IEC61850标准技术介绍_工程调试版课件.pptx
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1、IEC61850IEC61850技术介绍技术介绍什么是IEC 61850IEC 61850 功能示例实施IEC61850的必要性IEC61850 简要介绍IEC 61850系列标准的全称是变电站通信网络和系系列标准的全称是变电站通信网络和系统统(Communication Networks and Systems in Substations),它规范了变电站内智能电子设备,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)之间的通信行为和相关的系统要求IEC 61850是国际电工委员会是国际电工委员会TC57工作组针对解决工作组针对解决变电站自动化系统面临的互操作性问题最
2、新制定的变电站自动化系统面临的互操作性问题最新制定的变电站通信网络和系统系列标准,为基于网络变电站通信网络和系统系列标准,为基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准。目前,通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准。目前,IEC61850共共14个部份已经全部通过为国际标准,个部份已经全部通过为国际标准,我国的标准化委员会对我国的标准化委员会对61850系列标准进行了同步系列标准进行了同步的跟踪和翻译工作的跟踪和翻译工作什么是IEC61850什么是IEC61850IEC 61850IEC 61850系列标准吸收了多种国际最先进的新技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
3、使用的多个领域内术,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的其它国际标准作为6185061850系列标准的一部分。所系列标准的一部分。所以它是一个十分庞大的标准体系,而不仅仅是一以它是一个十分庞大的标准体系,而不仅仅是一个通信协议标准个通信协议标准它采用面向对象的建模技术,面向未来通讯的可它采用面向对象的建模技术,面向未来通讯的可扩展架构,来实现扩展架构,来实现“一个世界,一种技术,一个一个世界,一种技术,一个标准标准”的目标的目标什么是IEC61850制定出在变电站中最好的互操作性和竞争性的全球使用的标准制定出在变电站中最好的互操作性和竞争性的全球使用的标准目标目标 通过通
4、过SNTP时间同步时间同步系统构建系统构建IEC 61850间隔与间间隔与间隔隔之间的通之间的通信信采用采用Comtrade格式的故障录波格式的故障录波使用使用TCP-IP的标准通信的标准通信基于以太基于以太网的标准网的标准变电站变电站组态语言组态语言定义保护定义保护和控制功能和控制功能 它不仅是一个通信规约它不仅是一个通信规约 它是一个全球的变电站自动化的标准。它是一个全球的变电站自动化的标准。使用面向对象建模技术使用面向对象建模技术 使用分布、分层体系使用分布、分层体系 使用抽象通信服务接口(使用抽象通信服务接口(ACSIACSI)、特殊通信服务)、特殊通信服务映射映射SCSMSCSM技术
5、技术 使用使用MMSMMS技术技术 具有互操作性具有互操作性 具有面向未来的、开放的体系结构。具有面向未来的、开放的体系结构。实现一个世界实现一个世界 、一种技术、一种技术、一个标准一个标准什么是IEC61850实施IEC61850的必要性变电站内设备众多,通信接口不统一RS-232/422/485CAN、Lonworks等以太网(10M、100M)实施IEC61850的必要性站内通信规约不统一IEC60870-5-103CDTMODBUS各厂家自行定义的规约实施IEC61850的必要性通信接口、规约不统一带来的问题需要大量的规约转换设备,通信层次多,存在通信瓶颈现场联调工作量大,不同厂家间对
6、通信规约的理解不尽相同,容易相互推诿、扯皮,影响工程进度和工程质量调试、试验过程存在许多不确定因素各厂家网络103规约的差异 标准的标准的标准的标准的IEC60870-5-103IEC60870-5-103IEC60870-5-103IEC60870-5-103、101101101101、104104104104和盛科技网络103南瑞科技网络103龙源智光网络103北京四方网络103其他厂家的101、104武汉南瑞网络103实施IEC61850的必要性IEC61850的发展和应用符合未来技术发展方向国际上ABB、SIEMENS等大公司纷纷采用IEC61850通信规范,并推出相应的产品国网公司的
