IEC61850介绍讲解
IEC61850规约整体介绍(DOC)
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。
智能变电站IEC61850相关知识
智能变电站IEC61850相关知识IEC61850是什么IEC61850是要一种公共的通信标准，通过对设备的一系列规范化，达到全站的通讯统一，IEC61850不是一个规约。
IEC61850 标准的服务IEC61850 标准的服务实现主要分为三个部分：MMS服务、GOOSE服务、SMV服务。
MMS服务用于装置和后台之间的数据交互;GOOSE服务用于装置之间的通讯;SMV服务用于采样值传输。
三个服务之间的关系：在装置和后台之间涉及到双边应用关联，在GOOSE 报文和传输采样值中涉及多路广播报文的服务。
双边应用关联传送服务请求和响应(传输无确认和确认的一些服务)服务，多路广播应用关联(仅在一个方向)传送无确认服务。
如果把IEC61850标准的服务细化分，主要有：报告(事件状态上送)、日志历史记录上送、快速事件传送、采样值传送、遥控、遥调、定值读写服务、录波、保护故障报告、时间同步、文件传输、取代，以及模型的读取服务。
IEC61850 标准分类IEC61850-8-1映射到MMS和ISO/IEC8802-3(MMS)。
IEC61850-9-1通过单向多路点对点串行通信链路采样值(9-1)。
IEC61850-9-2通过ISO/IEC8802-3传输采样值(9-2)。
IEC61850-9-2le通过ISO/IEC8802-3传输采样值(9-2le)。
IEC61850 特点1)采用了面向对象的数据建模技术IEC61850标准采用面向对象的建模技术，定义了基于客户机/服务器结构数据模型。
每个IED包含一个或多个服务器，每个服务器本身又包含一个或多个逻辑设备。
逻辑设备包含逻辑节点，逻辑节点包含数据对象。
数据对象则是由数据属性构成的公用数据类的命名实例。
从通信而言，IED 同时也扮演客户的角色。
任何一个客户可通过抽象通信服务接口(ACSI)和服务器通信可访问数据对象。
2)数据自描述该标准定义了采用设备名、逻辑节点名、实例编号和数据类名建立对象名的命名规则;采用面向对象的方法，定义了对象之间的通信服务，如获取和设定对象值的通信服务、取得对象名列表的通信服务、获得数据对象值列表的服务等。
IEC61850规约讲解
IEC61850-9-1 特定通信服务映射(SCSM)通过串行单方向多点共线点对点链路传输采 样测量值
主要定义了DO的相关内容。
IEC61850-7-4 变电站和馈线设备的基本通信结构——兼容逻辑节点类和数据类
主要定义了LN的相关内容。
IEC61850规约的结构和内容
映射到实际的通信网络： IEC61850-8-1 特定通信服务映射(SCSM)映射到MMS(ISO/IEC9506第2部分)和 ISO/IEC8802-3
功能和设备模型的通信要求
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。
IEC61850规约的结构和内容
配置： IEC61850-6 与变电站有关的IED的通信配置描述语言
我们从以下三个角度来看数字化变电站的构建情况： 1、从变电站层次结构上来看 2、从使用设备上来看 3、从使用服务上来看
如何利用IEC61850规约构建数字化变电站？
—结构上来看，数字化变电站由站控层，间隔层，过程层组成。 站控层设备：监控主机，工程师站等。 间隔层设备：保护装置，测控装置等。 过程层设备：光CT/PT，合并单元，智能开关等。
二、IEC61850规约的结构和内容
IEC61850规约的结构和内容
系统概貌： IEC61850-1 介绍和概述
介绍了整个61850系列标准的制定目的、历史沿革，对61850的其它标准的核心内容作了一个提炼并加以 介绍，对以后的标准中涉及的核心概念作了初步的阐述。
IEC61850-2 IEC61850-3 IEC61850-4
IEC61850介绍
IEC61850与传统规约比较
• IEC61850中的数据对象映射
IEC61850与传统规约比较
• IEC61850数据模型
IEC61850与传统规约比较
• IEC61850中的变量标识
IEC61850与传统规约比较
IEC61850数据处理的优点： • 只需在客户端配置服务器网络地址就可以访 问到服务器模型 • 测点名具有层次特性、自描述特性 • 可以通过通信的方式得到测点名，无需手动 配置 • 所有装置都采用标准化的统一命名规则 • 装置配置文件遵循IEC61850-6，配置文件具 有互操作性
