南方电网IEC61850技术培训
从一次接线图到61850培训资料

间隔:一个变电站中的设备可以按功能划分为若干个子集, 间隔:一个变电站中的设备可以按功能划分为若干个子集,
每一个子集中的设备不仅有直接的电连接, 每一个子集中的设备不仅有直接的电连接,而且有较强的逻 辑关系,它们紧密连接在一起为相应的变电站功能服务。 功能服务 辑关系,它们紧密连接在一起为相应的变电站功能服务。在 SAS中 我们把每个这样的设备子集定义为一个间隔。 SAS中,我们把每个这样的设备子集定义为一个间隔。间隔 的识别对于维修(哪些部分可以同时断开, 的识别对于维修(哪些部分可以同时断开,哪些部分的操作需 或者扩充设计(如果一个新的线路将要投运, 要相互闭锁 )或者扩充设计(如果一个新的线路将要投运,需 要在变电站内增加哪些设备)是非常重要的。 SAS中 要在变电站内增加哪些设备)是非常重要的。在SAS中,间隔 由间隔控制器( controller)设备来管理, 由间隔控制器(bay controller)设备来管理,与其相关的 保护系统又被称为间隔保护( protection)。 保护系统又被称为间隔保护(bay protection)。
变压器测控装置模型图1 图8a 变压器测控装置模型图1
注:LN:Logical Node LN:
13
TCTR1:电流互感器。 61850中 TCTR1:电流互感器。在61850中,电流互感器的每一相都 要定义成TCTR类的一个实例,在我们的例子中,这个逻辑节 要定义成TCTR类的一个实例,在我们的例子中, TCTR类的一个实例 点用于变压器220KV侧电流的测量。这里我们假设只测量A 220KV侧电流的测量 点用于变压器220KV侧电流的测量。这里我们假设只测量A相 电流,所以装置中只包含一个TCTR类的实例。 TCTR类的实例 电流,所以装置中只包含一个TCTR类的实例。 YPTR1:电力变压器。 YPTR1:电力变压器。这个逻辑节点实现了自动切负荷功 另外,它计算得到的变压器Hot Spot温度等数据还可以 Hot能,另外,它计算得到的变压器Hot-Spot温度等数据还可以 传送给其它设备(如操作员站IHMI),用于信息的显示和保 传送给其它设备(如操作员站IHMI),用于信息的显示和保 IHMI), 存。 YLTC1:为变压器分接头建立映像, YLTC1:为变压器分接头建立映像,可以通过它改变绕组 分接头以实现电压调整。 分接头以实现电压调整。 YEFN1:消弧线圈。 YEFN1:消弧线圈。星型接法变压器中性点与地之间的连 接。 YPSH1:PowerShunt,旁路电阻。 YPSH1:PowerShunt,旁路电阻。上面两个逻辑节点用来 实现对主变中性点接地方式的调节。 实现对主变中性点接地方式的调节。比如可以通过开关的控 制实现旁路电阻的接入和退出。 制实现旁路电阻的接入和退出。
IEC61850培训

七、采用多播传送的采样值传送模型的映射
本部分指定了两种数据集:与 IEC 60044-8 兼容的通用数据集和附录 A 中所 描述的状态量数集 每个数据集引用一个多播传送的采样值控制类的实例。(本标准)定义了采样值 缓冲区更新的映射。 发送缓冲区的刷新频率与通信信息的更新频率始终相同,二者不是互相独立的。 发送侧的结果依次为: ������ 采样过程结束后,APDU 将被写入发送缓冲区(刷新频率=采样频率), 或者在发送缓冲区被刷新之前有多个ASDU(n=ASDU 的数目)被写入一个 APDU 帧(刷新频率=采样频率/n)。分块机制的描述参见7.3 节。 ������ 发送缓冲区只能写入一个APDU,以前写入的APDU 将被覆盖。在覆 盖时,数据的一致性将会得到保证。 ������ 为避免数据被覆盖,应当在缓冲区更新过程结束后由通信系统立即触 发数据传送。 采样值多播传送服务的映射 采样值缓冲区更新的映射 模拟量采样值传送的补充定义
① ②
5.1通信栈
通信协议栈
5.1.1 物理层(传输线路) 5.1.2 链路层 地址域由全部“1”组成的以太网广播地址应被用作目标地址的缺省值 优先权标记/虚拟局域网 以太网类型 5.1.3网络层 (空) 5.1.4传输层(7.3.3) 5.1.5会话层 (空) 5.1.6表述层(7.3.2) 5.1.7应用层(参见第7.3 .1节的补充定义)
本部分所述的电压和电流采样值的传送仅使用从合并单元到间隔层设备 带有广播/多播地址的单向链路。
六、公共类型的映射
①
②
对象名 为采样值缓冲区的传送,对象引用被编码成整数值,对象引用的 各种元素将被赋以整数值。本 部分(SCSM)中定义了与逻辑节点名和 数据名相关的整数值。与逻辑设备名相关的整数值将通过配置 工具进 行定义,或者由客户/服务器设备厂家达成一致。 对象引用
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主要有哪些数据建模语言?
