智能变电站调试人员培训

智能变电站调试人员资格培训智能变电站调试人员资格培训IEC61850IEC61850体系体系国家电网公司2013年6月1、背景及内容介绍3、信息模型4、思想与理念2、通信服务5、小结2什么自动化？3定义：不用人力(包括脑力和体力)，而利用动物以外的能源来代替人类从事操纵、控制及监视工作。特征：工作时不需要（或很少需要）人参与，却能按照人的要求“自动”完成其承担的任务。作用：1、比人干得更快、更好，极大地提高生产力2、把人从繁重的危险的工作中解放出来3、完成人无法完成的工作4、提升整个产业链的价值自动化是一门多学科交叉的高技术学科，在经济中起着举足轻重的作用，并且其作用越来越重要。什么自动化系统？4对象＋硬件＋软件进一步＋网络＋管理再进一步＋人＝系统IEC61850是变电站自动化系统的标准，它定义了变电站内智能电子设备之间的通信和相关系统要求。IEC61850产生的原因通信技术的发展信息技术的发展计算机及芯片技术的发展智能电网的需要52000年之前•大量采用串行接口•低带宽•有限的装置数量•有限的测量数据•太多的协议和解决方案•数据和服务映射过程中丢失信息和功能•工程调试和维护复杂6IEC61850产生的原因7IEC61850系列标准从1995年开始制定在2007年之前，IEC61850系列标准的全称是变电站通信网络和系统(CommunicationNetworksandSystemsinSubstations)，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。2007年，IEC61850系列标准的名称改为电力自动化通信网络和系统（Communicationnetworksandsystemsforpowerutilityautomation）截止2012-07，IEC61850系列标准已发布20个部分，还有超过20个草案正在制定中。什么是IEC61850?8IEC61850系列标准吸收了多种国际最先进的新技术，并且大量引用了目前正在使用的多个领域内的其它国际标准作为IEC61850系列标准的一部分。所以它是一个十分庞大的标准体系。IEC61850系列标准全面涵盖了通信网络和系统总体要求、系统和工程管理、一致性测试等内容。确切地说，IEC61850是一种新的电力自动化的方法，一种影响工程、维护、运行和电力行业组织的新方法。IEC61850系列标准考虑了各种需求的测试方法，面向未来通讯的可扩展架构，实现“一个世界，一种技术，一个标准”的目标。不仅仅是一个通信协议9开放性全部通信协议基于已有的IEC/IEEE/ISO/OSI可用的通信标准，不考虑具体实现。先进性采用ACSI、SCSM、OO的技术，使用MMS作为应用层协议，自我描述,在线读取/修改参数和配置，采用XML语言来描述变电站的配置。完整性适用对象包容了变电站内所有IED——（常规的测控装置、保护装置、RTU、站级计算机、同期、VQC、数字式PT/CT、智能开关等），以及状态监测、水电、风电、分布式能源等等。一个开放和先进的变电站自动化标准10互操作性自由配置长期稳定性为不同厂家的设备互联提供互操作性,即不同制造厂家提供的智能设备可交换信息和使用这些信息执行特定功能。满足电力自动化系统功能和性能要求；可灵活配置，将功能自由分配到装置中，支持用户集中式和分散式系统的各种要求。支持未来的技术发展，因为它可兼容主流通讯技术而发展，并可伴随系统需求而进化。标准制定的主要目的11控制中心监控主机工程师站测控RTU传统开关设备传统CT/VT测控保护传统开关设备保护传统CT/VT传统的变电站自动化架构12控制中心监控主机工程师站测控保护测控保护保护&测控过程接口过程接口过程接口站控层间隔层过程层站级总线过程总线IEC61850的三层架构13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7-3公用数据类7-4兼容逻辑节点类和数据类7-410水电厂7-420分布式能源(DER)7-5UsageofinformationmodelsSAS7-500UseofLNtomodelfunctions(SAS)7-510UseofLN(hydropowerplants)7-520UseofLN(DER)7-10Web-basedaccesstotheIEC61850models配置6变电站自动化系统配置描述语言抽象通信服务7-1原理和模型7-2抽象通信服务接口(ACSI)映射到实际通信网络8-1映射到MMS和ISO/IEC8802-38-2映射到WebService9-1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10-2基于IEC61850的水电设备的互操作能力测试IEC61850的内容14IEC61850的内容80-1CDC-baseddatamodelusingIEC60870-5-10x90-1UsingIEC61850forSS-SScommunication90-2UsingIEC61850forSS-CCcommunication90-3UsingIEC61850forConditionMonitoring90-4NetworkEngineeringGuidelines90-410Comm.networkstructuresinhydropowerplants90-5Exchangeofsynchrophasorinformation90-6UseofIEC61850forDistributionAutomation90-7ObjectmodelsforPVandotherDERinverters90-8ObjectModelsforElectricalTransportation90-9ObjectModelsforBatteries90-10ObjectModelsforSchedules90-11Modelingoflogics90-12Wideareanetworkengineeringguidelines