控制过程示例
报告示例
•Event：事件 •数据发生变化 •总查询
•一致性检查等
•两类报告 •Unbuffered报告 •Buffered报告
GOOSE示例
采样测量值
1. 互感器的数字化接口标准 2. 提供了IED间共享信息的方法 3. 支持两种传送方法： 在以太网上多播 在串行链路上点对点传送。
IEC61850功能演示
面向对象、物理与逻辑的映射
逻辑设备、功能、逻辑节点
•所有的功能度可分解为 逻辑节点组成 •任何一个逻辑节点都是 属于某个逻辑设备
逻辑节点的相互关系示例
IEC61850演示
对等网络通信方式 客户/服务器通信模式 •对等网络通信方式的应用 •断路器跳闸: •传送采样值
物理设备
服务器 控制块 有缓冲报告控制块 无缓冲报告控制块 逻辑设备 记录控制块 记录 逻辑节点 LLN O 定值组控制块 GOOSE控制块 GSSE控制块 多点传送采样值控制块 单点传送采样值控制块 数据 数据集
替代 数据属性 控制
对时 文件
抽象通信服务
IEC61850基础技术介绍
IEC61850基础技术介绍1IEC 61850简介1.1概述IEC61850构建的初衷是为制定一个比以往通信体系更通用、更全面、能够覆盖整个变电站自动化系统的通信标准。
2003年9月至2005年6月，IEC61850的各正式版本陆续正式颁布。
我国也于2007年4月审查通过全部IEC61850标准并将其制定为我国的电力行业标准，代号DL/T860。
IEC61850基于现代以太网技术，采用统一协议，相比于以往变电站通信方法，有如下几个主要特点：➢信息上传速度快：采用以太网技术，而且61850采用了主动上传数据的机制，保证报文能够快速上传。
（传统modbus、103都是采用轮询机制，且大多为485通信，主站获取一次数据需要大量的时间）➢主站软件接入简单：modbus、103由于协议本身缺陷，主站软件接入时需要为每一款装置开发单独的驱动；而61850采用统一协议，模型具备自描述功能，可以采用统一驱动，接入时只需进行配置即可。
➢互操作性强：由于采用统一协议，不同厂家之间装置、装置与主站软件通信没有障碍。
1.261850协议组成IEC61850是一个庞大的协议体系，并非一种单纯的通信规约。
分10部分、14个文件进行阐述，协议结构如下所示：PART 1PART 2PART 3PART 4PART 5PART 6PART 7PART 7-1PART 7-2PART 7-3PART 7-4PART 8PART 9PART 9-1PART 9-2PART 10标准虽然庞大，但从工程应用的角度看，最需要关注的是PART 7，这部分集中对标准模型以及模型实现的功能进行了说明，也是本文档以下内容所关注的重点。
其它部分：1）PART1~5，主要是一些概述以及原则性的说明，可以大致了解，尤其PART1可以看下，了解61850的概况；2）PART6，讲述了对模型进行描述的语言，PART8，讲述如何通过61850实现装置与主站之间的通信、装置与装置之间的通信（GOOSE ），PART9，讲述如何通过61850上传电子式互感器合并单元采样值报文。
IEC61850规约讲解
为什么要采用IEC61850规约？
----基于IEC61850规约的数字化变电站的特点
4、网络独立性 IEC 61850 标准总结了变电站内信息传输所必需的通信服务，设计了独 立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务接口（ASCI）。在IEC618507-2 中，建立了标准兼容服务器所必须提供的通信服务的模型，包括服务器 模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型和数据集模型。客户通过 ACSI，由专用通信服务映射（SCSM）映射到所采用的具体协议栈，例如制 造报文规范（MMS）等。IEC 61850 标准使用 ACSI和 SCSM技术，解决 了标准的稳定性与未来网络技术发展之间的矛盾，即当网络技术发展时只要 改动 SCSM，而不需要修改 ACSI。
功能和设备模型的通信要求
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。
IEC61850规约的结构和内容
配置： IEC61850-6 与变电站有关的IED的通信配置描述语言
期内的质量管理。
术语 总体要求 系统和项目管理
搜集了整个61850系列标准所涉及的术语解释、缩写名词定义、规范性引用文件。
从质量要求、环境条件、供电条件三个方面对SAS系统的性能进行了规范。
