61850入门学习规约详解 共23页
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。
61850-9-1标准规约_附扩展协议说明

6
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Q/XNGD.SM.01. 001-2005
表 9 用于模拟量采样值缓冲区传送的编码
按 IEC61850-7-2篇的抽象缓冲格式
Q/XNGD.SM.01. 001-2005 APPID:应用标识。APPID 用于选择包含模拟量采样值的信息和用于区别关联的应用。为模拟量采样 值保留的 APPID 值范围是 0x4000~0x7FFF。缺省值为 0x4000。缺省值表示 APPID 没有被配置。配置系 统时将强烈推荐将 APPIP 配置为系统中的唯一值。 Length:包括从 APPID 开始的以太网型 PDU 的 8 位位组的数目,其值为 8+m(m<1480)。 Reserved1/Reserved2:用于将来的标准化应用。 APDU:应用规约数据单元。
APCI (应用规约控制信息)
ASDU's (应用服务数据单元)
Tag
Length No. of ASDUs (UI16) ASDU 1 ASDU 2
APDU (应用规约控制单元)
图 22 若干 ASDU 合成一帧的串连
ASDU n
与基本编码规则(BER)相关的 ASN.1 语法被用来对在过程层传输的模拟量采样值信息进行编码。 为进行传送,模拟量采样值缓冲区按下表详述的方法进行编码。
Sample Counter
Sampling rate Configureationi revision no (0x57) 注 1:ASDU Length 按照 ASN.1 编码,其中第一个字节的最高位 bit7 为 1,bit0~bit6 为 Length 总字节数减 1,从第二个字节开始给出长度 n,高位优先。 例:ASDU Length 编码为:0x82 0x12 0x34 表示长度 n 字节数为 2,数据域长度为 0x1234。 注 2:状态字 1 表示光纤通讯是否正常,当为置位时表示通讯中断,从最低位开始每位代表一个通道。 注 3:状态字 2 表示 FT3 数据是否正常,当为置位时表示数据异常,从最低位开始每位代表一个通道。 注 4:因为可能要传送多个间隔数据(无法确定间隔数目),所以无法传送额定值,因此将 463 对应一次额 定保护电流值,11585 对应一次额定电压值和一次额定测量电流值。
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规约讲解

IEC61850-9-1 特定通信服务映射(SCSM)通过串行单方向多点共线点对点链路传输采 样测量值
主要定义了DO的相关内容。
IEC61850-7-4 变电站和馈线设备的基本通信结构——兼容逻辑节点类和数据类
主要定义了LN的相关内容。
IEC61850规约的结构和内容
映射到实际的通信网络: IEC61850-8-1 特定通信服务映射(SCSM)映射到MMS(ISO/IEC9506第2部分)和 ISO/IEC8802-3
功能和设备模型的通信要求
功能通信要求和装置模型,详细阐述了功能、逻辑节点和通信信息片三个概念以及三者的相互关系,对不 同等级的变电站内的不同种类的通信报文的通信时间提出了要求,以及如何验证整个系统的通信性能要求。
IEC61850规约的结构和内容
配置: IEC61850-6 与变电站有关的IED的通信配置描述语言
我们从以下三个角度来看数字化变电站的构建情况: 1、从变电站层次结构上来看 2、从使用设备上来看 3、从使用服务上来看
如何利用IEC61850规约构建数字化变电站?
