01-IEC61850概述

IEC61850概述何卫[e-mail]国网电力科学研究院提纲需求背景IEC61850基本概念和特点国内外研究应用情况TC57相关标准发展趋势提纲需求背景IEC61850基本概念和特点国内外研究应用情况TC57相关标准发展趋势变电站自动化的发展电能质量监测状态监测保护信息管理广域动态测量变电站信息管理智能电器设备理想现实DNP南瑞103MODBUSPROFIBUSCDT60870-5-103南自103网络103大量规约并存组态及工程组态的内容各不相同，组态的结果互不通用，组态信息的交流通过书面方式，易出错工程档案维护工作量大信息的过滤、组合等工作在这里也要进行，过多的重复劳动必然增加成本目标与需求目标——节省时间与费用投资、运行、维护改建、扩建同时要保持或提升质量需求系统的长期可扩性降低复杂度、减少现场工作量易于工程化与安装解决方法：标准化提纲需求背景IEC61850基本概念和特点国内外研究应用情况TC57相关标准发展趋势标准化什么语言服务协议通信介质一致性测试IEC61850IEC61850产生于技术的变迁以往的设计对象是优化■带宽■硬件资源（CPU性能、存储需求）今天的趋势带宽成本硬件成本集成成本IEC61850思想：统一标准IEC61850思想：统一标准IEC61850的主要目标互操作性设备完成自身功能及协同完成系统功能的基础功能自由分配超越各种具体实现长期稳定性支持未来的技术发展，具有长久的生命力IEC61850的思想功能服务通信数据模型服务、规则映射分离：IEC61850信息不会变化，而通信技术日新月异IEC61850的思想：分离另一个例子：IEC61850标准体系系统概貌1介绍和概述2术语3总体要求4系统和项目管理5功能的通信要求和设备模型数据模型变电站和馈线设备的基本通信结构7-4兼容逻辑节点类和数据类7-3公用数据类抽象通信服务变电站和馈线设备的基本通信结构7-2抽象通信服务接口(ACSI)7-1原理和模型配置6变电站自动化系统配置描述语言映射到实际通信网络8-1映射到MMS和ISO/IEC8802-39-1通过单向多路点对点串行通信链路采样值9-2ISO8802-3之上的采样值测试10一致性测试数据模型和信息交换IED智能电子设备具有可访问的数据模型WHAT交换什么IEC61850-7-3IEC61850-7-4HOW（怎么交换）IEC61850-7-2请求响应事件IEC61850协议框架配置过程IEC61850变电站架构IEC61850变电站架构IEC61850变电站架构到互感器的数字接口Switchgear×OOXCBRBayContrCSWICILOXCBRRelayA1PIDSPTRC2PIDSXCBRRelayB1PTOCPTRCIEC61850-8JunctionBoxMergingUnitXCBRXCBRATVTRXCBRXCBRATCTRIEC61850-9全面的数字接口Switchgear×OOBayContrCSWICILORelayA1PIDSPTRC2PIDSRelayB1PTOCPTRCIEC61850-8MergingUnitXCBRXCBRATVTRXCBRXCBRATCTRBreakerIEDXCBRSwitchIEC61850-8IEC61850-9功能集成Switchgear×OOMergingUnitXCBRXCBRATVTRXCBRXCBRATCTRBreakerIEDXCBRSwitchIEC61850-8IEC61850-9BayContr&Prot1PIDSPTRC2PIDSCSWICILO提纲需求背景IEC61850基本概念和特点国内外研究应用情况TC57相关标准发展趋势草案定稿国际标准ABB,ALSTOM,SIEMENS在市场上推出互联产品IEC61850标准和互操作性的一般性工作已经展开一个世界一种技术一个标准草案表决2001200320042002国外互操作试验国外互操作试验国外前期进行的几次实验（1998年~2002年），主要是研究和探索性的。一方面验证了IEC61850草案的正确性，另一方面各个厂家也进行了样机（变电站层主站软件和间隔层IED）的研发、技术的积累，以及对标准理解、实现技术的相互磨合。这为以后各个厂家的设备达到IEC61850基础上的互操作奠定了基础。国外后期进行的几次实验（2002年~），是在前期所积累的基础上进行的，是面向实际工程应用的。进行了比较详细的实验，至此各个厂家基于IEC61850的产品和系统达到了可商业应用的水平。GOOSE试验20019-1试验2001-2002过程总线20028-1互操作试验2002-2004CIGRE2004时间：2004年11月30日单位：中国电科院、国电南瑞、南瑞继保、四方继保、国电南自及北京融科联创公司内容：对计划、安排、试验大纲等内容进行了讨论结论：会议认为互操作试验应分阶段、多次进行的方式来开展，并确定互操作试验应在2年内完成互操作试验准备会国内互操作试验时间：2005年05月10日至11日目的：各厂家设备之间链路层互连的实现、基本ACSI服务互操作功能的实现测试过程中，各参加单位密切配合，对试验的过程进行了跟踪和记录，对出现的问题共同分析和讨论，经过2天的测试，达到了第一次互操作试验的目的国内互操作试验第一次互操作试验时间：2005年10月18日至19日内容：数据模型配置、模型的描述和交换以及特定服务的互操作，主要有报告（BRCB、URCB和控制（SBOCONTROL）参加互操作试验的单位对试验作了充分准备，使整个试验进展较为顺利国内互操作试验第二次互操作试验时间：2006年1月16日至18日内容：配置文件验证、文件操作、替代、定值、历史记录和对时国内互操作试验第三次互操作试验时间：2006年04月17日至19日内容：goose和采样值传输，并进行产品功能测试国内互操作试验第四次互操作试验时间：2006年08月22日至24日10月有国外厂家参与的第六次互操作试验国内互操作试验第五次互操作试验第六次互操作试验DL/T860工程实施技术规范国内工程实践系统总体结构配置工具、配置文件及声明文件模型、建模及扩展抽象通信服务接口测试提纲需求背景IEC61850基本概念和特点国内外研究应用情况TC57相关标准发展趋势IEC简介为电工、电子和相关领域制定和出版国际标准的世界性组织近200个技术委员会（TC）和分技术委员会（SC），约700个工作组，全球有10000个专家参与IEC标准化工作TC57与中国标委会IECTC-57技术委员会（powersystemcontrolandassociatedcommunication),负责电力系统控制极其通信的相关标准。