IEC61850介绍 PPT
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IEC61850工程继电保护应用模型的详细解读PPT(92张)
IEC 61850模型中各类信息的表达：
o 遥控：包括遥控、压板、复归等 定义了四种遥控类型，除了复归采用类型3-增强型直控外，其他采用类型 4-增强型执行前选择遥控方式，另外两种类型为：类型1-常规型直控(不判 关联状态,复归)、类型2-常规型执行前选择(压板选择)
o 定值：包括保护定值、测控定值、参数定值等 可以采用浮点、整型时间（61850中时间以毫秒为单位,tmms 秒tms）
、整型、状态型、字符型（国网规范中扩展,用于被保护设备数据类型里 面）等
o 定值区：在定值控制块中定义，区分编辑定值区和运行定值区，定值区从 1开始
o 录波：采用COMTRADE格式，直接读取文件
IEC 61850中的逻辑节点类列表：
概述
常用逻辑节点：
概述
常用逻辑节点：
概述
概述
公共数据类规范 o 状态信息的公共数据类规范:SPS、DPS、INS、ACT、ACD 、SEC、BCR o 测量值信息的公共数据类规范：MV、CMV、SAV、WYE、 DEL、SEQ、HMV、HWYE、HDEL o 可控状态信息的公共数据类规范：SPC、DPC、INC、BSC、 ISC o 可控模拟信息的公共数据类规范：APC o 状态定值的公共数据类规范：SPG、ING(整性) o 模拟定值的公共数据类规范：ASG、CURVE(定值曲线) o 描述信息的公共数据类规范：DPL、LPL、CSD
Station/Interbay bus (LAN) MMS+GOOSE
Mapping Mapping
Stack X
Stack Y
Porcess bus (LAN) GOOSE+SMV
Part 9 通信服 务映射
概述
o 遥控：包括遥控、压板、复归等 定义了四种遥控类型，除了复归采用类型3-增强型直控外，其他采用类型 4-增强型执行前选择遥控方式，另外两种类型为：类型1-常规型直控(不判 关联状态,复归)、类型2-常规型执行前选择(压板选择)
o 定值：包括保护定值、测控定值、参数定值等 可以采用浮点、整型时间（61850中时间以毫秒为单位,tmms 秒tms）
、整型、状态型、字符型（国网规范中扩展,用于被保护设备数据类型里 面）等
o 定值区：在定值控制块中定义，区分编辑定值区和运行定值区，定值区从 1开始
o 录波：采用COMTRADE格式，直接读取文件
IEC 61850中的逻辑节点类列表：
概述
常用逻辑节点：
概述
常用逻辑节点：
概述
概述
公共数据类规范 o 状态信息的公共数据类规范:SPS、DPS、INS、ACT、ACD 、SEC、BCR o 测量值信息的公共数据类规范：MV、CMV、SAV、WYE、 DEL、SEQ、HMV、HWYE、HDEL o 可控状态信息的公共数据类规范：SPC、DPC、INC、BSC、 ISC o 可控模拟信息的公共数据类规范：APC o 状态定值的公共数据类规范：SPG、ING(整性) o 模拟定值的公共数据类规范：ASG、CURVE(定值曲线) o 描述信息的公共数据类规范：DPL、LPL、CSD
Station/Interbay bus (LAN) MMS+GOOSE
Mapping Mapping
Stack X
Stack Y
Porcess bus (LAN) GOOSE+SMV
Part 9 通信服 务映射
概述
IEC61850GOOSE介绍课件
SCD文件中的GOOSE信息
为方便与以前的硬端子的概念接轨提出了虚端子的概念，虚端子主要是通过Ref+中文描述来表示，主要是变电站设计阶段了解装置接口的一个依据GOOSE数据集FCDA对应开出虚端子实例化GOINGGIO中的各DO数据对应开入虚端子
虚端子概念
虚端子连线图由于技术问题，现在主要靠Excel表格来表示设计流程 一般有研发人员用PCS-CC 或PCS-Explore 完成装置配置后导出ICD和虚端子表格，由设计部收集汇总后给设计院，设计院完成连线后交给集成商，集成商根据虚端子连线图完成SCD制作问题： 虚端子图无法跟踪后期SCD的制作，ICD变化频繁导致EXCEL表格的一些Ref可能跟后期SCD已经不一样
GOOSE介绍
ICD:IED Configuration Description 智能电子设备配置描述 SCD ：Substation Configuration Description 变电站配置描述 CID ：Configured IED Description 已配置的智能电子设备描述
