电力系统通信协议
合集下载
相关主题
- 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)。
电力系统通信协议简介
—重点分析IEC 61850和IEC 61970
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。
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。
（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标准
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.描述通用需求，避免对细节标准化
IEC SG3确定的5个核心标准
IEC SG3就是IEC组织成立的第三战略工作组— 智能电网国际战略工作组
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
规约： GOOSE 物理连接：光纤以太网
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 标准的基础上；不考虑具体实现
▪ 先进性
采用ACSI、SCSM技术 采用抽象的 MMS 作为应用层协议 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
(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wenku.baidu.com3 层模型:变电站层、间隔层、过程层。
与传统变电站的比较
（1）智能化变电站把设备划分在3个功能层上: 变电站层、间隔层、过程层；
（2）站层与间隔层通信 传统： 规约：IEC60870-103等 物理连接：串
(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。
概述
IEC61850不限制装置逻辑功能，它以装置 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。
IEC 61850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。
与其他国际标准相比， IEC 61850不局限于 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。
（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。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。
概述
IEC 61850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IEC 61850标准。
IEC 61850是至今为止最为完善的变电站自动化标 准，它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。
▪ 完整性
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 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
应用IEC61850标准的优缺点
应用IEC61850标准的优点 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
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。
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。
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 （3）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 （4）间隔与过程层通信 传统:电缆连接 IEC61850模拟量: 规约：规约9-1、9-2、
60044-8 物理连接：光缆 IEC61850智能开关等设备：
—重点分析IEC 61850和IEC 61970
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。
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。
（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标准
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.描述通用需求，避免对细节标准化
IEC SG3确定的5个核心标准
IEC SG3就是IEC组织成立的第三战略工作组— 智能电网国际战略工作组
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
规约： GOOSE 物理连接：光纤以太网
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 标准的基础上；不考虑具体实现
▪ 先进性
采用ACSI、SCSM技术 采用抽象的 MMS 作为应用层协议 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
(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wenku.baidu.com3 层模型:变电站层、间隔层、过程层。
与传统变电站的比较
（1）智能化变电站把设备划分在3个功能层上: 变电站层、间隔层、过程层；
（2）站层与间隔层通信 传统： 规约：IEC60870-103等 物理连接：串
(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。
概述
IEC61850不限制装置逻辑功能，它以装置 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。
IEC 61850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。
与其他国际标准相比， IEC 61850不局限于 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。
（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。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。
概述
IEC 61850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IEC 61850标准。
IEC 61850是至今为止最为完善的变电站自动化标 准，它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。
▪ 完整性
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 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
应用IEC61850标准的优缺点
应用IEC61850标准的优点 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
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。
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。
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 （3）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 （4）间隔与过程层通信 传统:电缆连接 IEC61850模拟量: 规约：规约9-1、9-2、
60044-8 物理连接：光缆 IEC61850智能开关等设备：