IEC61850工程应用建模标准

IEC61850工程应用建模标准介绍内容1.IEC61850标准简介2.应用建模标准与IEC61850对比1.统一数据类型定义2.统一逻辑节点定义3.典型装置的模型框架4.GOOSE/SV模型、配置与传输5.双网冗余机制6.故障报告IEC61850标准制定的背景电力系统原来有IEC870-5-101、IEC870-5-103、DNP3.0等标准规约在广泛使用。这些规约主要面向以串口为通讯介质的微机装置时代。主要存在规约的应用功能比较有限，各厂家对应用功能自行扩充无法互操作，规约数据表达能力限制应用功能的发展。不支持装置间的通讯功能。IEC61850标准制定的背景1995年国际电工委员会第57委员会（IECTC57）开始成立了3个工作组负责制定IEC61850标准。这3个工作组参考和吸收了已有的许多相关标准，于1999年3月提出了委员会的草案版本。标准的各个部分经过完善陆续于2003年、2004年正式发布为IEC61850系列国际标准。国内也从2001年开始研究翻译相关标准，并于04~06年发布等同采用IEC61850标准的DL/T860系列标准。IEC61850标准制定的背景IEC61850标准是迄今为止最为完善的变电站自动化标准。IEC61850是一个网络和计算机技术高度发展的产物。从2000年开始的嵌入式硬件技术、嵌入式操作系统技术的快速发展和广泛应用，为IEC61850在电力系统的应用创造了有利条件。从05年开始国内各个厂家开始陆续退出基于IEC61850的装置和系统。IEC61850标准制定的背景同传统的IEC60870-5-103标准相比，IEC61850不仅仅是一个单纯的通信规约，而且是数字化变电站自动化系统的标准，指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。该标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口，增强了设备之间的互操作性，可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接，从而大大提高变电站自动化技术水平和安全稳定运行水平，实现完全互操作。IEC61850标准制定的背景IEC61850解决的主要问题–网络通信–变电站内信息共享和互操作–变电站的集成与工程实施IEC61850通信系统的整体结构逻辑节点和数据类61850-7-4公共数据类和属性61850-7-3抽象服务（ACSI）61850-7-2映射61850-8-x映射61850-9-x站控层总线栈过程层总线栈其它标准或专用原理和模型61850-7-1IEC61850标准的主要内容介绍和概述术语总体要求系统和工程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通信服务映射数据建模IEC61850和以前使用的标准不同之处在于对象模型，它以服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型和数据对象模型建立了装置和变电站的数据模型。IEC61850定义了统一的XML配置语言用于描述这些数据模型。这些工作使得装置和变电站的数据变得透明化，使得数据变得确定化，满足数据读取和互操作的要求。数据自描述和IEC608705-5系列标准采用面向点的数据描述方法不同，IEC61850标准对于信息均采用面向对象的数据自描述方法，该方法包含：1)定义各类数据对象类型（DOType、DAType）2)多种类型的数据对象组成逻辑节点类型（LNType）3)多种类型的逻辑节点组成逻辑设备，最后形成装置模板4)通过多个装置实例、一次设备实例形成变电站数据5)定义了完整地描述这些数据对象的语言代码和方法6)定义了完整地描述面向对象的数据服务的方法IEC61850对象命名标准定义了逻辑设备名、逻辑节点名、数据类名和数据属性名几个层次结构根据该层次结构表示的数据对象名的命名规则如下：CTRL/Q0XCBR1.Pos.stVal逻辑设备名逻辑节点名数据类名数据属性名缩写LDlogicaldevice如：PROTLNlogicalnode如：距离二段保护功能DOdataobject如：保护动作OpDAdataattribute如：动作值、时标等LNType（设备类型）DO（数据表示设备状态）DO（数据表示设备参数）...services（对设备的操作控制）...Realworlddevice(circuitbreaker)Logicaldevice(circuitbreaker)mapping实际设备与模型之间的关系LNLNLNXSWIXSWISTCOPosPosMMXUMMXUMXMXVA(VirtualWorld)LogicalDevice...LogicalDevices(e.g.,Bay),LogicalNodes(e.g.,Switch),Data(e.g.,Pos),DataAttributes,...MappingMapping?MMSALServices61850ServicesRealData/Devices实际设备与模型之间的关系逻辑节点分类作为最基本的功能单元逻辑节点可以划分为13大类，以首字母区分。