—结构上来看,数字化变电站由站控层,间隔层,过程层组成。 站控层设备:监控主机,工程师站等。 间隔层设备:保护装置,测控装置等。 过程层设备:光CT/PT,合并单元,智能开关等。
二、IEC61850规约的结构和内容
IEC61850规约的结构和内容
系统概貌: IEC61850-1 介绍和概述
介绍了整个61850系列标准的制定目的、历史沿革,对61850的其它标准的核心内容作了一个提炼并加以 介绍,对以后的标准中涉及的核心概念作了初步的阐述。
IEC61850-2 IEC61850-3 IEC61850-4
61850入门学习规约详解共23页

④合并单元发送采样值报文均为组播包,且物理组播地址取为 01-0C-CD-04-00-00到01-0C-CD-04-01-FF之间,IED通过在MAC层采取 硬件地址过滤方法接收。
三、61850标准构成
系统方面 Part 1: 介绍和概述 Part 2: 术语 Part 3: 总体要求 Part 4: 系统和项目管理 Part 5: 功能通信要求和设备模型
配置 Part 6: 变电站中智能电子设备通信配 置描述语言
测试 Part 10: 一致性测试
数据模型 变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构 Part 7-4: 兼容逻辑节点和数据类 Part 7-3: 公共数据类
⑤对变电站自动化系统中的对象进行统一建模,包括数据模型 和服务模型,采用面向对象技术(过去面向点)和独立于网络结构 的抽象通信服务接口(ACSI),增强了设备间的互操作性,可以在不 同厂家的设备之间实现无缝连接,适应网络技术迅猛发展 , 向网络 开放;
⑥实现站内的公用信息共享、简化信息架构及变电站架构,开 放式系统,避免多余的中间数据转换,便于扩展维护;
2、采用IEC61850协议与数字化CT/PT的实用型数字化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准来实现。 间隔层和变电站层设备全部数字化。过程层采用ECT/EVT和常规的 开关(SW/CB)。间隔层的保护、测控设备可以通过以太网接收 ECT/EVT的合并单元发来的采样数据和状态量数据,可实现多个间 隔层设备共享同一过程数据。过程层网络可以是一个简单网络,也 可以在同一物理网上根据需要设子网,或根据需要分由不同的物理 子网组成。数据流为单向。
电网IEC61850技术培训ppt课件

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
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使用以太网技术。 • 总线型和环网以及双网或单网等多种形式。
• 以太网交换机必须支持优先级设置 (IEEE802.1Q)和虚拟局域网(VLAN, IEEE802.1P)。
IEC61850标准介绍-工程配置语言SCL
• 基于XML技术,IEC61850定义了一种变电站 配置语言(SCL),描述变电站自动化系统 与一次开关场之间的关系及IED配置情况。 • SCL提供了统一工程数据格式。 • SCL有4种文件类型, 1)系统规范描述文件(SSD) 2)系统配置描述文件(SCD) 3)IED能力描述文件(ICD) 4)IED配置后的描述文件(CID)
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)
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 (局部)
IEC61850标准介绍-数据模型
IEC61850标准介绍-数据模型
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标准和传统变电站通信规约.pptx

development! … attracts a lot
of attention from customers and vendors!
One world One technology One standard
IEC 61850
2005-01-26 8
ABB Automation Technologies AB, 2005 ©
以太网103的技术
1:嵌入式以太网技术(TCP,UDP) 2:IEC104通信规约 3:IEC103通信规约
2005-01-26 5
ABB Automation Technologies AB, 2005 ©
以太网103优缺点
➢ 开关跳闸 ➢ 录波启动 ➢ 联闭锁
ABB Automation Technologies AB, 2005 ©
2005-01-26 17
* IED: Intelligent Electronic Device