主要规范了SAS的参数化、文档化等工程管理要求SAS及其IED始于研发阶段直至停产和退出运行的生命周
IEC61850-5
我们从以下三个角度来看数字化变电站的构建情况： 1、从变电站层次结构上来看 2、从使用设备上来看 3、从使用服务上来看
如何利用IEC61850规约构建数字化变电站？
IEC 61850标准介绍
内容提要IEC 61850标准介绍1智能变电站与IEC 618502 IEC 61850标准内容概述 3 IEC 61850信息模型 4 IEC 61850通信服务模型 5 IEC 61850模型的描述方法2012年11月 武汉6 IEC 61850的应用现状和展望1 智能变电站与IEC 61850变电站自动化系统的作用变压器、母线、线路等一次设备的保护、控制等 保护、测控等二次设备的管理、维护等 向控制中心传输实时数据/执行各种调度命令控制中心1 智能变电站与IEC 61850智能变电站是智能电网的重要内容发电 输电变电领域的发展重点 是智能变电站变电变电站自动化系统是电 网运行与控制的基石调度智能 电网用电 配电变电站变电站 … 发电厂智能变电站对智能电 网的建设将起到先驱 作用1 智能变电站与IEC 61850智能变电站的定义（Q/GDW 383-2009 智能变电 站技术导则）采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备 以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准 化为基本要求 自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测 等基本功能 可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线 分析决策、协同互动等高级功能的变电站1 智能变电站与IEC 61850智能变电站的本质特征和关键技术电子式互感器/合并单元过程设备的数字化智能终端 IEC 61850标准• 信息传输的网络化网络通信技术1 智能变电站与IEC 61850站控层 监控系统 网络 103规约 微机保护 微机测控 复杂 电缆 过程层 合并 单元 监控系统 网络 IEC 618501 智能变电站与IEC 61850光纤代替电缆，设计、安装、调试都变得简单 模拟量输入回路和开关量输入输出回路都被通信 网络所取代，二次设备硬件系统大为简化网络 IEC 61850 智能 终端间隔层统一的信息模型，避免了规约转换，信息可以充 分共享 可观测性和可控性增强，产生新功能和新应用： 如站域保护控制变电站综合自动化智能变电站1 智能变电站与IEC 61850• • •1 智能变电站与IEC 61850保护设备 人机接口简化系统接线形式 简化二次设备硬件 实现数据共享保护设备 人机接口IEC 61850标准的重要意义规范间隔层与站控层之间的通信，取代传统的 103规约（103版本众多，不兼容） 规范间隔层与过程层之间的通信（采样值和跳 闸命令） 建立统一信息模型 是智能变电站的关键技术之一……开 入 开 出微 计 算 机 简单网络 信息共享标 准 网 口保护 设备微 计 算 机交 流 输 入Ａ Ｄ 转 换复杂电缆合并 单元智能 终端内容提要2 IEC 61850标准内容概述Part1：介绍和概述 Part2：术语 Part3：总体要求 Part4：系统和项目管理 Part5：功能通信要求和装置模型 Part6：变电站通信配置语言 Part7-1：建模方法 Part7-2：抽象通信服务 Part7-3/7-4：数据模型 Part8/9：特殊通信服务映射 Part10：一致性测试1智能变电站与IEC 618502 IEC 61850标准内容概述 3 IEC 61850信息模型 4 IEC 61850通信服务模型 5 IEC 61850的系统和设备描述 6 IEC 61850的应用现状和展望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 数据对象 数据属性 建模方法 7-1 7-4内容提要7-2信息服务模型面向站控层的通信 MMS报文 8-11智能变电站与IEC 618502 IEC 61850标准内容概述 3 IEC 61850信息模型面向过程层的通信4 IEC 61850通信服务模型SV报文 9-1/9-2 GOOSE报文 8-15 IEC 61850的系统和设备描述6设备与系统的描述6 IEC 61850的应用现状和展望3 IEC 61850信息模型IEC 