2
的通信机制。
主要有SCL和XML。
3
如何获取这些语言的相关文档?
可以从国际电工委员会网站上找到相 关文档。
网络拓扑
什么是网络拓扑?
网络拓扑是网络中各个组件之 间关系的图形表示。
有哪些类型的拓扑结构? 如何设计网络拓扑?
主要有总线、环、星形、树状、 网状等。
应该考虑网络规模、网络性能、 通信安全、实时性、易用性和 可扩展性等方面。
如何在电力系统中应用 报告控制块?
应该先考虑电力系统中需要进 行的监测任务,再根据监测任 务设计报告控制块的参数。
GOOSE报文
1 什么是GOOSE报文? 2 GOOSE报文有哪些
特点?
GOOSE报文是一种用 于IEC61850设备之间 的实时信息交流的数据 包。
主要有高实时性、低潜 时、安全性较强等。
可以更好的管理和控制网络资源,提高网 络的安全性和扩展性。
如何实现虚拟局域网?
可以通过软件定义网络技术或使用特定的交换机或路由器来实现。
通信拓扑结构
什么是通信拓扑结构?
通信拓扑结构是IEC61850标 准中定义的,用于描述电气电 子设备之间通信关系和互连方 式的一组规则。
IEC61850中常见的拓扑结 构有哪些?
主要有ED散状型、ED环状型 和ED树状型等。
如何设计通信拓扑结构?
应该考虑设备的互连方式、通 信规模、实时性、数据安全和 拓扑协议等方面。
存储区
1
什么是存储区?
存储区是一种存储IEC61850设备中
有哪些类型的存储区?
2
的历史数据的机制。
主要有缓冲区、环形存储区、静态存
储区等。
IEC61850标准培训之二_数据模型

O O O O O OT O O O O O O O O
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6
变电站通讯网络与系统
断路器
通用LN数据项
可控类数据项
测量量数据项 状态量数据项
断路器逻辑节点:XCBR Loc SPS EEHealth INS EEName DPL OpCnt INS Pos DPC BlkOpn SPC BlkCls SPC ChaMotEna SPC SumSwARs BCR CBOpCap INS POWCap INS MaxOpCap INS
通用LN数据项
测量量数据项
EEHealth TotW TotVAr TotVA TotPF Hz PPV PhV A W Var VA PF Z
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变电站通讯网络与系统
保护
ห้องสมุดไป่ตู้
带时限过电流保护逻辑节点:PTOC
通用LN数据项 状态量数据项
定值类数据项
OpCntRs Str Op TmASt TmACrv StrVal TmMult MinOpTmms MaxOpTmms OpDlTmms TypRsCrv RsDlTMms DirMod
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变电站通讯网络与系统
单点状态CDC:SPS 属性名称 数据类型 stVal BOOL q Quality t TimeStamp subEna BOOL subVal BOOL subQ Quality subID Vstring64
状态量
取值范围/TRGOP/描述 TRUE|FALSE/dchg qchg M/O/C M M M PICS_SUBST PICS_SUBST PICS_SUBST PICS_SUBST
IEC61850标准培训之一概述

为什么需要IEC61850标准培训?