Horizontal (peer-to-peer) communication
Station computer
GOOSE = Generic Object Oriented System-wide Events
2005-01-26 18
ABB Automation Technologies AB, 2005 ©
MAC地址
2005-01-26 19
MAC地址:每块网卡在生产出来 后,除了基本的功能外,都有 一个唯一的编号标识自己。全 世界所有的网卡都有自己的唯 一标号,是不会重复的。这个 MAC地址是由48位2进制数组 成的,通常分成6段,用16进 制表示就是类似00-D0-09-A1D7-B7的一串字符。
许继iec61850-9-2(le版)通信规约

用于 80 点采样率的采样值的传送。
用于 256 点采样率的采样值的传送。 对应于 TCTR 和 TVTR 中的 HzRtg 数据属性。
3.5 IED 一个 MU 是一个 LD。允许一个 IED 中存在多个 MU(LD)。气
时钟源: 典型的时钟源的 1PPS 产生于 GPS 接收器。它具备±1μs 的精度。
同步运行:
第 4页
许继电气
许继 IEC61850-9-2(LE 版)通信规约
MU 与 Global 1PPS 同步时,SV 报文中的 SmpSynch 属性赋成 2。MU 与 Local 1PPS 同步时,SV 报文中的 SmpSynch 属性赋成 1。
FALSE FALSE
注解
配置,采用 9-2 中的推荐值: 01-0C-CD-04-xx-xx
3.3 运行和对时约定 3.3.1 运行模式 Mod
支持如下属性: ON:正常运行状态,此时 MU 激活,发送数据。 TEST:测试状态,MU 发送数据,数据的 q 属性“test”标志置 TRUE。 OFF:复位状态,MU 不发数据。
非同步运行: MU 收不到同步脉冲信号,SV 报文中的 SmpSynch 属性赋成 0。
3.3.3 派生数据 如果采样数据不是采集实际的测量量,而是通过计算派生的,则对应 SAV
的 q 属性中的 derived 标志应置为 TRUE。
3.4 MU 的配置
表 7:需要配置的 MU 的参数
参数名
值域
LDName
注解
DataSet 定义固定不变
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许继电气
许继 IEC61850-9-2(LE 版)通信规约
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61850使用面向对象的方法给变电站统一建模,将变电站及相应设备的 功能进行抽象建模,将功能建模为逻辑节点,所有功能抽象为88个逻辑 节点,在标准的第五部分有这些逻辑节点的说明,然后在7-4部分中详细 介绍逻辑节点类的定义;逻辑节点内包含有数据(Data),7-3部分对公共 数据类(CDC)进行了定义,数据又有若干数据属性,所有的公共数据类 都派生自Data基类,Data基类在7-2中定义。正是这样一个分支结构建模 了变电站及其智能电子设备(IED)的功能。对于不同IED之间的数据交换, 是通过将信息模型(即上面所说的逻辑节点、数据、数据属性)映射到
2、采用IEC61850协议与数字化CT/PT的实用型数字化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准来实现。 间隔层和变电站层设备全部数字化。过程层采用ECT/EVT和常规的 开关(SW/CB)。间隔层的保护、测控设备可以通过以太网接收 ECT/EVT的合并单元发来的采样数据和状态量数据,可实现多个间 隔层设备共享同一过程数据。过程层网络可以是一个简单网络,也 可以在同一物理网上根据需要设子网,或根据需要分由不同的物理 子网组成。数据流为单向。
特点:①智能化一次设备、网络化二次设备;
②无论从逻辑概念还是物理概念上都将变电站的功能分为 3层,变电站层、间隔层和过程层。过程层主要完成开关量I/O、 模拟采样和控制命令的发送等与一次设备相关的功能;间隔层的 功能是利用本间隔的数据对本间隔的一次设备产生作用,如线路 保护设备或间隔控制设备;变电站的功能分为两类,一是与过程 相关的功能,主要指利用各个间隔或全站的信息对多个间隔或全 站的一次设备发生作用的功能,如母线保护和全站范围内的逻辑 闭锁功能,二是与接口相关的功能,主要指与远方控制中心等通 信;
二、61850体系下的数据流和接口
10
7
变电站层
功能A
9
功能B
1,6
间隔层 保护
3
控制
8
保护
1,6
3
控制
过程层
4,5
过程接口
4,5
传感器
执行机构
高压设备
