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2019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系列标准进行了同步的跟踪和翻译工作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、SCS
2、M、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 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 从规约角度分析从规约角度分析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1 1 从规约角度分析从规约角度分析对象模型点模型1.对制造厂非常有利IEC61850IEC61850
3、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
4、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!IEC6185
5、0-5: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 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 高压设备高压设备 远方保护远方保护 过程接口 1,6337981,6224,54,5101 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通信网络4 面
6、向继保功能区划分网络面向继保功能区划分网络 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: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LN2LN3LN1LN6LN4LN5PD1PD3PD2F1F2PC13PC23PC12LC36LC56LC14LC35LC12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
7、节点组类型逻辑节点组类型功能分解功能分解 过程映象过程映象逻辑节点逻辑节点(过程设备过程设备)间隔层间隔层功能逻辑功能逻辑节点节点变电站层变电站层功能逻辑功能逻辑节点节点YLTCATCCGAPCIHMIGGIOCALHXCBRCSWIXSWICILO CILO IHMIGAPC通用通用 过程自动控制过程自动控制表示所有表示所有 未预定义未预定义 功能的功能的 逻辑节点逻辑节点 GIO 通用输入通用输入/输出输出 表示所有表示所有 所有未预定义所有未预定义 过程设备逻辑过程设备逻辑 节点节点 变电站层 联锁间隔层联锁断路器分接头分接头调节控制器隔离开关人机接口 报警处理断路器控制器通用自动化功能
8、、断路器控制功能和电压控制功能通用自动化功能、断路器控制功能和电压控制功能 功能分解功能分解 具有远动接口的通用功能、保护功能和测量具有远动接口的通用功能、保护功能和测量/计量功能计量功能 TVTRTCTRPTVTRTCTRMMTRMMXU电压和电流互感器保护如,距离保护计费用测量运行用测量IHMIIHMIIARCIRTIIRMI过过程程映映象象过过程程设设备备 间间隔隔层层功功能能逻逻辑辑节节点点变变电电站站层层功功能能逻逻辑辑节节点点遥控接口人机接口 远方监视接口存档(变电站层)GAPCIHMIGGIOGAPC通通用用 自自动动过过程程控控制制表表示示 所所有有未未预预先先定定义义功功能能
9、的的 通通用用逻逻辑辑 节节点点GIO通通用用输输入入/输输出出 表表示示所所有有未未预预先先定定义义 的的过过程程设设备备 通通用用逻逻辑辑节节点点 功能分解功能分解 开关控制、联锁、同步检查、自动重合闸、继电保护的逻辑节点交互开关控制、联锁、同步检查、自动重合闸、继电保护的逻辑节点交互 IHMI联锁原因f,U,命令响应命令响应UU位置ICILOCSWIRSYNP.RREC重合闸命令过程映象过程映象(过程设备过程设备)间隔层功能间隔层功能逻辑节点逻辑节点变电站层功能变电站层功能逻辑节点逻辑节点XCBRXSWITVTRTCTRTCTR.电流和电压互感器断路器和隔离刀闸功能分解功能分解 断路器分
10、相控制（每相一个断路器分相控制（每相一个XCBR实例）和实例）和带有分相测量单元的互感器（每相一个带有分相测量单元的互感器（每相一个TCTR或或TVTR实例）实例）CSWICILOIHMI间隔联锁断路器控制器XCBRPxyz保护断路器实例Q0XCBRXCBRXCBRQ0_A,Q0_B,Q0_CTCTRTCTRTCTRTCTRTVTRTVTRTVTRTVTR电流互感器实例 零序A相B相C相电压互感器电流电压分相跳闸断路器实例变电站层功能逻辑节点间隔层功能逻辑节点过程映像逻辑节点（过程设备）电流和电压互感器按断路器跳闸断路器功能分解功能分解 自动调节分接头控制调节电压自动调节分接头控制调节电压 Y
11、LTCATCCIHMI分接开关自动调节分接头控制器TVTR运行测量人机接口PIOCPTOVMMXUTVTRTVTRTCTRPTUV保护功能TCTR变电站层功能逻辑节点间隔层功能逻辑节点过程映像逻辑节点（过程设备）电压和电流互感器电压和电流互感器通讯处理器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XMLXML语言语言变电站配置文件变电站配置文件IEC61850IEC61850模型模型从从HTMLHTML发展而来，发展而来，20192019年年W3CW3C标准化标准化可扩展标记式语言可扩展标记式语言广泛应用于各
12、行各业广泛应用于各行各业XML SCHEMAXML SCHEMA技术技术联系人信息联系人信息XMLXML表示表示XMLXML实例实例W3C 2019-5-2W3C 2019-5-2发布发布定义定义XMLXML文档的规则文档的规则用一个或多个用一个或多个XSDXSD文件定义文件定义数据类型数据类型 简单类型简单类型 复杂类型复杂类型 派生复杂类型派生复杂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简介简介如果在xsd文件中有如下定义则在XML文件中，可以有该类型的元素南京龙潭变如果在xsd文件中有如下定义 在XML文件中，可以有这样的元素南
13、京龙潭变开关站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系统组态工具系统组态工具装置实例组态工具装置实例组态工具IEC61850IEC61850装置装置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IED Capability Description
14、IED Capability Description和装置类型关联的预定义装置模板配置和装置类型关联的预定义装置模板配置配置内容配置内容1.LD1.LD、LNLN、DODO、DADA定义及定义及LNLN类型模板的定义类型模板的定义2.2.数据集数据集datasetdataset定义定义3.3.控制块的配置如控制块的配置如brcbbrcb、urcburcb、sgcbsgcb、lcblcb等定义等定义文件结构文件结构1.有且只有一个IED元素，且名称必须为TEMPLATE2.可以有Substation，名称必须为TEMPLATE3.可以有Communication元素4.包括DataTypeTem
