IEC61850模型介绍副本
61850模型及MMS报文讲解

61850模型及MMS报文分析基础2012-02参考文档:1.《数字化变电站调试总结-马玉龙》2. 《IEC61850标准》《IEC61850实施规范》目录1、文件类型 (3)1.1 ICD/CID文件结构 (3)2模型验证 (3)3、IED配置 (4)3.1 IED和LD(Logical Device)相关信息 (4)3.2 逻辑节点LN (Logical Node) (5)3.3数据DO(Data Object)及数据属性DA(Data attribute) (7)3.4 数据集:DOI /DAI的集合 (10)3.5 报告控制块ReportControl: (11)4 如何抓包 (12)4.1 抓包工具 (12)4.2 抓包方法 (12)4.3 分析举例 (12)5、MMS报文简析 (16)5.1初始化相关 (16)5.2报告相关 (21)5.3录波相关 (30)5.4控制相关 (33)5.5定值相关 (36)第一部分:模型文件基础1、文件类型IED(智能电子设备,指保护、测控等设备)应提供ICD文件,描述IED的能力及通信内容,如是否具有定值、压板、动作信号等。
系统集成工具把各IED的ICD文件集成并进行实例化如IED名、信息点描述等形成站级模型文件-SCD文件,供站级(包括监控、远动、故障信息主子站)应用。
IED从SCD文件中导出本IED相关部分形成CID文件,即实例化后的IED模型文件,供IED运行时用。
1.1 ICD/CID文件结构-Header:历史版本信息等-Communication:GOOSE配置等-IED:定值、压板、动作信号等-DataTypeTemplates :对象类型定义2模型验证xmlSpy可做一些语法方面的验证。
四方61850客户端工具软件可作进一步验证。
3、IED配置IEC61850模型总体-模型的分析Physical Device (network address)Logical DeviceMMXU1MMXU3DODALogical NodesDADODADODAMMXU2DODADA注:本部分示例大部分取自培训资料包中的CSC326DES1.cid。
IEC61850系列标准简介(下)

Leakage monitoring
Turbine control
Water control system
Guide wane setting
Upper and lower water levels
Governor control Combinator Speed supervision
下一步发展
随着在变电站设备中的实现,出现了一些需要进 一步澄清的技术问题(TISSUES)
这些问题经过标准化组织和UCA用户组国际成员 的联合努力得以解决
下一步发展
基于这些技术问题TISSUES, 正在准备标准的第2 版
第2版标准包括了一些新的要求,比如power quality metering
记录和对时 参加的厂家增加了许继电器
国调中心互操作试验
2019年04月17日至19日 第四次互操作试验 内容:goose和采样值传输,并进行产品功能测试。
国调中心互操作试验
2019年08月16日至18日 第5次互操作试验
内容:由电科院检测中心对各厂家的装置进行产 品功能测试,主要内容包括关联、报告、遥测、 遥信、遥控、定值。 检测机构增加到两家,分别是电科院检测中心和 国网自动化研究院检测中心
IEC61850产品互连的主要难点不在通讯服务,而 在数据模型的理解。但通讯服务作为入门的门槛, 比传统规约要高的多。
互操作中存在的问题
模型数据的必选项限制功能的实现 61850的模型中有很多的数据为可选项实现, 不同厂家的装置混合使用,功能实现依赖于共 同实现的部分.
互操作中存在的问题
模型数据定义不足,需要扩充
智能变电站IEC61850模型介绍

三、模型解析
国网规范
IED应用模型规范:逻辑设备(LD)建模原则
逻辑设备的划分宜依据功能进行,按以下几种类型进行划分: a) 公用LD,inst 名为“LD0”:包括与保护功能无关的装置告警信号、通信故障(
包含MMS、GOOSE、SV)等; b) 测量LD,inst 名为“MEAS”:包括遥测信号; c) 保护LD,inst 名为“PROT”:包括与保护功能相关的各类信号,例如:保护LN
互操作性 来自一个或多个厂家的IED之间交换信息 和正确使用信息完成各自功能的能力
自由配置
标准需要支持各种策略以允许功能 自由分布,例如:集中式或分布式系统
长期稳定性 标准应向后兼容,以适应通讯技术 和系统要求的发展
二、标准简介
2)IEC61850标准的内容框架
(DL/T860)
信息模型
信息服务模型 7-2
IEC61850培训
一、基本概念
逻辑节点(LN) logical node ➢物理装置内部交换数据的最小功能部分,如差动保护功能、 距离保护功能、断路器等。 ➢由数据和方法组成的对象。 逻辑设备(LD) logical device ➢一组具有共同特征的逻辑节点及其共用服务组成。 ➢共同特征:通常一起投、退或处于测试模式。 ➢服务:GOOSE(Generic object oriented substation event面向对象的通用变电站事件), 采样值交 换, 定值组等。
逻辑设备
物理设备
逻辑设备LD。如:第一、二套保护
逻辑设备名
数据对象名
物理设备。如:#线 线路保护
“PHD / PCL931 / PDIS1 $ Op $ general” =1
物理设备名 服务器
华东电网公司IEC61850的介绍