随着智能电网的快速发展,越来越多 的企业和组织需要遵循IEC61850标 准进行设备开发和系统集成。
通过培训,学员可以了解IEC61850标 准的原理、应用和实现方法,提高在 智能电网领域的专业知识和技能。
IEC61850标准培训内容
01
02
03
04
IEC61850标准的基本概 念和体系结构
数据模型和通信协议的 原理和应用
设备描述语言和系统集 成方法
实际案例分析和操作实 践
THANKS
感谢观看
iec61850标准培训之一概 述
• 引言
01
引言
什么是IEC61850标准?
01
IEC61850是国际电工委员会制定 的电力自动化系统通信标准,用 于规范智能电网设备之间的信息 议、设备描述语言等,为智能电 网的互操作性和信息共享提供了 基础。
电网IEC61850技术培训ppt课件

Logical Device (e.g. Relay1) “MMXU2$MX$A” =
Physical Device
(network address)
Feeder #2 Current Measurements
IEC61850技术与传统技术比较-通信协议
• 通信协议 1)传统技术不严格分层,应用层与底层联系 比较紧密。服务种类不能满足数字化变电站需 要,不支持在线服务。 2)IEC61850定义了独立于所采用网络和应用 层协议的通信服务。解决了标准的稳定性与未 来网络技术发展之间的矛盾。 3)IEC61850定义了60多种服务,可以满足变 电站通信需求。支持在线获取数据模型,也支 持IED水平通信(GOOSE报文) 。
IEC61850技术与传统技术 比较-通信服务
• IED之间逻辑互锁: • 61850 GOOSE
IEC61850技术与传统技术 比较-通信服务
• IED之间通信的要求: • 1)1台设备同时向多台设备发报文; • Relay 2)快速性( ); Relห้องสมุดไป่ตู้y <4ms Relay Relay
Bkr 1 Bkr 2 Bkr 3
IEC61850与传统技术比较-通 信服务
• 通信服务-数据访问的方法 • IEC61850定义了60多种服务,可满足数字 化变电站通信需求。 • 特点: 1)支持在线获取数据模型; 2)支持保护设备之间横向通信(GOOSE 报文) 。
IEC61850技术与传统技术 比较-通信服务
• 传统IED之间沟通方式: •
IEC61850标准介绍-数据模型
IEC61850标准介绍-数据模型
IEC61850标准介绍-数据模型
(部分)
61850基础学习知识技术介绍
IEC61850基础技术介绍1IEC 61850简介1.1概述IEC61850构建的初衷是为制定一个比以往通信体系更通用、更全面、能够覆盖整个变电站自动化系统的通信标准。
2003年9月至2005年6月,IEC61850的各正式版本陆续正式颁布。
我国也于2007年4月审查通过全部IEC61850标准并将其制定为我国的电力行业标准,代号DL/T860。
IEC61850基于现代以太网技术,采用统一协议,相比于以往变电站通信方法,有如下几个主要特点:➢信息上传速度快:采用以太网技术,而且61850采用了主动上传数据的机制,保证报文能够快速上传。
(传统modbus、103都是采用轮询机制,且大多为485通信,主站获取一次数据需要大量的时间)➢主站软件接入简单:modbus、103由于协议本身缺陷,主站软件接入时需要为每一款装置开发单独的驱动;而61850采用统一协议,模型具备自描述功能,可以采用统一驱动,接入时只需进行配置即可。
➢互操作性强:由于采用统一协议,不同厂家之间装置、装置与主站软件通信没有障碍。
1.261850协议组成IEC61850是一个庞大的协议体系,并非一种单纯的通信规约。
分10部分、14个文件进行阐述,协议结构如下所示:PART 1PART 2PART 3PART 4PART 5PART 6PART 7PART 7-1PART 7-2PART 7-3PART 7-4PART 8PART 9PART 9-1PART 9-2PART 10标准虽然庞大,但从工程应用的角度看,最需要关注的是PART 7,这部分集中对标准模型以及模型实现的功能进行了说明,也是本文档以下内容所关注的重点。
其它部分:1)PART1~5,主要是一些概述以及原则性的说明,可以大致了解,尤其PART1可以看下,了解61850的概况;2)PART6,讲述了对模型进行描述的语言,PART8,讲述如何通过61850实现装置与主站之间的通信、装置与装置之间的通信(GOOSE ),PART9,讲述如何通过61850上传电子式互感器合并单元采样值报文。
61850五防应用培训
IED + LD + LN + (FC) + DO + DA 对象全参引站内唯一,可看做对象ID FC: 功能约束
模型介绍
功能约束FC 是数据属性(DA)的一个属性,用于数据属性(DA) 的分类,表明用途。(五防应用的标红)
ST
MX CO SP
状态
测量 控制 设点
SV
CF DC SG
取代
配置 描述 定值
当做61850客户端 当做61850服务器
服务器客户端一体机
其它运行参数(文件路径、IP地址、PDU大小等)
谢谢!
