IEC61850實(shí)現(xiàn)

1、IEC61850IEC61850實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)內(nèi)容提要內(nèi)容提要 IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù) 站控層技術(shù)實(shí)現(xiàn)站控層技術(shù)實(shí)現(xiàn) 過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn) 小結(jié)小結(jié)1. IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.1 背景背景SAS開展到現(xiàn)階段必須解決互操作問題。開展到現(xiàn)階段必須解決互操作問題。IEC TC57 用用10年時(shí)間，為年時(shí)間，為SAS的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)制定了國(guó)際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。和系統(tǒng)制定了國(guó)際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)等同引用該標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)等同引用該標(biāo)準(zhǔn)-DL860/T。1. IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.2 IEC61850是什么？是什么？定義了通信的兩個(gè)重要內(nèi)容：定義了通信的兩個(gè)重要內(nèi)容：

2、傳遞什么？傳遞什么？ 如何傳遞？如何傳遞？定義了設(shè)備和變電站的配置；定義了設(shè)備和變電站的配置；面向未來，通信協(xié)議可選擇；面向未來，通信協(xié)議可選擇；對(duì)自動(dòng)化設(shè)備協(xié)同工作的方式進(jìn)行了開展；對(duì)自動(dòng)化設(shè)備協(xié)同工作的方式進(jìn)行了開展；具有通用性，可應(yīng)用于其他領(lǐng)域；具有通用性，可應(yīng)用于其他領(lǐng)域；是一套技術(shù)體系，而不僅僅是通信協(xié)議。是一套技術(shù)體系，而不僅僅是通信協(xié)議。1. IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.3 制定制定IEC61850的目的的目的互操作性互操作性 不同廠家的不同廠家的IED之間能夠交換信息并能夠利用交之間能夠交換信息并能夠利用交換的信息完成各自的功能。換的信息完成各自的功能。自由配置自由配置 能夠支

3、持不同的設(shè)計(jì)理念，允許功能的自由分配。能夠支持不同的設(shè)計(jì)理念，允許功能的自由分配。長(zhǎng)期穩(wěn)定性長(zhǎng)期穩(wěn)定性 面向未來開展，既能夠適應(yīng)通信技術(shù)的快速開展，面向未來開展，既能夠適應(yīng)通信技術(shù)的快速開展，又能滿足電力系統(tǒng)需求長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。又能滿足電力系統(tǒng)需求長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。 1. IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.4 互操作性如何獲得？互操作性如何獲得？數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型效勞模型效勞模型協(xié)議協(xié)議物理網(wǎng)絡(luò)物理網(wǎng)絡(luò)工程數(shù)據(jù)交換工程數(shù)據(jù)交換一致性測(cè)試一致性測(cè)試 1. IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.5 變與不變變與不變不改變變電站的功能不改變變電站的功能不改變?cè)O(shè)備的功能不改變?cè)O(shè)備的功能提供了一個(gè)更加簡(jiǎn)單的觀察視角提供了一個(gè)更

4、加簡(jiǎn)單的觀察視角 具有互操作性具有互操作性可以降低系統(tǒng)本錢可以降低系統(tǒng)本錢 1. IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.6 IEC61850文件構(gòu)成文件構(gòu)成目前有目前有14個(gè)局部，分為個(gè)局部，分為6類：類：系統(tǒng)級(jí)別系統(tǒng)級(jí)別 IEC61850-1 介紹和概述介紹和概述 IEC61850-2 術(shù)語術(shù)語 IEC61850-3 通用需求通用需求 IEC61850-4 系統(tǒng)和工程管理系統(tǒng)和工程管理 IEC61850-5 功能和設(shè)備模型的通信需求功能和設(shè)備模型的通信需求 1. IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.6 IEC61850文件構(gòu)成文件構(gòu)成數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 IEC61850-7-4 邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)類邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)類

