ ｉｎ ｂｅｗｅ ｎ Ｉ ７ ０ ａ ｄ ＥＣ６１ ０ ｔｔ ｓ ｔｇ ８５ ａ ｈｉ ｓａ ｅ． Ｔｈ ｓ ｐａ ｒ ｃ ｍｐａ ｅ ｔ ｉ ｐｅ ｏ ｒ ｓ ｈｅ
无缝转换是 十分 必要的。比较 了Ｉ Ｃ ０ ７ － 和Ｉ Ｃ １５ 种通信规约 的特 点，依据 变 电站通信功 能的特 点和 Ｅ ６ ８ ０ ５ Ｅ ６ ８ ０２ ６ ８０ １５ 的映射原则 ， 分析 了ＩＣ ０ ７ — — ０ 到Ｉ Ｃ １５ 相 互映射 的一般方 法和 大致流程 ， 出 了相 互映射关 系 Ｅ ６ ８ ０ ５ １４ Ｅ ６ ８ ０ 给 表 和Ｓ Ｌ Ｃ 配置 文件 的生成过程。 关键词 ： 智能变 电站 ； Ｃ １５ ；Ｅ ６ ８０ ５ １ ； Ｉ ６ ８ ０ ＩＣ ０ ７ — — ０ 映射 Ｅ ４ 中图分类号 ：Ｍ７ ４ Ｔ ３ 文献标 志码 ： Ａ 文章编号 ：６ ３ ７ ９ （０ ２ ｏ — ０ ９ ０ １７ — ５ ８ ２ １） ８ ０ ２ — ５
IEC61850标准理解
IEC61850标准理解IEC61850标准理解一IEC61850的应用范围IEC61850应用与变电站自动化系统。
对于变电站自动化系统，我的理解就是，变电站内的所有可监控的一次设备、二次设备和前置机系统。
对于IEC61850其他的应用，不在标准的讨论范围之内。
二IEC61850与传统通信规约的比较传统通信规约都是面向信号的，是线性的点，以点号（地址）来识别，自描述性比较差，需要双方事先约定；因此造成了不同厂家之间的设备和系统互通互联十分困难。
而IEC61850使用了面向对象建模技术，数据模型具有自描述能力，通信双方不需要事先约定。
因此相对传统通信规约，IEC61850的优点是显而易见的：可以很好的实现互操作。
三IEC61850的主要思想与技术1 分层结构变电站自动化系统所要完成的主要功能有控制、监视、设备及其馈线保护以及系统配置、通信管理、软件管理等维护功能，IEC 61850 从逻辑上将系统的功能分配在3个层次上，即变电站层、间隔层和过程层，其中：过程层主要完成开关量I/O、模拟量采样和控制命令的发送等与一次设备相关的功能；间隔层主要使用一个间隔的数据并对该间隔内的一次设备进行操作，完成如线路保护、间隔单元控制等功能；变电站层的功能分为2 类：一是与过程层关联的变电站层功能，指使用多个间隔或整站的一次设备信息并对该范围内的一次设备进行监视和控制，如母线保护或全站范围内的闭锁等，二是与接口相关的功能，主要指与远方控制中心（TCI）、远方监视和维护工程师站（TMI）以及本地人机接口（HMI）的通信，而变电站自动化系统的装置可被安装在这三个不同的功能层上。
同时定义了10 种逻辑接口来完成各层之间的通信，其中：IEC 61850 中的变电站自动化系统功能层次和逻辑接口模型如下图所示，其中的IF 是指接口（Interface）。
图中各接口的含义分别为：IF1：间隔层与变电站层之间保护数据的交换；IF2：间隔层与远方保护之间的保护数据交换；IF3：间隔内数据交换；IF4：过程层和间隔层之间PT 和CT 瞬时数据交换（尤其是采样）； IF5：过程层和间隔层之间控制数据交换；IF6：间隔和变电站层之间控制数据交换；IF7：变电站层与远方工程师站数据交换；IF8：间隔之间直接数据交换（如连锁）；IF9：变电站层内数据交换；IF10：变电站设备与远方控制中心之间控制数据交换。
数据通信IEC60870及61850
