1、IEC 61850入門(mén),銀山網(wǎng)絡(luò),主要內(nèi)容,IEC 61850是什么 IEC 61850與傳統(tǒng)對(duì)比 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn) 如何實(shí)現(xiàn)一/二次設(shè)備智能化 如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò),IEC61850是什么,IEC61850是國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）頒布的新一代的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) 。最后一部分在2003年頒布，國(guó)內(nèi)頒布的等同的標(biāo)準(zhǔn)為DL/T860.XX-2006。 它不是一個(gè)單純的通信協(xié)議，它定義了一套實(shí)現(xiàn)智能化變電站的標(biāo)準(zhǔn)體系。 闡述了智能化變電站的總體要求 闡述變電站系統(tǒng)的建模方法 制定了滿足實(shí)時(shí)信息和其它信息傳輸要求的服務(wù)模型 規(guī)定了協(xié)議棧，闡述了應(yīng)用到協(xié)議映射方法及相關(guān)協(xié)議,IEC61850的

2、目標(biāo),互操作性 -不同廠家的IED之間交互數(shù)據(jù) -使用這些數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自己的功能 自由組態(tài) -自由分配智能設(shè)備的功能 -支持客戶的任意設(shè)計(jì)理念集中式或分布式系統(tǒng) 長(zhǎng)期穩(wěn)定性 -面向未來(lái) -符合通信系統(tǒng)主流的發(fā)展方向 -符合系統(tǒng)發(fā)展的要求,數(shù)字化變電站的優(yōu)點(diǎn),小的占地空間 少的建筑工程量 少的可見(jiàn)范圍,測(cè)試時(shí)間縮短 可同時(shí)安裝 較少的線夾 較少的絕緣,快速的維護(hù),按需維護(hù) 隔離開(kāi)關(guān)免維護(hù) 不需校驗(yàn),開(kāi)關(guān)站內(nèi)較少的工作量 CT/VT 的設(shè)備安全 滿足各種安全標(biāo)準(zhǔn),傳統(tǒng)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),Router switch,NetworkControlCenter,HSI,Engineering/Monito

3、ring,IEC 103 站總線,Switchgear,CTs/VTs,站層,間隔層,過(guò)程層,電纜,數(shù)字化變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),ModernSwitchgear,ModernCTs/VTs,ModernSwitchgear,ModernCTs/VTs,EthernetSwitch,EthernetSwitch,Router switch,HSI,Engineering/Monitoring,IEC 61850-8-1 站總線,過(guò)程總線,過(guò)程總線,NetworkControlCenter,站層,間隔層,過(guò)程層,與傳統(tǒng)變電站的比較,與傳統(tǒng)變電站的比較,智能化變電站把設(shè)備劃分在3個(gè)功能層上:變電站層

4、、間隔層、過(guò)程層 一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化。電子式互感器代替了原來(lái)的電磁式互感器；一次設(shè)備采用微處理器設(shè)計(jì)，通過(guò)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)跟二次設(shè)備交換數(shù)據(jù)，取消了原來(lái)的電纜連接 二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。繼電保護(hù)、故障錄波和電壓無(wú)功控制裝置等通過(guò)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)連接，取消原來(lái)的電纜連接。不僅能傳送I/O量，還能傳送模擬量,站層與間隔層通信,傳統(tǒng)： 規(guī)約：IEC60870-103等 物理連接：串口485，以太網(wǎng)絡(luò)等 IEC61850： 規(guī)約：工業(yè)制造報(bào)文（MMS） 物理連接：以太網(wǎng)絡(luò),間隔之間通信,傳統(tǒng)：電纜接開(kāi)關(guān)量 IEC61850： 規(guī)約：GOOSE 物理連接：光纖以太網(wǎng) 特點(diǎn)：除傳輸開(kāi)關(guān)外，還可傳輸模擬量,間隔與過(guò)程層通信,傳統(tǒng)