15、plates定义System Specification DescriptionSystem Specification Description变电站一次系统模型的配置变电站一次系统模型的配置配置内容配置内容1.1.系统一次主接线图定义（变压器、电压等级、间隔、设备、拓扑连系统一次主接线图定义（变压器、电压等级、间隔、设备、拓扑连接等等）接等等）2.2.模型对象对应的功能模型对象对应的功能LNLN类型的定义类型的定义文件结构文件结构1.包括Substation，数据类型模板，逻辑节点类型定义2.逻辑节点未分配到IED，iedName必须为NoneSubstation configuration
16、 descriptionSubstation configuration description描述全站所有配置的文件描述全站所有配置的文件配置内容配置内容1.1.一次系统模型一次系统模型2.2.通信网络配置通信网络配置3.3.所有装置的实例配置所有装置的实例配置4.4.一次系统对象的一次系统对象的LNLN绑定绑定5.GOOSE5.GOOSE配置配置文件结构文件结构包含SCL文件的完整结构，包括HEADHEAD、一个 CommunicationCommunication元素，一个SubstationSubstation元素，N个IEDIED元素元素，一个DataTypeTemplatesDat
17、aTypeTemplates元素Configured IED DescriptionConfigured IED Description装置实例化的配置定义装置实例化的配置定义配置内容配置内容1.1.IED实际通信地址实际通信地址2.2.和和ICDICD类似但数据全部是实例名定义类似但数据全部是实例名定义3.GOOSE3.GOOSE的相关配置的相关配置文件结构与ICD文件一致文件可压缩处理，推荐格式RFC 1952定义的GZIP格式线路模型线路模型SCLSCL表示表示间隔间隔Q1Q1QA1QA1QB1QB1QB2QB2装置模型装置模型SCLSCL表示表示IED智能电子设备智能电子设备具有可访问
18、具有可访问的数据模型的数据模型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 register1.*D a t a A t t r i b 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
19、 R O U P-C O N T R O L-B l o c k0.1G O O S E-C O N T R O L-B L O C K0.1G 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 t i tu t i o n1 2C o
20、n t r o l1 7T i m e1 8F i l e2 06891 01 0L O G I C A L-N O D E0.*10.*L L N 0U n 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 t r o l B l o c k sLogical NodeControlReporting&LoggingDataDataSetReportSubstitutionGet/SetDir/DefinitionLN referenceXCBR1
21、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
22、lModelsboTimeoutsboClasstagModeXCBR1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
23、(控制模型)和读。其值立即生效。DataAttribute的初始值为配置的；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DataAtt
24、ribute的全部实例值,其功能约束为SG.在每一组内每个DataAttribute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
25、。功能约束EX的DataAttribute值不可写 DataAttribute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.Attri
26、bute的初始值为配置的；值为非易失的.GSgsse 控制c)Attribute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.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 1
27、27 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 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
28、 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 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
29、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）BOOLEAN MoutOfRange（超值域）BOOLEAN MbadReference（坏基准值）BOOLEAN Moscillatory（抖动）BOOLEAN Mfailure(故障)BOOLEAN Mo
30、ldData（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 FALSEO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 ME
31、EHealthINS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，断路器操作能力 O模型模型1 1、逻辑设备主要由逻辑节点和附加服务组成逻辑设备主要由逻辑节点和附加服务组成(例如例如GOOSEGOOSE、采样值交换、定值组、采样值交换、定值组)2 2、逻辑设备也提供了关于物
32、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建网关SampledValuesGOOSELogical NodeControlSubstitutionReporting&LoggingDataDataSetGet/SetDir/DefinitionReportGOOSESMVSetting GroupActicateLogical DeviceTime SynchronizationFile TransferAssociationServernameplate,health XCBR 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