IEC61850简介 未来发展
引入IEC 61850后,电力系统的信息安全问题将更为突出。IEC 61850 引入 后 电力系统的信息安全问题将更为突出。 本身未对信息安全做出定义, 组织TC57 WG15工作组在完成 工作组在完成IEC 本身未对信息安全做出定义,IEC组织 组织 工作组在完成 60870-5、IEC 60870-6、IEC 61850等标准编制的基础上,开展了安 等标准编制的基础上, 、 、 等标准编制的基础上 全标准IEC 62351的编制。其中: 的编制。 全标准 的编制 其中:
IEC61850的发展历程 的发展历程
13 > 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案 13
IEC61850简介
历史
国际化的目标
IEC 61850
殊途同归
14
> 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案
14
IEC61850简介
变电站通信网络与系统协议体系
IEC61850国际标准包含 个部分!1000多页! 国际标准包含14个部分 多页! 国际标准包含 个部分! 多页
NWIP 57/760—负责变电站与控制中心之间的通信(WG19)。重点 负责变电站与控制中心之间的通信( )。重点 负责变电站与控制中心之间的通信 )。 考虑: 考虑:
IEC61850系列标准简介(中)解读

BufTim IntgPd º ´ » æ
DataSetRef TrgOps(dchg,qch,g dupd,integrity,gi) ±¸ ¨ æ ¸ ñ Ê ½ à Ö ± Æ TrgOps(dchg,qch,g
6
Ú ² Ä ¿ Ê Â ¼ þ â Á ² ¿ Á ¿ µ Ä ² Ê Ë ±Ö µ À Ç Ë ø Ö µ Ê ¾ ý Ý ¸ Ä ± ä dchg)
ctlVal (受控值) operTim (TimeActivatedOperate ) 服务操作时的时间 origin (谁发出服务) ctlNum ( 控制序号)
控制状态机
2
stVal ( 报告值) t (变化的时间) q ( 值的品质)
实 际 设 备
报告 TRUE, t, q, dchg
3
控制模型
BRCB URCB LCB
特点
同一DATA 或DataAttribute 可以被多个DATA SET引用 当DATA或DataAttribute作为DATA-SET成员被引时, 期望DATA或DataAttribute始终存在
DATA-SET成员的当地再配置可引起严重的错误操 作 , 应防止DATA-SET配置时发生非预期的改变
多路广播应用关联 1、 单方向 2、1 对 1 或 1 对多 3、能够检出信息丢失与重复
访问控制
访问控制模型通过虚拟访问视窗约束实例或属性 的可视性与可用的ACSI服务
服务模型
通用服务 数据集(DATA-SET) 关联(Application association) 报告控制块 (REPORT-CONTROL-BLOCK) 控制(CONTROL) 定值组控制块(SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) 通用变电站事件 (Generic substion even) 取代模型(Substitution) 时间和时间同步模型(Time & time-synchronization) 日志控制块 (LOG-CONTROL-BLOCK)
IEC61850的介绍

IEC61850的发展历程
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历史
国际化的目标
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IEC61850简介
要点
变电站通信网络与系统协议体系 IEC61850国际标准包含14个部分!1000多页!
站级操作平台
保护及测控合一
IHMI 人机界面
的智能设备
保护与测控
CSWI
开关控制器
PDIS
距离保护
XCBR 断路器
TCTR 电流互感器
TVTR 电压互感器
断路器
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集成传感器
27
自由配置
不同功能在设备之间自由分配
支持各种系统结构,例如:集中式或分布式
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11
IEC61850简介 统一的标准的要求
Cover all aspects of substationcommunications能够覆 盖变电站通信的各个方面 Take into account the modern communication possibillities充分考虑到现代的通信技术 Make it future proof经得住未来考验
IEC61850简介
私有规约的应用(对厂家的依赖性,推倒重来的改造)
不同市场、同一市场不同的子系统具有不同相对标准的规约种类
今天:规约转换成本-难度高/代价大
IEC-61850专题介绍教案资料