5、:電纜連接 IEC61850模擬量: 規(guī)約：規(guī)約9-1、9-2、60044-8 物理連接：光纜 IEC61850智能開(kāi)關(guān)等設(shè)備： 規(guī)約： GOOSE 物理連接：光纖以太網(wǎng),IEC61850 標(biāo)準(zhǔn),概 論,Part 1,術(shù) 語(yǔ),Part 2,總體要求,Part 3,系統(tǒng)和項(xiàng)目管理,Part 4,通信要求,Part 5,通信描述配置語(yǔ)言,Part 6,基本通信結(jié)構(gòu),Part 7,Part 9,采樣值,Part 8,一致性檢測(cè),Part 10,映射到以太網(wǎng),映射到MMS和以太網(wǎng),IEC 61850主要部分,第6部分-變電站配置描述語(yǔ)言（SCL） 第7-1部分-原理和模型 第7-2部分-抽象通信服務(wù)接

6、口（ACSI） 第7-3部分-公用數(shù)據(jù)類 第7-4部分-兼容的邏輯節(jié)點(diǎn)類和數(shù)據(jù)類 第8-1部分-特定通信服務(wù)（SCSM）映射到MMS 和ISO/IEC8802-3 第9-1部分-特定通信服務(wù)（SCSM）通過(guò)串行單方向多點(diǎn)共線點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路傳輸采樣測(cè)量值 第9-2部分-特定通信服務(wù)（SCSM）通過(guò)ISO/IEC8802-3傳輸采樣測(cè)量值,第6部分 變電站配置描述語(yǔ)言,本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)第5和第7部分描述智能電子設(shè)備的配置和通信系統(tǒng) 也描述了一次設(shè)備和智能設(shè)備的關(guān)系 目的是允許不同廠家的配置工具和系統(tǒng)配置工具間可互操作的交換通信系統(tǒng)配置數(shù)據(jù) 本語(yǔ)言基于XML,SCL描述的模型,一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 通信系統(tǒng) 應(yīng)用層通

7、信 每個(gè)IED 實(shí)例的邏輯節(jié)點(diǎn)類定義 實(shí)例邏輯節(jié)點(diǎn)和IED的關(guān)系，IED和一次設(shè)備的關(guān)系,SCL對(duì)象關(guān)系圖,SCL文件類型,ICD 描述IED的能力 CID 配置后的描述文件 SCD 包括全部IED、通信配置段和變電站段，是對(duì)整個(gè)變電站的描述 SSD 系統(tǒng)規(guī)范描述文件,一段SCD文件示例,第7-1部分-原理和模型,本標(biāo)準(zhǔn)為變電站設(shè)備（保護(hù)設(shè)備，斷路器，主站等）之間通信和交互的概述 闡述了建模方法 闡述了通信原理 闡述了信息模型,自動(dòng)化變電站拓?fù)?信息模型,信息模型,上圖斷路器建模為圖中部的虛擬模型 標(biāo)準(zhǔn)的方法是將應(yīng)用功能分解為與之交換信息的最小實(shí)體，合理的分配這些實(shí)體到專用設(shè)備 這些實(shí)體稱為邏

8、輯節(jié)點(diǎn)，這個(gè)例子中邏輯節(jié)點(diǎn)XCBR代表右側(cè)斷路器 邏輯節(jié)點(diǎn)包含具有專門(mén)數(shù)據(jù)屬性的數(shù)據(jù)表。數(shù)據(jù)具有定義好的結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義。通用邏輯點(diǎn)在第7-4部分說(shuō)明，通用數(shù)據(jù)在第7-3部分說(shuō)明 由特定的通信手段（SCSM，例如采用MMS、TCP/IP經(jīng)以太網(wǎng)）實(shí)現(xiàn)服務(wù),通信原理,通信原理,定義了抽象通信服務(wù)接口（ACSI），使智能設(shè)備的通信接口統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和互操作。ACSI在第72部分詳細(xì)介紹 定義特定通信服務(wù)映射（SCSM），使通信協(xié)議與實(shí)際應(yīng)用分離。SCSM在第8-1、9-1、9-2部分說(shuō)明,第7-2部分-抽象通信服務(wù)接口,用于 實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)和檢索 控制設(shè)備 控制設(shè)備 控制設(shè)備 事件報(bào)告和日志 發(fā)布者