GOOSE介绍模型中的GOOSE装置如何实现GOOSEGOOSE报文GOOSE机制GOOSE软压板GOOSE品质对装置的影响
主要内容
什么是GOOSE? 面向通用对象的变电站事件( GOOSE---Generic Object Oriented Substation Event) 是IEC 61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的一种机制GOOSE可以传输什么？ 可以传输开入（智能终端的常规开入等），开出（跳闸，遥控，启动失灵，联锁，自检信息等），实时性要求不高的模拟量（环境温湿度，直流量）GOOSE传输的数据类型？ 常见传输布尔量，整型，浮点型，位串
注释1：stNum,sqNum
为方便与以前的硬端子的概念接轨提出了虚端子的概念，虚端子主要是通过Ref+中文描述来表示，主要是变电站设计阶段了解装置接口的一个依据GOOSE数据集FCDA对应开出虚端子实例化GOINGGIO中的各DO数据对应开入虚端子
虚端子概念
虚端子连线图由于技术问题，现在主要靠Excel表格来表示设计流程 一般有研发人员用PCS-CC 或PCS-Explore 完成装置配置后导出ICD和虚端子表格，由设计部收集汇总后给设计院，设计院完成连线后交给集成商，集成商根据虚端子连线图完成SCD制作问题： 虚端子图无法跟踪后期SCD的制作，ICD变化频繁导致EXCEL表格的一些Ref可能跟后期SCD已经不一样
GOOSE介绍
ICD:IED Configuration Description 智能电子设备配置描述 SCD ：Substation Configuration Description 变电站配置描述 CID ：Configured IED Description 已配置的智能电子设备描述
GOOSE介绍模型中的GOOSE装置如何实现GOOSEGOOSE报文GOOSE机制GOOSE软压板GOOSE品质对装置的影响
主要内容
什么是GOOSE? 面向通用对象的变电站事件( GOOSE---Generic Object Oriented Substation Event) 是IEC 61850标准中用于满足变电站自动化系统快速报文需求的一种机制GOOSE可以传输什么？ 可以传输开入（智能终端的常规开入等），开出（跳闸，遥控，启动失灵，联锁，自检信息等），实时性要求不高的模拟量（环境温湿度，直流量）GOOSE传输的数据类型？ 常见传输布尔量，整型，浮点型，位串
注释1：stNum,sqNum
IEC61850介绍讲解
IEC61850标准
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
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
IEC61850标准
通信
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
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
PPT_IEC61850
8 IEC61850简介
上海申瑞电力科技股份有限公司
背景
1998年，IEC会同IEEE、国际大电网委员会CIGRE、EPRI等国际和区 域组织达成共识并成立协调小组和确定标准制订原则： （1）全世界只订一个变电站自动化标准 （2）由IEC牵头制订 （3）协调员DOC. BRAIN （4）吸收其它标准： IEC 60870-5-101（远动通信协议标准）
22
IEC61850简介
上海申瑞电力科技股份有限公司
四大原则 网络应该具有时间同步的要求和数据完整 性的要求
23
IEC61850简介
上海申瑞电力科技股份有限公司
四大原则
坚持所制定的标准能够适应网络技术新的发展
采用抽象通信服务接口 标准基于电力工业的相关需求 通信语法基于电力系统的相关的共同语言 并考虑变电站自动化系统是电力系统的一个节点，是整个电力自 动化系统的一部分的特点
IEC60870-6 TASE.2
TC 网 关
IEC61850
TC 网 关
事故追忆 特殊应用
OSI 1～ 3层 网 络 （ 路 由 器 ， 例 如 IP）
控制中心
变电站主机 TC 网 关
IEC61850
变电站总线 间隔设备 IEC61850
HV/MV 设备
设备级总线
4
Sunrise Power Tech Corp.