90-13Informationmodelsforsteamandgasturbines90-14UsingIEC61850forFACTSdatamodelling90-15HierarchicalDERsystemmodel100-1FunctionaltestingofIEC61850basedsystems15IEC61400-25--Communicationsformonitoringandcontrolofwindpowerplants25-1:Overalldescriptionofprinciplesandmodels25-2:Informationmodels25-3:Informationexchangemodels25-4:Mappingtocommunicationprofile25-5:Conformancetesting25-6:LogicalnodeclassesanddataclassesforconditionmonitoringIEC61850的内容16IEC61850应用范围维护中心控制中心水电厂IEC61850-7-410变电站变电站风电厂IEC61850IEC61400-25分布式能源、光伏IEC61850-90-7IEC6850-7-420储能IEC61850-90-9电动汽车IEC61850-90-8分布式自动化IEC61850-90-6状态监测映射到101/104采用IEC61850同步相量变电站之间IEC61850-90-1第一版第二版制定中IEC61850-1…10IEC61850-90-417一致性测试互操作测试系统认证功能测试性能测试压力和基准测试FATSATIEC61850的测试18IEC61850认证191、背景及内容介绍3、信息模型4、思想与理念2、通信服务5、小结20•服务器、客户•广播、单播、组播、点对点•服务、抽象通信服务接口（ACSI）、特定通信服务映射（SCSM）•制造报文规范（MMS）、抽象语法标记（ASN.1）、通用面向变电站事件对象（GOOSE）•协议实现一致性陈述（PICS）•测试用协议实现额外信息（PIXIT）术语和定义21为了实现不同制造商的计算机产品之间进行相互通信，20世纪70年代后期，国际标准化组织ISO和国际电报电话咨询委员会CCITT共同制定了开放系统互联参考模型OSI/RM（OpenSystemInterconnection/ReferenceModel），也就是七层网络通信模型，通常称为OSI七层模型，它的颁布促使所有的计算机网络走向标准化，从而具备了开放和互联的条件，即只要遵循OSI标准，一个系统就可以与位于世界上任何地方、遵循同样标准的其他系统进行通信。OSI开放系统互联参考模型22应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层结点A应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层结点B应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议网络层协议数据链路层协议物理层协议传输介质OSI开放系统互联参考模型23通信介质应用层表示层会话层传输层网络层数据连路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据连路层物理层网络层数据连路层物理层通信介质传输层协议会话层协议表示层协议应用层协议端系统A端系统B数据传输过程24数据源地址FCS类型目标地址可变长：46-150026640000.0Cxx.xxxx厂商自己分配IEEE分配MAC地址#字节以太网有效帧长：64-1518以太网帧格式25上层数据LLC头+IP+TCP+上层数据MAC头IP+TCP+上层数据LLC头TCP+上层数据IP头上层数据TCP头0101110101001000010传输层数据链路层物理层网络层表示层应用层会话层LLC头IP头FCSFCS封装过程26上层数据LLC头+IP+TCP+上层数据MAC头IP+TCP+上层数据LLC头TCP+上层数据IP头上层数据TCP头0101110101001000010传输层数据链路层物理层网络层表示层应用层会话层解封装过程27“间隔1的开关CB合闸一步步理解通讯过程28应用程序“间隔1的开关CB合闸间隔1的开关CB合闸一步步理解通讯过程29结构应用程序间隔1的开关CB合闸“间隔1的开关CB合闸Bay1CBOp.On一步步理解通讯过程30结构编码应用程序“间隔1的开关CB合闸Bay1CBOp.On000100000101间隔1的开关CB合闸一步步理解通讯过程31结构应用程序“间隔1的开关CB合闸Bay1CBOp.On0001000001010001000001011101编码额外信息通讯控制间隔1的开关CB合闸一步步理解通讯过程32结构应用程序“间隔1的开关CB合闸Bay1CBOp.On0001000001010001000001011101000100000101110100100110编码额外信息传输控制通讯控制间隔1的开关CB合闸一步步理解通讯过程33结构应用程序“间隔1的开关CB合闸Bay1CBOp.On00010000010100010000010111010001000001011101001001100001000001011101001001100001编码额外信息传输控制路由通讯控制间隔1的开关CB合闸一步步理解通讯过程34结构应用程序“间隔1的开关CB合闸Bay1CBOp.On0001000001010001000001011101000100000101110100100110000100000101110100100110000100010001000001011101001001100001编码额外信息传输控制路由错误检测通讯控制间隔1的开关CB合闸一步步理解通讯过程35结构应用程序“间隔1的开关CB合闸Bay1CBOp.On000100000101000100000101110100010