IEC61850系列标准简介(dj)课件.ppt

1、丁杰丁杰 dingjdingj cn1 1什么是什么是IEC 61850IEC 618502 2主要目的及特点主要目的及特点3 3内容简介及理解内容简介及理解1 1 n IEC 61850系列标准的全称是变电站通信网络和系统(Communication Networks and Systems in Substations)，它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n IEC 61850系列标准是由国际电工委员会第57技术委员会(IEC TC57)从1995年开始制订的,目前，IEC61850共14个部份已经全部通过为国际标准。我国的标准化委员会对61850系列标准

2、进行了同步的跟踪和翻译工作 nIEC 61850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61850系列标准的一部分。所以它是一个十分庞大的标准体系，而不仅仅是一个通信协议标准nIEC 61850看起来很像又一新的协议。其实它不是。确切地说，它是一种新的变电站自动化的方法，一种影响工程、维护、运行和电力行业组织的新方法n它采用面向对象的建模技术，面向未来通讯的可扩展架构，来实现“一个世界，一种技术，一个标准”的目标n开放性：全部通信协议集将基于已有的IEC/IEEE/ISO/OSI可用 的通信标准的基础上;不考虑具体实现n先进性：采用ACSI

3、、SCSM、OO的技术采用抽象的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 n完整性：适用对象几乎包容了变电站内所有IED，例如：常规的测控装置、保护装置、RTU、站级计算机、可选的同期、VQC装置未来可能广泛使用的数字式一次设备如PT、CT、开关 4以往的设计对象是优化 带宽 硬件资源（CPU性能、存储需求）4今天的趋势带宽成本带宽成本硬件成本硬件成本集成成本集成成本1 1什么是什么是IEC 61850IEC 618502 2主要目的及特点主要目的及特点3 3内容简介及理解内容简介及理解1 1 1 1 从规约角度分析从规约角度分析4通信接口:串行口

4、,现场总线,以太网4通信传输规约:多!4为规范远动系统中的通信系统，IEC于1990年至2002年制订IEC60870系列标准（远动设备及系统）:变电站与控制中心通信的101、104规约和保护与监控系统通信的103规约4由于没有标准，不可能进行一致性测试，厂家间就算提供了规约，也无法保证其实现与规约的一致性，一切只能现场见或事先在实验室联调4厂家在技术水平、经验、理解等各方面有差异,个性扩展4产品互操作性问题日益突出4工程费用增加4成为变电站自动化行业发展的巨大障碍 DNP四方103MODBUSPROFIBUSCDT60870-5-103南自103网络1031 1 从规约角度分析从规约角度分析

5、1 1 从规约角度分析从规约角度分析2 2 从信息模型角度分析从信息模型角度分析4按点号数据含义不明2 2 从信息模型角度分析从信息模型角度分析4按点号数据之间无关联对象模型点模型4组态的内容各不相同，组态的结果互不通用，组态信息的交流通过书面方式，易出错4IEC61850的优点不是体现在设备的价格上,而是在设备的长期使用上3 3 从组态及工程角度分析从组态及工程角度分析1.对制造厂非常有利IEC61850IEC61850带来什么好处带来什么好处可以避免劳民伤财的协议转换工作;采用对象建模技术，面向设备建模和自我描述，采用配置语言，在信息源定义数据和数据属性，传输采样测量值等技术,在组态、配置

6、和维护工作上,节省了大量开支;将来会有越来越多的智能设备(电能质量、同步相量、设备诊断等)集成到系统中，无缝数据集成和共享信息节省了大量开支用户可选择最好的产品,不必担忧互联,互换能大幅度改善设备集成，减少工程量、现场验收、运行、监视、诊断和维护等费用，节约大量时间，增加了自动化系统使用期间的灵活性。提供了变电站通信网络和系统总体要求、系统和工程管理、一致性测试等2.对用户非常有利IEC61850IEC61850带来什么好处带来什么好处标准制定的主要目的标准制定的主要目的n 互操作性 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 n 自