上海申瑞电力科技股份有限公司
三、为什么要采用IEC 61850标准 规约：CDT/SC1801/DNP3.0/N4F/101/104/103，杂乱，不能适
应数字化变电站时代大数据容量、高传输速率的要求 IEC60870-5-101:1995(DL/ T 634:1997) IEC60870-5-102:1999(DL/ T 779:2000)
上海申瑞电力科技股份有限公司
背景
1998年，IEC会同IEEE、国际大电网委员会CIGRE、EPRI等国际和区 域组织达成共识并成立协调小组和确定标准制订原则： （1）全世界只订一个变电站自动化标准 （2）由IEC牵头制订 （3）协调员DOC. BRAIN （4）吸收其它标准： IEC 60870-5-101（远动通信协议标准）
22
IEC61850简介
上海申瑞电力科技股份有限公司
四大原则 网络应该具有时间同步的要求和数据完整 性的要求
23
IEC61850简介
上海申瑞电力科技股份有限公司
四大原则
坚持所制定的标准能够适应网络技术新的发展
采用抽象通信服务接口 标准基于电力工业的相关需求 通信语法基于电力系统的相关的共同语言 并考虑变电站自动化系统是电力系统的一个节点，是整个电力自 动化系统的一部分的特点
IEC60870-6 TASE.2
TC 网 关
IEC61850
TC 网 关
事故追忆 特殊应用
OSI 1～ 3层 网 络 （ 路 由 器 ， 例 如 IP）
控制中心
变电站主机 TC 网 关
IEC61850
变电站总线 间隔设备 IEC61850
HV/MV 设备
设备级总线
4
Sunrise Power Tech Corp.
上海申瑞电力科技股份有限公司
三、为什么要采用IEC 61850标准 规约：CDT/SC1801/DNP3.0/N4F/101/104/103，杂乱，不能适
应数字化变电站时代大数据容量、高传输速率的要求 IEC60870-5-101:1995(DL/ T 634:1997) IEC60870-5-102:1999(DL/ T 779:2000)
国电南思-IEC61850介绍
确切地讲, 是贮流在设备中的功能及功能模块之间在交 换信息
在IEC 61850中称进行信息交换的最小功能模块为逻辑 节点(LN) ，在特定的设备中可以被独立实现 LN 是与功能相关的信息容器但通常完成了整体功能的 一个部分
信息模型——应用中的逻辑节点举例
变电站中的LN
控制 Q0/CSWI Q8/CSWI Q9/CSWI 间隔层界面 IHMI
哪些真正属于 功能 ? 通讯 ? 或两者 ?
技术路线—— 通讯服务与协议栈分离
标准需要解决的问题
标准的解决方案
应用： 开关设备， 保护，控制， 命令，事件 报警, …
慢
变电站自动化应用领域
信息模型 对象 服务
技术发展和变化
如何使标准 具有向后兼 容性 ?
