61850入门学习规约详解共23页
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$DA FC：functional constraint功能约束FCDA：Functionally constrained DataAttribute功能约束数据属性互操作性：同一或不同制造商提供的两台或多台IED交换信息并用这些信息正确地配合工作的能力。
服务器：为客户提供服务或发出非请求报文的实体。
客户端：向服务器请求服务以及接收来自服务器非请求报文的实体。
61850-9-1标准规约_附扩展协议说明
6
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
Q/XNGD.SM.01. 001-2005
表 9 用于模拟量采样值缓冲区传送的编码
按 IEC61850-7-2篇的抽象缓冲格式
Q/XNGD.SM.01. 001-2005 APPID：应用标识。APPID 用于选择包含模拟量采样值的信息和用于区别关联的应用。为模拟量采样 值保留的 APPID 值范围是 0x4000～0x7FFF。缺省值为 0x4000。缺省值表示 APPID 没有被配置。配置系 统时将强烈推荐将 APPIP 配置为系统中的唯一值。 Length：包括从 APPID 开始的以太网型 PDU 的 8 位位组的数目，其值为 8＋m(m<1480)。 Reserved1/Reserved2：用于将来的标准化应用。 APDU：应用规约数据单元。
APCI (应用规约控制信息)
ASDU's (应用服务数据单元)
Tag
Length No. of ASDUs (UI16) ASDU 1 ASDU 2
APDU (应用规约控制单元)
图 22 若干 ASDU 合成一帧的串连
ASDU n
与基本编码规则(BER)相关的 ASN.1 语法被用来对在过程层传输的模拟量采样值信息进行编码。 为进行传送，模拟量采样值缓冲区按下表详述的方法进行编码。
Sample Counter
Sampling rate Configureationi revision no (0x57) 注 1：ASDU Length 按照 ASN.1 编码，其中第一个字节的最高位 bit7 为 1，bit0~bit6 为 Length 总字节数减 1，从第二个字节开始给出长度 n，高位优先。 例：ASDU Length 编码为：0x82 0x12 0x34 表示长度 n 字节数为 2，数据域长度为 0x1234。 注 2：状态字 1 表示光纤通讯是否正常，当为置位时表示通讯中断，从最低位开始每位代表一个通道。 注 3：状态字 2 表示 FT3 数据是否正常，当为置位时表示数据异常，从最低位开始每位代表一个通道。 注 4：因为可能要传送多个间隔数据（无法确定间隔数目），所以无法传送额定值，因此将 463 对应一次额 定保护电流值，11585 对应一次额定电压值和一次额定测量电流值。
IEC61850规约整体介绍(DOC)
IEC61850规约整体介绍1.总体概念1.1 IEC61850标准制定的背景同传统的IEC60870-5-103标准相比，IEC61850不仅仅是一个单纯的通信规约，而且是数字化变电站自动化系统的标准，指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。
该标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口，增强了设备之间的互操作性，可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接，从而大大提高变电站自动化技术水平和安全稳定运行水平，实现完全互操作。
IEC61850解决的主要问题（1）网络通信；（2）变电站内信息共享和互操作；（3）变电站的集成与工程实施。
1.2 IEC61850重要的基本名词MMS：Manufacturing Message Specification制造报文规范GOOSE：generic object oriented substation events面向通用对象的变电站事件SV：sampled value 采样值LD：LOGICAL-DEVICE 逻辑设备，代表典型变电站功能集的实体LN：LOICAL-NODE 逻辑节点，代表典型变电站功能的实体CDC：common DATA class (DL/T860.73) 公用数据类Data：位于自动化设备中能够被读、写，有意义的结构化应用信息。
DA：data attribute数据属性，数据属性（IEC 61850-8-1）命名：LD/LN$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。
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通信规约简介
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UCA2.0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。
