IEC61850通信规约简介
iec61850通信规约
iec61850通信规约IEC61850是一种基于Internet协议（IP）的域网通信规范，主要指智能电力系统（SPS）域中用于检测、控制和监控设备之间的通信。
IEC 61850能够简化复杂的域网络架构，从而降低通信延迟，提高系统可靠性和安全性，简化配置和维护。
IEC 61850系统的应用可以分为3个层次：传感器系统、控制系统和治理系统。
传感器系统可以监测电力系统的状态、负荷和故障；控制系统可以按照指令对系统进行控制；治理系统可以为电力系统提供实时的管理和控制，有效提升系统的容错性和可靠性。
IEC 61850设计旨在提供一种统一的物理层基础，使电力系统的子系统能够更好地联系在一起。
它可以支持多种类型的应用，以及针对不同设备和系统之间的通信，例如IEC 61850-7-420等。
由于IEC 61850可以支持不同类型的应用，包括智能设备、SCADA系统、集中式控制、虚拟供电技术、自动发电系统（AGC）和虚拟电力技术（VPT）等，因此可以有效地提高电力系统的可靠性、效率和灵活性。
IEC 61850拥有一系列重要功能，其中包括实时多点通信、高精度数据采集、快速和高可靠的通信、可靠的信息安全机制以及可配置的配置和控制系统。
此外，还有一些实用的可选特性，包括软件定义网络（SDN）、网络异步传输模式（NAT）、多媒体流处理、虚拟示例网络（VLAN）等等。
此外，IEC 61850还可以应用到其他行业，如制造业、汽车行业、医疗行业、金融行业等等。
IEC 61850技术能够提高企业的管理水平，可以很好地适应企业自身的业务需求，从而更好地提升企业的效率和功能。
通过以上分析，可以看出，IEC 61850通信规约是一种非常先进的技术，具有高效、可靠、安全与可配置的优点，已经被全球各个国家应用于电力系统的建设，并可以拓展到其他行业当中。
虽然IEC 61850可以简化电力系统的建设，但仍需要经过严格测试，才能保证建设的安全可靠性。
IEC61850规约整体介绍(DOC)
IEC61850规约整体介绍1.总体概念1.1 IEC61850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。
1.2 IEC61850重要的基本名词MMS：Manufacturing Message Specification制造报文规范GOOSE：generic object oriented substation events面向通用对象的变电站事件SV：sampled value 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：common DATA class (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：data attribute数据属性，数据属性（IEC 61850-8-1）命名：LD/LN$FC$DO$DA FC：functional constraint功能约束FCDA：Functionally constrained DataAttribute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。
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。
iec61850通信规约
iec61850通信规约IEC61850是国际电工委员会（IEC）发布的一项电力系统自动控制的标准。
它提供了一种在整个电力系统中实现自动控制的解决方案。
这一标准被广泛应用于智能电网（SmartGrid）领域，是实现智能电网设备及功能之间实现远程控制的基础性技术。
IEC61850定义了一种“通用标准层次结构”（Common Standard Structure，CSS），用于解决电力系统中的各种控制问题。
它按照不同的网络层次构建，并使用特定的数据模型来定义物理装置，从而实现网络的自动化。
IEC61850的实施使得不同的装置和功能之间的远程控制和网络通信变得可行并广泛普及。
IEC61850的网络层次主要由以下几部分组成：网络层，传输层，应用层，以及管理控制层。
网络层提供物理连接，并定义了网络节点之间的标准接口。
传输层使用TCP/IP协议对应用数据进行传输，应用层定义了IEC61850中所使用的数据结构和报文结构，以及设备间通信消息的格式，来实现各类信息的传输和交换。
管理控制层主要负责网络的管理，提供网络运行状态的监测和控制，以及网络计划和维护的实施。
IEC61850的数据模型采用一种类似于面向对象的模型，以树形结构的形式把系统中的物理装置和功能进行建模，将系统中的硬件设备和软件功能划分为许多不同类型的独立元素，从而实现两种装置之间的远程交互功能。
IEC61850的变频驱动技术也抓住了这一机会。
变频驱动技术的应用不仅大大改善了传统的电机控制和调节方式，而且可以有效地实现IEC61850的远程控制和网络通信功能。
