IEC 61850工程继电保护应用模型解读

IEC61850工程继电保护应用模型解读主要内容概述建模原则GOOSE\SV模型和实施规范双网冗余检修处理机制故障报告格式数据名称规范LN、DO、DA示例概述IEC61850标准：变电站通信网络和系统(CommunicationNetworksandSystemsinSubstations)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，标准不仅覆盖通信，而且也覆盖了工程工具的质量特性、质量管理措施和配置管理，是一种新的变电站自动化的设计、工程、维护、运行方法准则。IEC61850的范畴限于互操作性而不是互换性。IEC61850标准体系：概述介绍和概述术语总体要求系统和项目管理功能和设备模型的通信要求变电站自动化系统结构语言基本通信结构和模型一致性测试MappingStackAMappingStackAMappingStackYMappingStackXStation/Interbaybus(LAN)MMS+GOOSEPorcessbus(LAN)GOOSE+SMVPart1Part2Part3Part4Part5Part6Part7Part10Part8通信服务映射Part9通信服务映射概述IEC61850模型的树状层次：PHD-LD-LN-DO-DA概述IEC61850模型的详细信息结构：SampledValuesGOOSELogicalNodeControlSubstitutionReporting&LoggingDataDataSetGet/SetDir/DefinitionReportGOOSESMVSettingGroupActicateLogicalDeviceTimeSynchronizationFileTransferAssociationServernameplate,health概述IEC61850模型中各类信息的表达：o时标：采用UTC时间格式，带有时间的品质o品质：包括合法、测试、溢出、故障、老数据等o信号：包括动作、告警、异常、遥信、压板等可以采用单点，双点方式，带有绝对时标和品质o测量：包括遥测、保护模拟量等可以采用浮点或整型数，在模型里有比例系数可以配置，带有绝对时标和品质o报告上送方式：信号一般采用带缓存方式（BRCB），测量一般采用非缓存方式（URCB）触发选项：dchg、qchg、dupd、intg、GI概述IEC61850模型中各类信息的表达：o遥控：包括遥控、压板、复归等定义了四种遥控类型，除了复归采用类型3-增强型直控外，其他采用类型4-增强型执行前选择遥控方式，另外两种类型为：类型1-常规型直控(不判关联状态,复归)、类型2-常规型执行前选择(压板选择)o定值：包括保护定值、测控定值、参数定值等可以采用浮点、整型时间（61850中时间以毫秒为单位,tmms秒tms）、整型、状态型、字符型（国网规范中扩展,用于被保护设备数据类型里面）等o定值区：在定值控制块中定义，区分编辑定值区和运行定值区，定值区从1开始o录波：采用COMTRADE格式，直接读取文件概述IEC61850中的逻辑节点类列表：符号逻辑节点组逻辑节点数目AAutomaticControl自动控制4CSupervisoryControl监控5GGenericFunctionReference通用功能引用3IInterfaceandArchiving接口和存档4LSystemLogicNodes系统逻辑节点2MMeteringandMeasurement计量和测量8PProtectionFunctions保护功能28RProtectionRelatedFunctions与保护相关的功能10SSensorsandmonitoring传感器，监视4TInstrumentTransformer仪用互感器2XSwitchgear开关设备(隔刀地刀)2YPowerTransformer电力变压器和相关功能4ZFurther(powersystem)Equipment其他(电力系统)设备15概述常用逻辑节点：名称用途CSWI开关控制器GGIO通用过程I/OMMXU测量PDIF差动保护PDIS距离保护PSCH保护配置PTOC过流保护PTOV过压保护PTRC保护跳闸PTTR过负荷保护PTUF低周保护概述常用逻辑节点：名称描述RBRF失灵保护RDRE故障录波RFL0故障定位RREC重合闸RSYN同期、检同期XCBR断路器XSWI刀闸TCTR电流互感器TVTR电压互感器概述公共数据类规范o状态信息的公共数据类规范:SPS、DPS、INS、ACT、ACD、SEC、BCRo测量值信息的公共数据类规范：MV、CMV、SAV、WYE、DEL、SEQ、HMV、HWYE、HDELo可控状态信息的公共数据类规范：SPC、DPC、INC、BSC、ISCo可控模拟信息的公共数据类规范：APCo状态定值的公共数据类规范：SPG、ING(整性)o模拟定值的公共数据类规范：ASG、CURVE(定值曲线)o描述信息的公共数据类规范：DPL、LPL、CSD概述常用CDC类名称定义SPS单点DPS双点状态INS整数状态ACT保护动作ACD方向保护动作信息SPG单点定值ING整型定值ASG模拟量定值概述常用CDC类名称定义SPS单点DPS双点状态INS整数状态ACT保护动作ACD方向保护动作信息SPG单点定值ING整型定值ASG模拟量定值概述IEC61850如何通信：ACSI抽象通信服务接口与SCSM特定通信服务映射将模型中定义的信息，根据ACSI规定的交互过程按照SCSM规定的通信报文进行收发概述应用模型规范制定的意义o本标准严格遵循IEC61850标准，是IEC61850标准的细化和补充，规范了IEC61850标准中不明确的部分。o本标准统一了IEC61850标准应用的数据类型定义，避免因各制造厂商数据类型不统一引起的数据类型冲突，避免因各种数据类型支持不同导致的实施困难。