IEC 60870与61850系列标准简介一.数据通信基础1.1 数据通信的目的数据通信的目的是交换信息（information），信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像。
计算机产生的信息一般是字母、数字、符号的组合。
为了传送这些信息，首先要将每一个字母、数字或符号用二进制代码表示。
计算机通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码0、1比特序列的过程。
1.2 通信系统的组成通信系统是将一个用户的信息传送到另一个用户的全部软、硬件设施。
一个点对点的通信系统可以抽象成下图所示的一般模型，其基本组成包括：信源、变换器、信道、反变换器、信宿及噪声源6个部分：1.信源信源是指产生各种信息（如语音、文字、图像、数据等）的信息源，可以是人，也可以是机器（如计算机等）。
2.变换器变换器的作用是将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。
对应不同的信源和不同的通信系统，变换器有不同的组成和变换功能。
例如：对于数字电话通信系统，变换器则包括送话器和模/数转换器等，模/数转换器的作用是将送话器输出的模拟语音信号经过模/数转换并时分复用等处理后，变换成适合在数字信道中传输的信号。
3.信道信道是信号的传输媒介。
信道按传输介质的种类可以分为有线信道和无线信道。
在有线信道中电磁信号（或光信号）约束在某种传输线（电缆、光缆等）上传输；在无线信道中电磁信号沿空间（大气层、对流层、电离层）传输。
信道如果按传输信号的形式又可以分为模拟信道和数字信道。
4.反变换器反变换器的作用是将从信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信号。
反变换器的作用正好相反，起还原的作用。
5.信宿信宿是信息的接收者，可以是人或设备。
6.噪声源噪声源是系统内各种干扰影响的等效结果，系统的噪声来自各个部分，从发出和接收信息的周围环境、各种设备的电子器件，到信息所受到的外部电磁场干扰，都会对信号形成噪声影响。
一般为了分析问题方便，将系统内所存在的干扰均折合到信道中，用噪声源表示。
IEC 60870数据向IEC 61850信息转换的研究的开题报告
IEC 60870数据向IEC 61850信息转换的研究的开题报告一、研究背景智能电网是未来电力系统的发展方向，它能够实现自愈能力、低碳减排、安全高效等特点，有着极大的经济和环保价值。
在智能电网的过程中，通信系统作为其关键组成部分，应用广泛，它承载着与电力设备的交互信息，其中，重要的是采集与控制信息。
传统的SCADA系统采用IEC 60870作为其主要通信协议，而基于XML和Ethernet的新一代智能电网架构采用的是IEC 61850通信协议。
在旧有电网的升级和现有的新型电网建设过程中，两种通信协议的协同运行成为了研究前沿和热点问题。
二、研究目的和内容本次研究的目的是探究IEC 60870数据向IEC 61850信息的转换，使得两种协议可以在智能电网系统中协同工作，实现对电力系统各种设备的安全、可靠控制。
本研究主要包括以下两方面内容：1.研究IEC 60870与IEC 61850的通信协议规范本研究将深入了解IEC 60870和IEC 61850通信协议的规范，了解和比较两者的特点、优缺点和协议之间的区别。
由此，为后续的技术探究和实践工作打下坚实的理论基础。