总之，IEC61850通信规约可以使电力系统中各类装置和功能之间相互通信，实现远程监控和控制，为电力系统的智能化提供了新的可能性。
它不仅有助于提高电力系统的运行效率，而且还能为电力系统提供全面、可靠、安全的智能化解决方案。
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根底，对电力自动化技术的开展产生巨大的影响。
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开展，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年公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开展的今天，其缺陷日益明显，如：〔1〕没有定义基于以太网的通信标准。
〔2〕没有标准的系统功能、二次智能设备的模型标准。
〔3〕缺乏权威的一致性测试。
〔4〕不支持元数据传送，没有统一的命名标准。
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开展，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根底上，组织制定了IEC61850——变电站通信网络和系统系列标准，并于2004年正式发布。
变电站通信网络和系统(IEC 61850)标准概述
变电站通信网络和系统（IEC 61850）标准概述由于现有的规约五花八门、缺乏统一性，数字化（智能化）变电站成为发展方向，性能和速度已不再是问题，因此产生了IEC 61850标准。
IEC 61850系列标准吸收国际先进新技术，并且大量引用了目前正在使用的多个领域内的其它国际标准作为61850系列标准的一部分。
所以它是一个十分庞大的标准体系，确切地说，它是一种新的变电站自动化的设计、工程、维护、运行方法准则。
IEC 61850系列标准的全称：变电站通信网络和系统（Communication Networks and Systems in Substations），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列要求。
IEC 61850的关键技术：1)变电站三层接口2)采用模型思想进行对变电站统一建模3)抽象通信服务和特定通信服务4)统一的配置描述语言5)IEC 61850标准包括10个部分：6)IEC 61850-1基本原则，包括了适用范围和目的，定义了变电站内IED（电子式互感器Intelligent Electronic Device）之间的通信和相关系统要求，并论述了制定一个适合标准的途径和如何对待通信技术革新等问题。
7)IEC 61850-2术语，给出了IEC 61850文档中涉及的关于变电站自动化系统特定术语及其定义。
8)IEC 61850-3总体要求，详细说明系统通信网络的总体要求，重点是质量要求（可靠性、可用性、可维护性、安全性、数据完整性以及总的网络要求），还涉及了环境条件（温度、湿度、大气压力、机械振动、电磁干扰等）和供电要求的指导方针，并根据其他标准和规范对相关的特定要求提出了建议。
9)IEC 61850-4系统和项目管理，描述了对系统和项目管理过程的要求以及对工程和试验所用的专用调度要求。
主要包括：工程过程及其支持工具，，整个系统及其IED的生命周期，系统生命期内的质量保证供三个方面。
IEC61850通信标准
IEC61850标准简介 标准简介
Part7 基本通信结构和模型
61850原理和模型，分别从应用、设备、 61850-7-1 原理和模型，分别从应用、设备、通信的观 点为对象建模，模型分别是逻辑节点及数据、逻辑设备/ 点为对象建模，模型分别是逻辑节点及数据、逻辑设备/ 物理设备、客户/服务器，另外简要介绍了61850 61850物理设备、客户/服务器，另外简要介绍了61850-7-2，3，-4的内容及相互关系 61850抽象通信服务接口(ACSI) 61850-7-2 抽象通信服务接口(ACSI) 6185061850-7-3 公共数据类 6185061850-7-4 兼容的逻辑节点类和数据类 6185061850-7-2，-3，-4，详尽的描述了各种对象模型的数 据类和服务， 61850的前提和基础。 据类和服务，是61850-8和-9的前提和基础。
远方保护
IF7：站层和远方工程师之间交换数据 ：
传感器
操作机构
IF8：间隔层之间直接快速交换数据， ：间隔层之间直接快速交换数据， 如联锁 IF9：站层之间交换数据 ： IF10：站层和远方控制中心之间交换 ： 数据
过程层
HV 设备
IEC61850标准简介 标准简介
Part6 变电站配置描述语言