名称描述Axxx自动控制Cxxx监视控制Gxxx通用功能Ixxx接口/归档Lxxx系统逻辑节点Mxxx计量/测量Pxxx保护Rxxx保护相关Sxxx传感器、监视Txxx互感器Xxxx开关设备Yxxx电力变压器Zxxx其他设备模型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低周保护模型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电压互感器常用数据对象类型名称定义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模拟量定值名称定义SPC单点控制DPC双点控制INC整数状态控制MV测量值CMV复杂测量值SAV采样值WYE3相系统的相地测量值DEL3相系统的相相测量值介绍内容1.IEC61850标准简介2.IEC61850工程应用建模标准1.统一逻辑节点定义2.统一数据类型定义3.典型装置的模型框架4.GOOSE/SV模型、配置与传输5.双网冗余机制6.故障报告应用建模标准总的原则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。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。本标准统一了几种典型类型的设备的模型框架，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。本标准以国网保护标准设计规范为基础，统一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。本标准对GOOSE和SV的模型、配置和传输等方面进行了规范。逻辑节点类的定义应用模型标准在IEC61850标准基础上，建立了符合国内应用要求的逻辑节点类定义。附录A列出了220kV及以上国网标准化装置需要统一扩充的逻辑节点类的定义附录B列出了110kV及以下国网标准化装置需要统一扩充的逻辑节点类的定义其它逻辑节点类和数据类应符合DL/T860.74要求，不得扩充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。属性名属性类型说明TM/OLN名应从逻辑节点类继承（参见IEC61850-7-2）数据公用逻辑节点信息逻辑节点应继承公用逻辑节点类全部指定数据MOpCntRsINC可复位动作计数O状态信息StrACD启动OOpACT动作TM被测量值DiffAClcMV差动电流ORstAMV制动电流O定值LoSetING低动作值，标称电流百分数OHiSetING高动作值，标称电流百分数OMinOpTmmsING最小动作时间OMaxOpTmmsING最大动作时间ORstModING制动模式ORsDlTmmsING复位延时时间O逻辑节点定义对比-PDIF属性名属性类型说明M/O公用逻辑节点信息继承公用逻辑节点类全部指定数据M状态信息StrACD启动MOpACT动作M测量信息DifAClcWYE差动电流ORstAWYE制动电流O定值信息LinCapacASG线路正序容抗O线路差动保护扩充LinCapac0ASG线路零序容抗ESGLocShReactXASG电抗器阻抗定值ESGLocNReactXASG中性点电抗器阻抗定值ESGTAFactASGCT变比系数ESGStrValSGASG差动动作电流定值ESGStrValTABrkASGCT断线差流定值ESGEnableSPG投入ESGTABlkEnaSPGCT断线闭锁差动ESGRemShReactXASG对侧电抗器阻抗EORemNReactXASG对侧中性点电抗器阻抗EOCCCEnaSPG电容电流补偿EOBrkPDIFEnabSPG突变量差动保护投入EOZeroPDIFBlkRecSPG零序差动动作永跳EO逻辑节点定义对比-PDIS属性名属性类型说明M/O公用逻辑节点信息继承公用逻辑节点类全部指定数据M状态信息StrACD启动MOpACT动作M定值信息PhStrASG相间阻抗定值OGndStrASG接地阻抗定值ORisLodASG负荷限制电阻OOpDlTmmsING时间定值OPhDlTmmsING相间时间定值OGndPhDlTmmsING接地时间定值OLinAngASG线路正序灵敏角OK0FactASG零序补偿系数KZO线路保护扩充StrValASG阻抗定值（在不同的实例中分别表示相间和接地阻抗）ESGZ1ASG线路正序阻抗定值ESGZ0ASG线路零序阻抗定值ESGLinAng0ASG线路零序灵敏角ESGEnableSPG投入ESGK0FactXASG零序电抗补偿系数KXEO属性名属性类型说明TM/O公用逻辑节点信息逻辑节点应继承公用逻辑节点类全部指定数据MOpCntRsINC可复位动作计数O状态信息StrACD启动MOpACT动作TM定值PoRchASG极化范围是姆欧图直径OPhStrASG单相启动值OGndStrASG对地启动值ODirModING方向模式OPctRchASG范围百分比OOfsASG偏移OPctOfsASG偏移百分比ORisLodASG负荷区域电阻范围OAngLodASG负荷区域角度OTmDlModSPG动作时间延时模式OOpDlTmmsING动作时间延时OPhDlModSPG动作时间延时多相模式OPhDlTmmsING多相故障动作时间延时OGndDlModSPG单相接地模式动作时间延时O逻辑节点定义对比-PDISK0FactRASG零序电阻补偿系数KREOSpeedupEnaSPG距离加速投入EORisLodEnaSPG负荷限制投入EOStrValRASG电阻定值（在不同的实例中分别表示相间和接地阻抗）EOStrValXASG电抗定值（在不同的实例中分别表示相间和接地阻抗）EOSedBlkRecSPG距离Ⅱ段永跳投入EOTrdBlkRecSPG距离Ⅲ段永跳投入EOLineAngOfsPGASG接地距离偏移角ESG元件保护扩充StrValToTfmASG指向主变阻抗定值ESGStrValToBusASG指向母线阻抗定值ESGGndDlTmmsING单相接地故障动作时间延时OX1