02山西省培训——IEC61850规约_穆华灵_
3、 什么是ICD模型文件 智能电子设备能力描述文件。数字化变电站自动化系统中，存在着功能各
异、数量不一的智能设备，为了能较好的了解各智能设备的行为、互操作性， 工程实施采用了面向对象的方法，通过可扩展标记语言XML，创建一个可全面描 述IED功能的文件，这个文件称为智能设备的配置描述（IED Configuration Description），简称ICD。 ICD文件仅经过IED配置工具的配置，未经过变电站系统配置工具的配置，只是 对现实智能设备的功能的一个全面描述。 4、 什么是SCD文件
3
2/25/2016
一、 IEC61850标准构成
CID
内容
ACSI
方法
MMS
实现
IEC61850-6 模型文件语法 IEC61850-7-3 公共数据类型 IEC61850-7-4 逻辑节点和数据类
IEC61850-7-2 ACSI服务定义
IEC61850-8-1 ACSI到MMS的映射
一、 IEC61850标准构成
5、 什么是CID文件 配置智能电子设备描述文件。一个置于变电站通讯网中的智能设备，除了
本身可独立运行外，还需要与其他智能设备进行数据交换，以完成自身的某些 功能，或者输出数据供其他智能设备使用，那该智能设备如何才能知道与其他 智能设备交换些什么数据？我们可以通过变电站配置描述语言工具对装置ICD模 型文件予以配置，主要包括MMS、GOOSE、SMV部分，告知智能设备需要与外界交 换那些信息，那么这个经过SCL工具配置过的文件称之为经过配置的智能设备描 述（Configured IED Description）文件，简称CID文件，它是对ICD文件的一 个扩充，不仅包含IED的功能描述，同时还包含了数据交换信息、报文控制信息 等。
许继iec61850-9-2(le版)通信规约
8 7 6 5 4 3 2 1 取值
报头
MAC 报头
优先权 标记
以太网类 PDU
帧起始 目的地址
源地址
TPID TCI 以太网类 APPID 长度 保留 1 保留 2
APDU
必要的填充字节 帧校验序列
0x01 0x0C 0xCD 0x04
0x81 0x00 0x80 0x00 0x88 0xBA 0x40 0x00
第 2页
许继电气
3.2.3 “PhsMeas1”DataSet 定义表 3：
属性名
值
DSName DSRef
PhsMeas1 xxxxMUnn/LLN0$PhsMeas1
DSMemberRef InnATCTR1.Amp[MX]
InnBTCTR2.Amp[MX] InnCTCTR3.Amp[MX]
3.2 默认的 M 实例值表 1：
属性名
值
M/O
注解
LDName xxxxMUnn
xxxx 是符合 IEC61850-6 8.4.2 要求的 LD 名前
m 缀，MUnn 是 LDevice 的实例（nn 是测量点的
标识，实例号）。
LDRef
xxxxMUnn
如果 MSVCB02 存在，则 xx-xx 需配置。
用于 80 点采样率的采样值的传送。
用于 256 点采样率的采样值的传送。 对应于 TCTR 和 TVTR 中的 HzRtg 数据属性。
3.5 IED 一个 MU 是一个 LD。允许一个 IED 中存在多个 MU（LD）。
3.6 报文格式
第 5页
许继电气
xxxxMUnn
MSVCB01 的目 的 MAC MSVCB02 的目 的 MAC MSVCB01 的 Enabled MSVCB02 的 Enabled 工频频率
IEC_61850入门教程
总体要求 系统和项目管理
通信要求
通信描述配置语言
基本通信结构
Part 8
映射到MMS 和以太网
采样值 映射到以太网 一致性检测
Part 9
Part 10
IEC 61850主要部分
• • • • • • 第6部分---变电站配置描述语言（SCL） 第7-1部分---原理和模型 第7-2部分---抽象通信服务接口（ACSI） 第7-3部分---公用数据类 第7-4部分---兼容的逻辑节点类和数据类 第8-1部分---特定通信服务（SCSM）映射到 MMS 和ISO/IEC8802-3 • 第9-1部分---特定通信服务（SCSM）通过串行单 方向多点共线点对点链路传输采样测量值 • 第9-2部分---特定通信服务（SCSM）通过 ISO/IEC8802-3传输采样测量值
通信原理
通信原理
• 定义了抽象通信服务接口（ACSI），使智 能设备的通信接口统一，实现数据共享和 互操作。ACSI在第7－2部分详细介绍 • 定义特定通信服务映射（SCSM），使通信 协议与实际应用分离。SCSM在第8-1、9-1、 9-2部分说明
第7-2部分---抽象通信服务接口
• 用于
实时的数据访问和检索 控制设备 控制设备 控制设备 事件报告和日志 发布者/订户 设备的自我描述 数据选型和新出现的数据类型 文件传输
站层与间隔层通信