61850模型与103模型103模型： 点表形式，按照索引号进 行访问 IEC 61850模型： 面向对象的分层模型，按 照分层对象名称进行访问列表表示圆上每 一个点的坐标 给出圆心坐标和 半径，方程表示3 IEC 61850信息模型数据单元 类型R类型标识可变结构限定词<29>: 传送带标志的状态变位 <1>: 自发（突发）传送原因 公共地址 信息体 标识符 功能类型 信息序号 信息元素集 信息体时标<178>: 线路保护 <78>: 距离保护I段出口O(x1,y1)256个语义<79>: 距离保护II段出口 <80>: 距离保护III段出口103模型：线性模型3 IEC 61850信息模型DA3 IEC 61850信息模型是否动作（总） A相是否动作 B相是否动作 C相是否动作 保护启动 保护动作 1 1 0 0数据属性general phsA phsB phsC Str OpIEC 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 保护测控过程层访问点的LD 智能终端LD 模板 合并单元LD物理设备 PHD 逻辑设备 LD 逻辑节点类 LNDO 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：PDIS392个逻辑设备 公用/保护/测量/控制/录波 物理设备 实际的保护装置数据对象类 DO 500多个 数据属性 DA分层模型29个公共数据类 CDC3 IEC 61850信息模型距离保护逻辑节点模板：PDIS（1/2）数据对象名Str Op PoRch PhStr GndStr DirMod PctRch Ofs pctOfs RisLod AngLod3 IEC 61850信息模型ACD：方向保护激活 ACT：保护激活 ASG：模拟定值 ING：整数状态定值距离保护逻辑节点模板：PDIS（2/2）数据对象名TmDlMod OpDlTmms PhDlMod PhDlTmms GndDlMod GndDlTmms X1 LinAng K0Fact K0FactAng RsDlTmmsCDC类型ACD ACT ASG ASG ASG ING ASG ASG ASG ASG ASG 启动 动作说明M/OM M O O O O O O O O OCDC类型SPG ING SPG ING SPG ING ASG ASG ASG ASG ING说明动作时间延迟模式 动作时间延迟 相间故障动作延时模式 相间故障动作时间延时 单相故障动作时间延时模式 单相故障动作时间延时 线路正序阻抗 线路阻抗角 零序补偿系数K0 零序补偿系数角 复归延时M/OO O O O O O O O O O O欧姆圆直径 相启动值 对地启动值 方向模式 范围百分比 偏移 偏移百分比 负荷区域电阻范围 负荷区域角度SPG：单点状态定值ING：整数状态定值ASG：模拟定值3 IEC 61850信息模型数据对象 物理设备 公共逻辑设备 保护逻辑设备 录波逻辑设备 逻辑设备 PPPDIS1 PPPDIS2 PPPDIS3 PGPDIS1 PGPDIS2 PGPDIS3 …… 逻辑节点 三段式相间距离 三段式接地距离 Op Str PhStr 相间距离 启动定值 PoRch Ofs LinAng3 IEC 61850信息模型PDIS逻辑节点模板数据对象名Str Op GndStr PoRch Ofs GndDlMod GndDlTmms X1 LinAng K0Fact K0FactAng ……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 PoRchM/OM M O O O O O O O O O O选择需要利用的 可选性数据对象距离Ⅱ段永跳投入 距离Ⅲ段永跳投入Ofs K0Fact K0FactAng SedBlkRec TrdBlkRec SPG SPGPDIS模板中未提供的 数据对象按规则扩展3 IEC 61850信息模型模板搭建装置的 信息模型3 IEC 61850信息模型模型仓库逻辑节点 逻辑节点 数据对象 数据对象 数据属性 数据属性DL/T-860系列标准工程实施技术规范 Q／GDW_396-2009《IEC 61850工程继电保护应 用模型》规范了IEC 61850 标准中不明确的部分。
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入门（一）