我国是TC-57的P成员，即积极参加活动并具有投票权的国家全国电力系统控制及其通信标准化技术委员会与TC-57对口，是我国的国家委员会标委会组成结构主任委员，秘书长委员，顾问委员通信技术工作组变电站工作组EMS-API工作组配网工作组TC-57WG3,10,17,18,19WG13WG9,14电力市场工作组WG16通信安全工作组WG9,14动态监测工作组WG20IEC61850的发展主要工作已经完成，余下工作由WG10继续完成电能质量及其他新的对象模型标准的维护新的工作计划IEC62344（IEC61850-7-410）水电厂监控IEC62350(IEC61850-7-420）分布式电源IEC62445-1（IEC61850-90-1）变电站间IEC62445-2变电站与调度间IEC60850-80-1应用IEC60870-5-101/104IEC61850的维护IEC标准的维护周期：小于等于5年期间最多两个附件新版本的制定IEC61850-5ED2IEC61850-6ED2IEC61850-7-1ED2IEC61850-7-2ED2IEC61850-7-3ED2IEC61850-7-4ED2IEC61850-8-1ED2IEC61850-9-2ED2新名称WiththeusageofIEC61850outsidethesubstation,anewtitlewasrequiredCommunicationnetworkandsystemsforpowerutilityautomation第2版的最新状态Part6(Engineering)and7-x(objectmodelsandabstractcommunicationservices)areimplementedinafirstpackageCDVincirculationDiscussionofcommentsatNovembermeetinginBuenosAiresPart5(Communicationrequirements)and8-1/9-2(mappings)areinpreparationforCDVPart1(Introduction),3(Generalrequirements),4(Engineering)and10(Conformancetesting)willfollowinasecondpackage标准的命名与编号Domainspecificextensionsx00–Substationautomationx10–Hydropowerplantsx20–DistributedenergyresourcesExample:IEC61850-7-410–LogicalnodesforhydropowerplantsNewpart61850-7-5xxIEC61850-7-500–UseoflogicalnodesforsubstationautomationIEC61850-7-510–UseoflogicalnodestomodelthefunctionsofahydropowerplantNewpartIEC61850-80-xIEC61850-80-1:GuidelineforinformationexchangeofIEC61850basedCDC's,informationaddressingandservicesusingIEC60870-5-104/101IEC61850-90-x:Howtouse...IEC61850-90-1:UseofIEC61850forcommunicationbetweensubstationsIEC61850-90-2:UseofIEC61850forcommunicationbetweensubstationsandcontrolcentersTechnicalreportsdescribingTheusecasesconsideredTheimpactonthecommunicationTheimpactonthemodelingTheimpactontheengineeringResultswillbeusedtoupdatethestandards(Amendment/newEdition)第3版的考虑BasicmodelextensionsDescriptionofprogrammableschemelogic(inSCL)NetworkandsystemmanagementRedundancySecurityaspectsfromIEC62351/Security–RolebasedaccessAccuratetimesynchronisationaccordingtoIEEE1588DownloadandactivationofconfigurationfilesDomainmodelextensionsCommonusableelementsfromDERstandardLowvoltageapplicationsEliminateIEDs