电力系统通信规约及系列标准

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
数据通信协议适用范围
• 远动通信协议、计算机数据通信协议、变
电站数据通信协议各有其适应范围，也可 以交叉使用。控制中心之间一般用IEC 以交叉使用。控制中心之间一般用IEC 6087060870-6 系列；发电厂与控制中心之间一 般采用IEC 60870- 系列；也可采用IEC 般采用IEC 60870-5系列；也可采用IEC 6087060870-6 系列；变电站与控制中心之间一 般采用IEC 61850般采用IEC 61850-7系列；也可采用 IEC60870- 系列或IEC 60870- 系列。 IEC60870-6 系列或IEC 60870-5系列。
第二部分 IEC 61970 （ EMS—API ) EMS—
IEC TC57 WG13工作组负责制定能量管理 WG13工作组负责制定能量管理 系统的应用程序接口（ EMS—API )，即 EMS— )，即 IEC 61970系列标准 61970系列标准
IEC 61970系列标准（1） 61970系列标准（1
IEC61850内容 IEC61850内容
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 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（ASCI） 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 9－2 ISO 8802-3 上的采样值
•公用信息模型（Common Information Mode） CIM定义了覆盖各个应用的面向对象的电力系统 模型，是IEC61970的灵魂． •组件接口规范（Component Interface Specification） CIM 描述了可能需要交换数据的共用信息模型， 如何交换信息还必须靠CIS来完成。CIS规定组件 之间交换信息和访问公共数据的接口,这些接口包 括一组标准的函数，每个函数描述特定的事件， 方法和性质． 支持CIS要求可以让第三方符合标准的应用在自己 的系统平台上即插即用，即提供标准插座，同时 要求自己的应用可在别人标准的系统平台上运行， 即提供标准插头。 具有CORBA支持的CIS可以实现不同系统跨平台 的数据库互访。
IEC60870- 系列（2 IEC60870-6系列（2）
• 由于MMS已广泛应用于各行各业，所以TASE.2 由于MMS已广泛应用于各行各业，所以TASE.2 •
比TASE.1适应性更强、更容易实现。 TASE.1适应性更强、更容易实现。 目前，国际电工委员会TC57委员会已采纳 目前，国际电工委员会TC57委员会已采纳 TASE.2协议为控制中心间信息交换的标准协议。 TASE.2协议为控制中心间信息交换的标准协议。 中国国家标准委员会也已采纳TASE.2协议，将 中国国家标准委员会也已采纳TASE.2协议，将 它定义为国家标准以替代原来的我国电力行业 标准《 标准《电力系统实时数据通信应用层协议 DL476-92》 DL476-92》。 TASE.2是应用层网络协议, TASE.2是应用层网络协议, 重要特点之一是通 过名字传输信息对象而不象其他众多通信规约 是通过地址（点号）传输信息对象。变量名单 端定义，双端使用。
IEC60870IEC60870-5系列
• IEC TC57 WG03（远动规约） WG03（远动规约） • 基本标准（共分5篇） 基本标准（共分5
第 第 第 第 第 – – – – 一篇 二篇 三篇 四篇 五篇 6087060870-5-1 6087060870-5-2 6087060870-5-3 6087060870-5-4 6087060870-5-5 传输帧格式 链路传输规约 应用数据的一般结构 应用信息元素定义和编码 基本应用功能
•
IEC61850- 系列(1) IEC61850-7系列(1)
• 随着变电站自动化的快速发展，急需制定相应的
国际标准，IEC TC57为此成立了三个工作组，这 国际标准，IEC TC57为此成立了三个工作组，这 在历史上是很少见的。第10工作组负责变电站数 在历史上是很少见的。第10工作组负责变电站数 据通信协议的整体描述和总体功能要求，第11工 据通信协议的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 作组负责站级数据通信总线的定义，第12工作组 负责控制柜级数据通信协议的定义。这几种模型 都是基于ISO 都是基于ISO 9506 MMS的，变电站的数据通信总 MMS的，变电站的数据通信总 线可以直接访问控制中心，不需要另加网关 （Gateway），是一种将变电站内数据通信协议 Gateway），是一种将变电站内数据通信协议 与广域网协议组合在一起的体系结构
完整性
适用对象几乎包括了变电站内所有IED、例如： 适用对象几乎包括了变电站内所有IED、例如： 常规的测控装置、保护装置、RTU、站级计算机 常规的测控装置、保护装置、RTU、站级计算机 可选的同期、VQC装置 可选的同期、VQC装置 未来可能广泛使用的数字式一次设备如PT、CT、开关 未来可能广泛使用的数字式一次设备如PT、CT、开关
电力系统通信协议及 系列标准
1. 电力系统数据通信协议体系 2. IEC 61970（ EMS—API ) 61970（ EMS— 3. IEC 61968
国电南瑞 谈苏伟
第一部分 电力系统数据通 信协议体系
IEC60870IEC60870-5系列： 远动通信协议体系 IEC60870IEC60870-6系列： 计算机数据通信协议体系 IEC61850IEC61850-7系列： 变电站数据通信协议体系
基本标准和配套标准
• 传统的远动通信规约一般不分层，IECWG03定 传统的远动通信规约一般不分层，IECWG03定