为电力自线路保护测控)
控制 LD(非标准化) CSWI(开关控制) Pos(位置)
通用逻辑节点 LN类 61850-7-4 通用数据类CDC 61850-7-3
ctlVal(控制值/命令)
stVal(状态值)
属性(DA)
16
模型介绍
对象全参引(全路径、对象全名称)
间隔层设备(服务器)之间的通信
间隔层设备与过程层设备之间的通信 站控层网络、过程层网络
基本概念
特殊通信服务映射SCSM(8-1,9-1,9-2)
基本概念
MMS在五防应用中使用到的服务
报告服务 (遥信对位、或解闭锁状态)
命令服务(遥控解闭锁)
报告服务
命令服务服务
遥信、遥测;解闭锁状态
与监控系统通信方案介绍
五防监控通信方案3
遥信:
报告服务,从测控装置采集;
解闭锁:命令服务 (监控→ 五防)遥控执行 虚遥信:报告服务(五防→ 监控)
智能变电站IEC61850体系培训
1、背景及内容介绍2、通信服务3、信息模型4、思想与理念5、小结2什么自动化?定义:不用人力(包括脑力和体力),而利用动物以外的能源来代替人类从事操纵、控制及监视工作。
特征:工作时不需要(或很少需要)人参与,却能按照人的要求“自动”完成其承担的任务。
作用:1、比人干得更快、更好,极大地提高生产力2、把人从繁重的危险的工作中解放出来3、完成人无法完成的工作4、提升整个产业链的价值自动化是一门多学科交叉的高技术学科,在经济中起着举足轻重的作用,并且其作用越来越重要。
3什么自动化系统?对象 + 硬件 + 软件进一步+ 网络 + 管理再进一步+ 人=系统IEC 61850是变电站自动化系统的标准,它定义了变电站内智能电子设备之间的通信和相关系统要求。
4IEC 61850产生的原因⏹通信技术的发展⏹信息技术的发展⏹计算机及芯片技术的发展⏹智能电网的需要52000年之前•大量采用串行接口•低带宽•有限的装置数量•有限的测量数据•太多的协议和解决方案•数据和服务映射过程中丢失信息和功能•工程调试和维护复杂6IEC 61850产生的原因7什么是IEC 61850?⏹IEC 61850系列标准从1995年开始制定⏹在2007年之前,IEC 61850系列标准的全称是变电站通信网络和系统(Communication Networks and Systems inSubstations),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。
⏹2007年, IEC 61850系列标准的名称改为电力自动化通信网络和系统(Communication networks and systemsfor power utility automation)⏹截止2012-07,IEC 61850系列标准已发布20个部分,还有超过20个草案正在制定中。
8不仅仅是一个通信协议⏹ IEC 61850系列标准吸收了多种国际最先进的新技术,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IEC 61850系列标准的一部分。
IEC61850标准框架及技术要点
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IEC61850的不足与发展
《DL/T860工程实施规范》 是DL/T860标准的细化和补充。 细化了不全面的部分,规范了不明确的部分,补充 了满足国内应用习惯的部分模型,并规范了工程中 可能引起歧义的其它内容。
严格遵循IEC61850。
不是应用指南。
IEC61860的不足与发展
《DL/T860工程实施规范》 系统总体结构 工程配置 建模 通信服务 一致性测试
...