• 对IED配置工具和系统配置工具的功能实现提出 一致性要求
• 完整的规范了SCL文件的生成、修改流程
逻辑节点类(IEC 61850-7-4)
• 150 LNs ( 90,Ed1) • 800 DOs (500,Ed 1) • 电能质量兼容LNs:稳态Mxxx和事件Qxxx • 设备状态监测LNs:Sxxx • 传感器LNs:Txxx • 机械和非电气一次设备LNs:Kxxx • 控制功能块LNs:Fxxx,各种控制逻辑算法
– Part 7-1: Principles and models – Part 7-2: Abstract communication service interface (ACSI) – Part 7-3: Common data classes – Part 7-4: Compatible logical node classes and data classes – Part 7-410: Hydroelectric power plants - Communication for monitoring and control – Part 7-420: Communications systems for distributed energy resources (DER) - Logical nodes – Part 7-500: Using logical nodes to model functions of a substation automation system – Part 7-510: Using logical nodes to model functions of a hydro power plant • Part 8-1: Specific communication service mapping (SCSM) – Mappings to MMS (ISO/IEC 9506-1 and ISO/IEC 9506-2) and to ISO/IEC 8802-3 • Part 9-1: Specific communication service mapping (SCSM) – Sampled values over serial unidirectional multidrop point to point link • Part 9-2: Specific communication service mapping (SCSM) – Sampled values over ISO/IEC 8802-3 • Part 10: Conformance testing • Part 80-1: Guideline to exchange information from a CDC based data model using IEC 60870-5101/104 • Part 90-1: Using IEC 61850 for the communication between substations • Part 90-2: Using IEC 61850 for the communication between substations and control centres
iec61850简介