9、/訂戶 設(shè)備的自我描述 數(shù)據(jù)選型和新出現(xiàn)的數(shù)據(jù)類型 文件傳輸,ACSI基本類模型,ACSI基本類模型,SERVER代表設(shè)備的外部可視性能 LOGICAL-DEVICE包含一組特定功能信息 LOGICAL-NODE一個(gè)特定應(yīng)用功能如過(guò)電壓保護(hù) DATA代表一個(gè)信息，如斷路器位置,ACSI服務(wù)模型,ACSI服務(wù)模型,DATA-SET是一組信息集合，這組信息可以用于生成報(bào)告、日志或直接訪問(wèn) 取代服務(wù)用于把運(yùn)行設(shè)備中的某個(gè)值用其它值代替 SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK提供定值切換和定值編輯服務(wù) REPORT-CONTROL-BLOCK和LOG-CONTROL-BLOCK提供了根

10、據(jù)條件生成報(bào)告和日志的服務(wù) 通用變電站事件控制塊（GOOSE）提供了一種快速可靠，IED設(shè)備之間的平行通信服務(wù) 采樣控制塊提供快速和循環(huán)的采樣值傳輸服務(wù) 控制提供控制服務(wù)，如控制斷路器 時(shí)間和時(shí)間同步為設(shè)備和系統(tǒng)提供時(shí)間基準(zhǔn) 文件傳輸定義了大型數(shù)據(jù)的交換,ACSI服務(wù)一覽,第7-3部分-公用數(shù)據(jù)類,本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定公共屬性類和公用數(shù)據(jù)類，包括： 狀態(tài)信息的公用數(shù)據(jù)類 測(cè)量信息的公用數(shù)據(jù)類 可控狀態(tài)信息的公用數(shù)據(jù)類 可控模擬設(shè)定值信息的公用數(shù)據(jù)類 狀態(tài)定值的公用數(shù)據(jù)類 模擬定值的公用數(shù)據(jù)類 這些公用數(shù)據(jù)類的屬性類型,示例單點(diǎn)數(shù)據(jù)類,示例品質(zhì)屬性類,第7-4部分-兼容的邏輯節(jié)點(diǎn)類,本部分規(guī)定變電應(yīng)用功能

11、相關(guān)的邏輯節(jié)點(diǎn) 規(guī)定了多重實(shí)例及邏輯節(jié)點(diǎn)類和數(shù)據(jù)專有擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)命名規(guī)則,邏輯節(jié)點(diǎn)按功能分組,部分保護(hù)功能組邏輯節(jié)點(diǎn),示例距離保護(hù)邏輯節(jié)點(diǎn),第8-1部分-特定通信服務(wù)（SCSM）映射到MMS 和ISO/IEC8802-3,本部分規(guī)定了通信協(xié)議棧 定義了ACSI的對(duì)象和服務(wù)到MMS和ISO/IEC8802-3幀之間的映射 定義了使用MMS（ISO9506）服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的標(biāo)準(zhǔn)方法 定義了GOOSE協(xié)議，實(shí)現(xiàn)變電站通用事件傳輸服務(wù),SCSM由三部分組成,協(xié)議棧的詳細(xì)說(shuō)明 第7部分的抽象規(guī)范到該協(xié)議棧實(shí)際元素的映射方法 協(xié)議棧中未包含的功能性實(shí)施規(guī)范,通信協(xié)議棧,映射到MMS使用的對(duì)象和服務(wù),MM

12、S報(bào)告報(bào)文示例,GOOSE 信息的發(fā)送時(shí)序,GOOSE報(bào)文定義,Wiresharp打開(kāi)GOOSE報(bào)文樹(shù)結(jié)構(gòu),第9-1部分-通過(guò)串行方式傳輸采樣值,過(guò)程層和間隔層之間 單向多路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接 模擬量傳輸服務(wù)映射 用于互感器合并單元與諸如繼電保護(hù)之間的通信,單向多路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行鏈路示例,91應(yīng)用層,ASDU格式,ASDU格式接上一頁(yè),第9-2部分-傳輸采樣測(cè)量值,說(shuō)明了第72部分傳輸采樣值服務(wù)映射 可以用于間隔之間的采樣傳輸,92應(yīng)用層,有4個(gè)ASDU的APDU幀,如何實(shí)現(xiàn)一/二次設(shè)備智能化,設(shè)備基于微處理器設(shè)計(jì) 對(duì)變電站系統(tǒng)建模，以功能節(jié)點(diǎn)為功能單位 將功能節(jié)點(diǎn)合理的分配到IED 用SCL語(yǔ)言對(duì)IED