7、大力推进,组织多次互操作测试随着电子技术、变电站自动化技术以及通信技术的发展和在变电站自动化系统中的广泛应用,国内目前已具备实施IEC61850标准的技术基础只有 IEC 61850 能提供变电站IT的全面解决方案所有主要的变电站技术的供货商都支持IEC 61850标准IEC TC57工作组 10,11 和12 明确申明IEC61850 作为变电站自动化的唯一标准一个世界一种技术一个标准IEC 61850IEC 60870IEC 61970经验经验国际认同标准国际认同标准I E C 6 1 8 5 0US 通过通过 UCA 2实施IEC61850的必要性MMS的特点互操作性互操作性 定义了交换
8、报文的格式定义了交换报文的格式-结构化层次化的数据表示方法结构化层次化的数据表示方法-可以表示任意复杂的数据结构可以表示任意复杂的数据结构-ASN.1-ASN.1编码可以适用于任意计算机环境编码可以适用于任意计算机环境 定义了针对数据对象的服务和行为;定义了针对数据对象的服务和行为;独立性独立性 为用户提供了一个独立于所完成功能的通用通信为用户提供了一个独立于所完成功能的通用通信环境;环境;MMS 对象 及 服务遥信、开入等信号类数据的上送功能通过BRCB(有缓冲报告控制块)来实现,映射到MMS的读写和报告服务。通过有缓冲报告控制块,可以实现遥信和开入的变化上送、周期上送、总召、事件缓存。由于
9、采用了多可视的实现方案,使得事件可以同时送到多个后台。此外,单可视方式是可选的。MMS实现:实现:信号上送信号上送遥测、保护测量类数据的上送功能通过URCB(无缓冲报告控制块)来实现,映射到MMS的读写和报告服务。通过无缓冲报告控制块,可以实现遥测的变化上送、周期上送、总召。由于采用了多可视的实现方案,使得事件可以同时送到多个后台。此外,单可视方式是可选的。MMS实现:实现:测量上送测量上送定值功能通过定制控制块(SGCB)来实现,映射到MMS的读写服务。通过定制控制块,可以实现选择定值区进行召唤、修改、定制区切换。MMS实现:实现:定值定值 遥控、遥调等控制功能通过IEC61850的控制相关
10、数据结构实现,映射到MMS的读写和报告服务。IEC61850提供多种控制类型,PCS系列装置实现了增强型SBOw功能和直控功能,支持检同期、检无压、闭锁逻辑检查等功能。MMS实现:实现:控制控制 我国的标准化委员会对我国的标准化委员会对6185061850系列标准进行了同步的跟踪和翻译工系列标准进行了同步的跟踪和翻译工作,制定了作,制定了DL/T860DL/T860系列标准,等同采用国际电工委员会系列标准,等同采用国际电工委员会IEC61850IEC61850系列标准。系列标准。系统概貌系统概貌系统概貌系统概貌1 1 介绍和概述介绍和概述2 2 术语术语3 3 总体要求总体要求4 4 系统和项
11、目管理系统和项目管理5 5 功能的通信要求和设备模型功能的通信要求和设备模型数据模型数据模型数据模型数据模型 变电站和馈线设备的基本通信结构变电站和馈线设备的基本通信结构7-4 7-4 兼容逻辑节点类和数据类兼容逻辑节点类和数据类7-3 7-3 公用数据类公用数据类抽象通信服务抽象通信服务抽象通信服务抽象通信服务 变电站和馈线设备的基本通信结构变电站和馈线设备的基本通信结构7-2 7-2 抽象通信服务接口抽象通信服务接口(ACSI)(ACSI)7-1 7-1 原理和模型原理和模型配置配置配置配置6 6 变电站自动化系统配置描述变电站自动化系统配置描述 语言语言映射到实际通信网络映射到实际通信网
12、络映射到实际通信网络映射到实际通信网络8-1 8-1 映射到映射到MMSMMS和和ISO/IEC8802-3ISO/IEC8802-39-1 9-1 通过单向多路点对点串行通信链路采样值通过单向多路点对点串行通信链路采样值 9-2 ISO8802-39-2 ISO8802-3之上的采样值之上的采样值测试测试测试测试10 10 一致性测试一致性测试IEC61850 简要介绍IEC61850IEC61850标准核心标准核心数据数据服务接口逻辑节点及其数据对象具体应用通信协议网络通信协议信息模型IEC61850-7-3/7-4信息交换IEC61850-7-2通信映射IEC61850-8-1/9-1/
13、9-2使用配置描述语言的配置文件IEC61850-6IEC61850 简要介绍模型结构框图模型结构框图TimeFileIEC61850 简要介绍IEC61850IEC61850的信息构成的信息构成-DATA-DATAIEC61850 简要介绍IEC61850IEC61850的信息构成的信息构成实例实例IEC61850 简要介绍IEC61850的建模方法的建模方法IEC61850 简要介绍服务器设备模型我是我有这些模型客客 户户自我描述我知道了!逻辑设备(LOGICAL DEVICE)逻辑节点1(XCBR)逻辑节点2(MMXU)数据属性(Dattr)数 据(DATA)逻辑节LN(1到n)逻辑设L
