61850入门学习规约培训课件.ppt

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培训资料IEC 61850标准.ppt

phsA A相是否动作
1
phsB B相是否动作
0
phsC C相是否动作
0
数据对象 Str
Op
保护启动保护动作
逻辑节点
接地距离I段：PDIS1 接地距离II段：PDIS2 接地距离III段：PDIS3
逻辑设备公用/保护/测量/控制/录波
PHD
物理设备实际的保护装置
优选文档分层模型
18
3 IEC 61850信息模型
智能终端
优选文档
9
1 智能变电站与IEC 61850
IEC 61850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建立统一信息模型
优选文档
10
1 智能变电站与IEC 61850
IEC61850的目的
分共享可观测性和可控性增强，产生新功能和新应用：
如站域保护控制
优选文档
8
1 智能变电站与IEC 61850
简化系统接线形式简化二次设备硬件实现数据共享
保护设备
人机接口微交Ａ开计流Ｄ入算输转开机入换出
复杂电缆
保护设备
人机接口
保护设备
微
标
计
准
……
算机
网口
合并单元
简单网络信息共享
变电站自动化系统（SAS）的作用
变压器、母线、线路等一次设备的保护、控制等保护、测控等二次设备的管理、维护等向控制中心传输实时数据/执行各种调度命令
控制中心
SAS是整个电网运行与控制的基石
变电站变电站 … 发电厂

IEC61850介绍 PPT

IEC61850功能演示
面向对象、物理与逻辑的映射
逻辑设备、功能、逻辑节点
•所有的功能度可分解为逻辑节点组成 •任何一个逻辑节点都是属于某个逻辑设备
逻辑节点的相互关系示例
IEC61850演示
对等网络通信方式
客户/服务器通信模式
•对等网络通信方式的应用 •断路器跳闸: •传送采样值
物理设备
• 数据集定义 • 数据集创建 • 数据集与报告、GOOSE、日志的关系 • 信息定制
服务器逻辑设备逻辑节点
LLN O
数据数据属性
控制块有缓冲报告控制块无缓冲报告控制块
记录控制块
定值组控制块 GOOSE控制块 GSSE控制块多点传送采样值控制块单点传送采样值控制块
替代控制
▪传统的变电站构架
传统的网络构架缺点：
▪ 与不同厂家的装置通信采用不同的通信方式
▪ 应用程序必须处理大量不同的通信规约、数
据格式和数据访问形式
▪ 采用的协议功能有限，经常需要扩充 ▪ 很难给其他厂家的应用提供标准接口
息传输要求的服务模型
• 采用抽象通信服务接口、特定通信服务映射以适应通信网络技
术迅猛发ห้องสมุดไป่ตู้的要求
• 采用对象建模和自我描述以适应应用功能的需要和发展，满足
应用开放互操作性要求；
• 快速传输变化值 • 采用配置语言、配置工具，在信息源定义数据和数据属性 • 定义和传输元数据、扩充数据和设备管理功能 • 传输采样测量值 • 制定了变电站通信和系统的总体要求、系统和工程管理、一致
记录
数据集对时文件
• 关联服务 • 信息模型服务 • 定值组服务 • 主动上送的报告服务 • 日志服务 • 快速报文服务 • 采样值服务 • 对时 • 文件服务