2.研究IEC 60870数据向IEC 61850信息的转换方法本研究将重点关注IEC 60870数据向IEC 61850信息转换的过程，研究并探索如何实现协议间的信息转换，以实现兼容性。
我们将通过掌握典型的转换方法和应用案例，对此进行分析、总结和归纳，并尝试提出一些更为灵活和适用的方法，使得在实际场景中的应用更加可行、稳定和高效。
三、研究意义本研究的意义在于能够找到一种有效的方法，将旧有的IEC 60870和新型的IEC 61850协议结合起来，使得在智能电网的建设和运营过程中，信息转换更加准确和高效，数据传输性能更加稳定和快速。
此外，本研究也为应对未来能源市场和电力市场的新需求，提供了支持并为其做好了技术铺垫。
滤波器的国际标准
滤波器的国际标准引言滤波器是一种常用的电子元件，用于在电子电路中滤除不需要的频率分量。
在国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，简称IEC）和国家标准化组织（National Standardization Organizations）等组织的指导下，滤波器的标准化工作得到了广泛的开展和应用。
本文将对滤波器的一些国际标准进行介绍。
IEC 60870-5IEC 60870-5是国际电工委员会制定的一个关于滤波器的技术标准。
该标准主要针对滤波器的通信接口进行规范，以确保不同厂家生产的滤波器能够互相兼容。
该标准规定了滤波器的物理接口、通信协议、数据格式等内容，以保证滤波器在各种通信环境下能够正常工作。
在IEC 60870-5中，滤波器的物理接口规定了连接滤波器的电缆类型、接口插头的标准等。
通信协议方面，该标准采用了一种基于传统电信协议的通信方式，使得滤波器可以与其他设备进行通信。
数据格式方面，该标准规定了滤波器传输数据的结构和编码方式，以确保数据的可靠传输和解析。
IEC 60870-5的制定对于滤波器的应用和开发具有重要意义，可以提高滤波器的互操作性和通用性，方便滤波器的使用和维护。
IEC 60601IEC 60601是一种滤波器的医学电器标准，适用于医疗设备中的滤波器。
医疗设备中的滤波器需要满足更高的安全和可靠性要求，以保证设备对患者的安全和治疗效果。
IEC 60601标准规定了医疗设备中滤波器的电气安全要求、电磁兼容性要求、机械安全要求等内容。
其中，电气安全要求包括对滤波器的绝缘、电气连接和接地等方面的要求；电磁兼容性要求包括对滤波器的辐射和抗干扰能力的要求；机械安全要求包括对滤波器的固定、耐用性和防护等方面的要求。
IEC 60601标准的制定对于医疗设备中滤波器的设计、制造和使用具有指导作用，可以提高医疗设备的安全性和可靠性。
ANSI C84.1ANSI C84.1是美国国家标准化组织制定的一个关于滤波器的标准。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ＩＥＣ ６０８７０－５／ＩＥＣ ６１８５０ 规约的现状及 如何保障规约的兼容性 蔡运清 Ｊｏｈｎ Ｊａｎｓｅｎ ｖｄ Ｓｌｉｇｔｅ ＩＥＣ ＴＣ５７ ＩＥＣ ＴＣ５７ 美国工作组成员 欧洲工作组成员 摘要 理想中的ＩＥＣ ６１８５０ 规约会给电力系统自动化通讯带来不小的影响。
在目前６１８５０ 规约的完成日期未定，并在全世界范围得到统一解释并接受的日期未定的情况下，如何正确保证逐渐成熟ＩＥＣ６０８７０－５系列规约的兼容性也是一件重要的任务．这里我们介绍ＩＥＣ６１８５０的简单历史及现状，并试图消除一些对ＩＥＣ６１８５０的误解．同时介绍国际上正确保证规约兼容性的一些实践经验．最后提出在中国如何保证规约兼容性的建议。