7、由配置 满足变电站自动化系统（SAS）功能和性能的要 求；可灵活配置，将功能自由分配到装置中，支 持用户集中式（如RTU）和分散式系统的各种要求 n 长期稳定性 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 One manufacturerprivateTwo manufacturersby chanceThree manufacturers interoperability!IEC61850-5:IEC61850系列标准的目标是为来自不同厂商的智能电子设备提供互操作性，更严格地说，是为在变电站中执行且常包含在不同制造商提供的设备（物理装置）中的功能提供互操作性

8、 nIEC61850-5 互换性 interchangeability 互换性是指可用同一厂家或不同厂家的装置相互替换。互换装置具有相同的通信接口且至少提供相同功能，并且互换对系统的其它部分没有影响。若功能差异可接受，互换也可能要求系统某处作出改变。互换性更严格的意义是指功能和装置的标准化。然而，功能和装置标准化均不在本标准的讨论范围内n相比目前自动化系统,为互换性提供有利的条件 相同的通信接口 SCL配置文件 技术服务 远方控制远方控制(NCC)控制.保护 功能.A 功能.B 保护.控制 传感器 执行元件 远方保护远方保护 间隔间隔/单元层单元层 变电站层变电站层过程层过程层 高压设备高压设

9、备 远方保护远方保护 过程接口 1,6337981,6224,54,5IF1：间隔层和站层之间交换保护数据IF2：间隔层和远方保护之间交换保护数据IF3：间隔层之间交换数据如保护和控制设备间IF4：间隔层和过程层之间交换采样数据IF5：间隔层和过程层之间交换控制数据IF6：间隔层和站层之间交换控制数据IF7：站层和远方工程师之间交换数据IF8：间隔层之间直接快速交换数据，如联锁IF9：站层之间交换数据IF10：站层和远方控制中心之间交换数据101 每个间隔拥有自己的通信网络每个间隔拥有自己的通信网络2 通信网络可以跨越多个间隔通信网络可以跨越多个间隔3 所有设备共用一个通信网络所有设备共用一个

10、通信网络4 面向继保功能区划分网络面向继保功能区划分网络 三三 内容简介及理解内容简介及理解4 61850(1-5)61850(1-5)4 61850-6 61850-64 61850-7 61850-74 61850-8 61850-84 61850-9 61850-94 61850-10 61850-10 n61850-1 61850-1 介绍和概述介绍和概述 该标准介绍了整个61850系列标准的制定目的、历史沿革，对61850的其它标准的核心内容作了一个提炼并加以介绍，对以后的标准中涉及的核心概念作了初步的阐述n61850-2 61850-2 术语术语 该标准搜集了整个61850系列标准

11、所涉及的术语解释、缩写名词定义、规范性引用文件 n61850-3 61850-3 总体要求总体要求 该标准从质量要求、环境条件、供电条件三个方面对SAS系统的性能进行了规范 质量要求包括可靠性、系统可用性、可维护性、安全性、数据完整性环境条件包括对温度、湿度、大气压、振动、污染、腐蚀、电磁干扰的耐受能力供电条件包括对供电电源的电压、频率范围以及瞬时失电的耐受能力电磁兼容要求电磁兼容要求环境要求环境要求 变电站中的智能电子设备属于C级别,C级别又被细分为4个小级别：1:Class C1:-5 to 45C 2:Class C2:-25 to 55C 3:Class C3:-40 to 70C 4

12、:Class Cx:Special 变电站中的智能电子设备需满足C2、C3或Cx(-40 to 85C)级别n61850-4 61850-4 系统和项目管理系统和项目管理该标准主要规范了SAS的参数化、文档化等工程管理要求SAS及其IED始于研发阶段直至停产和退出运行的生命周期内的质量管理 SAS的质量保证，重点是试验设备、试验内容，如系统测试、型式试验、例行试验、一致性测试、FAT、SAT等 n61850-561850-5：功能的通信要求和设备模型：功能的通信要求和设备模型 详细阐述了功能、逻辑节点和通信信息片三个概念以及三者的相互关系对不同等级的变电站内的不同种类的通信报文的通信时间提出了

