IEC 61850 电力系统应用技术内容简介

智能变电站作为智能电网基础的组成部分，其相关新技术的大量运用改变了变电站监控系统的网络结构和信息采集交互方式，从而对自动化人员的运行维护水平提出了更高的要求。为使自动化人员更快速且有效地掌握智能变电站自动化相关设备的运行维护技能，理解IEC 61850系列信息通信标准，提高智能变电站的自动化监控系统管理水平和运行维护、检修能力，国网辽宁省电力有限公司特组织人员编写关于智能变电站的系列丛书。|　《IEC 61850 电力系统应用技术》共分九章，包括IEC 61850通信规约的发展、IEC 61850总体介绍、IEC 61850建模基础、抽象通信服务接口、特定通信服务映射、变电站配置语言、MMS服务及报文解析、GOOSE服务及报文解析、SV服务及报文解析。|　《IEC 61850 电力系统应用技术》可供从事智能变电站设计、安装调试、运行维护及检修试验的相关技术和管理人员学习、培训使用。|

前言

第一章 IEC 61850通信规约的发展

第二章 IEC 61850总体介绍

第三章 IEC 61850建模基础

第一节 概述

第二节 原理及建模

第三节 信息分层模型

第四章 抽象通信服务接口

第五章 特定通信服务映射

第一节 概述

第二节 通信协议栈

第三节 SCSM特定服务映射到MMS

第六章 变电站配置语言

第七章 MMS服务及报文解析

第一节 MMS报文映射

第二节 MMS报文结构

第三节 MMS报文抓取方法

第四节 MMS报文实例分析

第八章 GOOSE服务及报文解析

第九章 SV服务及报文解析

附录A 逻辑节点分类

附录B 数据名定义及描述

参考文献|

IEC61850系列标准共包含10个部分(IEC61850对应我们电力行业标准编号DL/T860)：

IEC6l 850-1(DL/T860.1)基本原则；

IEC61850-2(DL/T860.2)术语；

IEC61850-3 (DL/T860.3)一般要求；

IEC61850-4(DL/T860.4)系统和工程管理；

IEC61850-5(DL/T860.5)功能和装置模型的通信要求；

IEC61850-6(DL/T860.6)变电站自动化系统结构语言；

IEC61850-7-1(DL/T860.71)变电站和馈线设备的基本通信结构一一原理和模式；

IEC61850-7-2(DL/T860.72)变电站和馈线设备的基本通信结构一一抽象通信服务接口（ACSI：Abstract Communication service interface)；

IEC61850-7-3(DL/T860.73)变电站和馈线设备的基本通信结构一一公共数据级别和属性；

IEC61850-7-4(DL/T860.74)变电站和馈线设备的基本通信结构一一兼容的逻辑节点和数据对象（DO：Data 0bject)寻址；

IEC61850一8-1(DL/T860.81)特殊通信服务映射(SCSM：Special Communication Service Mapping)：到变电站和间隔层内以及变电站层和间隔层之间通信映射；

IEC61850一9-1(DL/T860.91)特殊通信服务映射：间隔层和过程层内以及间隔层和过程层之间通信的映射，单向多路点对点串行链路上的采样值；

IEC61850一9-2(DL/T860.92)特殊通信服务映射：间隔层和过程层内以及间隔层和过程层之间通信的映射，映射到ISO/IEC 8802-3的采样值；

IEC61850一10(DL/T860.10) 一致性测试。

IEC 61850标准是由国际电工委员会(International Electro technical Commission)第57技术委员会于2004年颁布的、应用于变电站通信网络和系统的国际标准。作为基于网络通讯平台的变电站唯一的国际标准，IEC61850标准吸收了IEC60870系列标准和UCA的经验，同时吸收了很多先进的技术，对保护和控制等自动化产品和变电站自动化系统（SAS）的设计产生深刻的影响。它将不仅应用在变电站内，而且将运用于变电站与调度中心之间以及各级调度中心之间。国内外各大电力公司、研究机构都在积极调整产品研发方向，力图和新的国际标准接轨，以适应未来的发展方向。

IEC 61850系列标准共10大类、14个标准，具体名称不在这里赘述，读者可以很容易在网络上查找到，以下主要介绍一下IEC 61850的特点。

①．定义了变电站的信息分层结构

变电站通信网络和系统协议 IEC 61850 标准草案提出了变电站内信息分层的概念，将变电站的通信体系分为 3 个层次，即变电站层、间隔层和过程层，并且定义了层和层之间的通信接口。

②．采用了面向对象的数据建模技术

IEC 61850 标准采用面向对象的建模技术，定义了基于客户机/服务器结构数据模型。每个IED包含一个或多个服务器，每个服务器本身又包含一个或多个逻辑设备。逻辑设备包含逻辑节点，逻辑节点包含数据对象。数据对象则是由数据属性构成的公用数据类的命名实例。从通信而言，IED 同时也扮演客户的角色。任何一个客户可通过抽象通信服务接口（ACSI）和服务器通信可访问数据对象。

③．数据自描述

该标准定义了采用设备名、逻辑节点名、实例编号和数据类名建立对象名的命名规则；采用面向对象的方法，定义了对象之间的通信服务，比如，获取和设定对象值的通信服务，取得对象名列表的通信服务，获得数据对象值列表的服务等。面向对象的数据自描述在数据源就对数据本身进行自我描述，传输到接收方的数据都带有自我说明，不需要再对数据进行工程物理量对应、标度转换等工作。由于数据本身带有说明，所以传输时可以不受预先定义限制，简化了对数据的管理和维护工作。

④. 网络独立性

IEC 61850 标准总结了变电站内信息传输所必需的通信服务，设计了独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务接口（ACSI）。在 IEC61850-7-2 中，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，由专用通信服务映射（SCSM）映射到所采用的具体协议栈，例如制造报文规范（MMS）等。IEC 61850 标准使用 ACSI和 SCSM技术，解决了标准的稳定性与未来网络技术发展之间的矛盾，即当网络技术发展时只要改动 SCSM，而不需要修改 ACSI。

IEC61850标准具有很多优势：

1. 它对变电站内IED(智能电子设备)间的通信进行分类和分析，定义了变电站装置间和变电站对外通信的10种类型，针对这10种通信需求进行分类和甄别。

2. 针对不同的通信，不同的优化方式。引入GOOSE（面向通用对象的变电站事件）、SMV（采样测量值）和MMS（制造报文规范）等不同通信方式的通信方式，满足变电站内装置间的通信需求。

3. 建立装置的数字化模型，理顺功能、IED、LD（逻辑设备）、LN（逻辑节点）概念的关系和隶属。统一功能和装置实现直接的规范。

4. 建立统一的SCD （变电站系统配置描述文件），使得各个变电站尽管在电压等级、供电范围、一次接线方式等等不尽相同的情况下，依然能够建立起一个统一格式、统一实现方式、各个厂商通用的变电站配置。

5. 首次提出过程层概念和解决方案，使得电子式互感器的得以推广和应用。