IEC61850信息交換模型中若干屬性含義的辨析

1、2007 第十一屆全國保護(hù)和控制學(xué)術(shù)研究會IEC 61850 信息交換模型中若干屬性含義的辨析王麗華，張青山，劉榮，張馬龍，侯志光（煙臺東方電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司，山東省煙臺市 264001）摘要 ：深入分析了IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)信息交互模型中xxxEna 屬性在不同模型中的含義，總結(jié)了GOOSE報文中的stNum， sqNum取值原則以及區(qū)分時間激活控制和普通控制的依據(jù)。建議在IEC61860 進(jìn)入廣泛應(yīng)用階段之前建立各廠家之間相互溝通的平臺，以加強國內(nèi)各廠家對標(biāo)準(zhǔn)的理解和把握，從而加快國內(nèi)IEC 61850技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)的步伐，為IEC 61850的應(yīng)用推廣奠定堅實的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞 ：

2、IEC 1850 ；信息交換模型；屬性中圖分類號：TM771告、日志、 GSE 、控制。0 引言在國內(nèi)IEC61850互操作試驗的推動下，已經(jīng)推出并且投運了若干個試運行的 IEC61850 變電站。但已進(jìn)行的互操作試驗主要是針對通信層面的，實際上，應(yīng)用層面上的互操作性才是工程實現(xiàn) IEC 61850的關(guān)鍵 1。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的核心是設(shè)備模型的建立及其抽象 通信服務(wù) 模型 2 。對 于 ACSI 和 SCSM 的理解 和實現(xiàn) 決定 了產(chǎn)品最終 是否能達(dá)到 互操作的既定目 標(biāo)。由于 標(biāo)準(zhǔn)信息 量巨大 且標(biāo)準(zhǔn) 不同 的部分側(cè)重點不同 ，因此對于某些細(xì)節(jié)問題理解起來有一 定的困難 。 就目前

3、的情況而言 ，各廠家之間對于信息 交互模型 中的若干 細(xì)節(jié)問題 的理解 ，并未達(dá)成 一致。雖然 一些細(xì)節(jié)問題 并沒有影響 互操作試驗的進(jìn)行，但是 當(dāng) IEC 61850 進(jìn)入到 工程應(yīng)用 階段后 ，這些細(xì)節(jié)問題將直接影響到各廠家之間 的互操作。本文 對信息模型 中幾 個不易理解 的屬性含義進(jìn)行了 深入分析 ，并向有關(guān) 專家求證 ，總結(jié) 出對于這些屬 性的 確切解釋 ，供同 行參考 。ACSI基本信息模型信息模型(IEC 61850-7-2)(IEC 61850-7-3)LOGICAL-NODE(IEC兼容61850-7-4)DATALOGICAL-實例化NODE 兼容DATADATA實例化服

4、務(wù)LN 和 DATA 之外的LN 服務(wù)服務(wù) 模型(如 DATA-SET, 報告 ,GOOSE)圖 1概念模型摘要已有 多篇 文獻(xiàn) 4-6 對 ACSI 模型進(jìn)行 介紹 和分析，但多未提及對于模型控制 塊屬性含義的理解。 當(dāng)然大部分 的屬性在標(biāo)準(zhǔn) 中都有明確的解釋，不難理解 。但 仍有些屬 性在理解起來 有一 定的難度。下 文將對一些不易理解 的屬性含義進(jìn)行辨析。1 抽象通信服務(wù)接口IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)通 過 ACSI 來實現(xiàn)通信 協(xié)議與應(yīng)用及通信介質(zhì)的分離。 ACSI 包含了用來定義變電站 特定信息模型的 基本模型 說明和信息 交換服務(wù) 模型說明兩 方面內(nèi) 容。信息模型和信息 交互服務(wù)是緊

5、密結(jié)合在一起的，如圖 1 所示 3。本文重點 關(guān)注圖 1 的下 半部分 即 ACSI 信息交換服務(wù) ，文中涉及到以下模型 ：替代、報2 信息交換模型中若干屬性含義的辨識2.1xxxEna 屬性的含義在 多個服務(wù) 模型 中都有一個 xxxEna 的屬性，但 含義不同 。 確切理解不同 模型 中屬性的 含義對于工程應(yīng)用 具有重要的意義，下面 將逐一辨析。subEna 屬性subEna屬性含義不確切值之處在于當(dāng)380IEC61850信息交換模型中若干屬性含義的辨析subEna 為 true 時， subVal 等屬性是否可寫 。 IEC 61850-10 替代 模型的 否定 測試項 SubN1 ，是