13、要求，以及如何验证整个系统的通信性能要求 4功能 已有装置功能各不相同 标准应让各种装置能实现 对功能的描述不是为了标准化功能，是为了确定通信需求 同一功能可以分布在不同厂家提供的物理设备之间 功能与物理设备无关，可以在物理设备上自由分布系统支持功能系统支持功能4网络管理4时间同步4物理装置自检系统配置或维护功能系统配置或维护功能4节点标识4软件管理了4配置管理4逻辑节点运行模式控制4设定4测试模式4系统安全管理运行或控制功能运行或控制功能4访问安全管理4控制4指示瞬时变化的运行使用4同期分合（定点分合）4参数集切换4告警管理4事件（管理和）记录4数据检索4扰动/故障记录检索就地过程自动化功能

14、就地过程自动化功能4保护功能（通用）4距离保护（保护功能示例）4间隔联锁4测量、计量和电能质量监视分布自动化支持功能分布自动化支持功能4全站范围联锁4分散同期检查分布过程自动化功能分布过程自动化功能4断路器失灵4自适应保护（通用）4反向闭锁（自适应保护功能示例）4负荷减载4负荷恢复4电压无功控制4馈线切换和变压器转供4自动顺控4逻辑节点（LN）、物理设备（PD）、逻辑连接（LC）、物理连接（PC）逻辑节点可以理解为功能分解的最小单位 逻辑节点之间的连接称为逻辑连接 一个物理连接可以包含多个逻辑连接功能F、逻辑节点LN、物理设备PD、逻辑连接LC、物理连接PC的关系LN2LN3LN1LN6LN4

15、LN5PD1PD3PD2F1F2PC13PC23PC12LC36LC56LC14LC35LC12功能自由分配！功能、逻辑节点和物理设备的之间的关系实例 逻辑节点组类型逻辑节点组类型个数个数保护功能逻辑节点组（保护功能逻辑节点组（P P）2828保护相关功能逻辑节点组保护相关功能逻辑节点组(R)(R)1010控制逻辑节点组控制逻辑节点组(C)(C)5 5通用引用逻辑节点组通用引用逻辑节点组(G)(G)3 3接口和存档逻辑节点组接口和存档逻辑节点组(I)(I)4 4自动控制逻辑节点组自动控制逻辑节点组(A)(A)4 4计量和测量逻辑节点组计量和测量逻辑节点组(M)(M)8 8传感器监视逻辑节点组传

16、感器监视逻辑节点组(S)(S)4 4开关设备相关逻辑节点组开关设备相关逻辑节点组(X)(X)2 2仪用互感器逻辑节点组仪用互感器逻辑节点组(T)(T)2 2电力变压器逻辑节点组电力变压器逻辑节点组(Y)(Y)3 3其它电力设备逻辑节点组其它电力设备逻辑节点组(Z)(Z)1515系统逻辑节点组系统逻辑节点组(L)(L)3 3逻辑节点组类型逻辑节点组类型通讯处理器f1f2物理装置物理装置 PD1物理装置物理装置 PD2传输时间传输时间 t=ta+tb+tctatbtc通讯处理器传输时间的定义 三三 内容简介及理解内容简介及理解4 61850(1-5)61850(1-5)4 61850-6 6185

17、0-64 61850-7 61850-74 61850-8 61850-84 61850-9 61850-94 61850-10 61850-10 n61850-661850-6：变电站自动化系统配置描述语言：变电站自动化系统配置描述语言 该标准描述了基于XML1.0的变电站自动化系统配置（SCL）语言的语法，并在附录中提供了模式文档定义（SCHEMA）文件的文本，并给出了一个不完整的变电站的SCL文件的实例 变电站配置描变电站配置描述语言述语言SCLSCLXMLXML语言语言变电站配置文件变电站配置文件IEC61850IEC61850模型模型张三 公司:国电南瑞 电话:(025)830929