传统： 规约：IEC60870-103等 物理连接：串口485，以太网络等 IEC61850： 规约：工业制造报文（MMS） 物理连接：以太网络
间隔之间通信
传统：电缆接开关量 IEC61850： 规约：GOOSE 物理连接：光纤以太网 特点：除传输开关外，还可传输模拟量
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
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介绍讲解
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
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
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
GOOSE (通用面向对象变电站事件)
GOOSE传送的机制不是基于TCP/IP协议， 而是对等传送方式（peer to peer）。
使用物理网卡地址（MAC地址） 工程中I/O的网络接口被设计成一个网络 地址（组播地址），GOOSE直接发送到该网 络地址 通过支持优先级控制的以太网交换机， 抢先到达目的地址，数据传输速度迅速，从 根本上改变了变电站监控系统的实时性
GOOSE示例
控制 (遥控)
常规安全的直接控制 常规安全的操作前选择控制 增强安全的直接控制 增强安全的操作前选择控制 信号灯复归主要采用:常规安全的直接控制 开关遥控/定值修改采用:常规安全的操作前选择控制
EYELinux工程化手册之61850转出规约配置
V 1.0声明声明：：以下所述配置方法以下所述配置方法，，都在2.0.3-参数模板库参数模板库以及以及WEB 发布版2.0.3的基础上配置的的基础上配置的，，如配置界面与实际不符如配置界面与实际不符，，请将WEB 发布版升级到2.0.3，并将并将基础配置库基础配置库基础配置库升级升级升级到到2.0.3-参数模板库模板库。
61850转出转出规约配置规约配置1.1 61850转出转出规约名称规约名称pt61850netc1.2 61850转出转出规约配置方法规约配置方法第一步：添加61850转出规约节点点击系统配置->部署配置->节点列表，在窗口右边“节点配置”中新增一个61850转出节点，其中“节点编号”默认生成，“节点名称”填写给规约起的名称，“节点类型”选择“后端节点”，“功能描述”填写对规约的描述，点击“保存”按钮，生成61850转出节点，如图1图1第二步：添加61850转出规约私有配置文件点击系统配置->部署配置->规约配置文件列表，在窗口右边“配置模板”选项中选择“61850服务器端规约私有配置”，其余选择默认不用修改，点击“创建”按钮，生成61850转出规约私有配置文件，如图2图2第三步：添加61850转出规约存文件路径点击系统配置->部署配置->模块静态库配置->应用程序配置表->应用程序属性，在窗口右边点击“插入”，将增加一行，在“节点ID”选项中填入61850转出规约的节点编号（61850转出节点编号在节点列表中查询，如图1为105），在“程序名称”选项中填入“pt61850netc+节点编号（如上为pt61850netc105）”，在“所属目录”选项中填入/usr/local/pt61850netc105/，其余选项不用填，最后点击“保存”按钮；如图3如图3第四步：配置61850规约转换器点击系统配置->61850规约转换器，如果接入装置为普通装置，点击智能装置，在窗口最右边新增一个61850规约转换器装置，其中“目录名称”默认为“61850规约转换器”，“所属节点”选择61850转出节点（第一步定义的节点名称），IEDNAME默认为“TEMPLATE”，其余选项默认，点击“保存”按钮，生成61850规约转换器装置。
61850入门学习规约详解
④电子式互感器(ECT/EVT)及智能开关(ESW/ECB)技术的应用， 越来越多的间隔层功能（模拟量、开关量采集等）下放到过程层； 保护测控装置取消模拟量采集及控制出口软硬件模块，代之以光纤 通信接口；一次侧大电流情况下无饱和问题，为暂态量保护提供真 实可靠的数据；没有开路产生高压问题； ⑤对变电站自动化系统中的对象进行统一建模，包括数据模型 和服务模型，采用面向对象技术（过去面向点）和独立于网络结构 的抽象通信服务接口(ACSI)，增强了设备间的互操作性，可以在不 同厂家的设备之间实现无缝连接，适应网络技术迅猛发展 , 向网络 开放； ⑥实现站内的公用信息共享、简化信息架构及变电站架构，开 放式系统，避免多余的中间数据转换，便于扩展维护；
四、61850与传统规约对比 1、IEC61850需要建模，传统通信规约需要配置信号点表（面向点） 2、IEC61850需要专门的SCL，实现自我描述 3、IEC61850的数据和服务分离 4、IEC61850使用了其他应用层通信协议 5、传送扩充信息能力（如103规约需要使用通用分类服务实现），传 统规约功能确定，不可改变（如IEC101、102、103、104等） 6、主站端主要完成监视控制任务，区别不大；通信实现方式完全不同， 在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到制造报文 规范（MMS）、传输控制协议/网际协议（TCP/IP）以太网或光纤。在 间隔层和过程层之间的网络目前采用单点向多点的单向传输以太网 7、只有IEC61850可以提供关于采样和跳闸命令的实时信息交换，实现 信息共享