一． 简单历史及现状 ＩＥＣ６０８７０－５ 系列规约有下面几个里程碑： １９９０年 ２ 月完成第一份文件 ＩＥＣ６０８７０－５－１ （帧结构） １９９５年 １１月完成第一个完整规约的文件 ＩＥＣ６０８７０－５－１０１ （远动） １９９６年 ６ 月完成第二个完整规约的文件 ＩＥＣ６０８７０－５－１０２ （ＲＴＵ与电表） １９９７年 １２月完成第三个完整规约的文件 ＩＥＣ６０８７０－５－１０３ （ＲＴＵ与保护） ２０００年 １２月完成第一个完整基于以太网规约的文件 ＩＥＣ６０８７０－５－１０４ （远动） ２００２年 １１月完成 ＩＥＣ６０８７０－５－１０１ 第二版 （远动） ２００３／２００４ 计划完成ＩＥＣ６０８７０－５－６ （ＩＥＣ６０８７０－５ 系列规约的兼容测试步骤） ＩＥＣ６０８７０－５系列规约的发展比较长． １０年了才有了今天被除北美外全世界的接受， 形成新的自动化功能规范串行均以ＩＥＣ６０８７０－５－１０１／１０２／１０３为基本要求， 以太网均以ＩＥＣ６０８７０－５－１０４为基本要求的局面． ＩＥＣ６１８５０ 工作组１９９５年成立，目标是变电站內通讯网络及系统． １９９７年１０月正式与ＥＰＲＩ／ＵＣＡ工作组合作． 计划在２００３年４月完成完整的规约文件． 虽然国际上的一些文章给大家一个印象，ＩＥＣ６１８５０马上要完全取代ＩＥＣ６０８７０－５系列规约。
我们认为近期内是不可能取代的。
从ＩＥＣ６０８７０－５系列的发展可以发现，ＩＥＣ６１８５０和其它规约一样，肯定需要一个现场证明，改进，用户接受的过程。
ＩＥＣ６９８７０－５－１０１经过了７年才有了修订补偿的第二版。
ＩＥＣ６１８５０／ＵＣＡ２．０最大的一个技术挑战是保证变电站自动化功能的实时实现。
如备自投，并列变压器的保护。
它们需要变电站ＩＥＤ之间的点对点通讯，时间延时毫秒级。
北美以外对ＥＰＲＩ的ＵＣＡ均有些误解．首先了解一下美国ＥＰＲＩ．成立于１９７３年的美国ＥＰＲＩ为以会员制的非盈利，民间组织． 其目标是，通过管理和组织来进行电力方面研究，开发，提供应用解决方案． 美国ＥＰＲＩ并没有自己的科研技术人员，而是拥有大量的项目管理人员． 研究，开发，应用解决方案长久以来主要靠委托学校及咨询服务公司实现． ＵＣＡ （ Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ） 的研究也是如此． ＵＣＡ 并没有在北美变电站自动化中流行． 到２００２年５月为止， １５年以上的时间內，全世界变电站使用ＵＣＡ的系统不超过３０． 并且９０％是实验项目． 在２００２年２月的ＤｉｓｔｒｉｂｕＴｅｃｈ ２００２会议上， 一个ＵＣＡ试点的总结［１］能够从一个侧面反应ＵＣＡ的试用情况． 就是在北美，美国ＩＥＥＥ／ＰＥＳ 变电站标准通讯工作组Ｐ１５２５（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ， Ｃｏｎｔｒｏｌ， ａｎｄ Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ） 还在制定与ＵＣＡ，ＩＥＣ６１８５０相近的规约，计划２００４年１２月完成． ＩＥＣ６１８５０文本制定面临的主要问题是： 北美和欧洲变电站集成及自动化的模式不同，而目前的草稿还不能完全兼顾这两种模式． 