展示了变电站配置语言SCL（ 展示了变电站配置语言SCL（Substation SCL Language），用来描述通信相关的IED ），用来描述通信相关的 Configuration Language），用来描述通信相关的IED 配置和参数、变电站系统配置、 配置和参数、变电站系统配置、数据结构及它们之间的 关系。主要目的是在不同厂家的IED IED配置工具和系统配 关系。主要目的是在不同厂家的IED配置工具和系统配 置工具之间提供一种可兼容的传输方式， 置工具之间提供一种可兼容的传输方式，实现可共同使 用的通信配置数据的交换。 用的通信配置数据的交换。 IEC61850模型 IEC61850模型 XML语言 XML语言
61850通讯规约
61850通讯规约61850通讯规约是一种基于面向对象的用于现代智能电力系统的数据通讯规范。
它是由国际电工委员会（IEC）推出的统一的物联网架构，包括网络和边缘设备以及软件。
它支持各种设备、协议和应用程序之间的数据交换，是智能电网的一种重要技术支持。
61850通讯规约的主要功能是提供一种标准的机构定义、信息模型（IEC61850-7-420），并定义一种建立具有有效和可靠数据交换通道的数据交换协议（IEC61850-8-1）。
由于61850通讯规约基于面向对象的模式，可以提供一种统一的格式和信息模型的数据交换，因此，在智能电网的发展中，它可以起到开拓性的作用。
61850通讯规约具有许多独特的优势，其中最重要的是其可靠性和高效性。
这一规范可以减少系统软件复杂性，降低程序开发和维护成本，实现数据传输的高效控制，提高智能电网系统的可靠性和安全性。
此外，这一规范还支持多种协议，可以支持多种数据交换，为不同的应用程序提供更加灵活的通信接口，可以充分发挥智能电网的功能。
该规范还提供了一种可扩展的数据模型，可以有效地提供数据交换，实现数据库和设备之间的同步。
由于61850通讯规约具有许多优势，它越来越多地应用于智能电网和其他物联网领域，以实现高效可靠的信息通信。
此外，它还可以为现代电力系统的安全性，可靠性和可控性提供支持，为电力系统的可持续发展提供更多的保障，为电网的运行提供更加可靠的保障，以及为要求较高的电力应用提供必要的保障。
61850通讯规约是智能电网领域未来趋势的标志，其许多优势可以大大提高电网的运行效率和可靠性。
它将不断发展，以满足新兴电力领域的需求，改善电力系统的性能和安全性，并利用先进的技术来满足不断变化的电力需求。
它的发展将是智能电网的重要标志，也是智能电网领域未来发展的方向。
综上所述，61850通讯规约是现代电力系统的重要技术支持，其可靠性和高效性得到了广泛应用。
它致力于提高电网的可用性和可靠性，有效支持现代智能电力系统的可靠控制，为新兴电力领域提供必要的保障，从而确保智能电网的可持续发展。
IEC61850介绍
IEC61850与传统规约比较
• IEC61850中的数据对象映射
IEC61850与传统规约比较
• IEC61850数据模型
IEC61850与传统规约比较
• IEC61850中的变量标识
IEC61850与传统规约比较
IEC61850数据处理的优点： • 只需在客户端配置服务器网络地址就可以访 问到服务器模型 • 测点名具有层次特性、自描述特性 • 可以通过通信的方式得到测点名，无需手动 配置 • 所有装置都采用标准化的统一命名规则 • 装置配置文件遵循IEC61850-6，配置文件具 有互操作性
控制过程示例
报告示例
•Event：事件 •数据发生变化 •总查询
•一致性检查等
•两类报告 •Unbuffered报告 •Buffered报告
GOOSE示例
采样测量值
1. 互感器的数字化接口标准 2. 提供了IED间共享信息的方法 3. 支持两种传送方法： 在以太网上多播 在串行链路上点对点传送。
IEC61850功能演示
面向对象、物理与逻辑的映射
逻辑设备、功能、逻辑节点
•所有的功能度可分解为 逻辑节点组成 •任何一个逻辑节点都是 属于某个逻辑设备
逻辑节点的相互关系示例
IEC61850演示
对等网络通信方式 客户/服务器通信模式 •对等网络通信方式的应用 •断路器跳闸: •传送采样值
物理设备
服务器 控制块 有缓冲报告控制块 无缓冲报告控制块 逻辑设备 记录控制块 记录 逻辑节点 LLN O 定值组控制块 GOOSE控制块 GSSE控制块 多点传送采样值控制块 单点传送采样值控制块 数据 数据集
替代 数据属性 控制
对时 文件
抽象通信服务
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IEC61850是一个关于变电站自动化系统结构和数据通信的国际标准，其目的是使变电站内不同厂家的电子设备（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2004年正式发布。
IEC61850是全世界唯一的变电站网络通信标准，目前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
IEC61850是一个关于变电站自动化系统结构和数据通信的国际标准，其目的是使变电站内不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。