5、 IEC61850-7-3 通用數(shù)據(jù)類通用數(shù)據(jù)類抽象通信效勞抽象通信效勞 IEC61850-7-1 原理和模型原理和模型 IEC61850-7-2 抽象通信效勞抽象通信效勞ACSI 1. IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.6 IEC61850文件構(gòu)成映射到實(shí)際的通信網(wǎng)絡(luò)SCSM IEC61850-8-1 映射到MMS和ISO/IEC8802-3 IEC61850-9-1 通過單方向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸采樣值 IEC61850-9-2 通過ISO/IEC8802-3傳輸采樣值配置 IEC61850-6 變電站IED的配置語言測(cè)試 IEC61850-10 一致性測(cè)試 1. IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.7 SAS接

6、口模型接口模型IF1：間隔層和站層之間交換保護(hù)數(shù)據(jù)：間隔層和站層之間交換保護(hù)數(shù)據(jù) IF2：間隔層和遠(yuǎn)方保護(hù)之間交換保護(hù)數(shù)據(jù)：間隔層和遠(yuǎn)方保護(hù)之間交換保護(hù)數(shù)據(jù)IF3：間隔層之間交換數(shù)據(jù)如保護(hù)和控制設(shè)備間：間隔層之間交換數(shù)據(jù)如保護(hù)和控制設(shè)備間IF4：間隔層和過程層之間交換采樣數(shù)據(jù)：間隔層和過程層之間交換采樣數(shù)據(jù)IF5：間隔層和過程層之間交換控制數(shù)據(jù)：間隔層和過程層之間交換控制數(shù)據(jù)IF6：間隔層和站層之間交換控制數(shù)據(jù)：間隔層和站層之間交換控制數(shù)據(jù)IF7：站層和遠(yuǎn)方工程師之間交換數(shù)據(jù)：站層和遠(yuǎn)方工程師之間交換數(shù)據(jù)IF8：間隔層之間直接快速交換數(shù)據(jù)，如聯(lián)鎖：間隔層之間直接快速交換數(shù)據(jù)，如聯(lián)鎖IF9：站層

7、之間交換數(shù)據(jù)：站層之間交換數(shù)據(jù)IF10：站層和遠(yuǎn)方控制中心之間交換數(shù)據(jù)：站層和遠(yuǎn)方控制中心之間交換數(shù)據(jù)遠(yuǎn)方控制中心 技術(shù)服務(wù)7功能A功能B9變電站層3控制繼電保護(hù)3控制繼電保護(hù)81616間隔層傳感器操作機(jī)構(gòu)過程層接口過程層高壓設(shè)備4545101. IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.8 IEC61850的數(shù)據(jù)層次的數(shù)據(jù)層次1. IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.9 IEC61850的特點(diǎn)的特點(diǎn)用面向?qū)ο蠼Ｓ妹嫦驅(qū)ο蠼７謱印⒎植俭w系來描述變電站自動(dòng)化系分層、分布體系來描述變電站自動(dòng)化系統(tǒng)統(tǒng)功能與具體通信網(wǎng)絡(luò)別離，具有穩(wěn)定性。功能與具體通信網(wǎng)絡(luò)別離，具有穩(wěn)定性。特殊通信效勞映射特殊通信效勞映射SCSM技術(shù)，

8、與具體技術(shù)，與具體底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一一對(duì)應(yīng)，具有良好的底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一一對(duì)應(yīng)，具有良好的開放性。開放性。具有良好的互操作性具有良好的互操作性 1. IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.10 IEC61850的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成間隔層及以上局部間隔層及以上局部 間隔層間隔層IED之間、間隔層之間、間隔層IED與變與變電站層設(shè)備之間的通信。電站層設(shè)備之間的通信。 使用以太網(wǎng)。運(yùn)行使用以太網(wǎng)。運(yùn)行TCP/IP以及以及IEC61850-7、-8協(xié)議。協(xié)議。 間隔層以下過程層間隔層以下過程層 過程層與間隔層中繼電保護(hù)、測(cè)量過程層與間隔層中繼電保護(hù)、測(cè)量控制單元等控制單元等IED的通信。的通信。 以太網(wǎng)技術(shù)是以太網(wǎng)技術(shù)