三、61850标准构成
系统方面 Part 1: 介绍和概述 Part 2: 术语 Part 3: 总体要求 Part 4: 系统和项目管理 Part 5: 功能通信要求和设备模型 数据模型 变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构 Part 7-4: 兼容逻辑节点和数据类 Part 7-3: 公共数据类
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
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。
IEC61850标准全解课件
3 IEC 61850信息模型
模板
搭建装置的 信息模型
模型仓库
逻辑节点 数据对象 数据属性
“拷贝”
实例
25
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 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
说明
启动 动作 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
M/O
M M O O O O O O O O O
ACD：方向保护激活 ACT：保护激活 ASG：模拟定值 ING ：整数状态定值
21
3 IEC 61850信息模型
距离保护逻辑节点模板：PDIS（2/2）
交换的信息完成各自的功能。 自由配置 能够支持不同的设计理念，允许功能的自由分
配。 长期稳定性 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。
12
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 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
34
4 IEC 61850通信服务模型
数据集的概念
逻辑 节点
GndPDIS1 Op
GndPDIS2 Op
GndPDIS3 Op
数据对象
general PhsA PhsB PhsC
general PhsA PhsB PhsC
general PhsA PhsB PhsC 数据属性
电力61850规约
由于现有的规约五花八门、缺乏统一性，数字化（智能化）变电站成为发展方向，性能和速度已不再是问题，因此产生了IEC 61850标准。
IEC 61850系列标准吸收国际先进新技术，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61850系列标准的一部分。
所以它是一个十分庞大的标准体系，确切地说，它是一种新的变电站自动化的设计、工程、维护、运行方法准则。
IEC 61850系列标准的全称：变电站通信网络和系统（Communication Networks and Systems in Substations），它规范了变电站内智能电子设备（IED）之间的通信行为和相关的系列要求。
IEC 61850的关键技术：1)变电站三层接口2)采用模型思想进行对变电站统一建模3)抽象通信服务和特定通信服务4)统一的配置描述语言IEC 61850标准包括10个部分：1)IEC 61850-1基本原则，包括了适用范围和目的，定义了变电站内IED（电子式互感器Intelligent Electronic Device）之间的通信和相关系统要求，并论述了制定一个适合标准的途径和如何对待通信技术革新等问题。
2)IEC 61850-2术语，给出了IEC 61850文档中涉及的关于变电站自动化系统特定术语及其定义。
3)IEC 61850-3总体要求，详细说明系统通信网络的总体要求，重点是质量要求（可靠性、可用性、可维护性、安全性、数据完整性以及总的网络要求），还涉及了环境条件（温度、湿度、大气压力、机械振动、电磁干扰等）和供电要求的指导方针，并根据其他标准和规范对相关的特定要求提出了建议。
4)IEC 61850-4系统和项目管理，描述了对系统和项目管理过程的要求以及对工程和试验所用的专用调度要求。
主要包括：工程过程及其支持工具，，整个系统及其IED的生命周期，系统生命期内的质量保证供三个方面。
5)IEC 61850-5功能通信要求和装置模型，规范了变电站自动化系统所完成功能的通信要求和装置模型。
IEC61850标准和传统变电站通信规约.pptx
development! … attracts a lot
of attention from customers and vendors!