义的远动通信协议分为两层，一是链路层，由 IEC60870IEC60870-5-1和IEC60870-5-2描述：一是应用 IEC60870层，基础部分由IEC60870层，基础部分由IEC60870-5-3 、 IEC60870-5IEC608704 、 IEC60870-5-5描述：应用层直接映射到链 IEC60870路层．根据应用领域定义了一系列“ 路层．根据应用领域定义了一系列“配套标 准”。 基本标准是制定和理解配套标准的依据，配套 标准都要引用基本标准，配套标准针对具体应 用作了具体规定，使基本标准的原则更加明 确．等同采用基本标准和配套标准有利于更好 地贯彻标准，实现远动设备的互操作性．
• 配套标准
IEC60870-5-101：基本远动任务 IEC60870- 101：基本远动任务 IEC60870-5-102：电能累计量 IEC60870- 102：电能累计量 IEC60870-5-103：继电保护信号 IEC60870- 103：继电保护信号 IEC60870-5-104： IEC60870-5-101的网络访问 IEC60870- 104： IEC60870- 101的网络访问
技术背景
• 随着计算机、网络和通讯技术的不断发展，电
力系统调度运行的信息传输要求不断提高，信 息传输方式已逐步走向数字化和网络化。为此 国际电工委员会电力系统控制及其通信技术委 员(IECTC57)根据形式发展的要求制定调度自 (IECTC57)根据形式发展的要求制定调度自 动化和变电站自动化系统的数据通信标准，以 适应和引导电力系统调度自动化的发展，规范 调度自动化及远动设备的技术性能。 电力市场迫使通信系统降低费用，避免多种不 兼容的标准和互相竞争的标准出现；同时在整 个电力系统制定统一协调的体系结构既有利于 电力系统制定统一协调的体系结构既有利于 用户，也有力于制造商。
IEC61850- 系列(2) IEC61850-7系列(2)
TC57在1999年9月召开的京都年会的战略会议 （SPAG)上决定在将来5－10年内TC57的工作重点是将该 标准作为整个电力系统传输的唯一国际标准，即“无缝 通信系统体系”，并定名为“变电站和控制中心通过 61850通信”. 采用面向对象的建模技术，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。 IEC61850之前的所有协议都是面向点的。采用 IEC61850的系统只需在信息源进行数据定义，其他节点 可以通过报文交换建立相关数据库。 困惑：和IEC61970 CIM的数据模型不一致
IEC61850标准特点 IEC61850标准特点
开放性
全部通信协议集将基于已有的IEC/IEEE/ISO/OSI可用的通信 全部通信协议集将基于已有的IEC/IEEE/ISO/OSI可用的通信 标准的基础上；不考虑具体实现
先进性：
采用ACSI、SCSM、OO的技术 采用ACSI、SCSM、OO的技术 采用抽象的 MMS 作为应用层协议 自我描述，在线读取/ 自我描述，在线读取/修改参数和配置 采用XML语言来描述变电站配置 采用XML语言来描述变电站配置
ISO8802.2.LLCl
ISO8802.X MAC
Hale Waihona Puke 物理层通信介质IEC60870- 系列（1 IEC60870-6系列（1）
• IEC TC57 WG07工作组负责制定与ISO和ITU-T兼容的 WG07工作组负责制定与ISO和ITU用于电力系统控制的计算机数据通信协议，即IEC 用于电力系统控制的计算机数据通信协议，即IEC 60870- 系列标准。该项工作始于己于1993年，当时 60870-6 系列标准。该项工作始于己于1993年，当时 从已广泛应用的协议（如：挪威的ELCOM90、美国西 从已广泛应用的协议（如：挪威的ELCOM90、美国西 部电网的WSCC等）中选择了ELCOM90作为蓝本，开 部电网的WSCC等）中选择了ELCOM90作为蓝本，开 始制定IEC 始制定IEC 国际标准，称为远方控制应用单元 TASE(TeleTASE(Tele-control Application Service Element, 后改 为TASE.1)，后来发现该协议适应性较差与ISO/ITU-T TASE.1)，后来发现该协议适应性较差与ISO/ITU的兼容性不好，美国和德国坚决反对，强烈要求制定 一套与ISO/ITU一套与ISO/ITU-T兼容性好的协议，于是美国电科院 (EPRI) 急忙开发了ICCP ( Inter Control-center 急忙开发了ICCP ControlCommunication Protocol )，于96年被纳入IEC体系， )，于96年被纳入IEC体系， 称为TASE.2，与TASE.1并列为国际标准，但互不兼容。 称为TASE.2，与TASE.1并列为国际标准，但互不兼容。 一度形成欧洲与美国两个系列相争不下的局面。其中 TASE.1基于 TASE.1基于 ISO 9072-1/2 ROSE， TASE.2基于MMS 9072ROSE， TASE.2基于MMS ( Manufacturing Message Specification )。 )。
•
表1
远动通信规约IEC60870远动通信规约IEC60870-5系列体系结构
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 链路层
-5-101体系 101体系 102 ,103体系 -5-104体系 ,103体系 104体系 6087060870-5-101 102、103 6087060870-5-104 102、 （基于 IEC60870-5-3/4/5） IEC60870- 3/4/5） 映射 映射 映射 RFC793TCP RFC791IP -5-101 FT2.1 102, 103 FT2.1 (基于IEC60870-5-1/2) 基于IEC60870V.24/V.27, X.21, X.21bits/s