61850入门学习规约详解共23页

③将采样值以串行单向点对多点方式映射到底层实际的对象和通信协议中点对点传输，通信发送方只有一个（合并单元），接收方是一个或多个智能设备，且其传输方向是单向的；
④合并单元发送采样值报文均为组播包，且物理组播地址取为 01-0C-CD-04-00-00到01-0C-CD-04-01-FF之间，IED通过在MAC层采取硬件地址过滤方法接收。
三、61850标准构成
系统方面 Part 1: 介绍和概述 Part 2: 术语 Part 3: 总体要求 Part 4: 系统和项目管理 Part 5: 功能通信要求和设备模型
配置 Part 6: 变电站中智能电子设备通信配置描述语言
测试 Part 10: 一致性测试
数据模型变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构 Part 7-4: 兼容逻辑节点和数据类 Part 7-3: 公共数据类
⑤对变电站自动化系统中的对象进行统一建模，包括数据模型和服务模型，采用面向对象技术（过去面向点）和独立于网络结构的抽象通信服务接口(ACSI)，增强了设备间的互操作性，可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接，适应网络技术迅猛发展 , 向网络开放；
⑥实现站内的公用信息共享、简化信息架构及变电站架构，开放式系统，避免多余的中间数据转换，便于扩展维护；
2、采用IEC61850协议与数字化CT/PT的实用型数字化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准来实现。间隔层和变电站层设备全部数字化。过程层采用ECT/EVT和常规的开关（SW/CB）。间隔层的保护、测控设备可以通过以太网接收 ECT/EVT的合并单元发来的采样数据和状态量数据，可实现多个间隔层设备共享同一过程数据。过程层网络可以是一个简单网络，也可以在同一物理网上根据需要设子网，或根据需要分由不同的物理子网组成。数据流为单向。

IEC61850培训

七、采用多播传送的采样值传送模型的映射

本部分指定了两种数据集：与 IEC 60044-8 兼容的通用数据集和附录 A 中所描述的状态量数集每个数据集引用一个多播传送的采样值控制类的实例。(本标准)定义了采样值缓冲区更新的映射。发送缓冲区的刷新频率与通信信息的更新频率始终相同，二者不是互相独立的。发送侧的结果依次为： �� 采样过程结束后，APDU 将被写入发送缓冲区(刷新频率＝采样频率)，或者在发送缓冲区被刷新之前有多个ASDU(n=ASDU 的数目)被写入一个 APDU 帧(刷新频率＝采样频率/n)。分块机制的描述参见7.3 节。 �� 发送缓冲区只能写入一个APDU，以前写入的APDU 将被覆盖。在覆盖时，数据的一致性将会得到保证。 �� 为避免数据被覆盖，应当在缓冲区更新过程结束后由通信系统立即触发数据传送。采样值多播传送服务的映射采样值缓冲区更新的映射模拟量采样值传送的补充定义
① ②
5.1通信栈

通信协议栈
5.1.1 物理层(传输线路) 5.1.2 链路层地址域由全部“1”组成的以太网广播地址应被用作目标地址的缺省值优先权标记/虚拟局域网以太网类型 5.1.3网络层 (空) 5.1.4传输层(7.3.3) 5.1.5会话层 (空) 5.1.6表述层(7.3.2) 5.1.7应用层(参见第7.3 .1节的补充定义)

本部分所述的电压和电流采样值的传送仅使用从合并单元到间隔层设备带有广播/多播地址的单向链路。
六、公共类型的映射
①
②
对象名为采样值缓冲区的传送，对象引用被编码成整数值，对象引用的各种元素将被赋以整数值。本部分(SCSM)中定义了与逻辑节点名和数据名相关的整数值。与逻辑设备名相关的整数值将通过配置工具进行定义，或者由客户/服务器设备厂家达成一致。对象引用