快
通讯技术
通讯 消息, 报文, 帧格式 物理介质 …
需求分析——通讯标准的一般范围
IED
IED
通讯网络包括： • 物理连接 • 逻辑连接 • 词法表示 • 信息语义 • 时间效率 IED* *) Intelligent Electronic Device IED
IED
IED
需求分析——制定通讯标准的动机
需要更多的信息 来满足更高的业务需要 需要将数据变成信息 通讯网络需要支持不同地点的访问 通讯协议需要支持全部信息语义 过程相关信息 被用于: 与业务相关的 决策支持 资产管理 优化电力系统运行操作 快速安全地自动启动预防性操作 在一种通用的通讯协议中承载 所有的数据和信息 导致复杂的国际标准的出现
实现
间隔单元 (名称非标准化)
逻辑设备 (LD)
组合
控制 (名称非标准化)) CSWI (开关控制)
IEC61850的介绍
IEC61850的发展历程
14 > 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案 14
IEC61850简介
历史
国际化的目标
IEC 61850
殊途同归
15
> 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案
15
IEC61850简介
要点
变电站通信网络与系统协议体系 IEC61850国际标准包含14个部分！1000多页！
站级操作平台
保护及测控合一
IHMI 人机界面
的智能设备
保护与测控
CSWI
开关控制器
PDIS
距离保护
XCBR 断路器
TCTR 电流互感器
TVTR 电压互感器
断路器
27 > 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案
集成传感器
27
自由配置
不同功能在设备之间自由分配
支持各种系统结构，例如：集中式或分布式
11
> 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案
11
IEC61850简介 统一的标准的要求
Cover all aspects of substationcommunications能够覆 盖变电站通信的各个方面 Take into account the modern communication possibillities充分考虑到现代的通信技术 Make it future proof经得住未来考验
IEC61850简介
私有规约的应用（对厂家的依赖性，推倒重来的改造）
不同市场、同一市场不同的子系统具有不同相对标准的规约种类
今天：规约转换成本－难度高/代价大
IEC61850标准简要概述ppt(共19页)
使用信息以正确执行规定功能的能力。
• 逻辑节点 Logical Nodes LN
•
逻辑节点是交换数据的最小功能。LN是由它的数据和方法所
定义的对象。
• 抽象通信服务接口 ACSI
•
抽象通信服务接口(ACSI)：为智能电子设备(IED)提供了抽象
通信服务，例如连接、变量访问、非请求数据传输(报告、设备
• ACSI还包括对数据、数据属性、数据集进行操作服务的模型∶
•
a) 数据集模型 将各种数据、数据属性编成组。用以直接访
问、报告、日志。
•
b) 取代模型 用其它值代替过程值。
•
c) 定值组控制块模型 定义如何从一组定值切换到另一组定
值以及如何编辑定值组。
•
d) 报告控制块和 日志控制块 模型
•
描述了基于客户参数集产生报告和日志的条件。过程数据值
ACSI服务模型
• 基本信息模型概述 • 构成域特定的信息模型为∶ • - SERVER(服务器) 代表设备的外部可视性能。所有其它
ACSI模型是服务器的一部分。 – 服务器有两种角色: 和客户通信（大多数服务模型可以和客户
设备通信) ，向对等设备发送信息(例如采样值) 。 • - LOGICAL-DEVICE(LD逻辑设备) 包含由一组域特定应用
IEC61850规约及其测试
电力工业电力系统自动化设备质检中心 规约测试实验室 2007年5月21日
IEC61850标准
• IEC61850标准概述 • 相关术语 • 数据模型和ACSI信息服务模型
概述
• 变电站自动化系统(SAS)，其二次设备从电子机械设备向数字化发 展。采用一些智能电子设备去完成所要求的功能(继电保护、当地 和远方监视和控制等) ，来实现变电站自动化系统。自然，提出了 在智能电子设备之间高效通信的要求，特别是标准协议的要求。 变电站自动化标准化的目的是制定一个满足功能和性能要求的通信 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标准》课件
种子属性（S e e d Pro p erty）
种子属性是IEC61850标准中定 义的一种属性类型，它用于描 述设备或逻辑节点的初始状态、 属性和功能。
独立LN （Ind ep end ent Log ical Nod e）
独立LN是IEC61850标准中定义 的一种逻辑节点类型，它可以 独立进行配置和管理，具有独 立的属性和功能。
GOOSE/GSSE（Generic Object Oriented Substation Event/Station Bus Substation Event） 协议
