IEC61850标准与传统规约

1©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26IEC61850标准与传统变电站通信规约鲁军2©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26主要内容1IEC61850与以太网1032MMS与GOOSE3©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26以太网103的历史以太网103的技术以太网103通信规约的优缺点以太网103概要4©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26IEC103通信规约以太网103的历史以太网103通信协议以太网103通信规约：南网规约一致性测试5©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-261：嵌入式以太网技术（TCP,UDP)以太网103的技术2：IEC104通信规约3：IEC103通信规约6©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-261：优点：1：速度快2:接口方便3：成本低以太网103优缺点2：缺点1：通信规约的不完整性2：歧义性3：局限性7©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26IEC61850时间表Thewaytointeroperablesubstationautomation2002200320042001200020022003200420012000FurtherinteroperabilitytestsTestP2aFirstinteroperabilitytestsofbaydevicesCommitteedraftFinaldraftInternationalStandardInternationalStandardCommitteedraftforvoteIEC61850IECA-A-STestP2b8©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26UCAandIEC–Two“standards”emerge…isreadynow!…productsareindevelopment!…attractsalotofattentionfromcustomersandvendors!OneworldOnetechnologyOnestandardIEC618509©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26IEC和IEEE在1999共同努力制订了…IEC61850:“变电站内的通信网络和系统”IEC61850是电力领域第一个真正的全球标准也支持ANSI/IEEE标准大约60位来自欧洲和北美的专家开发了IEC61850IEC61850将UCA2.0作为一个子包UCA2.0不是一个完整标准,不能代替IEC61850IEC61850所有14个部分(除了第10部分)已经完善并于2004年公布10©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26IEC61850isageneralstandardforinformationexchangewithinasubstationIEC61850;ThecommunictionisbasedonEthernet10/100MbitWorkhasalsostartedwithinIECforinformationexchangefromIEC61850toremotecontrolcentersScopeofIEC6185011©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26ABreakthroughforSubstationAutomationOneworldOnetechnologyOnestandardIEC61850“Combiningthebestpropertiesinanewway...”IEC6185012©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26变电站通信网络和系统标准IEC61850系列IEC61850-1变电站通信网络和系统第1部分:介绍和概述IEC61850-2变电站通信网络和系统第2部分:术语IEC61850-3变电站通信网络和系统第3部分:总体要求IEC61850-4变电站通信网络和系统第4部分:系统和项目管理IEC61850-5变电站通信网络和系统第5部分:功能通信要求和装置模型IEC61850-6变电站通信网络和系统第6部分:与变电站有关的IED的通信配置描述语言IEC61850-7-1变电站通信网络和系统第7-1部分:变电站和馈线设备的基本通信结构原理和模型IEC61850-7-2变电站通信网络和系统第7-2部分:变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构抽象通信服务接口(ACSI)IEC61850-7-3变电站通信网络和系统第7-3部分:变电站和馈线设备的基本通信结构公用数据类IEC61850-7-4变电站通信网络和系统第7-4部分:变电站和馈线设备基本通信结构兼容逻辑节点类和数据类IEC61870-8-1变电站通信网络和系统第8-1部分:特定通信服务映射(SCSM)映射到制造报文规范MMS（ISO9506-1和ISO9506-2）和ISO8802-3的映射IEC61850-9-1变电站通信网络和系统第9-1部分：特定通信服务映射(SCSM)通过单向多路点对点串行通信链路的采样值IEC61850-9-2变电站通信网络和系统第9-2部分：特定通信服务映射(SCSM)通过ISO/IEC8802-3的采样值IEC61850-10变电站通信网络和系统第10部分：一致性测试IEC61850组成部分13©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26两个重点，两个技术两个重点：面向对象建模两个技术：MMS(ManufacturingMessageSpecification）GOOSE(GenericObjectOrientedSubstationEvent)14©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26MMS(制造报文规范)MMS是：网络上的实时处理和监控系统的信息交换的国际标准。组织：IEC的T184工作组制定，发展应用范围：广泛应用在制造(汽车，机器人）、石油化工、电力工业和太空探索等领域15©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26MMS(制造报文规范)优缺点优点：其核心特定通信服务映射到MMS使其网络的传输得到了简单化，统一化。使其通信技术得以延续性，一致性，开发性。缺点：不能完全适应电力系统的标准。16©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26典型的500KV变电站系统远动主站1全站统一GPS站控层操作员工作站1100M以太网网省地调调调间隔层操作员工作站2远动主站2其它智能装置接口工程师工作站电力数据网通道切换装置公用接口装置主机1主机2保护管理机保护管理机保护管理机五防工作站打印机RED670RET670……500kV测控装置REC670REC670……220kV测控装置REC670REC670……35kV测控装置远动主站1远动主站217©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26WhatisGOOSE?GOOSE(GenericObjectOrientedSubstationEvent)变电站事件的快速传输，如：告警，命令，信号，等。一个GOOSE报文送出后，应该可以共多个设备接收和使用。GOOSE利用以太网高速传输性能，也就是说要有很强的实时性。一般用在：开关跳闸录波启动联闭锁*IED:IntelligentElectronicDevice18©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26Horizontal(peer-to-peer)communicationGOOSE=GenericObjectOrientedSystem-wideEventsStationcomputerStationgatewayProtectionProcessInterfaceProcessInterfaceProcessInterfaceControlProtectionControlControl&ProtectionGOOSE19©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26MAC地址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-A1-D7-B7的一串字符。20©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26复合型光CT／PT的应用目前绝大多数的变电站，一次电流、电压值或其他参数都通过基于电磁感应原理的CT、PT获得，而且这些测量值传送至保护、测量及运动系统是通过连接到每台设备的电缆线来完成的，即所谓的“并行”方式。在天广直流输电工程天生桥换流站采用了一种先进的混合光学直流测量系统，实现了这类传变器件的串行化和小型化。其基本工作原理是：通过高精度电阻器得到的低压电气信号，就地由传感器转换为数字量，再通过复合型光纤传送至控制保护系统。同葛上工程所采用的粗重的常规CT相比，采用复合型光CT／PT有下列优点：1）设备的重量从约4t减至100kg，从根本上实现了一次设备和二次系统之间的电气隔离；2）磁路饱和问题和暂态过程响应问题比较容易解决，性能优异3）无负载引起的信号畸变；4）减少了电缆数量，降低了设计工作量和现场安装的工作量。光CT,光PT未来的应用21©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26变电站的通信模式嵌入式以太网更开发性更简便性更实效性更友好性22©ABBAutomationTechnologiesAB,20052005-01-26传统变电站新型变电站（小间）新型变电站（就地）变电站自动化新的布置方式变电站控制设备越来越靠近一次设备（小间、就地布置趋势）