IEC61850入门（一）电力系统自动化领域唯一的全球通用标准一、IEC 61850是什么？有什么特点？IEC 61850标准是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准。
特点：面向对象设计思路；互操作性强，无需规约转换。
IEC 61850标准的目标：解决变电站内设备互操作问题。
二、配置文件01Intelligent Electronic Device(IED)智能电子设备一个或者多个处理器构成，具有能力接收外部资源和外部资源发送数据和控制命令的装置。
如电子多功能仪表、数字式继电器、控制器等。
智能电子设备是一个实体，一个在一定范围内和接口限定的条件下，能够完成一个或多个特定逻辑结点行为的实体。
02 在变电站领域，哪些设备应用了IEC 61850？智能变电站的IED设备都应用了IEC 61850。
Eg：保护、测控、智能终端、在线监测设备等。
03一种变电站配置描述语言：SCLIEC61850-6部分定义了一种变电站配置描述语言-SCL （Substation Configuration Language）。
SCL基于XML语言，利用XML的可扩展性，以XML1.0版本为基础，根据变电站配置的特殊要求定义的一种电力行业专用标记语言，它在语法上遵循XML的语法规定。
SCL定义了一种用来描述与通信相关的智能电力设备结构和参数、通信拓扑结构、开关间隔（功能）及它们之间关系的文件格式。
所有符合IEC61850标准的智能电子装置都使用这种语言进行装置的自我描述，对整个变电站自动化系统的配置描述同样也基于SCL。
3.1 SCL语言示例04配置文件配置文件是利用SCL语言描述变电站设备对象模型后生成的文件，用于在不同厂商的配置工具之间交换配置信息。
通过一系列配置文件的传递，不同厂商的智能设备就知道对方通信所需要的的数据信息，从而实现通信双方配置信息的交换。
为了区分在不同工具间交换的数据类型，定义了不同的配置描述文件。
SCL配置文件共分为几类，分别以ICD、CID、SSD、SCD、CCD为后缀进行区分，必须满足SCL.Xsd的约束并且通过其校验。
IEC61850介绍解读
IEC 61850 概述 IEC 61850 功能演示 IEC 61850 简介 IEC 61850 在RCS9700中的应用
概
述
IEC61850是新一代的变电站自动化系统的国际标准 国际电工委员会(IEC)TC57工作组制定的《变电站 通信网络和系统》系列标准，是基于网络通信平台 的变电站自动化系统唯一的国际标准
公用数据类 CDC相互关系
功能限制FC
1. CDC中包含多个数据属性，它们与某一 功能相关，如控制、配置、测量等 2. FC是用来表示数据的用途 3. 用功能分类来组织数据有很多优点
功能限制分类
功能名（FC） ST MX CO SP SV CF 定义 状态信息 测量值、 控制 设点 替代 配置
LN应用示例
逻辑节点的命名规则
公共数据类CDC
1. 定义描述数据对象的标准结构 2. CDC是由预先定义的简单对象组成的复 杂对象，通过功能限制FC组织起来 例如：SPS：单点状态信息 on/off DPS：双点状态信息 on/off/trans
IEC61850基本数据类型
IEC61850定义的CDC
树形层次
虚 拟 装 置 保护LD PDIF1 Op
stVal t q
实际装置
控制LD XCBR1 Pos
stVal t q
测量LD MMXU1 TotW
Mag t q
CPU3
开关制 开关位置
HiSet
setMag
PhV
setMag
BlkCls
stVal
f
f
q
PDIF2 Op HiSet
MMXU2 phsA cVal q
物理设备
抽象通信服务 接口客户端
IEC61850标准技术介绍_工程调试版
IEC61850 简要介绍
• 我国的标准化委员会对61850系列标准进行了同步的跟踪和翻译工 作，制定了DL/T860系列标准，等同采用国际电工委员会IEC61850 系列标准。
系统概貌 1 介绍和概述 2 术语 3 总体要求 4 系统和项目管理 5 功能的通信要求和设备模型 配置 6 变电站自动化系统配置描述 语言 测试 10 一致性测试 数据模型 变电站和馈线设备的基本通信结构 7-4 兼容逻辑节点类和数据类 7-3 公用数据类 抽象通信服务 变电站和馈线设备的基本通信结构 7-2 抽象通信服务接口(ACSI) 7-1 原理和模型 映射到实际通信网络 8-1 映射到MMS和ISO/IEC8802-3 9-1 通过单向多路点对点串行通信链路采样值 9-2 ISO8802-3之上的采样值
MMS实现：测量上送