GOOSE/GSSE协议是IEC61850标 准中定义的一种高速通信协议， 用于实现可靠和实时的设备之间 的通信和事件传输。
IEC61850标准的基础概念
2
远动
IEC61850标准的通信和数据模型可用于实现电力系统的远程操作和监控，使得 远程操作变得更加简单和可靠。
3
高速保护
IEC61850标准支持高速、可靠的保护设备间通信，可以实现快速的故障检测和 隔离，提高电力系统的安全性和可靠性。
IEC61850标准的应用实例
电网分布式监控与控制系统 智慧电网
基于IEC61850标准的电网分布式 监控与控制系统可以实现对电力 设备和能源数据进行分布式监控 和控制，提高电网的可靠性和稳 定性。
IEC61850标准可以应用于智慧电 网中的能源管理和设备控制，实 现对电力系统的智能化和优化管 理。
充电桩网络
IEC61850标准支持对充电桩网络 进行集中管理和监控，有效地提 高充电桩的可靠性和安全性。
总结
IEC61850标准的优点和局限
IEC61850标准可以提高电力系统的效率和互操作性，但也面临着部署和更新的挑战。
IEC61850标准介绍(NR)ppt课件
学习交流PPT
10
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
学习交流PPT
11
学习交流PPT
• 逻辑节点：功能的基本单元。
学习交流PPT
24
应用、逻辑节点、逻辑设备关系
•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.
学习交流PPT
8
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
学习交流PPT
9
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
12
数字化变电站：站内结构
支持电子式互感器和G学习O交O流SPPTE的数字化变电站
13
IEC61850功能演示
学习交流PPT
14
面向对象、
物理与逻辑的映射
学习交流PPT
15
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
学习交流PPT
16
逻辑节点的相互关系示例
学习交流PPT
17
IEC61850演示
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
IEC 61850入门
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
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入门解析
IEC61850标准
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
33
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
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
33
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》课件
案例五：智能家居系统中的应用
01
02
家居设备的互联互通
描述：在智能家居系统中， IEC61850标准用于实现家居 设备的互联互通，提升家居
生活的便利性和舒适性。述：随着智能家居市场的 不断扩大，IEC61850标准的 应用将更加广泛，为家居设 备间的信息交互和协同工作 提供更加高效和可靠的技术
支持。
案例四：智能制造系统中的应用
01 02 03 04
工业互联网与智能制造的结合
描述：在智能制造系统中，IEC61850标准用于实现工业互联网与智 能制造的结合，提升制造过程的智能化和柔性化水平。
应用效果
描述：通过采用IEC61850标准，智能制造系统实现了设备间的快速 信息交互和协同工作，提高了生产效率和产品质量。
IEC61850标准的实施与推广
IEC61850标准的实施步骤
规划与设计
根据需求制定实施计划，设计 符合IEC61850标准的系统架 构和通信协议。
测试与验证
对实施完成的系统进行测试和 验证，确保符合IEC61850标 准的要求。
需求分析
明确实施IEC61850标准的需 求和目标，包括对现有系统的 评估和改进需求。
数据存储格式
支持多种数据存储格式，如XML、JSON等，以满足不同应用的需 求。
保护控制设备的功能建模
功能模块化
将保护控制设备的功能划分为多个模块，便于实 现和维护。
功能交互
定义了各功能模块之间的交互方式和通信协议。
功能安全
确保各功能模块在异常情况下能够安全地退出或 降级运行。
CHAPTER 03
系统集成
将各个子系统集成到 IEC61850标准中，实现信息 互通和互操作。
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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
• 数据集定义 • 数据集创建 • 数据集与报告、GOOSE、日志的关系 • 信息定制
服务器 逻辑设备 逻辑节点
LLN O
数据 数据属性
控制块 有缓冲报告控制块 无缓冲报告控制块
记录控制块