6、驗 證當(dāng) subEna 為 true 時，對 subVal 等屬性的寫操作應(yīng)立 即反映到代表過程值的數(shù)據(jù)中。 由此可見 subEna 為 true 時， subVal 等屬性是 可寫的。IEC 61850- 7-2 中對于 URCB中的 RptEna描述比較清晰 ， 即 RptEna 用于確定 是否監(jiān)視數(shù)據(jù)生成報告并發(fā)送報告 。 因為對于 URCB 生成報告 和發(fā)送報告 是同步進(jìn)行的。但對 于 BRCB 中的 RptEna 則沒有如此清晰的界定 。從工程應(yīng)用的 角度分析， BRCB 的報告應(yīng)該從裝置正常 運行后立即開始緩存報告 ，從而保證沒 有事件丟失 。 而 RptEna 只用于觸發(fā)發(fā)送報告

7、 7，不用于觸發(fā)數(shù)據(jù)監(jiān)視 和報告生 成，這是與 URCB 的不同之 處。在 BRCB 中， RptEna 一旦被使能，則主動上傳所有緩存的報告。中的 GoEnaIEC 61850- 7-2 中定義 GoEna 控制是 否發(fā)送 GOOSE 報文。 IEC 61850- 8-1 中采用重發(fā)的機制來達(dá)到 GOOSE 模型要求的可靠性，也就是在沒有事件產(chǎn)生的情況下，也定時發(fā)送 當(dāng)前的數(shù)據(jù) 。 IEC 61850- -10 中的 Goo9 測試項驗證裝置上電后能夠把當(dāng)前數(shù)據(jù)作為初始報文發(fā)送。綜合各部分 的 說明 ，可以 這樣來理解 GoEna 的 含義：裝置 初始化時 直接 置 GoEna 為使能狀態(tài)

8、，并發(fā)送當(dāng)前的數(shù)據(jù)為初始報文，并定時重發(fā)，此報文作為心跳報文，用以通知接收方自己當(dāng)前處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)有變位發(fā)生時 按照時間曲線逐漸加長 發(fā)送報 文的間隔時間，直到間隔時間增加到心跳報文的時間間 隔 。 當(dāng) GoEna 被非使 能后，停止數(shù)據(jù)監(jiān)視報 文生成和發(fā)送。得出這樣的結(jié)論：在裝置的初始報文中， stNum ， sqNum 的初始值都 應(yīng)為 1。 此后 每當(dāng)有變位發(fā)生時 ， stNum 加 1， sqNum 從 0 開始累加。2.3 區(qū)分時間激活控制和普通控制的依據(jù)IEC 61850- 7-2 中普通控制 (Operate)和時間激活 控制 (TimeActivatedOperate)

9、請求的參數(shù)是一致的，根據(jù)參數(shù)無法區(qū) 分兩者 。IEC 61850- 8-1 中要求根據(jù)屬性 operTm 是否被寫來區(qū)分兩者 。 IEC 61850- 8-1 中對 Oper 類 型進(jìn)行了 重新定義，見表 1。表 1 Oper 類型定義Oper類型定義屬性屬性類型值 /值范圍M/O/C名稱ctlVal從 CDC繼承SPC, DPC,INC, BSC 和ISC為MsetMag從 CDC繼承C1APC為MOperTmTimeStampIEC 61850-7-2AC_CO_TA_E5.5.3.7_MoriginOriginatorIEC 61850-7-3M6.8ctlNumINT8U0.255SP

10、C,DPC,INC,BSC 和 ISC中 為 MAPC 中未使用TIEC 61850-7-2IEC 61850-7-2M17.5.217.5.2TestIEC 61850-7-2IEC 61850-7-2M17.5.217.5.2CheckIEC 61850-7-2IEC 61850-7-2M17.5.217.5.2C1只一個 屬性 f 或?qū)?于 APC 的 給定 時間存在2.2GOOSE報文中的 stNum，sqNumIEC 61850- 7-2 中規(guī)定 stNum ， sqNum的初始值為1，值 0 保留。IEC61850- 8-1 中規(guī)定stNum的取值從1 開始 。 sqNum取值從