另外，由于涉及的国家多，厂家多，厂家之间对标准规约控制权的竞争影响进度． ＩＥＣ６１８５０目前推荐的规约服务层为ＭＭＳ． ＭＭＳ这里作为规约报文的编译解释器． ＩＥＣ６１８５０也在考虑使用其他的规约服务．ＭＭＳ规约服务到底是近２０年的标准，其发起的汽车行业已经不再使用． 在现有技术水平条件下， ＩＥＣ６１８５０大部分规约的可行性研究及实验证明是可行的．但ＩＥＣ６１８５０规约ＩＥＣ６１８５０－９－２部分的可行性还没有明确答案． 根据ＩＥＣ６１８５０－９－２的要求，网络的ＩＥＣ６１８５０－９－２数据需要１０３ Ｍｂｉｔｓ／ｓ．现在的Ｍｅｒｇｉｎｇ Ｕｎｉｔ和保护设备还不能保证这个要求。
最重要的是，ＩＥＣ６１８５０还没有现场运行证明。
二． 如何保障规约的兼容性 作为标准规约，其目的自然是相互之间的兼容性 （ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ）．或通俗地说，不同厂家设备之间的无缝通讯． 为了保证设备相互间的兼容性， 从国际上比较成功的标准规约ＩＥＣ６０８７０－５及ＤＮＰ３的来看，他们经历的过程非常值得注意． 第一， 规约的统一解释对一个标准规约的实施推广起非常重要的作用．ＩＥＣ６０８７０－５系列规约比ＤＮＰ３公布的早， 实施推广却晚２－３年．３－５年前，ＩＥＣ６０８７０－５作为国际标准，国际上却没有一个组织可以对ＩＥＣ６０８７０－５的实施细节进行解释． 北美的ＤＮＰ３规约在１９９３年就成立了由以各个竞争厂家为主的ＤＮＰ３用户协会，负责ＤＮＰ３实施细节的解释以及规约的修改．目前ＤＮＰ３的用户协会需要２００美元加入． ＩＥＣ６０８７０－５没有用户协会，但从２０００年９月起， 美国的Ｔｒｉａｎｇｌｅ ＭｉｃｒｏＷｏｒｋｓ 发起了ＩＥＣ６０８７０－５规约的ＩＮＴＥＲＮＥＴ讨论组． 网页地址为： ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｒｉａｎｇｌｅｍｉｃｒｏｗｏｒｋｓ．ｃｏｍ／ｉｅｃ６０８７０－５／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍ． 这个讨论组得到全世界ＩＥＣ６０８７０－５方面专家的支持． 虽然， 规约的统一解释非常关键．通常标准规约文本仅仅定义了９０％，而１０％是选择项。
各个厂家的实施实现程度也不相同。
用户也未必在功能规范书中将规约的要求明确。
这样保证设备相互间的兼容性，必须经过测试最终认证． 因此，标准测试步骤也慢慢成为标准规约的一部分． １９９９年ＤＮＰ３用户意识到标准测试的重要性，第一个完成了ＤＮＰ３的标准测试步骤，并在各竞争厂家，用户组成的ＤＮＰ用户协会中投票通过成为ＤＮＰ３规约的标准文件之一。
以此文件为标准， 目前ＤＮＰ３用户协会批准了三家公司进行ＤＮＰ３兼容性认证的测试及兼容证书的发放。
注意的是，由于ＤＮＰ３有标准测试步骤作为兼容测试的依据，对兼容认证测试公司并没有特别的要求，如不能生产提供ＤＮＰ３方面的产品。
ＩＥＣ６０８７０－５系列规约的兼容性测试目前仅仅是欧洲的ＫＥＭＡ咨询公司。
由于ＫＥＭＡ积极参与了ＩＥＣ６０８７０－５系列规约的制定，甚至起草一些相应标准。
ＫＥＭＡ从１９９６开始进行ＩＥＣ６０８７０－５系列规约的兼容性测试。
但ＫＥＭＡ的ＩＥＣ６０８７０－５系列规约的兼容性测试非用户协会或任何标准机构指定的测试认证。
但是欧洲还是仍然将ＫＥＭＡ认为是ＩＥＣ６０８７０－５系列兼容测试的中心。