PCS系列装置IEC61850功能介绍PPT课件

通信功能演示
后台
抽象通信服务接口客户端
应用
报告请求/响应
请求 /响应
GOOSE Message Sampled Values 多播
应用
物理设备
装置
服务器端数据数据数据
物装置
服务器端数据数据数据
应用
10
ICD文件1
ICD文件2 SCD文件
ICD文件3
实例化ICD，增加装置间连接关系、重置数据集、控制块等之后导出 CID
CDC是描述数据对象的标准结构，由预先定义的简单对象组成的复杂对象，通过FC（功能约束）组织起来。
FC用来将CDC中的DA（数据属
性）按照用途组织起来，方便遥信、
遥测、定值等功能的实现。
12
公共数据类表一
13
公共数据类表二
14
功能约束FC
15
16
扩充逻辑节点表一
17
扩充逻辑节点表二
NRR_TCTR_PM(电流互感器)
27
NRR_XCBR(测量)
28
IEC61850配置工具介绍
• 概述
IEC61850配置文件基于XML语言，配置起来比较繁琐；而且，随着装置类型的增加和变电站规模的增大，动辄数十个甚至数百个装置的配置工作量将会急剧增大。为此， PCS系列装置提供了配置工具。
PCS系列装置IEC61850功能介绍
1
整体概述
概述一
点击Байду номын сангаас处输入
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概述二
点击此处输入
相关文本内容
概述三
点击此处输入
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2
培训内容
• 前言 • IEC61850协议概述 • IEC61850保护模型介绍 • IEC61850配置工具介绍 • IEC61850应用介绍 • 总结

IEC61850标准和传统变电站通信规约.pptx

… is ready now! … products are in
development! … attracts a lot
of attention from customers and vendors!
One world One technology One standard
IEC 61850
2005-01-26 8
ABB Automation Technologies AB, 2005 ©
以太网103的技术
1：嵌入式以太网技术（TCP,UDP) 2：IEC104通信规约 3：IEC103通信规约
2005-01-26 5
ABB Automation Technologies AB, 2005 ©
以太网103优缺点
➢ 开关跳闸 ➢ 录波启动 ➢ 联闭锁
ABB Automation Technologies AB, 2005 ©
2005-01-26 17
* IED: Intelligent Electronic Device
Horizontal (peer-to-peer) communication
Station computer
GOOSE = Generic Object Oriented System-wide Events
2005-01-26 18
ABB Automation Technologies AB, 2005 ©
MAC地址
2005-01-26 19
MAC地址:每块网卡在生产出来后，除了基本的功能外，都有一个唯一的编号标识自己。全世界所有的网卡都有自己的唯一标号，是不会重复的。这个 MAC地址是由48位2进制数组成的，通常分成6段，用16进制表示就是类似00-D0-09-A1D7-B7的一串字符。

电网IEC61850技术培训ppt课件

Logical Device (e.g. Relay1) “MMXU2$MX$A” =
Physical Device
(network address)
Feeder #2 Current Measurements
IEC61850技术与传统技术比较-通信协议
• 通信协议 1）传统技术不严格分层，应用层与底层联系比较紧密。服务种类不能满足数字化变电站需要，不支持在线服务。 2）IEC61850定义了独立于所采用网络和应用层协议的通信服务。解决了标准的稳定性与未来网络技术发展之间的矛盾。 3）IEC61850定义了60多种服务，可以满足变电站通信需求。支持在线获取数据模型，也支持IED水平通信（GOOSE报文）。
IEC61850技术与传统技术比较-通信服务
• IED之间逻辑互锁： • 61850 GOOSE
IEC61850技术与传统技术比较-通信服务
• IED之间通信的要求： • 1）1台设备同时向多台设备发报文； • Relay 2）快速性（）； Relห้องสมุดไป่ตู้y <4ms Relay Relay
Bkr 1 Bkr 2 Bkr 3
IEC61850与传统技术比较-通信服务
• 通信服务-数据访问的方法 • IEC61850定义了60多种服务，可满足数字化变电站通信需求。 • 特点： 1）支持在线获取数据模型； 2）支持保护设备之间横向通信（GOOSE 报文）。
IEC61850技术与传统技术比较-通信服务
• 传统IED之间沟通方式： •
IEC61850标准介绍-数据模型
IEC61850标准介绍-数据模型
IEC61850标准介绍-数据模型
（部分）

