IEC61850规约报文分析

IEC61850规约报文分析

IEC61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准，它是由国际电工委员会第57技术委员会(IECTC57)的3个工作组10,11,12(WG10/11/12)负责制定的。此标准参考和吸收了已有的许多相关标准,其中主要有:IEC870-5-101远动通信协议标准;IEC870-5-103继电保护信息接口标准;UCA2.0(UtilityCommunicationArchitecture2.0)(由美国电科院制定的变电站和馈线设备通信协议体系);ISO/IEC9506制造商信息规范MMS (ManufacturingMessageSpecification)。变电站通信体系IEC61850将变电站通信体系分为3层:变电站层、间隔层、过程层。在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范(MMS)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)以太网或光纤网。在间隔层和过程层之间的网络采用单点向多点的单向传输以太网。变电站内的智能电子设备(IED,测控单元和继电保护)均采用统一的协议,通过网络进行信息交换。IEC61850的特点是1)面向对象建模;2)抽象通信服务接口;3)面向实时的服务;4)配置语言;5)整个电力系统统一建模。IEC61850建模了大多数公共实际设备和设备组件。这些模型定义了公共数据格式、标识符、行为和控制,例如变电站和馈线设备(诸如断路器、电压调节器和继电保护等)。

1 IEC 61850-5中的报文类型和特性分类功能与框架概述

以上为IEC61850规约报文类型框架概述，

其中 SV 表示采样值报文使用以太网组播方式；

GOOSE 表示通用面向对象变电站事件报文使用以太网组播方式；

TimeSync 表示时间同步报文使用UDP组播(广播)方式传送；

MMS Protocol 表示核心的ACSI服务报文采用TCP/RFC1006方式传送；

GSSE 表示通用变电站状态事件报文使用自定意的GSSE传输层；

2 传输层框架分析

GOOSE 传输层框架

TimeSync 时间同步的传输层-框架无连接的UDP数据报格式

SV采样值传输层-框架

IEE802.3以太网数据包MMS Protocol传输层-框架

TCP/RFC1006传输协议

3 报文格式说明

面向系统-范围事件的通用对象(Geneic object oriented systen -wide events GOOSE )

介绍

GOOSE提供了为快速的和可靠的数据系统-范围分配的可能性。基于自动分布的概念的GOOSE模型提供了一个高效的方法可以同时多路广播/广播传输一个报文和同一个GOOSE 报文向多个IED(智能电子装置)传输。

GOOSE模型是基于IED(智能电子装置)的输出(主要为状态信息)向对等(被登记enrolled)IED S(智能电子装置)异步报告，对于GOOSE模型, 输入输出的数据是从报告IED(智能电子装置)的方面来看的。

注1-许多领域应用例如继电保护、远方馈线跳闸、互锁、电压无功调度要求在实现这些应用的IEDS 之间对等通信。有许多发送它是为继电保护的IED的对等通信所寻址。

注2-为了定义映射，按照所采用的栈不同，达到什么样的可靠性和短的传输延时，实现方法是不同的。

多于一个的输出数据可以综合到采用广播或者多路广播的一个数据集之中。

由SetGOOSEControlValue服务对GOOSE控制对象进行参数化。GOOSE控制对象按照配置行为激活GOOSE报文传输。GOOSE报文将包含一些让接收IED知道一个报文已被丢失的信息、状态变位和自上次状态变位以后的时间。上次状态变位以后的时间称为“back time”。允许接收的IED设置相对给定事件的当地计时器。

一个新激活的IED(合上电源和重新服务)将发送现行数据(状态)当作启功GOOSE报文。任意一个IED任何时候都可以请求特定的IED的状态。同样全部IED可以发送它们的GOOSE报文，这样可以保证全部相关联的IED都知道它们的对等的IED的现行状态。

面向系统-范围事件的通用对象(GOOSE)控制类别

下表定义了GOOSE-CONTROL类别

表14 GOOSE控制定义

GOOSE控制类别

属性名字

GeNam

GooseEna

SndgLD

UserDatNam

Services∶

Actvate/Deactive(local services)

GetGOOSEControlValue

SetGOOSEControlValue

GOOSE-CONTROL∶∶= CLASS {

&gcNam ObjectName，

&gooseEna DA TA-ATTRIBUTE{

&dataAttributeName “GooseEna”，

&dataAttributeContent BOOLEAN{enabled(TRUE),DISABLED(FALSE)} ，

&dataAttributeCharacteristic gc}，

&sndgLD ObjectName，

&userDatNam DA TA-ATTRIBUTE{

&dataAttributeName “UserDatNam”，

&dataAttributeContent VisibleString，

&dataAttributeCharacteristic gc}，

…}

GeNam (GOOSE control name面向系统-范围事件的通用对象(GOOSE)控制名字) 它是GOOSE控制对象的名字，它唯一地识别在逻辑结点内的GOOSE控制。GooseEna(GOOSE enable面向系统-范围事件的通用对象(GOOSE)使能)

这个属性指出如果GOOSE控制对象被实际地使能去报告GOOSE报文。如果被设置为TRUE(真) ，服务器将产生如GOOSE控制对象中所规定的报文。如果设置为FALSE(假) ，服务器将仃止发出GOOSE报文。

注-此属性GooseEna在服务器运行后由服务器自动设置为TRUE(真) 。

SndgLD(Name of sending logical device发送逻辑装置名字)

这个是逻辑装置对象名字，它毫不含糊地识别发送逻辑装置。

UserDatNam(用户数据名字)

被包含在GOOSE报文中的对象所定义的用户名字。

面向系统-范围事件的通用对象(GOOSE)报文

面向系统-范围事件的通用对象(GOOSE)报文有如下结构∶

GOOSE报文定义

Attribute Name Attribute Type explanation

sendingIED VisibleString sending Intelligent electronic device

t TimeStamp time-stamp

seqNum INTEGER sequence number

stNUM INTEGER state number

usec INTEGER microsecond

userDat (any) user data

GooseMessage∶∶= SEQUENCE {

sendingIED VisibleString，

t TimeStamp,

seqNum INTEGER(1..MAX) DEFAULT 0，

stNUM INTEGER(1..MAX) DEFAULT 0，

usec INTEGER (1..999) DEFAULT 0，

…

userDat GOOSE-CONTENT,&content

}

GOOSE-CONTENT；；= CLASS {

& content，

…}