11、0 開始，只用當(dāng) stNum首次變化時sqNum才取 0值，每次 發(fā)送報 文時sqNum增加 ，溢出時 回1 。 IEC61850-10中 的Goo4要 求 確 保stNum ， sqNum 的初始值 均為 1。 再參照本文節(jié)中 對 GOOSE 報文發(fā)送 的分析 ，可以注意 OperTm 屬性的可選性由 IEC 61850-7-2 中的 AC_CO_O 改為 AC_CO_TA_E_M 。在 IEC 61850-8-1 中 AC_CO_TA_E_M 解釋 為如果使用時間激活控制和 增加安 全模式，屬性是必選 的。綜合以上的分析，可以推斷出區(qū)分時間激活控制和普通控制的依據(jù)是模型中是否包含 Oper

12、Tm 屬性， 即如 果 ICD 文件中實 例化 的 Oper 類型中包含了 OperTm 屬性， 則按照時間3812007 第十一屆全國保護(hù)和控制學(xué)術(shù)研究會激活 控制 處理，否則按照普 通控制 處理。3 結(jié)語IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)描述 信息模型的 部分分 散在 IEC 61850 -6、IEC 61850 -7、 IEC 61850- 8-1、 IEC 61850 -10 等部分，只有在仔細(xì)研究綜合分析各部分 內(nèi)容的基礎(chǔ)上才能真正理解標(biāo)準(zhǔn)的思想。本文中只挑選了幾個曾困擾筆者 的問題加以闡述。這些細(xì)節(jié)問題 都將反映到產(chǎn)品的實現(xiàn)中，如果對于這些問題 的理解不能達(dá)成 一致，將直接影響到各廠家之間

13、的互操作。在 當(dāng)前 對于 IEC61850 尚處探索的階段，建議相關(guān)組織能夠建立一個各廠家之間 相互溝通的平臺，從而能夠?qū)τ幸蓡柕膯栴}及 時溝通，爭取達(dá)成共識。這樣做不但能夠加快國內(nèi) IEC 61850 技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)的步伐，而且能夠為 IEC 61850 的應(yīng)用推 廣奠定堅實的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1 何衛(wèi),王永福 ,繆文貴，等 。IEC 61850 深層次互操作試驗方 案.電力系統(tǒng) 自動化， 2007，31 (6) ：103-107。2 沐連順 ,范建忠,李蓓 。IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn) 中 ACSI 的原型設(shè) 計與實現(xiàn).電力系統(tǒng) 自動化，2006， 30 (3)：71-75。3 IEC 6185

14、0 Communication networks and systems in substations.4 羅欽，段斌，肖紅光 ，等?；?IEC 61850 控制模型的變電站防誤操作 分析與設(shè)計.電力系統(tǒng) 自動化，2006， 30(22)：61-655 殷志良，劉萬順 ，楊奇遜 ，等 ?；?IEC 61850 的通用變電站事件模型 .電力系統(tǒng) 自動化， 2005，29 (19)：45-506 殷志良，劉萬順 ，楊奇遜 ，等 ?；?IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)的 采樣值傳輸模型 構(gòu)件及映射實現(xiàn) .電力系統(tǒng) 自動化，2004，28(21) ：38-42.7王麗華（ 1974- ），女，工程師，主

15、要從事電力系統(tǒng)自動化 研發(fā)及 IEC 61850 工程化 應(yīng)用研 究工作 ，張青山（ 1972- ） , 男，工程師 ，主要 從事電力系統(tǒng)自動化 研發(fā)工作Analysis on Several Attributes of the Information Exchange Model of IEC 61850WANG Li-hua, ZHANG Qing-shan, LIU Rong, ZHANG Ma-long, HOU Zhi-guang (1.Yantai Dongfang Electronic Information Industry Co Ltd, Yantai 264000,China)Abstract : Several attributes of the information exchange model of IEC 61850 are analyzed,and the precise explain are provided. There should be a way to exchange info