PPT_IEC61850

8 IEC61850简介
上海申瑞电力科技股份有限公司
背景
1998年，IEC会同IEEE、国际大电网委员会CIGRE、EPRI等国际和区域组织达成共识并成立协调小组和确定标准制订原则：（1）全世界只订一个变电站自动化标准（2）由IEC牵头制订（3）协调员DOC. BRAIN （4）吸收其它标准： IEC 60870-5-101（远动通信协议标准）
22
IEC61850简介
上海申瑞电力科技股份有限公司
四大原则网络应该具有时间同步的要求和数据完整性的要求
23
IEC61850简介
上海申瑞电力科技股份有限公司
四大原则
坚持所制定的标准能够适应网络技术新的发展
采用抽象通信服务接口标准基于电力工业的相关需求通信语法基于电力系统的相关的共同语言并考虑变电站自动化系统是电力系统的一个节点，是整个电力自动化系统的一部分的特点
IEC60870-6 TASE.2
TC 网关
IEC61850
TC 网关
事故追忆特殊应用
OSI 1～ 3层网络（路由器，例如 IP）
控制中心
变电站主机 TC 网关
IEC61850
变电站总线间隔设备 IEC61850
HV/MV 设备
设备级总线
4
Sunrise Power Tech Corp.
上海申瑞电力科技股份有限公司
三、为什么要采用IEC 61850标准规约：CDT/SC1801/DNP3.0/N4F/101/104/103，杂乱，不能适
应数字化变电站时代大数据容量、高传输速率的要求 IEC60870-5-101:1995(DL/ T 634:1997) IEC60870-5-102:1999(DL/ T 779:2000)

02山西省培训——IEC61850规约_穆华灵_

二、 IEC61850装置模型及建模介绍
3、什么是ICD模型文件智能电子设备能力描述文件。数字化变电站自动化系统中，存在着功能各
异、数量不一的智能设备，为了能较好的了解各智能设备的行为、互操作性，工程实施采用了面向对象的方法，通过可扩展标记语言XML，创建一个可全面描述IED功能的文件，这个文件称为智能设备的配置描述（IED Configuration Description），简称ICD。 ICD文件仅经过IED配置工具的配置，未经过变电站系统配置工具的配置，只是对现实智能设备的功能的一个全面描述。 4、什么是SCD文件
3
2/25/2016
一、 IEC61850标准构成
CID
内容
ACSI
方法
MMS
实现
IEC61850-6 模型文件语法 IEC61850-7-3 公共数据类型 IEC61850-7-4 逻辑节点和数据类
IEC61850-7-2 ACSI服务定义
IEC61850-8-1 ACSI到MMS的映射
一、 IEC61850标准构成
5、什么是CID文件配置智能电子设备描述文件。一个置于变电站通讯网中的智能设备，除了
本身可独立运行外，还需要与其他智能设备进行数据交换，以完成自身的某些功能，或者输出数据供其他智能设备使用，那该智能设备如何才能知道与其他智能设备交换些什么数据？我们可以通过变电站配置描述语言工具对装置ICD模型文件予以配置，主要包括MMS、GOOSE、SMV部分，告知智能设备需要与外界交换那些信息，那么这个经过SCL工具配置过的文件称之为经过配置的智能设备描述（Configured IED Description）文件，简称CID文件，它是对ICD文件的一个扩充，不仅包含IED的功能描述，同时还包含了数据交换信息、报文控制信息等。

IEC61850标准简要概述ppt(共19页)