Bkr N
Trip
BFI
IEC61850技术与传统技术比较-通信服务
上层定义与底层网络技术分开定义,可以随网络技 术而发展
IEC61850技术与传统技术比较-通信服务
IEC61850技术与传统技术比较拗-通信服务
IEC61850技术与传统技术比较-通信服务
通信服务层次
IEC61850技术与传统技术比较-工程配置
IEC61850的不足与发展
IEC61850 ED2 TISSUES New TISSUES 收集到CDV阶段; 基本模型扩展 Statistical/Historical 水电和风电常用公共元素; 领域扩展: 电能质量; 变电站之间通信的影响: 2010年出版
IEC61850的不足与发展
Ethernet
GOOSE Sender Device X
GOOSE message
GOOSE Receiver Device Y
GOOSE Receiver Device Z
GOOSE技术介绍
传输内容
– 传送数据集,内容丰富、灵活 – 基于模型
IEC61850标准介绍-通信服务
IEC61850标准介绍-通信网络
IEC61850技术与传统技术比较-影响范围
IEC61850标准介绍-文件构成
系统概貌 IEC61850-1 介绍和概述 IEC61850-2 术语 IEC61850-3 总体要求 IEC61850-4 系统和项目管理 IEC61850-5 功能的通信要求和设备模型 数据模型 IEC61850-7-4 兼容逻辑节点类和数据类 IEC61850-7-3 公用数据类
IEC61850 ED2 对7-2,7-3,7-4等修改部分进行支持 对工程配置过程进行功能扩展,尤其是系统配置工 具之间的数据交换。 对IEC61850-6 ED1的错误、模糊不清部分进行更正 和澄清。 工程过程定义更加明确,考虑了IED修改等。
IEC61850的不足与发展
IEC61850 ED3 TISSUES 基本模型扩展: 使用SCL对PLC逻辑进行描述; 网络与系统管理; 冗余; 来自IEC62351的安全观点; 基于角色访问的安全; IEEE1588的对时; 配置文件的下载和激活。 DER标准的通用元素; 去掉IED特殊设置; 变电站之间通信的影响; 测试: 系统测试
IEC61850与传统技术比较
互操作性 数据模型 通信服务 工程配置 影响范围
IEC61850技术-与传统技术比较
互操作性 数据模型 1)现有技术 优点: 简单,容易实现。 缺点: 不能满足用户各种需求,往往需要扩充; 扩充后不能相互识别,无法互操作。
IEC61850技术-与传统技术比较
IEC61850标准介绍-文件构成
配置 IEC61850-6 变电站IED的配置语言 测试 IEC61850-10 一致性测试
IEC61850标准介绍-变电站通信接口模型
IEC61850为数字化变电站提供了全面的网络通信解 决方案
Hale Waihona Puke IEC61850标准介绍-变电站通信接口模型
IEC61850标准介绍-数据模型
IEC61850技术-一致性测试
测试案例举例
IEC61850技术-一致性测试
目前一致性测试的局限性。 面向功能测试。 面向性能测试。
IEC61850技术-获得互操作性的途径
统一数据模型 统一服务模型 统一通信协议 统一物理网络 统一工程数据交换格式 统一一致性测试标准
荷兰KEMA公司IEC61850权威测试
IEC61850标准介绍-通信服务
客户/服务器模式
IEC61850标准介绍-通信服务
发布/订阅模式
IEC61850标准介绍-通信服务
IEC61850标准介绍-通信协议
IEC61850标准介绍-通信服务
控制
IEC61850标准介绍-通信服务
报告的配置
IEC61850标准介绍-通信服务
事件:数据改变
IEC61850标准介绍-文件构成
抽象通信服务 IEC61850-7-1 原理和模型 IEC61850-7-2 抽象通信服务接口(ACSI) 映射到实际的通信网络 IEC61850-8-1 映射到MMS和ISO/IEC8802-3 IEC61850-9-1通过单向多路点对点串行通信链路采 样值 IEC61850-9-2 通过ISO/IEC8802-3传输采样值
IEC61850发展历程-制定过程