14、D(1到n)服务器服务器(SERVER)100/1000Mbps100/1000Mbps以太网以太网面向对象模型面向对象模型IEC61850 简要介绍数据自描述数据自描述 与与IEC60870IEC608705 5面向点的描述方法不同,面向点的描述方法不同,IEC61850IEC61850对于信息均采用对于信息均采用面向对象自我描述的方法,虽然传输时开销增加,由于网络技术面向对象自我描述的方法,虽然传输时开销增加,由于网络技术的发展,传输速率提高,使得面向对象自我描述方式成为实现。的发展,传输速率提高,使得面向对象自我描述方式成为实现。目前所使用的传输协议传输信息的方法是变电站的远动设备的某目
15、前所使用的传输协议传输信息的方法是变电站的远动设备的某个信息,要和调度控制中心的数据库预先约定,一一对应,才能个信息,要和调度控制中心的数据库预先约定,一一对应,才能正确反映现场设备的状态,在现场验收前,必须将每一个信息动正确反映现场设备的状态,在现场验收前,必须将每一个信息动作一次,以验证其正确性,这种技术是面向点的。作一次,以验证其正确性,这种技术是面向点的。由于新的技术的不断发展,变电站内的新应用功能不断出现,需由于新的技术的不断发展,变电站内的新应用功能不断出现,需要传输新的信息,已经定义好的协议可能无法传输这些新的信息,要传输新的信息,已经定义好的协议可能无法传输这些新的信息,使得新
16、的功能的应用受到限制,采用面向对象自我描述方法就可使得新的功能的应用受到限制,采用面向对象自我描述方法就可以适应这种形势发展的要求,不受预先约定的限制,什么样的信以适应这种形势发展的要求,不受预先约定的限制,什么样的信息都可以传输。采用面向对象自我描述的方法,传输到调度控制息都可以传输。采用面向对象自我描述的方法,传输到调度控制中心的数据都带说明,马上建立数据库,使得现场验收的验证工中心的数据都带说明,马上建立数据库,使得现场验收的验证工作简化,数据库的维护工作量大大减少。作简化,数据库的维护工作量大大减少。IEC61850 简要介绍基本信息概念模型基本信息概念模型 SERVER(SERVER
17、(服务器服务器)代表设备的外部可视性能。所有其他代表设备的外部可视性能。所有其他ACSIACSI模模型是服务器的一部分。型是服务器的一部分。注注:服务器有两种角色服务器有两种角色:和客户通信和客户通信(DLIT860(DLIT860中的大多数服务中的大多数服务模型可以和客户设备通信模型可以和客户设备通信),向对等设备发送信息,向对等设备发送信息(例如采样值例如采样值)。LOGICAL-DEVICE(LDLOGICAL-DEVICE(LD逻辑设备逻辑设备)包含由一组域特定应用功能产包含由一组域特定应用功能产生和使用的信息生和使用的信息;功能定义为功能定义为 LOGICAL-NODE.LOGICA
18、L-NODE.LOGICAL-NODE(LN LOGICAL-NODE(LN逻辑节点逻辑节点)包含由域特定应用功能例如过包含由域特定应用功能例如过电压保护或断路器等产生和使用的信息。电压保护或断路器等产生和使用的信息。DATA DATA 提供各种手段去规定包含在提供各种手段去规定包含在 LOGICAL-NODE LOGICAL-NODE内的类型信内的类型信息,例如带品质信息和时标的开关位置。息,例如带品质信息和时标的开关位置。IEC61850 简要介绍 IEC61850 IEC61850基本数据单元基本数据单元基本数据单元基本数据单元 IEC61850IEC61850规约提供的标规约提供的标准
19、模板包括逻辑节点、公准模板包括逻辑节点、公共数据类和基本数据类型共数据类和基本数据类型三类。这些模型涵盖了电三类。这些模型涵盖了电力系统应用的各个方面。力系统应用的各个方面。作为最基本的功能单元,作为最基本的功能单元,逻辑节点按照可以划分为逻辑节点按照可以划分为1313大类,以首字母区分。大类,以首字母区分。逻辑节点由更基本的逻辑节点由更基本的CDCCDC(公共数据类)组成。(公共数据类)组成。CDC CDC是描述数据对象的是描述数据对象的标准结构,标准结构,由预先定义的由预先定义的简单对象组成的复杂对象,简单对象组成的复杂对象,通过通过FCFC(功能约束)组织(功能约束)组织起来。起来。FC
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