接口含义: IF1:间隔层和变电站层之间保护数据交换; IF2:间隔层与远方保护(不在本标准范围)之间保护数据交换; IF3:间隔层内数据交换; IF4:过程层和间隔层之间电压互感器PT 和电流互感器CT 瞬时数
⑦通信协议:独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务 接口(ACSI)。建立了标准兼容服务器所必须提供的通信服务的模型, 包括服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型和数据 集模型。客户通过ACSI,由特殊通信服务映射(SCSM)映射到所采用 的具体协议栈,如制造报文规范(MMS)等;
⑧如没有数字式的开关(ESW/ECB),可以将传统开关通过 智能单元接入;
③将采样值以串行单向点对多点方式映射到底层实际的对象和通 信协议中点对点传输,通信发送方只有一个(合并单元),接收方是 一个或多个智能设备,且其传输方向是单向的;
④合并单元发送采样值报文均为组播包,且物理组播地址取为 01-0C-CD-04-00-00到01-0C-CD-04-01-FF之间,IED通过在MAC层采取 硬件地址过滤方法接收。
据交换(尤其是采样); IF5:过程层和间隔层之间控制数据交换; IF6:间隔和变电站层之间控制数据交换; IF7:变电站层与远方工程师办公地数据交换; IF8:间隔之间直接数据交换,尤其是象联锁这样快速功能; IF9:变电站层内数据交换; IF10:变电站(装置)和远方控制中心之间控制数据交换(不在 本标准范围)。
一、数字化变电站方案 二、61850体系下的数据流和接口 三、61850标准构成 四、61850与传统规约对比 五、通信功能映射及框架 六、数据模型和ACSI服务模型
一、数字化变电站方案
1、采用IEC61850协议、数字化CT/PT、智能一次设备的完全型数字 化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准来实现。 间隔层和变电站层设备全部数字化。过程层采用ECT/EVT和数 字式的开关(ESW/ECB)。采样值传输使用IEC61850-9-2标准, 不需要合并单元。
说明:①合并单元(MU)主要功能是同步采集多路(最多12路) ECT/EVT输出的数字信号后并按照规定的格式发送给保护、测控设 备。帧内容中除了有电流、电压采样值信息外,还有一些标志采样 值是否有效的状态信息、同步信息和设备维修信息等;
②采样值传输使用IEC61850-9-1标准,面向间隔原则,以太网 数据帧格式固定,12路采样值,可以包含状态量;
抽象通信服务 变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构 Part 7-2: 抽象通信服务接口(ACSI) Part 7-1: 原理和模型
特殊通信服务映射(SCSM) Part 8-1: 映射到制造商报文MMS Part 9-1: 通过单向多路点对点串行通信连接模拟采 样值 Part 9-2: IEEE 802.3之上的模拟采样值
⑤对变电站自动化系统中的对象进行统一建模,包括数据模型 和服务模型,采用面向对象技术(过去面向点)和独立于网络结构 的抽象通信服务接口(ACSI),增强了设备间的互操作性,可以在不 同厂家的设备之间实现无缝连接,适应网络技术迅猛发展 , 向网络 开放;
⑥实现站内的公用信息共享、简化信息架构及变电站架构,开 放式系统,避免多余的中间数据转换,便于扩展维护;
三、61850标准构成
系统方面 Part 1: 介绍和概述 Part 2: 术语 Part 3: 总体要求 Part 4: 系统和项目管理 Part 5: 功能通信要求和设备模型
配置 Part 6: 变电站中智能电子设备通信配 置描述语言
测试 Part 10: 一致性测试
数据模型 变电站和线路(馈线)设备的基本通信结构 Part 7-4: 兼容逻辑节点和数据类 Part 7-3: 公共数据类
③设计、施工、运行维护简单,工作量减小,节省人力及 时间,成本降低;
④电子式互感器(ECT/EVT)及智能开关(ESW/ECB)技术的应用, 越来越多的间隔层功能(模拟量、开关量采集等)下放到过程层; 保护测控装置取消模拟量采集及控制出口软硬件模块,代之以光纤 通信接口;一次侧大电流情况下无饱和问题,为暂态量保护提供真 实可靠的数据;没有开路产生高压问题;
3、仅采用IEC61850协议的过渡型数字化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准 来实现。间隔层和变电站层设备全部数字化,方便实 现61850标准的各厂家IED接入,没有实现61850标准 的设备需通过61850转换网关将传统规约转为61850。 过程层仍然为模拟信号设备的常规CT/VT、开关 (SW/CB)。