目标:互操作性(不是互换性)。 一个世界,一种技术,一个标准 IEC TC57 WG10、11、12 制订(1995~2005)。 2005年至今修订,2010年出第2版。 代表了SAS技术的最新趋势,是实现数字化变电站 的关键技术。 是一个十分庞大的标准体系,不仅仅是一个通信协 议。
IEC61850标准介绍-工程配置语言SCL
SCL-实现了不同厂家工程工具的互操作,简化了工 程实施过程。
IEC61850标准介绍-工程配置过程
IED能力 (LN,DO) IED数据库 系统 配置器 关联 定义的交换信息 一次设备拓扑 IED 配置器
工程师站
文件传输 (当地)
文件传输(远方) 变电站 网关
Logical Device (e.g. Relay1)
Physical Device
(network address)
“MMXU2$MX$A” =
Feeder #2 Current Measurements
IEC61850技术与传统技术比较-通信协议 通信协议 1)传统技术不严格分层,应用层与底层联系比较 紧密。服务种类不能满足数字化变电站需要,不支 持在线服务。 2)IEC61850定义了独立于所采用网络和应用层协议 的通信服务。解决了标准的稳定性与未来网络技术 发展之间的矛盾。 3)IEC61850定义了60多种服务,可以满足变电站通 信需求。支持在线获取数据模型,也支持IED水平通 信(GOOSE报文) 。
数据模型 1)IEC61850技术 优点: 能够满足各种IED的个性化需求; 能够互操作; 缺点: 实现复杂,对硬件要求高。
IEC61850与传统技术比较-信息模型
IEC61850数据组织示例:
V
MX
A
MX
Functional Constraint
Logical Nodes
MMXU1 MMXU2
IEC61850与传统技术比较-通信服务
通信服务-数据访问的方法 IEC61850定义了60多种服务,可满足数字化变电站 通信需求。 特点: 1)支持在线获取数据模型; 2)支持保护设备之间横向通信(GOOSE报文) 。
IEC61850技术与传统技术比较-通信服务
传统IED之间沟通方式:
IEC61850标准介绍-数据模型
IEC61850标准介绍-数据模型
IEC61850标准介绍-数据模型
IEC61850标准介绍-数据模型
IEC61850标准介绍-数据模型
IEC61850标准介绍-数据模型
IEC61850标准介绍-通信服务
IEC61850定义了9大类60种ACSI 。 1)关联服务 2)信息模型服务 3)定值组服务 4)主动上送的报告服务 5)日志服务 6)快速报文服务 7)采样值服务 8)对时 9)文件服务
IEC61850 服务
IED
IED
IED
IED
IEC61850技术-一致性测试
开始
PICS MICS
静态一致性 检查
静态一致性要求
动态一致性测试
PIXIT
选择和参数化
一致性测试组
动态测试 基本关联测试 能力测试 行为测试 结果分析 控制流 信息 测试 人工干预
测试报告输出
数据流
结束
IEC61850技术-一致性测试
IEC61850与数字化变电站的关系
数字化变电站关注功能 通信是数字化变电站的关键技术 互操作性对对数字化变电站的基本要求 IEC61850提供了完整解决方案
IEC61850的不足与发展
第一版(ED1)存在描述歧义和错误的地方。 IEC61850问题汇集机制 IEC继续修订和补充,不断考虑新的需求,产生ED2 和ED3. 国内一些应用习惯不能直接套用 《DL/T860工程实施规范》
IEC61850的不足与发展
《DL/T860工程实施规范》指导意义 可以减少歧义,有利于提高不同厂家设备间的互操 作性。 有利于IEC61850推广应用。 为用户、厂家、设计院提供了实施IEC61850的重要 支撑和依据。
IEC61850技术发展
IEC61850变电站网络结构
IEC61850一致性测试的必要性。 UCAIUG负责对检测机构进行授权。 KEMA公司。 KEMA公司测试原则及业务。 目前已经通过检测的公司:ABB、SIEMENS、 AREVA、GE、TOSHIBA等。
荷兰KEMA公司IEC61850权威测试
2008年1月四方公司间隔层6大类设备通过KEMA公 司IEC61850一致性测试。
周期性报告 总召唤
2种报告: 非缓存报告 缓存报告
IEC61850标准介绍-通信服务