One world One technology One standard
IEC 61850
2005-01-26 8
ABB Automation Technologies AB, 2005 ©
以太网103的技术
1：嵌入式以太网技术（TCP,UDP) 2：IEC104通信规约 3：IEC103通信规约
2005-01-26 5
ABB Automation Technologies AB, 2005 ©
以太网103优缺点
➢ 开关跳闸 ➢ 录波启动 ➢ 联闭锁
ABB Automation Technologies AB, 2005 ©
2005-01-26 17
* IED: Intelligent Electronic Device
Horizontal (peer-to-peer) communication
Station computer
GOOSE = Generic Object Oriented System-wide Events
2005-01-26 18
ABB Automation Technologies AB, 2005 ©
MAC地址
2005-01-26 19
MAC地址:每块网卡在生产出来 后，除了基本的功能外，都有 一个唯一的编号标识自己。全 世界所有的网卡都有自己的唯 一标号，是不会重复的。这个 MAC地址是由48位2进制数组 成的，通常分成6段，用16进 制表示就是类似00-D0-09-A1D7-B7的一串字符。
- 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)。
④合并单元发送采样值报文均为组播包，且物理组播地址取为 01-0C-CD-04-00-00到01-0C-CD-04-01-FF之间，IED通过在MAC层采取 硬件地址过滤方法接收。
三、61850标准构成
系统方面 Part 1: 介绍和概述 Part 2: 术语 Part 3: 总体要求 Part 4: 系统和项目管理 Part 5: 功能通信要求和设备模型
配置 Part 6: 变电站中智能电子设备通信配 置描述语言
测试 Part 10: 一致性测试
数据模型 变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构 Part 7-4: 兼容逻辑节点和数据类 Part 7-3: 公共数据类
⑤对变电站自动化系统中的对象进行统一建模，包括数据模型 和服务模型，采用面向对象技术（过去面向点）和独立于网络结构 的抽象通信服务接口(ACSI)，增强了设备间的互操作性，可以在不 同厂家的设备之间实现无缝连接，适应网络技术迅猛发展 , 向网络 开放；
⑥实现站内的公用信息共享、简化信息架构及变电站架构，开 放式系统，避免多余的中间数据转换，便于扩展维护；
2、采用IEC61850协议与数字化CT/PT的实用型数字化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准来实现。 间隔层和变电站层设备全部数字化。过程层采用ECT/EVT和常规的 开关（SW/CB）。间隔层的保护、测控设备可以通过以太网接收 ECT/EVT的合并单元发来的采样数据和状态量数据，可实现多个间 隔层设备共享同一过程数据。过程层网络可以是一个简单网络，也 可以在同一物理网上根据需要设子网，或根据需要分由不同的物理 子网组成。数据流为单向。
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办公地数据交换； IF8：间隔之间直接数据交换，尤其是象联锁这样快速功能； IF9：变电站层内数据交换； IF10：变电站（装置）和远方控制中心之间控制数据交换（不在 本标准范围）。
一、数字化变电站方案
1、采用IEC61850协议、数字化CT/PT、智能一次设备的完全型数字 化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准来实现。 间隔层和变电站层设备全部数字化。过程层采用ECT/EVT和数 字式的开关（ESW/ECB）。采样值传输使用IEC61850-9-2标准， 不需要合并单元。