GOOSE
应用层
IEC 61850-8-1
• 采用GOOSE传输保护跳闸等重要的实时性报文,应满足继电保护“可靠性、 速动性”的表要示求层。IEC 61850规定GAOSONS.1E报文A传SN输.1的延迟应在4毫秒以内, 对GOOSE传输的实时性要求非常高。
• GOOSE P会D话U在层经过表示层ASN.1规则编码后,生成的数据包不经TCP/IP协 议,直接映射到数据链路层和物理层传输。这种映射方式避免了通信堆栈造 成的传输延传时输,层保证了报文传输的快速性。
</IED>
<DataTypeTemplates> <LNodeType id="CSWIa" lnClass="CSWI"> <DO name="Pos" type="DF_Pos_1"/> <!--……其它数据省略--> </LNodeType> <DOType id=" DF_Pos_1" cdc=" DPC"> <DA name="stVal" fc="ST" bType="Dbpos"/> <DA name="Oper" fc="CO" bType=" Struct " type= "DF_DPCOper" /> <!--……其它数据属性省略--> </DOType>
<GetDire.ctory/><!--目录操作服务 -->
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模型量LN、保护开入量LN等; d) 控制LD,inst 名为“CTRL”:包括遥信和遥控信号; e) 保护、测控、合并单元等过程层访问点的LD,inst 名为“PIGO”:包括GOOSE信号; I) 采样值LD,inst名为“PISV”:包括保护、测控接收的SV信号; f) 智能终端LD,inst 名为“RPIT”:包括与智能终端相关的各类信号,例如:跳闸LN、开关LN、
电磁式互感器、 电子式互感器、光纤 电缆、AC交流 、合并单元、SV标准 插件
跳闸信号传递 电缆、DI板、 DO板
通信规约
103规约等
光缆、GOOSE 6是对
MMS层(上送后台的信息) S访问点
GOOSE(保护跳闸信息) G访问点
SMV(采样信息)
M访问点
遥控LN、测量LN等; g) 录波LD,inst 名为“RCD”:包括保护录波或专用录波器LN; h) 合并单元LD,inst 名为“MU”:包括合并单元所需的各类信号,例如:互感器LN等。
LN逻辑节点 1个LPHD:装置物理信息 必备 工具自动生成 多个LN:描述装置功能
o 每个LN下多个DOI o 每个DOI下多个DAI或者嵌套的DOI
一、IEC61850概述
描述 失灵保护 故障录波 故障定位
重合闸 同期、检同期
断路器 刀闸 电流互感器 电压互感器
LLN0:是对LN的总结,是特殊的LN
o Dataset(发送数据集) o ReportControl(S访问点下)/GSEControl (G访问点
下)/SMVControl (M访问点下) o SettingControl(定值控制块 有定值数据集的逻辑设备
61850规约:与后台通讯的协议,同以往的103规约 61850模型:一方面相当于103点表,描述装置要送往
后台的四遥信息。
➢ 1个IED ➢1-3个访问点Accesspoint(S G M) ➢1个服务器Server ➢0-N个LDevice逻辑设备 1个LLN0逻辑节点零 0-N个LN逻辑节点
进行描述。
P访问点:GOOSE + SMV
区分几个术语(61850 跑61850 模型)
IEC61850标准:变电站通信网络和系统,它规范了变 电站内智能电子设备(IED)之间的通信行为和相关的 系统要求,标准不仅覆盖通信,而且也覆盖了工程工具 的质量特性、质量管理措施和配置管理,是一种新的变 电站自动化的设计、工程、维护、运行方法准则。
有) o Inputs(输入数据集) o LogControl(日志控制块 偶尔用) o DOI
Dataset数据集
S访问点: 保护事件(dsTripInfo)、保护遥信(dsRelayDin) 保护压板(dsRelayEna)、保护录波(dsRelayRec) 保护遥测(dsRelayAin)、故障信号(dsAlarm) 告警信号(dsWarning)、通信工况(dsCommState) 装置参数(dsParameter)、保护定值(dsSetting) G访问点:dsGOOSE、dsSV(只收GOOSE的装置没有数据集) M访问点:dsSV(合并单元有 保护没有 保护不发送采样)
国网规范
保护装置预定义下列数据集,前面为数据集描述,括号中为数据 集名:
a) 保护事件(dsTripInfo)b) 保护遥信(dsRelayDin) c) 保护压板(dsRelayEna)d) 保护录波(dsRelayRec) e) 保护遥测(dsRelayAin)f) 故障信号(dsAlarm) g) 告警信号(dsWarning)h) 通信工况(dsCommState) i) 装置参数(dsParameter)j) 保护定值(dsSetting) k) GOOSE 信号(dsGOOSE)l) 采样值(dsSV) m) 日志记录(dsLog)
国网规范
测控装置预定义下列数据集,前面为数据集描述,括 号中为数据集名:
a) 遥测(dsAin) b) 遥信(dsDin) c) 故障信号(dsAlarm) d) 告警信号(dsWarning) e) 通信工况(dsCommState) f) 装置参数(dsParameter) g) GOOSE 信号(dsGOOSE)
S访问点的ReportControl报告控制块 除了数据集中的定值和装置参数数据集(
dsParameter、dsSetting)外,其他的数据集 与报告控制块一一对应。 G访问点的GSEControl
IEC61850模型介绍副本
IEC61850模型的用途 IEC61850模型的结构 IEC61850模型运行原理 全站配置流程 国网规范总结 VSCL61850常用功能
目录
一、IEC61850模型用途与结构 一、IEC61850模型的用途与结构
常规站与智能站比较
采样数据
常规变电站
智能化变电站
常用逻辑节点: 名称 CSWI GGIO MMXU PDIF PDIS PSCH PTOC PTOV PTRC PTTR PTUF
一、IEC61850概述
用途 开关控制器 通用过程I/O
测量 差动保护 距离保护 保护配置 过流保护 过压保护 保护跳闸 过负荷保护 低周保护
常用逻辑节点:
名称 RBRF RDRE RFL0 RREC RSYN XCBR XSWI TCTR TVTR
逻辑设备LDevice:1个LLN0,1-N个LNs 国网对逻辑设备进行规范: S访问点下:LD0、MEAS、PROT、CTRL、RCD G访问点下:PIGO、PI、RPIT M访问点下:PISV、SVLD,MU
国网规范
IED应用模型规范:逻辑设备(LD)建模原则
逻辑设备的划分宜依据功能进行,按以下几种类型进行划分: a) 公用LD,inst 名为“LD0”:包括与保护功能无关的装置告警信号、通信故障(包含MMS、