18、13 地址:南瑞路8号 城市:南京市 省份:江苏 ZIP:210003 张三国电南瑞(025)83092913 南瑞路8号 南京市 江苏 210003联系人信息联系人信息XMLXML表示表示XMLXML实例实例数据类型数据类型命名空间命名空间元素元素属性属性一致性约束一致性约束正则表达式正则表达式SCHEMASCHEMA主要内容主要内容定义一个国际通用的对象模型定义一个国际通用的对象模型定义一套适用于该模型的定义一套适用于该模型的XMLXML标签标签定义了配置文件的结构定义了配置文件的结构用用8 8个个SCHEMASCHEMA文件实现定义和校验文件实现定义和校验SCLSCLSCLSCL对象模型

19、对象模型SSDSSD系统图组态工具系统图组态工具装置模板组态工具装置模板组态工具ICDICD系统组态工具系统组态工具SCDSCD装置实例组态工具装置实例组态工具IEC61850IEC61850装置装置CIDCID全站系统配置全站系统配置文件文件一次系统配置一次系统配置文件文件装置模板配置装置模板配置文件文件装置实例配置装置实例配置文件文件工程配置图工程配置图4SSD:System Specification Description.XML description of the entire system.4SCD:Substation Configuration Description.XML

20、 description of a single substation.4ICD:IED Capability Description.XML description of items supported by an IED.4CID:Configured IED Description.XML configuration for a specific IED.三三 内容简介及理解内容简介及理解4 61850(1-5)61850(1-5)4 61850-6 61850-64 61850-7 61850-74 61850-8 61850-84 61850-9 61850-94 61850-10

21、61850-10 n61850-761850-7：变电站和馈线设备的基本通信结构：变电站和馈线设备的基本通信结构 61850-7-1 原理和模型 分别从应用、设备、通信的观点为对象建模，模型分别是逻辑节点及数据、逻辑设备/物理设备、客户/服务器，另外简要介绍了61850-7-2，-3，-4的内容及相互关系 61850-7-2 抽象通信服务接口(ACSI)61850-7-3 公共数据类 61850-7-4 兼容的逻辑节点类和数据类 61850-7-2，-3，-4，它详尽的描述了各种对象模型的数据类和服务，是61850-8和-9的前提和基础 IED智能电子设备智能电子设备具有可访问具有可访问的数据

22、模型的数据模型WHAT交换什么交换什么IEC 61850-7-3IEC 61850-7-4HOW（怎么交换）（怎么交换）IEC 61850-7-2请求请求响应响应事件事件Self descNot like modbus registerXCBR 断路器XSWI 隔离开关TCTR电流互感器TVTR电压互感器SIMG 绝缘介质监视CSWI开关控制器 PTOC 带时限过电流PTRC 保护跳闸条件 Logical NodeControlReporting&LoggingDataDataSetReportSubstitutionGet/SetDir/DefinitionLN referenceXCBR1

23、data referenceXCBR1.Posdata attribute referencesXCBR1.Pos.ctlValXCBR1.Pos.stValXCBR1.Pos.pulseConfigXCBR1.Pos.operTimXCBR1.Pos.qXCBR1.Pos.tXCBR1.Pos.originXCBR1.Pos.ctlNumXCBR1.Pos.dXCBR1.Pos.ctlModelXCBR1.Pos.sboTimeoutXCBR1.Pos.sboClassXCBR1.Pos.tagPosctlValstValpulseConfigoperTimqtoriginctlNumdct

24、lModelsboTimeoutsboClasstagModeXCBR1SampledValuesGOOSELogical NodeControlSubstitutionReporting&LoggingDataDataSetGet/SetDir/DefinitionReportGOOSESMVSetting GroupActicateLogical Devicenameplate,health2 2、逻辑设备也提供了关于物理设备的信息或者由逻辑设逻辑设备也提供了关于物理设备的信息或者由逻辑设备控制的外部设备信息。备控制的外部设备信息。3 3、逻辑设备以透明的方式构建网关逻辑设备以透明的方式构

