61850规约协议

第1页共21页竭诚为您提供优质文档/双击可除61850规约协议篇一：iec61850通信规约简介同厂家的电子设备（ied）之间通过一种标准（协议）实现互操作和信息共享。iec61850技术将成为电力系统信息技术的基础，对电力自动化技术的发展产生巨大的影响。目前iec61850技术在变电站层和间隔层的技术已经成熟，已经到了批量推广的时机。iec61850变电站通信网络和系统系列标准对于建设现代数字化变电站统一信息平台的意义，符合电力专用的通信产品提供商的进展以及工业以太网交换机的行业专用化趋势。构建符合iec61850的现代数字化变电站众所周知，随着变电站自动化技术和现代网络通信技术的发展，iec61850标准已成为近年来数字化变电站自动化研究的热点问题之一。所谓数字化变电站，就是使变电站的所有信息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。传第2页共21页统以来，国内主流的变电站自动化系统中广泛采用的是国际电工委员会iec于1997年颁布的继电保护信息接口配套标准iec60870-5-103规约。由于该规约制定时间较早，受技术条件的限制，在以太网和智能数字化设备迅速发展的今天，其缺陷日益明显，如：（1）没有定义基于以太网的通信规范。（2）没有标准的系统功能、二次智能设备的模型规范。（3）缺乏权威的一致性测试。（4）不支持元数据传送，没有统一的命名规范。上述缺陷直接导致变电站自动化系统在建设过程中不同厂家设备之间互操作性较差，不同厂家设备之间互联需要规约转换设备，需要进行大量的信息对点工作，变电站自动化系统集成工作量增加，系统信息处理效率低下。因此不难看到，随着变电站二次设备及系统的发展，设备一体化、信息一体化已成为必然的趋势，迫切需要一个统一的信息平台实现整个自动化系统。为了统一变电站通信协议，统一数据模型，统一接口标准，实现数据交换的无缝连接，实现不同厂家产品的互操作，减少数据交换过程中不同协议间转换时的浪费，iectc57工作组在ieee协议uca2.0基础上，组织制定了iec61850——变电站通信网络和系统系列标准，并于20xx年正式发布。iec61850是全世界唯一的变电站网络通信标准，目前第3页共21页iec61850标准已被等同引用为我国电力行业标准（dl/t860系列）。作为电力系统中从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝自动化标准，当前该标准以引起相关电力产品国内外生产商的高度重视，并提出iec61850的发展方向是实现“即插即用”，在工业控制通信上最终实现“一个世界、一种技术、一个标准”。作为iec61850系列标准的重要部分，iec61850-3则详细定义了变电站网络通信设备需求的环境和抗电磁干扰等条件要求，因而受到了目前包括赫思曼、moxa、罗杰康、格雷特、卓越信通tsc、东土、西门子等著名工业以太网交换机提供商的强烈关注和产品更新。iec61850标准要求、认证及其产品进展同厂家的智能电子设备（ied）之间通过一种标准（协议）实现互操作和信息共享。电力行业尤其是变电站环境对数字化网络通信的要求是非常苛刻的。按照iec61850系列标准的要求，工业以太网交换机产品至少要满足其中的功能性要求、电磁兼容设计要求、宽温环境要求和机械结构验证等四大类要求。功能性方面，最重要的至少有两点，一是要求工业以太网交换机能够支持快速转发和qos服务质量以保证iec61850标准中重要的gse/goose数据包得到实时的传输，并且能够支持组播通信管理igmpsnooping。二是工业以太网交换机必第4页共21页须能够支持构建冗余的网络拓扑例如环网架构以提高拓扑的可靠性，并且同时能够提供极短的网络故障恢复时间。此外还包括像Vlan、优先级和快速生成树等技术功能测试要求。在电磁兼容设计方面，工业以太网交换机要能够通过包含电击、雷击和其他电磁干扰测试；在宽温环境要求方面，交换机设备必须在-40℃～85℃的极端温度环境下可以正常工作；在机械结构要求方面，交换机设备还要通过专业第三方的振动和冲击耐受度测试。要表明符合上述iec61850和ieee1613标准，必须通过第三方权威测试机构认证。在电力产品测试领域，来自荷兰的kema无疑是鼎鼎大名的独立测试机构之一。kema成立于1927年，最初为荷兰电力行业在阿纳姆的测试机构。在其长达80多年的历史中，kema作为测试机构在国际上一直享有盛誉，其dutchkema-keuR标志拥有很高的知名度，并且还拥有其他数十种质量标志。目前kema拥有1500多位专家，已经为全球70个国家的大约500家公共事业单位提供了能源咨询和技术实施服务。目前从中国市场的交换机产品来看，越来越多的工业以太网交换机提供商在推出符合电力行业iec61850标准的产品，德国赫思曼、台湾moxa科技、加拿大罗杰康和美国格雷特无疑算是其中的佼佼者，都有代表性产品（如赫思曼的mich1000系列、罗杰康的Rsg2100系列、moxa的pt全系列第5页共21页产品）率先通过了各个独立测试机构认证，宣布符合上述标准。工业以太网交换机的行业未来在对通信产品的行规方面，除了变电站通信领域的iec61850系列标准，还有诸如面向交通控制通信领域的nemats2规范——美国电气制造商协会制定发布的道路交通信号控制器设计、制造、测试的标准。因此，正如笔者曾在本刊8月号杂志的编者寄语中所言，“工业以太网交换机将进入专业细分阶段。”行业专用性提升了这一市场的进入门槛，尤其是在像输变电这样的高端应用市场，未来真正能够有所斩获的厂商必然是未雨绸缪，紧紧靠拢国际行业标准，不断开发符合行规标准的产品的领先供应商们。篇二：iec61850规约整体介绍iec61850规约整体介绍1.总体概念1.1iec61850标准制定的背景同传统的iec60870-5-103标准相比，iec61850不仅仅是一个单纯的通信规约，而且是数字化变电站自动化系统的标准，指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。