电力系统常用通信规约简介

电力系统常用通信规约简介

1.电力系统通信规约产生的背景

为了满足经济社会发展的新需求和实现电网的升级换代，以欧美为代表的各个国家和组织提出了“智能电网”概念，各国政府部门、电网企业、装备制造商也纷纷响应。智能电网被认为是当今世界电力系统发展变革的新的制高点，也是未来电网发展的大趋势。

2.研究智能电网标准体系的国际主要标准组织与机构

（1）国际电工委员会(IEC)，IEC的标准化管理委员会（SMB）组织成立了“智能电网国际战略工作组（SG3）”，由该工作组牵头开展智能电网技术标准体系的研究；

（2）美国国家标准及技术研究所(NIST)，研究智能电网的标准体系和制定智能电网标准。NIST的前身是美国国家标准（National Bureau of Standards，NBS），隶属美国商务部，负责美国全国计量、标准的研究、开发和管理工作。

（3）电气和电子工程师协会(IEEE)，于2009年发布了“P2030指南”，标志着IEEE正式启动了智能电网标准化工作。

3.IEC对智能电网标准的认识

IEC认为智能电网包括电力系统从发电、输变电到用户的所有领域，要求在电网的各个建设阶段以及在系统的各个组成单元之间以及子系统间实现高度的信息共享，因而标准化工作对于智能电网的成功建设非常关键。

1.应该对必要的接口和产品标准化，并避免对具体应用和商业案例进行标准化，否则将严重阻碍智能电网的创新和发展。应为智能电网的进一步提升提供先决条件。

2.描述通用需求，避免对细节标准化

4.IEC相关标准体系工作组织

IEC组织成立了第三战略工作组—智能电网国际战略工作组（IECSG3）

1.对涉及智能电网的标准进行系统性分析，建立智能电网标准体系框架

2.提出原有标准修订、新标准制定、设备和系统互操作的规约和模型等方面的标准化建议,逐步提供一套更加完整、一致的支持智能电网需求的全球标准。

5.三项主要任务

1. 系统描述标准体系整体框架：描述电网及电力系统的专业概念和关联模型，相关标准全面综述,定义IEC标准整体框架，是智能电网协调的基础

2. 确定核心标准：选择在智能电网实际应用中的重要标准,对这些标准的提升和改进是IEC为智能电网解决方案提供技术支持的关键，是IEC智能电网标准化路线图中的核心部分。

3. 制定行动路线图，确定优选增补标准：填补近期急需制定的标准，中长期行动路线图，以实现智能电网的远景制定行动路线图。由于智能电网的投资是长期的，有必要为投资者提供一套标准体系，为将来可持续投资提供坚实基础。

6.IEC SG3确定的5个核心标准

1.IEC/TR 62357 电力系统控制和相关通信.目标模型、服务设施和协议用参考体系结构；

2.IEC 61850 - 变电站自动化；

3.IEC 61970 - 电力管理系统- 公共信息模型（CIM）和通用接口定义（GID）的定义；

4.IEC 61968 - 配电管理系统- 公共信息模型（CIM）和用户信息系统（CIS）的定义；

5.IEC 62351 - 安全性。

IEC 61850

1.概述

IEC61850是新一代的变电站自动化系统的国际标准，它是国际电工委员会(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。此标准参考和吸收了已有的许多相关标准，其中主要有:IEC870-5-101远动通信协议标准;IEC870-5-103继电保护信息接口标准;UCA2.0(Utility Communication Architecture2.0)(由美国电科院制定的变电站和馈线设备通信协议体系); ISO/IEC9506制造商信息规范MMS(Manufacturing Message Specification)。

2.IEC 61850对UCA2.0作了以下四个方面的改进：

(1)使用配置描述语言

首次在电力系统通信协议中运用XML技术在IEC 61850 的第6 部分提出了变电站配置描述语言SCL,SCL 就是以XML 为基础的。SCL 能描述变电站内各个智能电子设备,并能描述智能电子设备之间的关系。目前各行业都采用XML 技术来统一本行业的数据交换格式,IEC 61850 采用XML来描述变电站的设备和功能,统一变电站数据交换的格式,对变电站自动化工程的设计、规划、实施、信息交换都有极大的好处。

(2)分层目录服务

IEC 61850 中的目录服务共有5 层,分别是服务器目录、逻辑设备目录、逻辑节点目录、数据对象目录、读数据定义。客户通过服务器目录服务,就可获得各个服务器的各个逻辑设备名;按照各个逻辑设备名依次利用逻辑设备目录服务,就可获得相应逻辑设备的各个逻辑节点名;按照各个逻辑节点名依次利用逻辑节点目录服务,就可获得相应逻辑节点的各个数据名;按照各个数据名依次利用数据目录服务,就可获得相应数据的各个数据属性名;利用读数据定义服务就可获得相应数据的全部数据属性定义。这样,在线情况下客户可以通过这些服务在客户数据库中建立对方全部的镜像。这些服务用于检索设备中整个分层的定义及全部可访问的信息定义、全部类的实例定义。在正常运行阶段,利用这些服务可监视各个服务器的变动和投运情况,实现配置管理。

(3)服务与映射分开

在IEC 61850 中,提出了抽象服务通信接口(AS2CI) 和具体通信服务映射(SCSM) ,这样,就把通信服务要求跟具体的通信协议分离开,有利于适应通信技术的不断发展,在IEC 618502821中采用了MMS ,以后还可能采用其他协议,对于ASCI 就有SCSM1 ,SCSM2 等与它对应。

(4)增加了过程层

在UCA 2. 0 中没有覆盖过程层, IEC 61850 提出了变电站自动化的3 层模型:变电站层、间隔层、过程层。随着电子式电流互感器和电子式电压互感器在电力系统的使用,变电站自动化的结构又会发生变化,原来变电站自动化只是2 层结构,现在提出了3 层结构, 增加了过程层。IEC 618502921 和IEC618502922 就是针对过程层的电流电压采样服务的,其中,IEC 618502921 是针对串行单向多支路点对点链路通信方式,IEC 618502922 是针对过程总线的。