25、建网关模型模型功能约束(FC)语义语义允许的服务允许的服务初始值初始值/存储存储/解释解释ST状态信息DataAttribute代表状态信息，它的值可读、取代、报告或记入日志但不能写。从过程得到 DataAttribute的初始值.MX测量值(模拟值)DataAttribute 代表测量值信息，它的值可读、取代、报告或记入日志但不能写。从过程得到 DataAttribute的初始值.CO控制DataAttribute 代表控制信息，它的值可操作(控制模型)和读.n.a.SP设点DataAttribute代表设点信息，它的值可控制(控制模型)和读。其值立即生效。DataAttribute的初始值

26、为配置的；值为非易失的.SV取代DataAttribute代表取代信息，它的值可写以取代值属性并可读.DataAttributr的值为易失的,初始值为FALSE,否则值为设置或配置.CF配置DataAttribute代表配置信息，它的值可写、可读.值写入后立即生效，或者延缓，延缓的原因超出本标准的范围。DataAttribute的初始值为配置的；值为非易失的.DC描述DataAttribute代表描述信息，它的值可写、可读。DataAttrib的的初始值是配置的，值为非易失的。SG定值组SGCB类的逻辑设备具有几组DataAttribute的全部实例值,其功能约束为SG.在每一组内每个Data

27、Attribute有一个带功能约束SG的值.其中一组值为当前激活值(详见笫13章)。功能约束SG 的DataAttribute值不可写DataAttribute的初始值为配置的；值为非易失的.SE定值组可编辑的DataAttribute可由 SGCB 服务进行编辑.SelectEditSG服务处理后，DataAttribute值可用.EX扩充定义DataAttribute代表扩充信息,提供引用命名空间(name space)，扩充用于DL/T860.73、DL/T860.74的LN、DATA、DataAttribute的扩充定义。功能约束EX的DataAttribute值不可写 DataAtt

28、ribute的初始值为配置的；值为非易失的.BR缓存报告c)Attribute代表BRCB的报告控制信息，它的值可写、可读.Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.RP非缓存报告c)Attribute代表URCB的报告控制信息，它的值可写、可读.Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.LG日志c)Attribute代表LCB的日志控制信息，它的值可写、可读.Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.GOGoose控制 c)Attribute代表GoCB的goose控制信息，它的值可写、可读.Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.GSgsse 控制c)At

29、tribute代表GsCB的gsse控制信息，它的值可写、可读.Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.MS多路广播采样值控制c)Attribute代表MSVCB 的采样值控制信息，它的值可写、可读.Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.US单路传播采样值控制c)Attribute代表UNICAST-SVC实例的采样值控制信息，它的值可写、可读.Attribute的初始值为配置的；值为非易失的.TrgOp(触发条件)dchg数据变化(trigger option for data-change)dupd数据更新(trigger option for data-update

30、)qchg品质变化(trigger option for quality-change)模型模型基本数据类型名名值域值域注释注释用于用于BOOLEAN DL/T860.73,本标准 INT8-128 127 DL/T860.73,本标准 INT16-32,768 32,767 DL/T860.73,本标准 INT24-8388608 8388607时标类型本标准INT32-2,147,483,648 2,147,483,647 DL/T860.73,本标准 INT128-2*127 (2*127)-1计数器所需要DL/T860.73INT8U无符号整数 0 255 DL/T860.73,本标准

31、 INT16U无符号整数0 65,535 DL/T860.73,本标准 INT24U无符号整数0 16,777,215 DL/T860.73,本标准 INT32U无符号整数0 4,294,967,295 DL/T860.73,本标准FLOAT32值域和精度为 IEEE754单精度浮点数 DL/T860.73FLOAT64值域和精度为 IEEE754双精度浮点数 DL/T860.73ENUMERATED值的有序集，采用类型的定义允许用户扩展。DL/T860.73,本标准 CODED ENUM值的有序集，采用类型的定义不允许用户扩展。类型映射到 SCSM 的高效编码 DL/T860.73,本标准