特点：①智能化一次设备、网络化二次设备；
②无论从逻辑概念还是物理概念上都将变电站的功能分为 3层，变电站层、间隔层和过程层。过程层主要完成开关量I/O、 模拟采样和控制命令的发送等与一次设备相关的功能；间隔层的 功能是利用本间隔的数据对本间隔的一次设备产生作用，如线路 保护设备或间隔控制设备；变电站的功能分为两类，一是与过程 相关的功能，主要指利用各个间隔或全站的信息对多个间隔或全 站的一次设备发生作用的功能，如母线保护和全站范围内的逻辑 闭锁功能，二是与接口相关的功能，主要指与远方控制中心等通 信；
3、仅采用IEC61850协议的过渡型数字化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准 来实现。间隔层和变电站层设备全部数字化，方便实 现61850标准的各厂家IED接入，没有实现61850标准 的设备需通过61850转换网关将传统规约转为61850。 过程层仍然为模拟信号设备的常规CT/VT、开关 （SW/CB）。
二、61850体系下的数据流和接口
10
7
变电站层
功能A9Βιβλιοθήκη 功能B1,6间隔层 保护
3
控制
8
保护
1,6
3
控制
过程层
4,5
过程接口
4,5
传感器
执行机构
高压设备
接口含义： IF1：间隔层和变电站层之间保护数据交换； IF2：间隔层与远方保护（不在本标准范围）之间保护数据交换； IF3：间隔层内数据交换； IF4：过程层和间隔层之间电压互感器PT 和电流互感器CT 瞬时数
说明：①合并单元(MU)主要功能是同步采集多路（最多12路） ECT/EVT输出的数字信号后并按照规定的格式发送给保护、测控设 备。帧内容中除了有电流、电压采样值信息外，还有一些标志采样 值是否有效的状态信息、同步信息和设备维修信息等；
②采样值传输使用IEC61850-9-1标准，面向间隔原则，以太网 数据帧格式固定，12路采样值，可以包含状态量；
③设计、施工、运行维护简单，工作量减小，节省人力及 时间，成本降低；
④电子式互感器(ECT/EVT)及智能开关(ESW/ECB)技术的应用， 越来越多的间隔层功能（模拟量、开关量采集等）下放到过程层； 保护测控装置取消模拟量采集及控制出口软硬件模块，代之以光纤 通信接口；一次侧大电流情况下无饱和问题，为暂态量保护提供真 实可靠的数据；没有开路产生高压问题；
61850使用面向对象的方法给变电站统一建模，将变电站及相应设备的 功能进行抽象建模，将功能建模为逻辑节点，所有功能抽象为88个逻辑 节点，在标准的第五部分有这些逻辑节点的说明，然后在7-4部分中详细 介绍逻辑节点类的定义；逻辑节点内包含有数据(Data)，7-3部分对公共 数据类(CDC)进行了定义，数据又有若干数据属性，所有的公共数据类 都派生自Data基类，Data基类在7-2中定义。正是这样一个分支结构建模 了变电站及其智能电子设备(IED)的功能。对于不同IED之间的数据交换， 是通过将信息模型（即上面所说的逻辑节点、数据、数据属性）映射到
⑦通信协议：独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务 接口(ACSI)。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，由特殊通信服务映射(SCSM)映射到所采用 的具体协议栈，如制造报文规范(MMS)等；
⑧如没有数字式的开关（ESW/ECB），可以将传统开关通过 智能单元接入；
抽象通信服务 变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构 Part 7-2: 抽象通信服务接口(ACSI) Part 7-1: 原理和模型
特殊通信服务映射(SCSM) Part 8-1: 映射到制造商报文MMS Part 9-1: 通过单向多路点对点串行通信连接模拟采 样值 Part 9-2: IEEE 802.3之上的模拟采样值