遥测、保护测量类数据的 上送功能通过URCB（无缓冲报 告控制块）来实现，映射到MMS 的读写和报告服务。通过无缓 冲报告控制块，可以实现遥测 的变化上送、周期上送、总召。 由于采用了多可视的实现方案， 使得事件可以同时送到多个后 台。 此外，单可视方式是可选 的。
MMS实现：定值
定值功能通过定制控 制块（SGCB）来实现，映 射到MMS的读写服务。通过 定制控制块，可以实现选 择定值区进行召唤、修改、 定制区切换。
MMS实现：控制
遥控、遥调等控制功能通过IEC61850的控 制相关数据结构实现，映射到MMS的读写和报 告服务。 IEC61850提供多种控制类型，PCS系列 装置实现了增强型SBOw功能和直控功能，支持 检同期、检无压、闭锁逻辑检查等功能。
模型结构框图
Time
File
IEC61850 简要介绍
IEC61850的信息构成--DATA
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
IEC61850规约简述
摘要：iec61850是智能变电站自动化系统的国际标准，它规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言。
它指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。
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。
关键词：智能变电站；iec61850规约iec61850规约是全世界唯一的变电站网络通信标准，也将成为电力系统中从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝连接自动化标准，本文将对iec61850规约进行简要介绍。
1.iec61850系列变电站通信网络和系统实施标准概述伴随着现代计算机网络技术、通讯技术的发展，电力系统自动化二次设备的数据来源发生变化，正逐步的从传统的模拟信号阶段走向现代的数字信号阶段，智能变电站应运而生。
智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在iec61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
与常规变电站相比，智能变电站间隔层和站控层的设备及网络接口只是接口和通信模型发生了变化，而过程层却发生了较大的改变，由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，逐步改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。
2.iec61850装置模型及配置方式2.1 模型（model）的概念模型是现实事物的某些代表性特点的表示，可以是物理实体，也可以是某种图形或者是一种数学表达式。
创建模型的目的是帮助我们去理解、描述、探索特定实体或现象的简单表示，预测实际世界发生的事情。
用这种方法处理问题，可以大大减少实验工作量，还有助于了解过程的实质。
例如，iec61850-7-x定义的模型着眼于变电站数据通信特征和功能来建模。
所建模型为变电站自动化系统提供了类似的环境镜像（电力系统过程、开关场）。
依据建模方法，可将现实世界重变电站的三相分相断路器虚拟化为一个虚拟环境中的逻辑节点xcbr，将实际断路器的位置、动作次数等信息虚拟化为逻辑节点下的数据pos、opcnt，这样就实现了真实世界中的事物到虚拟环境的虚拟化，事物的属性也映射到了虚拟的模型环境中，在这个虚拟的环境中，我们就可以研究分析现实事物的原理、行为等，例如可以获得断路器的分合状态以及断路器的动作次数等信息，依据所获得的这些信息，进一步又可以研究是否需要分合断路器、或者是判断断路器是否需要检修。
IEC61850入门解析
技术交流
为电力自动化领域提供最佳解决方案
主讲人：吴占鹏
2009-05-24
目录
■ 概念 ■ 内容 ■ 特点 ■ 进度
2
概念
什么是IEC61850标准？ 由IEC（国际电工委员会）
TC57技术委员会制订 未来的基于网络通讯平台的变
电站自动化系统的全球唯一标准
3
实现设备的互操作性 IEC61850标准允许不同厂商生产的智能电子设备IED之
4
概念
IEC61850标准的特点 采用对象建模技术, 面向设备建模 采用抽象通信服务接口 制定满足实时信息通讯服务 采用配置语言, 配备配置工具 电力系统统一建模
5
目录
■ 概念 ■ 内容 ■ 特点 ■ 进度
6
内容
IEC61850标准的内容