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
替代 控制
▪传统的变电站构架
传统的网络构架缺点：
▪ 与不同厂家的装置通信采用不同的通信方式
▪ 应用程序必须处理大量不同的通信规约、数
据格式和数据访问形式
▪ 采用的协议功能有限，经常需要扩充 ▪ 很难给其他厂家的应用提供标准接口
息传输要求的服务模型
• 采用抽象通信服务接口、特定通信服务映射以适应通信网络技
术迅猛发ห้องสมุดไป่ตู้的要求
• 采用对象建模和自我描述以适应应用功能的需要和发展，满足
应用开放互操作性要求；
• 快速传输变化值 • 采用配置语言、配置工具，在信息源定义数据和数据属性 • 定义和传输元数据、扩充数据和设备管理功能 • 传输采样测量值 • 制定了变电站通信和系统的总体要求、系统和工程管理、一致
记录
数据集 对时 文件
• 关联服务 • 信息模型服务 • 定值组服务 • 主动上送的报告服务 • 日志服务 • 快速报文服务 • 采样值服务 • 对时 • 文件服务
•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
• 互感器的数字化接口标准 • 提供了IED间共享信息的方法 • 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在变电站的应用
IEC 61850 概述 IEC 61850 功能演示 IEC 61850 简介 IEC 61850 于传统规约的比较
概述
▪ IEC61850是新一代的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。同传统的IEC60870-5-103标准相比，它不仅仅是一个单纯 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。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。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。IEC61850是 至今为止最为完善的变电站自动化标准，它不仅规范保护测控装 置的模型和通信接口，而且还定义了数字式CT、PT、智能式开 关等一次设备的模型和通信接口。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，实现完全的互操作。
的相互关系
• IED的配置 • 支持私有扩充
• SSD：系统规范定义文件 • SCD：变电站配置文件 • ICD：IED能力描述文件 • CID：配置IED描述文件
IEC61850与传统规约的比较
• 分层的智能电子设备和变电站自动化系统标准 • 根据电力系统生产过程的特点，制定了满足实时信息和其他信
应用领域： 变电站自动化
模拟量采样值 (SAV)
模型 (对象,服务)
通用变电站对象事件 (GOOSE)
特定通讯服务映射(SCSM)
通
实时性要求
讯 技 术
以太链路层 带优先级的以太物理层
Client /Server 通讯
抽象通讯 服务接口
(ACSI)
协
议
MTMCSP
栈
IP
接
口
• 基于XML
• 描述变电站自动化系统、开关场及它们
• 定义描述数据对象的标准结构
• 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
• 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
• FC是用来表示数据的用途 • 用功能分类来组织数据有很多优点
性测试等标准。
SCL：
▪ 变电站配置语言，标准化了变电站系统
和装置配置的描述方法
▪ SCL可以唯一表示用户对变电站系统和
装置的功能需求
▪ SCL可以为应用程序提供离线装置配置
采用SCL的优点：
• 降低了配置开销
• 通过通信得到装置模型，减少手动配置工作量 • 通用的命名规则和数据模型减少了数据点的二
抽象通信服务 接口客户端
报告 请求/响应
物理设备
服务器 数据 数据 数据
应用
物理设备
请求 /响应
GOOSE Message Sampled Values 多波
服务器
数据
数据
数据
应用
应用
物理设备
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
义性
1. 用户可以更准确地配置装置的功能
面向对象的数据模型：
▪ 提供了数据的自描述特性，增强了信息
的一致性和互操作性
▪ 包含在数据模型中的信息可以提高系统
自动配置能力，减少维护量
▪ 建立在面向对象的数据模型上的应用，
具有更好的移植和升级能力
▪制定了变电站通信和系统的总体要求 ▪系统和工程管理 ▪一致性测试等标准
GOOSE应用演示
模拟输入
1. 仿真故障 2. 跳闸 3. 新位置 4. 重合 5. 新位置
A公司保护
智能一次设备
保护测试仪
B公司保护
以太网
G跳G位G位oo闸o置置ooossseeeMMMeeessssssaaagggeee:::G重o合ose Message:
IEC61850标准简介
•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.