32、OCTET STRING采用类型时定义最大长度1 DL/T860.73,本标准 VISIBLE STRING采用类型时定义最大长度1 DL/T860.73,本标准UNICODE STRING采用类型时定义最大长度1 DL/T860.73注 1 长度后缀的格式为“STRINGnn”，nn为字符的个数。模型模型品质 品质类型定义属性名属性类型值/值域M/O/C PACKED LIST validity(有效性)CODED ENUMgood|invalid(无效)|reserved|questionable(可疑)MdetailQual(细化品质)PACKED LIST Moverflow（溢出）B

33、OOLEAN MoutOfRange（超值域）BOOLEAN MbadReference（坏基准值）BOOLEAN Moscillatory（抖动）BOOLEAN Mfailure(故障)BOOLEAN MoldData（老数据）BOOLEAN MinconsiSTent（不一致）BOOLEAN Minaccurate（不精确）BOOLEAN Msource(源)CODED ENUMprocess|substituted 缺省processPICS_SUBSTtest(测试)BOOLEAN缺省 FALSEPICS_TESToperatorBlocked(操作员闭锁)BOOLEAN缺省 FALS

34、EO模型模型XCBR类类属性名属性类型说明TM/O逻辑节点名 应从逻辑节点类继承（参见IEC61850-7-2）数据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 MLocSPS本地操作 MEEHealthINS外部设备健康 OEENameDPL外部设备铭牌 OOpCntINS操作计数 M控制PosDPC开关位置 MBlkOpnSPC跳闸闭锁 MBlkClsSPC合闸闭锁 MChaMotEnaSPC充电电机允许 O计量值SumSwARsBCR开断电流和，可复位 O状态信息CBOpCapINS断路器操作能力 MPOWCapINS定相分合能力 OMaxOpCapINS满负荷条件下，

35、断路器操作能力 O模型模型SampledValuesGOOSELogical NodeControlSubstitutionReporting&LoggingDataDataSetGet/SetDir/DefinitionReportGOOSESMVSetting GroupActicateLogical DeviceTime SynchronizationFile TransferAssociationServernameplate,health 4IEC61850分析总结了变电站自动化系统的功能需求，并将功能分解为最小单位逻辑节点4建模是厂家选择多个相关逻辑节点，实现自己产品(系统、装置)

36、的功能4建模也可以是设计人员针对变电站要实现的功能，而对整个变电站自动化系统和每个装置选择相关的逻辑节点 组织理解1.*D a t a A t t r ib u t eL O G I C A L-D E V I C ES E R V E RB U F F E R E D-R E P O R T-C T R L-B L O C K0.*L O G0.1L O G-C O N T R O L-B L O C K0.*10.*0.*S E T T I N G-G R O U P-C O N T R O L-B lo c k0.1G O O S E-C O N T R O L-B L O C K0.1

37、G S S E-C O N T R O L-B L O C K0.1M U L T I C A S T-S A M P L E D-V A L U E-C T R L-B.0.10.1D a t a S e t10.*10.*10.*10.*10.*10.*10.*1111111 11 1110.*1.*1111.*D A T A11.*1 11 31 41 41 41 41 51 51 61 6S u b s titu tio n1 2C o n tr o l1 7T im e1 8F ile2 06891 01 0L O G I C A L-N O D E0.*10.*L L N 0U n

38、 I C A S T-S A M P L E DV A L U E-C T R L-B.U N B U F F E R E D-R E P O R T-C T R L-B L O C KC o n tr o l B lo c k s 4为了客户（client）的方便，由数据（DATA）或数据属性（DataAttribute）组成的一个有序的集合4 交换信息时可以只传递DATA SET名和成员所引用的值，提高传输效率 报告 BRCName BufTim DataSetRef 6 内部事件 RptEna IntgPd DiscBuf TrgOps(dchg,qch,g 测量量的 缓存 dupd,i

39、ntegrity,gi)瞬时值 缓存报告 报告格式 死区值 非缓存报告 编制 数据改变 URCName TrgOps(dchg,qch,g dchg)RptEna IntgPd dupd,integrity,gi)由数据集 DataSetRef 编成组 值域改变 记录 DataSetRef 数据改变 LCName (dchg)LogEna TrgOps(dchg,qch,g 值的品质 查询 日志 dupd)对象 品质改变 (dchg)日志 日志格 条目 式编制 时标 DL/T860.72间隔层总线采取间隔层总线采取SNTP(Simple Network Time Protocol)SNTP(S

