IEC61850建模介绍(1)

IEC61850技术交流南瑞继保冯亚东电话：[e-mail]2008年9月IEC61850技术交流•一、IEC61850简介•二、IEC61850特点•三、装置建模介绍•四、IEC61850通信的实现•五、支持数字化变电站的PCS系列装置介绍二、IEC61850特点IEC61850标准的主要特点•数据建模实现装置和变电站透明化访问•抽象通信服务及其建模•基于装置模型的工程化配置和实施方案数据建模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3)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（二）LDlogicaldevice如：PROTLNlogicalnode如：距离二段保护功能DOdataobject如：保护动作OpDAdataattribute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深入61850模型看看…CTRL（LD）-Circuitbreaker1（LN）--Position（DODPC）--...网络CloseReport(closed)bangrealworlddevices电缆或网络到过程层设备通过61850模型进行互操作IEC61850标准的主要特点•数据建模实现装置和变电站透明化访问•抽象通信服务及其建模•基于装置模型的工程化配置和实施方案IEC61850标准的主要特点•支持分层的变电站自动化系统•数据建模实现装置和变电站透明化访问•抽象通信服务接口（ACSI）•工程化配置和实施方案•过程层通讯为变电站数字化提供统一的支撑抽象通信服务接口（ASCI）IEC61850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。客户通过ASCI，由专用通信服务映射（SCSM）映射到所采用的通信栈或协议子集。IEC61850标准使用ASCI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，即当网络应用层协议和通信栈改变时，只要改动SCSM，如图所示。抽象通信服务接口（ASCI）应用过程SCSM1SCSM2SCSMnAL1AL2AlnACSI抽象通信服务接口......特殊接口应用层layer1..6...保持相对稳定可以不断发展变化Application.Objects.ServicesMapping7654321SlowFastApplicationDomainStackspecificMappingMMSTCP/IPEthernetSpeedofchangeISO/OSIsevenlayerstack.Long-termdefinition.Safe-guardinginverstmentsAbstractInterface.AdaptationperselectedstackStackInterface.Stackselection.Followingthestate-of-the-artincommunicationApproachofIEC61850Themodellingofcommunicationinordertodecouplethelong-termapplicationfromthefastchangingtechnologIEC61850提供的抽象模型•Servermodel•Logicaldevicemodel•Logicalnodemodel•Datamodel•Associationmodel•Datesetmodel•ReportControlBlock•LogControlBlock•GSEControlBlock•SMVControlBlock•Setting-Group-ControlBlockmodel•服务器模型•逻辑装置•逻辑节点•数据、数据属性•关联模型•数据集•报告控制块•历史记录控制块•GOOSE控制块•SMV控制块•定值控制块DataDataSetACSIServerReportControlLog,LogControlControlObjectGSEControlSMVControlTransm.OfsampledvaluesGen.Subst.Event(GOOSE,...)Control,SBOQueryLog,EmptyLogSubsribe,ReportGet,Set,Def.,Del,.SubstituteManagement,Browse,Selfdescr.IEC61850使用的的MMS服务TimeSynchronisationAssociationFileTransferSettingGroupControlBlockGOOSEControlBlockSampledValuesControlBlockDataDataSetReporting&LoggingControlBlockSubstitutionServerLogicalDeviceLogicalNodeControlGet/SetDir/DefinationReportGOOSESMVActivateDirectoryDirectoryDirectoryNameplate,healthServerBuildingBlocks对应可以完成的实际应用服务•REPORT•LOG•GSE（GOOSEGSSE）•SMV•Control•Setting•Timeandtimesynchronization•FILEtransfermodel•还包含模型的读取服务•报告（事件状态上送）•历史记录上送•快速事件传送•采样值传送•遥控、遥调•定值读写服务•录波•保护故障报告•时间同步•文件传输•取代服务IEC61850标准的主要特点•数据建模实现装置和变电站透明化访问•抽象通信服务及其建模•基于装置模型的工程化配置和实施方案61850变电站工程实施IEC61850标准不仅仅是变电站通信的标准，而且是一个全变电站集成和实施的标准。标准第四部分描述了系统和项目管理的要求：–对工程实施的过程提出了规范和要求–对工程实施的支持工具提出了要求–对工程实施中组态配置的内容提出了要求61850变电站工程实施IEC61850变电站工程实施过程是以装置模型为基础的变电站的数据和服务的建模过程。工程实施过程（一）工程实施过程（一）装置厂家通过自己的IED配置工具生成装置的描述文件ICD文件（为XML标准格式）。文件里描述装置的数据模型和能力：装置包含哪些逻辑装置、逻辑节点逻辑节点类型、数据类型的定义数据集定义、控制块定义装置通信能力和参数的描述装置的ICD文件应能通过IEC61850-6中规定的严格的SCHEMA语法校验工程实施过程（二）工程实施过程（二）通过系统配置工具生成变电站一次系统的描述文件SSD文件（为标准XML格式）：包含一次系统的单线图一次设备的逻辑节点逻辑节点的类型定义SSD文件应能通过IEC61850-6中规定的严格的SCHEMA语法校验工程实施过程（三）工程实施过程（三）以变电站包含的各种类型的二次设备的ICD文件和变电站的SSD文件为输入，通过SCD配置工具生成变电站的数据文件SCD文件，包含：变电站一次系统配置（含一二次关联信息配置）二次设备配置（包含信号描述配置、GOOSE信号连接配置）通讯网络及参数的配置SCD文件应作为后台、远动以及后续其他配置的统一数据来源，应能妥善处理ICD文件更新带来的不一致问题工程实施过程（四）工程实施过程（四）使用装置厂家工具从SCD文件中导出装置运行所需的CID文件：CID中包含SCD文件中针对该装置的配置信息该文件可以是厂家自定义的文件格式61850工程实施的关键•正确规范装置ICD文件，统一的数据集定义•变电站集成商提供使用方便、功能完善的SCD文件配置工具•使用统一的SCD文件作为后续其他配置的数据源•SCD工具、后台组态工具等能够正确处理维护过程带来的数据增量更新问题谢谢！