13、進(jìn)行描述 實(shí)現(xiàn)ACSI服務(wù)，使訪問(wèn)都有統(tǒng)一的接口 應(yīng)用SCSM映射，使應(yīng)用和通信協(xié)議無(wú)關(guān)，兩者可以獨(dú)立發(fā)展,IED數(shù)據(jù)模型,分解功能和構(gòu)建設(shè)備過(guò)程,IED合成的例子,IED合成的例子,包含的邏輯節(jié)點(diǎn)為PTOC（定時(shí)過(guò)流保護(hù)）、PDIS（距離保護(hù)）、PTRC（跳閘調(diào)理）、XCBR（斷路器） （2）、（3）種情況擁有XCBR LN的IED可以集成到實(shí)際斷路器，也可以和情況（1）一樣用硬連線和斷路器相連。,SCL配置流程,SCL配置,配置信息在間隔層和變電站后臺(tái)的傳遞過(guò)程，就實(shí)現(xiàn)了通信雙方信息互操作,如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò),變電站系統(tǒng)分為三層結(jié)構(gòu)：站層、間隔層、過(guò)程層 個(gè)層用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)連接，取消原有的電纜

14、 模擬采樣值映射到9-1,9-2傳輸 通用變電站事件映射到GOOSE傳輸 時(shí)間同步映射到簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（SNPT） 控制、報(bào)告等映射到MMS,變電站通信接口模型,變電站通信接口模型,接口1：間隔層和變電站層之間保護(hù)數(shù)據(jù)交換 接口2：間隔層與遠(yuǎn)方保護(hù)（不在本標(biāo)準(zhǔn)范圍）之間數(shù)據(jù)交換 接口3：間隔層內(nèi)數(shù)據(jù)交換 接口4：過(guò)程層和間隔層之間電壓互感器PT和電流互感器CT瞬時(shí)數(shù)據(jù)交換 接口5：過(guò)程層和間隔層之間控制數(shù)據(jù)交換,變電站通信接口模型,接口6：間隔層和變電站層控制數(shù)據(jù)交換 接口7：變電站層與遠(yuǎn)方工程師辦公地?cái)?shù)據(jù)交換 接口8：間隔層之間直接數(shù)據(jù)交換 接口9：變電站層內(nèi)數(shù)據(jù)交換 接口10：變電站和遠(yuǎn)方控制中心的數(shù)據(jù)交換,YS-SCA1規(guī)約分析儀,規(guī)約分析儀的作用. 附加知識(shí):交換機(jī)的端口鏡像知識(shí). 分析儀的工作源理 分析儀在變電站中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).,規(guī)約分析儀的作用,為全站數(shù)字化設(shè)備之間的通訊過(guò)程進(jìn)行存貯，備查。用以分析數(shù)字化設(shè)備之間的工作協(xié)調(diào)性問(wèn)題，以便判斷是那個(gè)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題。 為全站數(shù)字化設(shè)備之間的通訊進(jìn)行實(shí)時(shí)的在線自動(dòng)分析異常，出送告警。,附加知識(shí):交換機(jī)的端口鏡像知識(shí).,交換機(jī)把某一個(gè)端口接收或發(fā)送的數(shù)據(jù)幀完全相同的復(fù)制給另一個(gè)端口；其中被復(fù)制的端口稱為鏡像源端口，復(fù)制的端口稱為鏡像目的端口,其鏡像目的端口只接收不發(fā)送任何數(shù)據(jù)幀。,分析儀的工作原理,分析儀在變電站中的