IEC 61850标准简介- 华中科技大学

IEC61850标准简介2011年5月武汉内容提要IEC61850标准内容概述342智能变电站与IEC618501IEC61850信息模型IEC61850通信服务模型IEC61850模型的描述方法5IEC61850的应用现状和展望61智能变电站与IEC61850站控层间隔层过程层网络复杂电缆监控系统微机保护微机测控103规约智能终端合并单元监控系统网络IEC61850网络IEC61850变电站综合自动化智能变电站1智能变电站与IEC61850•简化系统接线形式•简化二次设备硬件•实现数据共享微计算机交流输入ＡＤ转换开入开出人机接口复杂电缆简单网络信息共享……智能终端合并单元保护设备标准网口微计算机人机接口保护设备保护设备1智能变电站与IEC61850IEC61850标准的重要意义规范间隔层与站控层之间的通信，取代传统的103规约规范间隔层与过程层之间的通信（采样值和跳闸命令）是智能变电站的关键技术之一内容提要IEC61850标准内容概述342智能变电站与IEC618501IEC61850信息模型IEC61850通信服务模型IEC61850的系统和设备描述5IEC61850的应用现状和展望62IEC61850标准内容概述Part1：介绍和概述Part2：术语Part3：总体要求Part4：系统和项目管理Part5：功能通信要求和装置模型Part6：变电站通信配置语言Part7-1/7-2：抽象通信服务Part7-3/7-4：数据模型Part8/9：特殊通信服务映射Part10：一致性测试2IEC61850标准内容概述建模方法7-4逻辑节点物理设备逻辑设备数据对象数据属性7-15信息模型信息服务模型公共数据类7-3模板7-2面向站控层的通信面向过程层的通信8-19-1/9-26MMS报文SV报文GOOSE报文8-1设备与系统的描述内容提要IEC61850标准内容概述342智能变电站与IEC618501IEC61850信息模型IEC61850通信服务模型IEC61850的系统和设备描述5IEC61850的应用现状和展望6列表表示圆上每一个点的坐标给出圆心坐标和半径，方程表示O(x1,y1)R3IEC61850信息模型IEC61850模型与103模型103模型：点表形式，按照索引号进行访问IEC61850模型：面向对象的分层模型，按照分层对象名称进行访问3IEC61850信息模型功能类型信息序号信息元素集信息体时标信息体标识符公共地址传送原因可变结构限定词类型标识数据单元类型29:传送带标志的状态变位1:自发（突发）178:线路保护78:距离保护I段出口256个语义79:距离保护II段出口80:距离保护III段出口103模型：线性模型数据属性逻辑节点数据对象逻辑设备物理设备3IEC61850信息模型PHDLDLNDODA实际的保护装置公用/保护/测量/控制/录波StrOp保护动作保护启动generalphsAphsBphsC是否动作（总）A相是否动作B相是否动作C相是否动作接地距离I段：PDIS1接地距离II段：PDIS2接地距离III段：PDIS31100分层模型3IEC61850信息模型IEC61850的模型框架逻辑节点类LN物理设备PHD逻辑设备LD数据对象类DO数据属性DA公共数据类CDC模板29个500多个92个公共LD：装置告警/装置自检信息保护LD：保护启动/保护动作/定值/压板信息测量LD：交流量/直流量控制及开入LD：断路器/刀闸/变压器分接头录波LD：录波信息3IEC61850信息模型距离保护逻辑节点模板：PDIS（1/2）数据对象名CDC类型说明StrPctRchOfs启动范围百分比偏移ACDASGASGPoRch欧姆圆直径ASGPhStr相启动值ASGGndStr对地启动值ASGDirMod方向模式INGAngLod负荷区域角度ASGOp动作ACTpctOfsRisLod偏移百分比负荷区域电阻范围ASGASGM/OMOOOOOOOMOOACD：方向保护激活ACT：保护激活ASG：模拟定值ING：整数状态定值3IEC61850信息模型距离保护逻辑节点模板：PDIS（2/2）数据对象名CDC类型说明动作时间延迟线路阻抗角OpDlTmmsLinAngINGASG相间故障动作时间延时PhDlTmmsING单相故障动作时间延时模式GndDlModSPG单相故障动作时间延时GndDlTmmsING线路正序阻抗X1ASG零序补偿系数角K0FactAngASG相间故障动作延时模式PhDlModSPG零序补偿系数K0K0FactASGTmDlMod动作时间延迟模式SPG复归延时RsDlTmmsINGM/OOOOOOOOOOOOASG：模拟定值ING：整数状态定值SPG：单点状态定值3IEC61850信息模型物理设备公共逻辑设备保护逻辑设备录波逻辑设备PPPDIS1PPPDIS2PPPDIS3PGPDIS1PGPDIS2PGPDIS3……逻辑节点三段式相间距离三段式接地距离逻辑设备OpStrPhStrPoRchOfsLinAng相间距离启动定值数据对象内容提要IEC61850标准内容概述342智能变电站与IEC618501IEC61850信息模型IEC61850通信服务模型IEC61850的系统和设备描述5IEC61850的应用现状和展望64IEC61850通信服务模型建模方法7-4逻辑节点物理设备逻辑设备数据对象数据属性7-15信息模型信息服务模型公共数据类7-3模板7-2面向站控层的通信面向过程层的通信8-19-1/9-26MMS报文SV报文GOOSE报文8-1设备与系统的描述4IEC61850通信服务模型3）保护与合并单元模拟量合并单元智能终端SVGOOSE1）保护与监控主机保护动作信息/异常告警信息定值信息/录波信息等2）保护与智能终端采样值信息（SV）状态信息（GOOSE）开关量监控主机MMS制造报文规范MMS三类通信服务模型：MMS、GOOSE和SV4IEC61850通信服务模型MMS服务模型定值组控制块模型报告控制块日志控制块模型控制模型文件传输模型……录波数据文件的传输分合闸控制，变压器抽头控制事件顺序记录的检索保护动作信号上传当地监控定值的读/写/切换4IEC61850通信服务模型GOOSE报文的格式参数名参数类型值/值域/解释应用标识配置版本号AppIDConfRevVISIBLESTRING65INT32U时标TEntryTime状态号（事件计数器）StNumINT32U序列号（报文计数器）SqNumINT32U测试标识位TestBOOLEAN数据集成员1~nGOOSEData[1～n]GOOSE控制块路径GoCBRefObjectReference需要重新配置NdsComBOOLEANDatSet数据集的路径ObjectReference4IEC61850通信服务模型数据集的概念GndPDIS1GndPDIS2GndPDIS3generalOpPhsAPhsBPhsCgeneralOpPhsAPhsBPhsCgeneralOpPhsAPhsBPhsCGndPDIS1.Op.generalGndPDIS2.Op.generalGndPDIS3.Op.generalGndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsCGndPDIS2.Op.PhsAGndPDIS2.Op.PhsBGndPDIS2.Op.PhsCGndPDIS3.Op.PhsAGndPDIS3.Op.PhsBGndPDIS3.Op.PhsC数据对象100100000000接地距离保护I段动作跳A相数据属性的集合逻辑节点数据属性4IEC61850通信服务模型数据集GndPDIS1.Op.general……GndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsC保护程序通信程序负责刷新数据集中数据的值置1：表示动作置0：表示返回监视数据集中数据值的变化一旦发生变化就认为产生一个事件以特殊的重传机制发送GOOSE报文4IEC61850通信服务模型GOOSE传输机制：变时间间隔重复传输事件结束后以较长的间隔连续传输（1s），以保持通信线路的畅通事件发生时以较短的间隔连续传输（1ms，2ms，4ms），避免数据报文的丢失事件计数器C1报文计数器C2C1=8C2=10C1=9C2=0C1=9C2=5保护动作4IEC61850通信服务模型保护程序判断结果距离I段动作，跳A相St5Sq8St6Sq0St6Sq1St6Sq2St6Sq3St7Sq0St加1，Sq清零事件发生时刻St7Sq3St5Sq71024ms1ms1ms2ms1024msSt：事件计数器Sq：报文计数器GndPDIS1.Op.generalGndPDIS1.Op.PhsAGndPDIS1.Op.PhsBGndPDIS1.Op.PhsC0000110011001100110000000000保护程序：刷新数据0000通信程序：监测数据变化/传输GOOSE报文000000000000St7Sq1返回时间到St7Sq2St7Sq10事件发生时刻St加1，Sq清零1ms1ms2ms内容提要IEC61850标准内容概述342智能变电站与IEC618501IEC61850信息模型IEC61850通信服务模型IEC61850的系统和设备描述5IEC61850的应用现状和展望65IEC61850的系统和设备描述建模方法7-4逻辑节点物理设备逻辑设备数据对象数据属性7-15信息模型信息服务模型公共数据类7-3模板7-2面向站控层的通信面向过程层的通信8-19-1/9-26MMS报文SV报文GOOSE报文8-1设备与系统的描述变电站系统与设备的描述5IEC61850的系统和设备描述SSD：系统规格文件（一次系统接线图和相关逻辑节点）SCD：全站系统配置文件（一次系统、二次设备及其与一次设备的关联、通信系统）是最完整的描述ICD：IED设备能力描述（功能，信息模型和服务模型）CID：IED实例配置文件（二次设备模型、与一次系统的关联、通信参数）四个重要的描述文件各种描述文件的作用和流转过程5IEC61850的系统和设备描述.ssd文件(1个，系统集成商提供).icd文件(多个，由制造商提供)描述一次接线图描述二次设备的基本数据模型与服务通信系统设计.scd文件描述一次接线、二次设备和通信系统（最完整）实例化，确定二次设备与一次系统的对应关系…….cid文件.cid文件描述二次设备模型、通信参数及与一次系统的对应关系5IEC61850的系统和设备描述PhtoPh_PDIS_1PhtoPh_PDIS_2PhtoPh_PDIS_3TCTR1XCBR1XCBR2TCTR2.ssd文件LD_1LinePro_1PhtoPh_PDIS_1PhtoPh_PDIS_2PhtoPh_PDIS_3LD_1LinePro_2PDIS_1PDIS_2PDIS_3LD_1DisRelay.icd文件.cid文件.cid文件.scd文件通信系统SVGOOSETVTR1内容提要IEC61850标准内容概述342智能变电站与IEC618501IEC61850信息模型IEC61850通信服务模型IEC61850的系统和设备描述5IEC61850的应用现状和展望66IEC61850的应用现状和展望DMSSCADAEMS公共总线开关设备变压器互感器保护设备控制设备测量设备变电站监控619706197061970619686196861968103电缆开关设备变压器互感器保护设备控制设备测量设备变电站监控103电缆专用光纤IEC60870控制中心按功能分多种协议：101：传统的远动信息102：计量信息103：保护信息104：基于TCP/IP的网络化101电力系统通信系统现状6IEC61850的应用现状和展望DMSSCADAEMS公共总线开关设备变压器互感器保护设备控制设备测量设备变电站监控61970619706197061