IEC61850第二版介绍

IEC61850第二版介绍任雁铭[e-mail]2013.09内容提要背景技术路线文件体系数据模型一致性测试从ED1迁徙到ED2小结背景2003年发布IEC61850ED1需要解决ED1应用中暴露的缺陷与不足需要展开与IEC、IEEE等其他小组和合作与协调2009年ED2开始发布国内标委会正在做ED2的等同转化工作国内相关机构参考ED2制定了：1）输变电设备状态监测网络通信规范2）高压智能组件网络通信规范技术路线总结了ED1的应用经验修改了ED1存在的错误扩展了数据模型完善了工程配置语言和一致性测试规范拓展了IEC61850的应用范围技术路线通过网站征集存在的问题ED2对ED1已有的90多个LN进行修订，并新增LN，使LN总数达到170多个。对ED1已有的4种工程文件基础上，新增2种，达到6种。ED2完善了一致性测试。应用范围突破变电站限制，标准名称发生改变。《电力企业自动化通信网络与系统》文件体系文件状态IEC61850-4ED2，系统与项目管理2011-04发布IEC61850-6ED2，与变电站IED相关通信的配置描述语言2009-12发布IEC61850-7-1ED2，基本通信结构-原则与模型2011-07发布IEC61850-7-2ED2，基本通信结构-抽象通信服务接口2010-08发布IEC61850-7-3ED2，基本通信结构-公共数据类2010-12发布IEC61850-7-4ED2，基本通信结构-兼容逻辑节点和数据对象类2010-03发布IEC61850-8-1ED2，特定通信服务映射-映射到MMS和以太网2011-06发布IEC61850-9-2ED2，特定通信服务映射-采样值映射到以太网2011发布IEC61850-1ED2，介绍与概述正在提交IEC总部IEC61850-3ED2，通用需求正在征求意见IEC61850-5ED2，功能通信需求与设备模型正在投票IEC61850-10ED2，一致性测试正在提交IEC总部IEC61850-7-410ED2，水电厂监控正在提交IEC总部IEC61850-7-420，基本通信结构-分布式能源逻辑节点2009-03发布数据模型IEC61850-7-3ED2新增加CSG、HST,TSG公用数据类。1）CSG用于支持对曲线形状的描述；2）HST用于支持对电能质量逻辑节点历史信息的描述；3）TSG用于时间设定。对一些基础信息进行了扩展，例如，在IEC61850-7-3ED1中使用两维坐标(X，Y)描述点信息。在IEC61850-7-3ED2中使用三维坐标(X，Y，Z)描述点信息。数据模型IEC61850-7-4ED2新增了大量逻辑节点，使得逻辑节点总数达到约170种，为变电站的应用提供了极大的便利。1）增加了F开头的逻辑节点，可用于描述过程控制的逻辑；2）增加了K开头的逻辑节点，可用于描述风扇、泵等设备；3）增加了Q开头的电能智能逻辑节点，可用于描述电能智能；4）将IEC61850-7-4ED1中S开头的一次设备状态监测相关逻辑节点从4个增加到13个，满足了对一次设备状态监测的需求；5）增加了T开头的逻辑节点，可用于对常用传感器建模。数据模型IEC61850-7-4ED21）系统逻辑节点组：LLCCH（物理通信通道监视）、LGOS（GOOSE订阅）、LSVS（SV订阅）、LTIM（时间管理）、LTRK（服务跟踪）。2）自动控制逻辑节点组：AARIS（电阻器控制）3）控制逻辑节点组：CCSYN（同步控制器）4）功能块逻辑节点组：FFCNT（计数器）、FCSD（曲线形状描述）、FFIL（通用滤波器）、FLIM（控制功能输出限制）、FPID（PID调节器）、FRMP（RAMP功能）、FSPT（设点控制功能）、FXOT（过阀值动作）、FXUT（欠阀值动作）。