使用信息以正确执行规定功能的能力。
• 逻辑节点 Logical Nodes LN
•
逻辑节点是交换数据的最小功能。LN是由它的数据和方法所
定义的对象。
• 抽象通信服务接口 ACSI
•
抽象通信服务接口(ACSI)：为智能电子设备(IED)提供了抽象
通信服务，例如连接、变量访问、非请求数据传输(报告、设备
• ACSI还包括对数据、数据属性、数据集进行操作服务的模型∶
•
a) 数据集模型将各种数据、数据属性编成组。用以直接访
问、报告、日志。
•
b) 取代模型用其它值代替过程值。
•
c) 定值组控制块模型定义如何从一组定值切换到另一组定
值以及如何编辑定值组。
•
d) 报告控制块和日志控制块模型
•
描述了基于客户参数集产生报告和日志的条件。过程数据值
ACSI服务模型
• 基本信息模型概述 • 构成域特定的信息模型为∶ • - SERVER(服务器) 代表设备的外部可视性能。所有其它
ACSI模型是服务器的一部分。 – 服务器有两种角色: 和客户通信（大多数服务模型可以和客户
设备通信) ，向对等设备发送信息(例如采样值) 。 • - LOGICAL-DEVICE(LD逻辑设备) 包含由一组域特定应用
IEC61850规约及其测试
电力工业电力系统自动化设备质检中心规约测试实验室 2007年5月21日
IEC61850标准
• IEC61850标准概述 • 相关术语 • 数据模型和ACSI信息服务模型
概述
• 变电站自动化系统(SAS)，其二次设备从电子机械设备向数字化发展。采用一些智能电子设备去完成所要求的功能(继电保护、当地和远方监视和控制等) ，来实现变电站自动化系统。自然，提出了在智能电子设备之间高效通信的要求，特别是标准协议的要求。变电站自动化标准化的目的是制定一个满足功能和性能要求的通信标准。