9、是IEC61850目前的選擇。目前的選擇。 1. IEC61850簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1.11 對(duì)對(duì)IEC61850的評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 可以實(shí)現(xiàn)互操作?？梢詫?shí)現(xiàn)互操作。缺點(diǎn)缺點(diǎn) 使用了大量新技術(shù)，與傳統(tǒng)技術(shù)差使用了大量新技術(shù)，與傳統(tǒng)技術(shù)差異比較大，實(shí)現(xiàn)難度大，對(duì)平臺(tái)的要異比較大，實(shí)現(xiàn)難度大，對(duì)平臺(tái)的要求也高。求也高。2. IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù)2.1和傳統(tǒng)協(xié)議的差異和傳統(tǒng)協(xié)議的差異現(xiàn)有協(xié)議都是面向信號(hào)的，是線性的點(diǎn)，現(xiàn)有協(xié)議都是面向信號(hào)的，是線性的點(diǎn)，以點(diǎn)號(hào)來識(shí)別，自描述性比較差，需以點(diǎn)號(hào)來識(shí)別，自描述性比較差，需要雙方事先約定；要雙方事先約定；IEC61850使用得了面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)，使用得

10、了面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)，數(shù)據(jù)模型具有自描述能力，通信雙方數(shù)據(jù)模型具有自描述能力，通信雙方不需要事先約定；不需要事先約定；2. IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù)2.2 建模抽象建模抽象2. IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù)2.3 建模方法建模方法Physical Device(network address)Logical Device(e.g. Relay1)MMXU1MMXU2MXMXAVLogical NodesFunctional Constraint“MMXU2$MX$A =Feeder #2 Current Measurements2. IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù)2.4 關(guān)鍵字關(guān)鍵

11、字功能：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)。功能：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)。如：距離保護(hù)，聯(lián)鎖，報(bào)警管理等。如：距離保護(hù)，聯(lián)鎖，報(bào)警管理等。邏輯設(shè)備邏輯設(shè)備LD：一種虛擬設(shè)備，聚：一種虛擬設(shè)備，聚合邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)。物理設(shè)備可以包合邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)。物理設(shè)備可以包含一個(gè)或多個(gè)含一個(gè)或多個(gè)LD。邏輯節(jié)點(diǎn)邏輯節(jié)點(diǎn)LN：用來描述系統(tǒng)功能：用來描述系統(tǒng)功能的根本單位，是數(shù)據(jù)對(duì)象的容器，可的根本單位，是數(shù)據(jù)對(duì)象的容器，可以任意分配到以任意分配到IED，每個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)和，每個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)和內(nèi)部的數(shù)據(jù)都有具體的語義，并通過內(nèi)部的數(shù)據(jù)都有具體的語義，并通過他們的效勞與外部進(jìn)行交互。他們的效勞與外部進(jìn)行交互。2. IEC618

12、50建模技術(shù)建模技術(shù)2.5 功能功能-LD-LN的關(guān)系的關(guān)系功能：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)LN：用來交換數(shù)據(jù)的功能的最小單位LD：一種虛擬設(shè)備，聚合邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)。物理設(shè)備可以包含一個(gè)或多個(gè)LD2. IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù)2.6 建模的兩種思路建模的兩種思路內(nèi)外一致的建模方案。內(nèi)外一致的建模方案。 代表廠家代表廠家ABB 缺點(diǎn)：配置復(fù)雜缺點(diǎn)：配置復(fù)雜外部包裝的建模方法。外部包裝的建模方法。 代表廠家代表廠家國(guó)內(nèi)四大家國(guó)內(nèi)四大家 缺點(diǎn)：技術(shù)落后？缺點(diǎn)：技術(shù)落后？ 工程化比較成功工程化比較成功2. IEC61850建模技術(shù)建模技術(shù)2.7小結(jié)小結(jié)對(duì)建模的重要性認(rèn)識(shí)不夠?qū)５闹匾哉J(rèn)識(shí)不

