1.IEC 61850
IEC 61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准,它是由国际电工委员会TC57制定的《变电站通信网络和系统》系列标准。此标准参考和吸收了已有的许多相关标准,其中主要有:IEC870-5 101远动通信协议标准;IEC870-5 103继电保护信息接口标准;UCA2.0(Utility Commumcation Architecture2.0)(由美国电科院制定的变电站和馈线设备通信协议体系);ISO/IEC9506制造商信息规范MMS(Manufactur-ing Message Specification).
变电站通信体系IEC 61850将变电站通信体系分为3层:变电站层、间隔层、过程层。在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范( MMS)、传输控制协议/网际协议( TCP/IP)以太网或光纤网。在间隔层和过程层之间的网络采用单点向多点的单向传输以太网。变电站内的智能电子设备(IED,测控单元和继电保护)均采用统一的协议,通过网络进行信息交换。
IEC 61850的特点是:面向对象建模;抽象通信服务接口;面向实时的服务;配置语言;整个电力系统统一建模。IEC 61850和以前使用的协议不同之处在于对象模型,它建立了大多数公共实际设备和设备组件的模型。这些模型(对象属性)定义了公共数据格式、标识符、行为和控制,例如变电站和馈线设备(诸如断路器、电压调节器和继电保护等)。自我描述能显著降低数据管理费用、简化数据维护、减少由于配置错误而引起的系统停机时间。IEC 61850作为制定电力系统远动无缝通信系统基础能大幅度改善信息技术和自动化技术的设备数据集成,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。它解决了变电站自动化系统产品的互操作性和协议转换问题。采用该标准还可使变电站自动化设备具有自描述、自诊断和即插即用( Plug and Play)的特性,极大的方便了系统的集成,降低了变电站自动化系统的工程费用。在我国采用该标准系列将大大提高变电站自动化系统的技术水平、提高变电站自动化系统安全稳定运行水平、节约开发验收维护的人力物力、实现完全的互操作性。
2.IEC 61850标准的推广应用
IEC 61850也是国家电力行业相关标准的基础。IEC 61850制定的思路是:
(1)提高互操作性,工程实现方便;
(2)面向对象,即面向设备;
(3)满足应用技术迅猛发展要求;
(4)应对通信技术和网络技术发展的挑战。
适应现代技术水平的通信体系,实现完全的互操作,体系向下兼容,基于现代技术水平的标准信息和通信技术平台,通过标准化数据交换接口实现开放式系统,例如该标准应用于所有类型的分布式SCADA系统。IEC 61850不仅用于变电站内通信,而且可用于变电站和控制中心通信。IEC 61850提供了直接访问现场设备的方法,对各个制造厂的设备用同一种方法进行访问。这种方法可以用于重构配置,很容易获得新加入设备的名称并用于管理设备属性。
IEC 61850标准经过多年的酝酿和讨论,至2003年已正式发布大部分内容。IEC 61850标准是全世界唯一的变电站网络通信标准,也将可能成为电力系统中从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝通信标准,还可望成为通用网络通信平台的工业控制通信标准。当前,生产相关产品的国内外各大公司都在围绕IEC 61850开展工作,并提出IEC 61850的发展方向是实现“即插即用”,在工业控制通信上最终实现“一个世界、一种技术、一个标准”。
IEC 61850除了将变电站自动化系统分成变电站层、间隔层、过程层之外,每个物理装置又由服务器相应用组成,将服务器分为逻辑装置一逻辑节点一数据对象一数据属性。IEC 61850采用自我描述面向对象的办法,在IEC 61800-7-3、 7-4中定义了各类(单元)数据对象和逻辑结点、逻辑装置的代码,在IEC 61850- 7-2中定义了用这些代码组成完整地描述数据对象的方法和一套面向对象的服务。IEC 61850-7-3、-7-4提供了80多种逻辑节点名字代码和350多种数据对象代码,23个公共数据类,涵盖了变电站所有功能和数据对象,提供了扩展新的逻辑节点的方法,并规定了由一套数据对象代码组成的方法,还定义了一套面向对象的服务。
目前传输信息必须事先将传输的变电站远动设备的信息与调度控制中心的数据库约定,并一一对应,这样才能正确反映现场设备的状态。IEC 61850对于信息采用面向对象自我描述方法不受预先约定的限制,什么样的信息都可以传输。采用面向对象自我描述的方法后,传输到调度控制中心的数据都带说明,马上可建立数据库,使得现场验收的验证工作大为简化,数据库的维护工作量也大为减少。