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说明：①合并单元(MU)主要功能是同步采集多路（最多12路） ECT/EVT输出的数字信号后并按照规定的格式发送给保护、测控设备。帧内容中除了有电流、电压采样值信息外，还有一些标志采样值是否有效的状态信息、同步信息和设备维修信息等；
②采样值传输使用IEC61850-9-1标准，面向间隔原则，以太网数据帧格式固定，12路采样值，可以包含状态量；
⑦通信协议：独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务接口(ACSI)。建立了标准兼容服务器所必须提供的通信服务的模型，包括服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型和数据集模型。客户通过ACSI，由特殊通信服务映射(SCSM)映射到所采用的具体协议栈，如制造报文规范(MMS)等；
⑧如没有数字式的开关（ESW/ECB），可以将传统开关通过智能单元接入；
⑤对变电站自动化系统中的对象进行统一建模，包括数据模型和服务模型，采用面向对象技术（过去面向点）和独立于网络结构的抽象通信服务接口(ACSI)，增强了设备间的互操作性，可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接，适应网络技术迅猛发展 , 向网络开放；
⑥实现站内的公用信息共享、简化信息架构及变电站架构，开放式系统，避免多余的中间数据转换，便于扩展维护；
系统方面 Part 1: 介绍和概述 Part 2: 术语 Part 3: 总体要求 Part 4: 系统和项目管理 Part 5: 功能通信要求和设备模型
配置 Part 6: 变电站中智能电子设备通信配置描述语言
测试 Part 10: 一致性测试
数据模型变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构 Part 7-4: 兼容逻辑节点和数据类 Part 7-3: 公共数据类
IF5：过程层和间隔层之间控制数据交换； IF6：间隔和变电站层之间控制数据交换； IF7：变电站层与远方工程师办公地数据交换； IF8：间隔之间直接数据交换，尤其是象联锁这样快速功能； IF9：变电站层内数据交换； IF10：变电站（装置）和远方控制中心之间控制数据交换（不在本标准范围）。
三、61850标准构成
③设计、施工、运行维护简单，工作量减小，节省人力及时间，成本降低；
④电子式互感器(ECT/EVT)及智能开关(ESW/ECB)技术的应用，越来越多的间隔层功能（模拟量、开关量采集等）下放到过程层；保护测控装置取消模拟量采集及控制出口软硬件模块，代之以光纤通信接口；一次侧大电流情况下无饱和问题，为暂态量保护提供真实可靠的数据；没有开路产生高压问题；
二、61850体系下的数据流和接口
10
7
变电站层
功能A
9
功能B
1,6
间隔层保护
3
控制
8
保护
1,6
3
控制
过程层
4,5
过程接口
4,5
传感器
执行构
高压设备
接口含义：
IF1：间隔层和变电站层之间保护数据交换； IF2：间隔层与远方保护（不在本标准范围）之间保护数据交换； IF3：间隔层内数据交换； IF4：过程层和间隔层之间电压互感器PT 和电流互感器CT 瞬时数据交换（尤其是采样）；
抽象通信服务变电站和线路（馈线）设备的基本通信结构 Part 7-2: 抽象通信服务接口(ACSI) Part 7-1: 原理和模型
特殊通信服务映射(SCSM) Part 8-1: 映射到制造商报文MMS Part 9-1: 通过单向多路点对点串行通信连接模拟采样值 Part 9-2: IEEE 802.3之上的模拟采样值
一、数字化变电站方案二、61850体系下的数据流和接口三、61850标准构成四、61850与传统规约对比五、通信功能映射及框架六、数据模型和ACSI服务模型
一、数字化变电站方案
1、采用IEC61850协议、数字化CT/PT、智能一次设备的完全型数字化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准来实现。间隔层和变电站层设备全部数字化。过程层采用ECT/EVT和数字式的开关（ESW/ECB）。采样值传输使用IEC61850-9-2标准，不需要合并单元。
特点：①智能化一次设备、网络化二次设备；
②无论从逻辑概念还是物理概念上都将变电站的功能分为 3层，变电站层、间隔层和过程层。过程层主要完成开关量I/O、模拟采样和控制命令的发送等与一次设备相关的功能；间隔层的功能是利用本间隔的数据对本间隔的一次设备产生作用，如线路保护设备或间隔控制设备；变电站的功能分为两类，一是与过程相关的功能，主要指利用各个间隔或全站的信息对多个间隔或全站的一次设备发生作用的功能，如母线保护和全站范围内的逻辑闭锁功能，二是与接口相关的功能，主要指与远方控制中心等通信；
③将采样值以串行单向点对多点方式映射到底层实际的对象和通信协议中点对点传输，通信发送方只有一个（合并单元），接收方是一个或多个智能设备，且其传输方向是单向的；
④合并单元发送采样值报文均为组播包，且物理组播地址取为 01-0C-CD-04-00-00到01-0C-CD-04-01-FF之间，IED通过在MAC层采取硬件地址过滤方法接收。
3、仅采用IEC61850协议的过渡型数字化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准来实现。间隔层和变电站层设备全部数字化，方便实现61850标准的各厂家IED接入，没有实现61850标准的设备需通过61850转换网关将传统规约转为61850。过程层仍然为模拟信号设备的常规CT/VT、开关（SW/CB）。
61850使用面向对象的方法给变电站统一建模，将变电站及相应设备的功能进行抽象建模，将功能建模为逻辑节点，所有功能抽象为88个逻辑节点，在标准的第五部分有这些逻辑节点的说明，然后在7-4部分中详细介绍逻辑节点类的定义；逻辑节点内包含有数据(Data)，7-3部分对公共数据类(CDC)进行了定义，数据又有若干数据属性，所有的公共数据类都派生自Data基类，Data基类在7-2中定义。正是这样一个分支结构建模了变电站及其智能电子设备(IED)的功能。对于不同IED之间的数据交换，是通过将信息模型（即上面所说的逻辑节点、数据、数据属性）映射到
2、采用IEC61850协议与数字化CT/PT的实用型数字化变电站
变电站中的保护、监控自动化系统按照IEC61850标准来实现。间隔层和变电站层设备全部数字化。过程层采用ECT/EVT和常规的开关（SW/CB）。间隔层的保护、测控设备可以通过以太网接收 ECT/EVT的合并单元发来的采样数据和状态量数据，可实现多个间隔层设备共享同一过程数据。过程层网络可以是一个简单网络，也可以在同一物理网上根据需要设子网，或根据需要分由不同的物理子网组成。数据流为单向。