40、imple Network Time Protocol)间隔层总线采取间隔层总线采取SNTP(Simple Network Time Protocol)SNTP(Simple Network Time Protocol)超过2000KM的WAN上可以稳定的做到10毫秒级别，在LAN上可以稳定的做到1毫秒级别P1 典型应用于配电线间隔P2 典型应用于输电线间隔P3 典型用于输电线间隔，具备满足同步和断路器分合时间差的最好性能 过程层采用过程层采用IEEE1588IEEE1588协议协议 三三 内容简介及理解内容简介及理解4 61850(1-5)61850(1-5)4 61850-6 61850-

41、64 61850-7 61850-74 61850-8 61850-84 61850-9 61850-94 61850-10 61850-10 n61850-8-161850-8-1：特定通信服务映射：特定通信服务映射(SCSM)(SCSM)在在ISO8802-3ISO8802-3上上映射到映射到MMS(ISO/IEC9506MMS(ISO/IEC9506第第1 1部分和第部分和第2 2部分部分)该标准将ACSI映射到MMS，形成了基于802.3,传输层至少支持TCP/IP的应用层协议,该协议适用于站级和间隔级设备，或间隔级设备间，或站级设备间的通讯 4 ACSI ACSI(Abstract

42、Communication Service Interface)即抽象通信服务接口,它是独立于通信协议,独立于具体实现,独立于操作系统的抽象的对服务过程和相关数据类的描述。它通过不同的SCSM映射到不同的协议4SCSM SCSM(Specific Communication Service Mapping)即特定通信服务映射，它在抽象的ACSI和具体的某一特定协议之间建立映射关系 MMS 制造报文规范 MMS（Manufacturing Message Specification）即制造报文规范，在80年代初期,为了美国通用汽车公司的MAP（制造自动化协议）项目而开发,它主要是规范工业自动化领

43、域内智能设备间的通信行为，广泛地应用于工业过程控制、工业机器人等领域。PROFIBUS-FMS，TASE.2,UCA等标准均符合MMS。MMS的特点在于它是一个与设备、与功能、与应用均无关的极为抽象的通用标准。最初基于OSI通信栈和令牌总线（IEEE 802.4）,后MMS开始基于以太网（IEEE 802.3）.MMS标准由两部分所组成:1ISO/IEC 9506-1:工业自动化系统 制造报文规范Part 1:服务定义中国国家标准GB/T 16720.1-19962 ISO/IEC 9506-2:工业自动化系统 制造报文规范Part 2:协议规范中国国家标准 GB/T 16720.2-1996

44、美国波音公司决定采用基于ISO OSI基本参考模型（包括MMS）的局域网协议（TCP/IP）,被称为TOP（技术和办公协议）MMS-虚拟制造设备(VMD)程序调用有名变量有名变量列表文件类型信号事件登录事务处理域操作界面日志事件条件事件活动设备本身也是一个设备本身也是一个VMDVMD对象对象表示在VMD内的一个抽象对象（如一个程序）由一组包含在域内的过程和数据元素及执行控制信息组成存取共享资源的概念锁用于交互操作表示事件状态的对象当事件条件对象状态改变时表示MMS服务的执行动作 加时标的事件、变量数据和注释集合处理MMS服务将事件条件和事件活动相连接并将事件变迁结果和客户相连接 由于生产设备的

45、种类很多，不失其共性，MMS中引入了抽象客体模型，并在此基础上提出了虚拟制造设备（VMD）的概念。VMD是一种客体模型，它抽象地表示了某个实际制造设备的资源和外部可见行为，从而在功能上，某个VMD可以与某个真实的制造设备相对应。MMS 对象服务域管理 VMD支持 环境和通用管理文件管理 操作员通信 日志管理 事件管理 信号量管理 变量存取 MMS 服务 为了支持设备之间的通信及适应各种应用环境的要求，MMS提供了丰富的服务（约80多种），按照操作功能的不同，这些服务又被分为10类 程序调用管理 MMS与61850只见映射案例在分布式变电站的自动化系统中，智能电子设备（IED）共同协助完成自动化