现在ＩＥＣ６０８７０－５系列正在制订ＩＥＣ６０８７０－５－６作为ＩＥＣ６０８７０－５的标准测试步骤．计划２００３年完成。
而ＩＥＣ６１８５０，从一开始就设计了兼容认证步骤， 即ＩＥＣ６１８５０－１０部分。
ＫＥＭＡ的经验统计表明，在ＫＥＭＡ做ＩＥＣ规约兼容测试的设备及系统，６０％没有一次通过的，必须进行第二次测试。
三．建议 １．加强国际，国内厂家之间的交流 ＩＥＣ规约作为国际性标准规约，而欧洲及北美目前显然是制定ＩＥＣ规约的主要技术来源，虽然中国有语言的障碍，但必须努力，启用新人。
每次国际ＩＥＣ和ＤＮＰ规约会议参加者基本上均是各公司具体进行规约编程实现的技术人员。
中国变电站计算机监控的市场规模大于世界上如何国家，完全具有影响ＩＥＣ６１８５０规约制定基础。
遗憾的是ＩＥＣ６１８５０的制定并没有考虑我们中国的情况。
ＩＥＣ６０８７０－５－１０３规约的制定就是一个典型例子。
中国保护类型比任何国家全，可ＩＥＣ６０８７０－５－１０３未能包括中国的所有并且是常用的保护类型。
这自然为中国各厂家ＩＥＣ６０８７０－５－１０３设备的兼容带来困难。
但同时中国内部也花了不少年的时间来理解如何利用标准ＩＥＣ６０８７０－５－１０３的功能实现遥控和保护整定的下载。
ＩＥＣ标委会和中国的标委会为制定标准的机构，每次的会议均已制定修改标准为主。
规约的解释实施所以还是靠厂家和用户。
厂家和用户的正式非正式的交流起非常大的作用。
北美欧洲厂家用户较正式方式的交流，除标委会外，主要是每年中的各种电力技术及展销会的机会，如ＩＥＥＥ／ＰＥＳ的冬季夏季会议，ＤＡ／ＤＳＭ 展销会。
这些会议均安排规约讨论小组会议。
中国完全可以借鉴。
２．从用户设计方面，加强规约兼容性的要求 自然，保证标准规约的实施以及设备的相互兼容最终的最大受惠者是最终用户。
表面上看，用户会说，不管你几个厂家怎么做，只有系统能联起来，保证实时性，不掉数据就行，规约是厂家的事。
其实不然。
第一，就投运时来看，这里不谈规约不兼容带来的工期及成本问题，系统规约的不统一，会大大降低整个系统的功能。
我们知道，变电站计算机监控系统的核心技术是系统集成技术，而系统集成技术的中心就是通讯规约。
其二，长期维护来看，设备系统的维护升级关键不都是规约问题吗。
现在全世界没有几个用户，希望绑定一个厂家，二厂家绑定一二个技术人员。
现在中国系统的升级基本还是推倒全部重来，规约不也是原因之一吗。
如何在功能规范书中，加强规约兼容性的要求呢。
理想情况是在功能规范书中要求提供ＩＥＣ规约的兼容测试证书。
目前接受最广的是荷兰ＫＥＭＡ发放的兼容证书。
如果要求中国厂家的设备均提供这样的证书，目前比较难。
我们提出下面建议供用户用户设计人员参考。
在功能规范书中，要求厂家必须提供三份文档，ＩＥＣ６０８７０－５系列规约的兼容表，点表以及兼容表的测试报告。
ＩＥＣ６０８７０－５系列规约标准文档中已经提供了各个规约的兼容表 （ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ）．这部分完全可以拿出来请厂家按规约的实施情况添好。
这个表也称 Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｐｒｏｆｉｌｅ。
这个表有标委会提供更好，不容许厂家更改这个表。
ＩＥＣ６０８７０－５－１０１／１０３／１０４规约兼容表的标准英文版本，作者可以提供。
点表自然必须由厂家提供。
点表的格式没有固定的要求，但至少必须提供点的地址，数据格式，数据类型，数据组。