o本标准统一了几种典型类型的设备所包含的逻辑节点的列表，对于一个包含多个虚拟设备的装置，该装置的各个虚拟设备应参照对应类型的设备的逻辑节点列表进行建模。o本标准以Q/GDW161-2007、Q/GDW175-2008为基础扩充了各种保护所包含的逻辑节点和逻辑节点中的数据对象。o本标准对GOOSE和SV的模型、配置和传输等方面进行了规范建模原则原则IEC61850定义的模型交互过程SSDICD系统组态工具SCD装置实例组态工具IEC61850装置CID全站系统配置文件一次系统配置文件装置模板配置文件装置实例配置文件装置实例组态工具系统组态工具原则配置原则o按照工程远景规模配置实例化的DOI，ICD文件中应包含中文的“desc”描述和dU属性；•ICD文件，由装置制造厂商提供给系统集成厂商，该文件描述了IED提供的基本数据模型及服务，但不包含IED实例名称和通信参数。ICD文件应包含模型自描述信息。如LD和LN实例应包含中文“desc”属性，实例化的DOI应包含中文“desc”属性。ICD文件应包含版本修改信息，明确描述修改时间、修改版本号等内容。•ICD文件中定值相关数据属性如“units”、“stepSize”、“minVal”和“maxVal”等宜采用动态配置。后台宜支持动态配置和静态配置两种方式。采用静态配置时，某些保护定值的范围大小随额定值会变化，因此在确定保护的额定值后，装置厂商应及时调整ICD文件静态配置信息，保证静态配置信息的正确性。原则配置原则oSCD文件及其配置工具应能完成GOOSE、SV等信号连接信息的配置；SCD文件，为全站统一的数据源，该文件描述了所有IED的实例配置和通信参数、IED之间的通信配置以及变电站一次系统结构，以及信号联系信息，由系统集成厂商完成。SCD文件应包含版本修改信息，明确描述修改时间、修改版本号等内容。SSD文件，描述了变电站一次系统结构以及相关联的逻辑节点，最终包含在SCD文件中oCID文件由装置制造厂商使用装置配置工具根据SCD文件中与特定的IED的相关信息自动导出生成。CID文件和其他配置信息的下载应自动确认装置处于检修状态。原则IED应用模型规范：物理设备建模原则一个物理设备，应建模为一个IED对象。该对象是一个容器，包含server对象，server对象中至少包含一个LD(逻辑设备)对象，每个LD对象中至少包含3个LN对象：LLN0、LPHD、其他应用逻辑接点。装置模型ICD文件中IED名应为“TEMPLATE”。实际系统中的IED名由系统配置工具统一配置。IED应用模型规范：服务器（Server）建模原则Server描述了一个设备外部可见（可访问）的行为，每个server至少应有一个访问点（AccessPoint）。所有访问点，应在同一个ICD文件中体现。(注:访问点以S、G、M描述)MMSgoosesvIED应用模型规范：逻辑设备（LD）建模原则逻辑设备建模原则，应把某些具有公用特性的逻辑节点组合成一个逻辑设备。LD不宜划分过多，保护功能宜使用一个LD来表示。SGCB控制的数据对象不应跨LD，数据集包含的数据对象不应跨LD。原则IED应用模型规范：逻辑设备（LD）建模原则逻辑设备的划分宜依据功能进行，按以下几种类型进行划分：o公用LD，inst名为“LD0”；o测量LD，inst名为“MEAS”；遥测量o保护LD，inst名为“PROT”；o控制LD，inst名为“CTRL”；o保护测控过程层访问点的LD，inst名为“PI”；(或scld)o智能终端LD，inst名为“RPIT”；o录波LD，inst名为“RCD”；o合并单元LD，inst名为“MU”。注：若装置中同一类型的LD超过一个可通过添加两位数字尾缀，如MU01、MU02。原则IED应用模型规范：逻辑节点(LN)建模原则o需要通信的每个最小功能单元建模为一个LN对象，属于同一功能对象的数据和数据属性应放在同一个LN对象中。LN类的数据对象统一扩充。o如果标准与国网规范中没有定义或不是IED自身完成的最小功能单元应选用通用LN模型（GGIO或GAPC），或按照本标准的原则扩充IED应用模型规范：逻辑节点、数据对象、数据属性类型定义o尽量使用本规范和标准已定义的类型。o如需扩充应符合命名规范：制造厂商前缀_类名_（其他后缀）o扩充信号和定值的命名空间为“SGCC:2009”，在装置的ICD模型的dataNs中应标明；统一扩充的数据用E表示，ESG为国网标准化中定义的定值，EO为各厂家统一规范的自定义定值，也为可选项。原则IED应用模型规范：取代模型o装置模型中的所有支持输出的数据对象如遥测、遥信等，应支持取代模型和服务。数据对象中应包含数据属性subEna、subVal、subQ、subID；当数据对象处于取代状态时，送出的该数据对象的q中取代位应置1；原则实例化建模：LN实例化原则o按功能划分LN实例。o保护功能软压板在LLN0中统一加Ena后缀扩充，。保护功能软压板与硬压板，采用逻辑与的关系。oGOOSE出口软压板与传统出口硬压板设置点一致，按跳闸、合闸、启动重合、闭锁重合、沟通三跳、启动失灵、远跳等重要信号在PTRC和RREC中统一加Strp后缀扩充出口软压板，从逻辑上隔离这些信号的输出。o常规交流测量使用MMXU实例，单相测量使用MMXN实例，不平衡测量使用MSQI实例；o标准已定义的报警使用模型中的信号，其他的统一在GGIO中扩充；告警信号用GGIO的Alm上送，普通遥信信号用GGIO的Ind上送；原则实例化建模：LN实例化建模要求o一个LN中的DO若需要重复使用时，应按加阿拉伯数字后缀的方式扩充；oDOI实例配置如遥测系数、遥控超时时间等应支持系统组态配置；o保护的启动信号建模应遵循如下要求：启动信号Str应包含数据属性“故障方向”，若保护功能无故障方向信息，应填“unknown”值；装置的总启动信号映射到逻辑节点PTRC的启动信号中；IEC61850