数据模型IEC61850-7-4ED25）通用逻辑节点组：GGLOG（通用日志）6）接口与查询逻辑节点组：IISAF（安全告警功能）、ITPC（保护通信接口）7）机械非电一次设备逻辑节点组：KKFAN（风扇）、KFIL（过滤器）、KPMP（泵）、KTNK（油箱）、KVLV（阀控制）8）测量计量类逻辑节点组：MMENV（环境信息）、MFLK（FLICKER测量）、MHYD（水文信息）、MMDC（直流测量）、MMET（气象信息）、MMTN（计量）数据模型IEC61850-7-4ED29）电能质量逻辑节点组：QQFVR（频率变化）、QITR（电流瞬变）、QIUB（电流不平衡变化）、QVTR（电压瞬变）、QVUB（电压不平衡变化）、QVVR（电压变化）10）保护相关逻辑节点组：RRMXU（差动测量）11）一次设备监视与监测逻辑节点组：SSCBR（断路器监视）、SLTC（分接头开关监视）、SOPM（操动机构监视）、SPTR（电力变压器监视）、SSWI（开关监视）、STMP（温度监视）、SVBR（振动监视）。数据模型IEC61850-7-4ED212）与互感器和传感器相关逻辑节点：TTANG（角度）、TAXD（轴位移）、TDST（位移）、TFLW（液流）、TFRQ（频率）、TGSN（通用传感器）、THUM（湿度）、TLVL（介质位置）、TMGF（磁场）、TMVM（移动传感器）、TPOS（位置指示）、TPRS（压力传感器）、TRTN（转动发射器）、TSND（声压传感器）、TTMP（温度传感器）、TTNS（机械压力）、TVBR（振动传感器）、TWPH（酸度）。13）其它电力设备逻辑节点组：ZZRES（电阻器）、ZSCR（半导体控制整流器）、ZSMC（同步电机）。数据模型IEC61850-7-4ED2ED2还对IEC61850-7-4ED1已定义的很多逻辑节点进行了修订，新增或修改了逻辑节点中的部分数据对象。例如测量逻辑节点MMXU，IEC61850-7-4ED2新增加了26个数据对象，例如：AvWPhs（三相有关算术平均值），MaxWPhs（三相有功功率最大幅值）等。此外，还增加了2项定值：ClcTotVA（总视在功率计算方法），PFSign（无功功率与功率因数的符号转换）。在应用中为避免同一逻辑节点ED1与ED2定义不同造成的混淆，在模型文件中需要通过命名空间进行区别。数据模型IEC61850-7-410ED2为水电厂监控应用定义了下列逻辑节点，为在水电厂监控系统应用IEC61850技术铺平了道路。1）自动控制逻辑节点组：AAEXR（励磁调整）、AJCL（联合控制）。2）功能逻辑节点组：FFHBT（功能心跳）、FSCH（调度任务）。数据模型IEC61850-7-410ED23）水电专用逻辑节点组：HHBRG（水轮发电机轴承）、HCOM（混合器）、HDAM（水坝）、HDFL（导叶控制）、HDLS（大坝泄漏监视）、HEBR（电制动）、HGOV（协调控制）、HGPI（闸门位置指示）、HGTE（大坝闸门）、HITG（进水闸门）、HJCL（联合控制）、HLKG（泄漏监视）、HLVL（水位指示）、HMBR（机械制动）、HNDL（针孔控制）、HNHD（净水头）、HOTP（大坝过水位保护）、HRES（水库）、HSEQ（水电单元顺序控制）、HSPD（速度监测）、HTGV（导向叶片）、HTRB（动叶片）、HTRK（废物架）、HTUR（涡轮机）、HUNT（水电单元）、HVLV（阀）、HWCL（水流控制）。4）接口逻辑节点组：IIFIR（火灾探测与告警）、IHND（手接口）。数据模型IEC61850-7-410ED25）机械及非电一次设备逻辑节点组：KKHTR（加热器）。6）保护逻辑节点组：PPRTR（转子保护）。7）保护相关逻辑节点组：RRFBC（现场断路器配置）、RPSS（PSS控制）、RPST（PSS2A/B过滤器功能）、RPSF（PSS4B过滤器功能）。8）监测与监视逻辑节点组：SSFLW（介质流量监测）、SLEV（介质位置监测）、SPOS（设备位置监测）、SPRS（介质压力监测）。