系统方面 Part 1：介绍与概貌 Part 2：术语集
32
进度
TXJ应用接入
■ 客户端和服务器端 ■ 网络通讯 ■ 遥信、遥测、电度等数据采集和上送 ■ 录波文件传输 ■ 遥控、遥调、定值等控制功能
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进度
五防服务器应用接入
五防服务器
Server
虚遥信、解闭锁
Client
实遥信
监控系统
Client Server
34
总结
前途光明，路途曲折！
35
谢谢！ 请提出宝贵意见
特殊通讯服务映射SCSM Part 8-1：到MMS的映射 Part 9-1：采样值到单向多路点对点
7
第10工作组: 负责变电站数据通信协议的
内容 整体描述和总体功能要求第11工作组: 负
责站级数据通信总线的 定义 第12工作组: 负责过程级数据通信协议的 定义
IEC61850标准主要内容及特点介绍
3.1概述IEC 61850标准不仅给变电站自动化系统提供最完备的通信标准，而且能够对数字化变电站应用技术做好最大的支撑。
IEC 61850标准还运用到给变电站的自动化系统所处理的对象建立了一致的模型，这个操作主要是根据该通信标准来进行的；而且在整个过程中还需要采用相关的技术和接口，主要有面向对象技术和抽象服务通信接口（Abstract Communication），而且该接口是不依赖系统所具有的网络的结构的，同时还应用了GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event），它是针对通用对象的，传输实时性要求高的事件；使用XML文档对装置数据内容和结构进行描述；提出SCL(Station Configuration Language)语言描述变电站配置。
目的是实现设备间的无缝连接，达到“即插即用”，“一个世界、一种技术、一个标准”是工业控制通信所追求的最终目标。
[1]下面主要从十个方面来对IEC61850标准进行相关的介绍：IEC61850—1 基本原则，对IEC61850标准的总体情况进行了简单的说明；IEC61850—2 相关专业用语的阐述；IEC61850—3 有关的规范和要求，主要有关于质量方面（是否可靠，是否可以进行维护，所用的系统是否具有可用性，是否轻便，而且安全），应该处于哪一种环境中，其他的辅助性服务有哪些，除此之外的标准和规范有什么。
IEC61850—4对于系统和工程方面所提出的要求和规范，工程方面：主要对工程实施过程中所应遵循的要求，比如参数分类、工程文件、工具等；系统方面：周期，主要包括工程交接以及交接后的支持；质量方面：主要是对这一标准实施过程中质量管理的流程。
IEC61850—5 功能和装置模型的相关概述，主要是阐述了一些概念和功能的定义，如逻辑节点的途径，逻辑通信链路，通信信息片PICOM；IEC61850—6结构语言，主要一些形式语言描述，包括装置和系统属性；IEC61850—7—1阐述了变电站和馈线设备的使用是基于什么理论知识以及采用的是什么模式运作的。
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IEC 61850 概述 IEC 61850 功能演示 IEC 61850 简介 IEC 61850 在RCS9700中的应用
概述
IEC61850是新一代的变电站自动化系统的国际标准 国际电工委员会(IEC)TC57工作组制定的《变电站 通信网络和系统》系列标准，是基于网络通信平台 的变电站自动化系统唯一的国际标准
概述
与传统规约比较
• 传统规约信息体系是扁平的，不同类型 信息并列存在，不能体现装置功能的主 从关系
• 传统装置需要通信的内容不能任意配置 • 传统规约扩展太随意，对于有特殊通信
要求的变电站局限较大 • 传统规约是底层传输，IEC61850是上层
用
数字化变电站：站内结构
支持电子式互感器和GOOSE的数字化变电站
概述
应用IEC61850标准的好处 实现通信无缝连接，弱化各厂商设备型号 加强设备数字化应用，提高自动化性能 自定义规范化，可使用变电站特殊要求 集成化规模增大，增强无人值守站可靠性 减少电缆使用量，节约一/二次设备成本
概述
应用IEC61850标准的缺点 网络依赖性强 站内通信设备抗干扰性对设备运行影响增大
与其他国际标准相比， IEC61850不仅局限 于单纯的通信规约, 而是（数字）化变电 站自动化系统的标准，它指导了变电站 自动化的设计、开发、工程、维护等各 个领域。
概述
IEC61850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。