46、功能的应用场合越来越多，例如间隔层设备之间的防误闭锁、分布式母线保护等，这些功能得以完成的重要前提条件是众多IED之间数据通讯的可靠性和实时性。IEC61850中定义了通用变电站事件（深入理解深入理解 -GOOSE-GOOSEGSEGSE分为分为2 2种不同的控制类和报文结构：种不同的控制类和报文结构：面向通用对象的变电站事件面向通用对象的变电站事件GSSE(genericGSSE(generic substation state event)substation state event)通用变电站状态事件通用变电站状态事件深入理解深入理解 -GOOSE-GOOSEGOOSE:为面向通用对象变

47、电站事件并支持由为面向通用对象变电站事件并支持由DATA-SETDATA-SET组织的公共数据广范围的交换组织的公共数据广范围的交换 GSSE:为通用变电站状态事件并支持提供传为通用变电站状态事件并支持提供传输状态变化信息输状态变化信息(双比特)深入理解深入理解 -GOOSE-GOOSE报文内容GOOSE报文的核心内容可由用户灵活、自由定义，不仅可传输状态信息，而且可传输模拟量信息，应用范围广泛。GSSE报文一般只用于传输保护跳闸、闭锁 等状态变化信息，内容比较单一。它是UCA GOOSE在61850中的一种延续。深入理解深入理解 -GOOSE-GOOSE深入理解深入理解 -GOOSE-GOO

48、SE多播地址（6个字节）应有如下结构：前3个字节被IEEE定为01-0C-CD；第4个字节，对于GOOSE，为01；为GSSE，为02；对多 播采样值，为04；最后2个字节应为单独地址建议的多播地址范围建议的多播地址范围服务起始地址(十六进制)结束地址(十六进制)GOOSE01-0C-CD-01-00-0001-0C-CD-01-01-FFGSSE01-0C-CD-02-00-0001-0C-CD-02-01-FF多播采样值01-0C-CD-04-00-0001-0C-CD-04-01-FFGOOSE报文定义深入理解深入理解 -GOOSE-GOOSE报文实时性GSE 报文时间延迟规定在4MSG

49、OOSE 报文的传输服务是应用层到表示层（经ASN.1编码）后，直接映射到底层（数据链路层和物理层），不经网络层和传输层，并采用了较先进的交换式以太网各种技术（如VLAN、优先级、多播等），从而保证了报文传输的实时间性。GSSE报文的传输服务映射于OSI的7层协议堆栈中，一方面，存在协议堆栈传输延时，另一方面，它仍是基于传统的以太网实现的（不支持VLAN、优先级、多播等），这使德当网络负荷比较重时，很难保证报文的实时性。深入理解深入理解 -GOOSE-GOOSET0(T0)T1 T1T2T3T0传输时间传输时间事件事件T0:稳定条件(长时间无事件)下重传(T0):稳定条件下的重传可能被事件缩短

50、T1:事件发生后,最短的传输时间T2,T3:直到获得稳定条件的重传时间 重传序列中的每个报文都带有允许生存时间参数，用于通知接收重传序列中的每个报文都带有允许生存时间参数，用于通知接收方等待下一次重传的最长时间。如果在该时间间隔内部没有收到方等待下一次重传的最长时间。如果在该时间间隔内部没有收到新报文，接收方将认为关联丢失。新报文，接收方将认为关联丢失。重发间隔的最大时间应该重发间隔的最大时间应该 60s。网络延迟网络延迟 4ms 深入理解深入理解 -GOOSE-GOOSE额外链路额外链路普通报文缓冲普通报文缓冲交换机交换机GOOSE普通报文普通报文GOOSE报文优先发送报文优先发送深入理解深