9）开关逻辑节点组：XXFEL（开关控制）。数据模型IEC61850-7-420针对分布式电源（DER）的监控需求，定义了下列逻辑节点。1）DER管理系统逻辑节点。DCRP（DER电厂特性）、DOPR（DER电厂运行特性）、DOPA（DER电厂运行授权）、DOPM（ECP运行模型）、DPST（ECP状态信息）、DCCT（DER经济调度参数）、DSCC（DER调度控制）、DSCH（DER调度）。DRCT（DER控制器特性）、DRCS（DER控制器状态）、DRCC（DER监视控制）。2）DER发电系统逻辑节点DGEN（DER单元发电机）、DRAT（DER发电机参数）、DRAZ（DER高级发电机参数）、DCST（发电机成本）。DREX（励磁参数）、DEXC（励磁名称）。DSFC（速度/频率控制器名称）、ZRCT（整流器）、ZINV（逆变器）。数据模型IEC61850-7-4203）DER专用逻辑节点DCIP（往复发动机逻辑节点）、DFCL（燃料电池控制器）、DSTK（燃料电池堆）、DFPM（燃料处理模块）。DPVM（光伏模块参数）、DPVA（光伏阵列特性）、DPVC（光伏阵列控制器）、DTRC（跟踪控制器）。DCHC（CHP系统控制器）、DCTS（热存储）、DCHB（锅炉）。4）辅助系统逻辑节点MFUL（燃料特性）、DFLV（燃料输送系统）。ZBAT（电池系统）、ZBTC（电池充电器）XFUS（保险）FSEQ（序列器）数据模型IEC61850-7-4205）物理测量逻辑节点STMP（温度测量）、压力测量（MPRS）、热测量值（MHET）、MFLW（流体测量）、SVBR（振动条件）、MENV（发射测量）、MMET（气象信息）。工程配置语言工程配置语言1)IEC61850ED1文件，对系统集成过程中集成商、IED提供商之间的关系描述含糊，导致在工程实践中双方常各执一词，争论不休。2)IEC61850ED1目前只定义了4种文件类型（ICD、SSD、SCD、CID），使用起来有局限性。3)IEC61850ED2对工程过程进行了清晰描述，将IED提供商、系统集成商的责任和义务描述得非常清楚，明确了IED配置器与系统配置器的关系与作用范围。IED配置器只能用于对IED数据模型与数值的修改，不能改SCD文件。而系统配置器可修改系统文件SCD，但不能改IED文件。4)考虑了集成过程中IED模型的局部修改对整个集成过程的影响等问题。此外，针对IEC61850ED2中7-2，7-3，7-4等修改部分进行描述支持。工程配置语言工程配置语言IEC61850-6ED2新增了如下2种文件类型：1)IID（InstantiatedIEDDescription）实例化的IED描述文件，可用于描述集成过程中IED模型文件的修改。2)SED（SystemExchangeDescription）系统交换描述文件，可用于变电站内多个项目之间SCD文件的交互，例如二期工程的模型文件与原有一期工程模型文件之间的交换。新增了IID与SED两种文件格式后，IEC61850-6ED2对工程过程的描述更加完备，工程使用更加方便。IEC61850-6ED2定义的SCL原则加上向前兼容IEC61850-6ED1定义的SCL，但对于IEC61850-6ED1的个别错误进行了修正，这些修正会导致与IEC61850-6ED1局部的不兼容。在IEC61850-6ED2附录G中给出了SCL实现一致性声明（SICS）。使用者可对IED配置工具和系统配置器进行了声明，表明支持哪些功能，不支持哪些功能。在进行工具一致性测试时，被测试方需要向检测机构提交SICS文件。工程配置语言IEC61850-6ED2定义的SCL原则加上向前兼容IEC61850-6ED1定义的SCL，但对于IEC61850-6ED1的个别错误进行了修正，这些修正会导致与IEC61850-6ED1局部的不兼容。