13、夠 前一階段關(guān)注于根本前一階段關(guān)注于根本61850實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)工作才剛剛開始工作才剛剛開始 真正和應(yīng)用關(guān)聯(lián)真正和應(yīng)用關(guān)聯(lián) 直接決定工程實(shí)施工作量直接決定工程實(shí)施工作量 需要專業(yè)知識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)支撐需要專業(yè)知識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)支撐 應(yīng)用到其他領(lǐng)域應(yīng)用到其他領(lǐng)域3、站控層技術(shù)實(shí)現(xiàn)、站控層技術(shù)實(shí)現(xiàn)3.1 內(nèi)容內(nèi)容 MMS 采用SISCO公司開發(fā)包 間隔間連鎖間隔間連鎖-GOOSE 采用SISCO公司開發(fā)包 自主開發(fā) 站控層技術(shù)已經(jīng)成熟，用戶和廠家認(rèn)識(shí)已站控層技術(shù)已經(jīng)成熟，用戶和廠家認(rèn)識(shí)已經(jīng)達(dá)成一致經(jīng)達(dá)成一致3、站控層技術(shù)實(shí)現(xiàn)、站控層技術(shù)實(shí)現(xiàn)3.2 開展方向開展方向自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán) 開發(fā)開發(fā)MMS-？輕型

14、化輕型化 目標(biāo)目標(biāo)降低本錢降低本錢MMS的組件開發(fā)的組件開發(fā)1、過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn)、過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn)4.1 內(nèi)容內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方案點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方案 交換機(jī)組網(wǎng)方案交換機(jī)組網(wǎng)方案SMV 正在探索中正在探索中Goose 根本達(dá)成一致認(rèn)識(shí)根本達(dá)成一致認(rèn)識(shí)對(duì)時(shí)對(duì)時(shí)4、過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn)、過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn)4.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 交換機(jī)組網(wǎng)方案交換機(jī)組網(wǎng)方案 交換機(jī)的可靠性？ 中高壓VS低壓 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方案點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方案 可靠性 連接復(fù)雜、配置復(fù)雜 信息不能共享 可擴(kuò)展性差4、過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn)、過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn)4.3 過程層過程層Goose 實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法 SISCO庫 自主開發(fā) 組網(wǎng)方案組網(wǎng)方案 網(wǎng)絡(luò)方案 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)4

15、、過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn)、過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn)4.4 SMV 實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法 CPU/DSP CPU/FPGA 同步同步VS非同步非同步 組網(wǎng)方案組網(wǎng)方案 網(wǎng)絡(luò)方案 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)4、過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn)、過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn)4.5 對(duì)時(shí)對(duì)時(shí) B碼碼 15884、過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn)、過程層技術(shù)實(shí)現(xiàn)4.6 裝置就地化裝置就地化 防護(hù)等級(jí)防護(hù)等級(jí) IP67 VS IP54 檢修方法檢修方法 裝置就地化后的檢修方案5、小結(jié)、小結(jié)5.1 內(nèi)容內(nèi)容站控層技術(shù)已經(jīng)根本成熟站控層技術(shù)已經(jīng)根本成熟 IEC61850過程層技術(shù)在變電站的應(yīng)用過程層技術(shù)在變電站的應(yīng)用 智能電網(wǎng)熱點(diǎn)智能電網(wǎng)熱點(diǎn)5、小結(jié)、小結(jié)5.2 站控層技術(shù)站控層技術(shù)站控層技術(shù)已經(jīng)根本成熟站控層技術(shù)已經(jīng)根本成熟MMS主流廠家已經(jīng)成熟主流廠家已經(jīng)成熟 廠家和用戶認(rèn)識(shí)達(dá)成一致廠家和用戶認(rèn)識(shí)達(dá)成一致目前用戶關(guān)注應(yīng)用功能的標(biāo)準(zhǔn)化目前用戶關(guān)注應(yīng)用功能的標(biāo)準(zhǔn)化如何