该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第6页共21页现无缝连接，从而大大提高变电站自动化技术水平和安全稳定运行水平，实现完全互操作。iec61850解决的主要问题（1）网络通信；（2）变电站内信息共享和互操作；（3）变电站的集成与工程实施。1.2iec61850重要的基本名词mms：manufacturingmessagespecification制造报文规范goose：genericobjectorientedsubstationevents面向通用对象的变电站事件sV：sampledvalue采样值ld：logical-deVice逻辑设备，代表典型变电站功能集的实体ln：loical-node逻辑节点，代表典型变电站功能的实体cdc：commondataclass(dl/t860.73)公用数据类data：位于自动化设备中能够被读、写，有意义的结构化应用信息。da：dataattribute数据属性，数据属性（iec61850-8-1）命名：ld/ln$Fc$do$daFc：functionalconstraint功能约束Fcda：Functionallyconstraineddataattribute功能约束数据属性互操作性：同一或不同制造商提供的两台或多台ied交换信息并用这些信息正确地配合工作的能力。第7页共21页服务器：为客户提供服务或发出非请求报文的实体。客户端：向服务器请求服务以及接收来自服务器非请求报文的实体。1.3iec61850规约内容的层次关系iec61850规约文本总共有十个部分，每个部分的名称和关系见图1。第六部分规定了用于变电站智能电子设备配置的描述语言，该语言称作为变电站配置描述语言（scl），适用于描述按照dl/t860.5和dl/t860.7x标准实现的智能电子设备配置和通信系统，规范描述变电站自动化系统和变电站（开关场）间关系。scl句法元素由五部分构成：信息头、变电站描述（电压等级、间隔层、电力设备、结点等）、智能电子设备描述（访问点、服务器、逻辑设备、逻辑结点、实例化数据doi等）、通信系统、数据类型模板。建立通信模型要求定义众多对象（如，数据对象、数据集、报告控制、登录控制）以及对象提供的服务（取数、设定、报告、创建、删除）。这些在本系列标准中第7-x部分中用明确接口来定义。为利用通信技术的长处，iec61850系列标准中，不定义新的开放式系统互联osi协议栈，仅在本系列标准的第8部分和第9部分分别规定了在现有协议栈上的标准映射。第八部分规定了acsi（抽象通信服务接口，dl/t860.72）的对象和服务到mms（制造报文规范，第8页共21页gb/t16720-20xx）和iso/iec8802-3帧之间的映射。第十部分一致性要求调查和确定它们的有效性是系统和设备验收的重要部分。为了系统和设备的互操作性，本标准系列第10部分规定了变电站自动化系统设备的一致性测试方法，给出了建立测试条件和系统测试的导则。part8通信服务映射part1part2part3part4part5part6part7part10part9通信服务映射mms+goosegoose+smV图1iec61850规约十个部分的名称和关系图1.4数字化变电站的层次关系过程层间隔层变电站层远方保护高压设备远方保护高压设备图2数字化变电站层次和服务关系图图2中十个数字连接具体是：（1）间隔层装置与变电站监控系统之间交换事件和状态数据——mms（2）间隔层装置与远方保护交换数据——私有规约，未来发展也可用以太网方式借用goose或smV第9页共21页（3）间隔内装置间交换数据——goose（4）过程层与间隔层交换采样数据——smV（5）过程层与间隔层交换控制和状态数据——goose（6）间隔层装置与变电站监控系统之间交换控制数据——mms（7）监控层与保护主站通信——mms（8）间隔间交换快速数据——goose（9）变电站层间交换数据——mms（10）变电站与控制中心交换数据——不在标准范围，也有用户希望采用618501.5iec61850模型的层次关系物理设备映射到ied，然后将各个功能分解到ln，组织成一个或者多个ld。每个功能的保护数据映射到do，并且根据功能约束（Fc）进行拆分并映射到若干个da（见图3）。图3icd模型的基本层次示意图2、iec61850服务从装置研发角度来看，iec61850标准的服务实现主要分为三个部分：mms服务、goose服务、smV服务。其中，mms服务用于装置和后台之间的数据交互，goose服务用于装置之间的通讯，smV服务用于采样值传输，三个服务之间的关系见图4。在装置和后台之间涉及到双边应用关联，在goose报文和传输采样值中涉及多路广播报文的服务。双边应用关联传送服务请求和响应（传输无确认和确认的一些服务）服务，多路广播应用关联（仅在一个方向）传送无确认服务。第10页共21页目前，pcs系列装置iec61850模块支持上述所有服务。i/odatai/odatai/odata图4mms、goose和smV三个服务的关系图如果把iec61850标准的服务细化分，主要有：报告（事件状态上送）、日志历史记录上送、快速事件传送、采样值传送、遥控、遥调、定值读写服务、录波、保护故障报告、时间同步、文件传输、取代，以及模型的读取服务。细化服务和模型之间的关系见图5。图5iec61850-7-2的模型和服务的关系图从用户使用角度来看，iec61850标准的实现主要分为客户端（后台）、服务器端（装置）、配置工具三个部分。配置文件是联系三者的纽带。2.1mms服务2.1.1mms介绍mms（manufactoringmessagespecification）即制造报文规范，是iso/iec9506标准所定义的一套用于工业控制系统的通信协议