实时通信
GOOSE、采样值 章节7-2 变电站/装置基
本通信结构(ACSI)
通信映射
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
概述
1995年(IEC)TC57成立了3个工作组来制定 IEC61850的标准。参考IEC101,IEC103,UCA2.0,
ISO/IEC9506等标准。 1999年3月IEC61850草案出台。 2000年6月(IEC)TC57工作组决定以IEC61850作
为电力系统无缝通讯体系的基础。
2003年出版了IEC正式颁布。 国内各大厂家在2001开始关注IEC61850，2004
A公司保护
B公司保护
以太网
智能一次设备
G跳G位G位oo闸o置置ooossseeeMMMeeessssssaaagggeee:::G重o合ose Message:
IEC61850标准简介
IEC61850标准简介
1. 第一部分：介绍和概述 2. 第二部分：术语 3. 第三部分：总体要求 4. 第四部分：系统和项目管理 5. 第五部分：功能通信需求和装置模型 6. 第六部分：变电站自动化系统配置 7. 第七部分：基本通信结构 8. 第八部分：映射到MMS和以太网 9. 第九部分：模拟采样数据 10. 第十部分：一致性测试
年进入IEC61850实质性研发，2005年开始有 IEC61850的变电站突入运行 规范还在进一步完善中，以TISSUE形式在网站 上发布
概述
IEC61850不限制装置逻辑功能 以装置逻辑功能为基础建立装置模型，可根 据不同逻辑功能灵活配置装置模型，便于不 同设备间互访
概述
IEC61850规范了数据的命名、数据定义、 设备行为、设备的自描述特征和通用配 置语言。
请求/响应
•断路器跳闸:
•传送采样值
应用
请求 /响应
GOOSE Message Sampled Values 多波
应用
物理设备
物理设备
服务器 数据 数据 数据
物理设备 服务器
数据 数据 数据
应用
IEC61850演示
间隔层GOOSE联锁
GOOSE应用演示
模拟输入
保护测试仪
1. 仿真故障 2. 跳闸 3. 新位置 4. 重合 5. 新位置
IEC61850标准各章节层次关系
系
章 节
章
1节
装
置
数据模型
系 统
一
章
()
IED
//
统～ 5
施 致 3
介
装 置
概 工 性 绍 模
和型
述 和 测 概 和
述功
和 工 试 术 程 语
能 的 通
章节7-3 公用数据类定义(CDC)
章节7-4 逻辑节点和数据类定义
Scada通信服务
章节7-2 变电站/装置基 本通信结构(ACSI)
智能化一次设备和数字式变电站要求变电 站自动化采用IEC61850标准。
概述
IEC61850是至今为止最为完善的变电站自动 化标准
规范二次智能装置的通信模型、通信接口， 而且还定义了数字式CT、PT、智能式开关 等一次设备的通信模型、通信接口。
采用IEC61850国际标准可以大大提高变电 站自动化技术水平、提高变电站自动化安全 稳定运行水平，节约开发、验收、维护的人 力物力，实现完全互操作。
XSWI
过流保护 PTOC
开关/刀闸 遥控
CSWI
实ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ装置
CPU3
开关控制 开关位置
CPU2
测量功能
CPU1
•1) 站控计算机. •2) 同期装置. •3) 距离保护+过流保护 •4) 开关单元控制器 •5) 电流互感器 •6) 电压互感器 •7) 母线电压互感器.
物理映射到逻辑
保护功能 差动保护
PDIF
虚拟装置
测量功能 控制功能
计量类测量 开关位置
MMTR
XCBR
距离保护 PDIS
相序测量 刀闸位置
MSQI
IEC61850功能演示
面向对象、 物理与逻辑的映射
逻辑设备、功能、逻辑节点
•所有的功能都可分解为 逻辑节点组成 •任何一个逻辑节点都是 属于某个逻辑设备
逻辑节点的相互关系示例
IEC61850演示
对等网络通信方式 客户/服务器通信模式
物理设备
抽象通信服务 接口客户端
报告
•对等网络通信方式的应用
通信网络
章节 节5
4
系通
统信
和 项 目
配 置 描
管 理
述 语
章
言节
10
功能、装置、逻辑节点定义
• 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。
• 装置：是一种设备，实现部分功能。如： 断路器、继电器、变电站计算机等。
• 逻辑节点：功能的基本单元。
应用、逻辑节点、逻辑设备关系