IEC61850实现

IEC61850技术实现刘军辉内容提要1.IEC61850简介2.IEC61850建模技术3.站控层技术实现4.过程层技术实现5.小结1.IEC61850简介1.1背景•SAS发展到现阶段必须解决互操作问题。•IECTC57用10年时间，为SAS的网络和系统制定了国际统一的标准。•中国等同引用该标准-DL860/T。1.IEC61850简介1.2IEC61850是什么？•定义了通信的两个重要内容：传递什么？如何传递？•定义了设备和变电站的配置；•面向未来，通信协议可选择；•对自动化设备协同工作的方式进行了发展；•具有通用性，可应用于其他领域；•是一套技术体系，而不仅仅是通信协议。1.IEC61850简介1.3制定IEC61850的目的•互操作性•不同厂家的IED之间能够交换信息并能够利用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。1.IEC61850简介1.4互操作性如何获得？•数据模型•服务模型•协议•物理网络•工程数据交换•一致性测试1.IEC61850简介1.5变与不变•不改变变电站的功能•不改变设备的功能•提供了一个更加简单的观察视角•具有互操作性•可以降低系统成本1.IEC61850简介1.6IEC61850文件构成•目前有14个部分，分为6类：•系统级别IEC61850-1介绍和概述IEC61850-2术语IEC61850-3通用需求IEC61850-4系统和项目管理IEC61850-5功能和设备模型的通信需求1.IEC61850简介1.6IEC61850文件构成•数据模型IEC61850-7-4逻辑节点和数据类IEC61850-7-3通用数据类•抽象通信服务IEC61850-7-1原理和模型IEC61850-7-2抽象通信服务（ACSI）1.IEC61850简介1.6IEC61850文件构成•映射到实际的通信网络（SCSM）IEC61850-8-1映射到MMS和ISO/IEC8802-3IEC61850-9-1通过单方向点对点传输采样值IEC61850-9-2通过ISO/IEC8802-3传输采样值•配置IEC61850-6变电站IED的配置语言•测试IEC61850-10一致性测试1.IEC61850简介1.7SAS接口模型IF1：间隔层和站层之间交换保护数据IF2：间隔层和远方保护之间交换保护数据IF3：间隔层之间交换数据如保护和控制设备间IF4：间隔层和过程层之间交换采样数据IF5：间隔层和过程层之间交换控制数据IF6：间隔层和站层之间交换控制数据IF7：站层和远方工程师之间交换数据IF8：间隔层之间直接快速交换数据，如联锁IF9：站层之间交换数据IF10：站层和远方控制中心之间交换数据远方控制中心技术服务7功能A功能B9变电站层3控制继电保护3控制继电保护81616间隔层传感器操作机构过程层接口过程层高压设备4545101.IEC61850简介1.8IEC61850的数据层次1.IEC61850简介1.9IEC61850的特点•用面向对象建模•分层、分布体系来描述变电站自动化系统•功能与具体通信网络分离，具有稳定性。•特殊通信服务映射SCSM技术，与具体底层网络协议一一对应，具有良好的开放性。•具有良好的互操作性1.IEC61850简介1.10IEC61850的网络构成•间隔层及以上部分间隔层IED之间、间隔层IED与变电站层设备之间的通信。使用以太网。运行TCP/IP以及IEC61850-7、-8协议。•间隔层以下（过程层）过程层与间隔层中继电保护、测量控制单元等IED的通信。以太网技术是IEC61850目前的选择。1.IEC61850简介1.11对IEC61850的评价•优点可以实现互操作。•缺点使用了大量新技术，与传统技术差异比较大，实现难度大，对平台的要求也高。2.IEC61850建模技术2.1和传统协议的差别•现有协议都是面向信号的，是线性的点，以点号来识别，自描述性比较差，需要双方事先约定；•IEC61850使用得了面向对象建模技术，数据模型具有自描述能力，通信双方不需要事先约定；2.IEC61850建模技术2.2建模抽象2.IEC61850建模技术2.3建模方法PhysicalDevice(networkaddress)LogicalDevice(e.g.Relay1)MMXU1MMXU2MXMXAVLogicalNodesFunctionalConstraint“MMXU2$MX$A”=Feeder#2CurrentMeasurements2.IEC61850建模技术2.4关键字•功能：变电站自动化系统执行的任务。如：距离保护，联锁，报警管理等。•逻辑设备（LD）：一种虚拟设备，聚合逻辑节点和数据。物理设备可以包含一个或多个LD。•逻辑节点（LN）：用来描述系统功能的基本单位，是数据对象的容器，可以任意分配到IED，每个逻辑节点和内部的数据都有具体的语义，并通过他们的服务与外部进行交互。2.IEC61850建模技术2.5功能-LD-LN的关系•功能：变电站自动化系统执行的任务•LN：用来交换数据的功能的最小单位•LD：一种虚拟设备，聚合逻辑节点和数据。物理设备可以包含一个或多个LD2.IEC61850建模技术2.6建模的两种思路•内外一致的建模方案。•代表厂家—ABB•缺点：配置复杂•外部包装的建模方法。•代表厂家—国内四大家•缺点：技术落后？•工程化比较成功2.IEC61850建模技术2.7小结•对建模的重要性认识不够•前一阶段关注于基本61850实现•工作才刚刚开始•真正和应用关联•直接决定工程实施工作量•需要专业知识和现场经验支撑•应用到其他领域3、站控层技术实现3.1内容•MMS•采用SISCO公司开发包•间隔间连锁-GOOSE•采用SISCO公司开发包•自主开发•站控层技术已经成熟，用户和厂家认识已经达成一致3、站控层技术实现3.2发展方向•自主知识产权•开发MMS--？•轻型化•目标—降低成本•MMS的组件开发1、过程层技术实现4.1内容•网络结构•点对点方案•交换机组网方案•SMV•正在探索中…•Goose•基本达成一致认识•对时4、过程层技术实现4.2网络结构•交换机组网方案•交换机的可靠性？•中高压VS低压•点对点方案•可靠性•连接复杂、配置复杂•信息不能共享•可扩展性差4、过程层技术实现4.3过程层Goose•实现方法•SISCO库•自主开发•组网方案•网络方案•点对点4、过程层技术实现4.4SMV•实现方法•CPU/DSP•CPU/FPGA•同步VS非同步•组网方案•网络方案•点对点4、过程层技术实现4.5对时•B码•15884、过程层技术实现4.6装置就地化•防护等级•IP67VSIP54••检修方法•装置就地化后的检修方案5、小结5.1内容•站控层技术已经基本成熟••IEC61850过程层技术在变电站的应用••智能电网热点5、小结5.2站控层技术•站控层技术已经基本成熟•MMS主流厂家已经成熟•厂家和用户认识达成一致•目前用户关注应用功能的标准化•如何处理原有装置•协议转换—主流厂家不做•费力不讨好5、小结5.3IEC61850过程层技术在变电站的应用•安全第一•用户保守——必须保守•囯网方案•一种妥协方案，非建设性方案•和目前综自站的优势？•电力系统（变电站）太封闭了•智能一次设备5、小结5.4智能电网热点•计量•配电•输电