IEC61850介绍[1]

1.入门篇入门篇是"IEC61850应用”系列文章的第一篇，键人将按照入门篇->初级篇->提高篇->中级篇->深化篇->高级篇的顺序给大家介绍61850应用的相关知识。

本人技术有限，理解也不一定到位，如有表述有误之处，请广大网友指出，本人将持续更新本文，力争完善。

入门篇->初级篇->提高篇->中级篇->深化篇->高级篇《入门篇》入门篇主要介绍IEC61850的概念，同时简要介绍相关引用标准。

IEC61850是新一代的变电站自动化系统的国际标准国际电工委员会(IEC)TC57工作组制定的《变电站通信网络和系统》系列标准，是基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一的国际标准。

IEC61850不限制装置逻辑功能以装置逻辑功能为基础建立装置模型，可根据不同逻辑功能灵活配置装置模型，便于不同设备间互访。

IEC61850规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言。

与其他国际标准相比，IEC61850不仅局限于单纯的通信规约,而是数字化（智能）变电站自动化系统的标准，它指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。

IEC61850标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口，增强了设备之间的互操作性，可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。

IEC61850是至今为止最为完善的变电站自动化标准。

应用IEC61850标准的好处：实现通信无缝连接，弱化各厂商设备型号加强设备数字化应用，提高自动化性能自定义规范化，可使用变电站特殊要求集成化规模增大，增强无人值守站可靠性减少电缆使用量，节约一/二次设备成本。

应用IEC61850标准的缺点：网络依赖性强，站内通信设备抗干扰性对设备运行影响增大。

IEC61850参考和吸收了已有的许多相关标准，其中主要有：IEC 60870-5-101远动通信协议标准；IEC 60870-5-103继电保护信息接口标准；UCA 2.0（Utility Communication Architecture2.0，公共事业通信体系）；ISO/IEC 9506制造商信息规范MMS（Manufacturing Message Specification）——相关标准介绍可参见论文（IEC61850关联标准分析/plugin.php?id=study_download&mod=view&aid=181）。

IEC61850规约整体介绍1.总体概念1.1 IEC61850标准制定的背景同传统的IEC60870-5-103标准相比，IEC61850不仅仅是一个单纯的通信规约，而且是数字化变电站自动化系统的标准，指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。

该标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口，增强了设备之间的互操作性，可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接，从而大大提高变电站自动化技术水平和安全稳定运行水平，实现完全互操作。

IEC61850解决的主要问题（1）网络通信；（2）变电站内信息共享和互操作；（3）变电站的集成与工程实施。

1.2 IEC61850重要的基本名词MMS：Manufacturing Message Specification制造报文规范GOOSE：generic object oriented substation events面向通用对象的变电站事件SV：sampled value 采样值LD：LOGICAL-DEVICE 逻辑设备，代表典型变电站功能集的实体LN：LOICAL-NODE 逻辑节点，代表典型变电站功能的实体CDC：common DATA class (DL/T860.73) 公用数据类Data：位于自动化设备中能够被读、写，有意义的结构化应用信息。

DA：data attribute数据属性，数据属性（IEC 61850-8-1）命名：LD/LN$FC$DO$DA FC：functional constraint功能约束FCDA：Functionally constrained DataAttribute功能约束数据属性互操作性：同一或不同制造商提供的两台或多台IED交换信息并用这些信息正确地配合工作的能力。

服务器：为客户提供服务或发出非请求报文的实体。

客户端：向服务器请求服务以及接收来自服务器非请求报文的实体。

iec 61850标准IEC 61850标准。

IEC 61850标准是国际电工委员会（IEC）制定的一项针对电力系统自动化的通信协议标准。

这一标准的制定旨在实现电力系统设备之间的互操作性，提高电力系统的可靠性、可用性和安全性，同时降低系统的运营成本。

IEC 61850标准的出现，标志着电力系统通信协议迈入了一个新的时代，它采用了面向对象的数据模型和通信服务，使得不同厂家生产的设备可以实现互联互通。

这一标准的应用范围涵盖了变电站自动化、保护与控制、电能质量监测、电能管理系统等领域，为电力系统的数字化转型提供了重要的技术支持。

在IEC 61850标准中，采用了基于以太网的通信技术，取代了传统的串行通信方式，大大提高了通信速度和带宽，同时也提高了系统的可靠性。

此外，IEC 61850还引入了报文的自描述机制，使得设备之间的通信更加灵活和高效。

IEC 61850标准的核心是数据模型和通信服务。

数据模型采用了面向对象的方式，将设备的信息抽象成对象、数据和报文，使得设备之间的通信更加直观和高效。

通信服务则定义了设备之间的通信方式和规则，包括报文的组织结构、传输机制和错误处理等内容。

IEC 61850标准的应用带来了许多显著的好处。

首先，它简化了电力系统的工程设计和调试工作，降低了系统的建设和维护成本。

其次，它提高了系统的可靠性和安全性，减少了系统的故障率和停电时间。

最后，它为电力系统的智能化和信息化提供了技术基础，为未来电力系统的发展奠定了坚实的基础。

总的来说，IEC 61850标准的出现对电力系统的发展具有重要的意义。

它不仅推动了电力系统的数字化转型，提高了系统的可靠性和安全性，还为电力系统的智能化和信息化奠定了技术基础。

随着这一标准的不断完善和推广，相信电力系统的未来将会更加智能、高效、可靠。

IEC61850简介一、概述变电站自动化系统(Substation Automation System，SAS)为保障电网安全经济运行发挥了重要作用，但也存在着二次接线复杂，自动化功能独立、堆砌，缺少集成应用和协同操作，数据缺乏有效利用等问题。

这些问题大多是由于变电站整体数字化、信息化水平不高，设备之间互操作水平低造成的。

2003年8.14美加电网大停电事故的重要起因之一就是“自动化孤岛”使不同系统之间信息共享和信息交换困难，延迟了关键信息的传送。

这就要求变电站自动化的各系统之间从“自动化孤岛”逐步走向集成化，使资源共享和系统性价比提高。

IEC 61850是国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC )第57技术委员会制定的《变电站通信网络和系统》系列标准，它为变电站设备建模与通信提供了统一的要求，使得各种采集监控系统的数据能够得到充分的共享与交换。

该标准是基于通信网络平台的变电站自动化系统的国际标准，我国也正在将该标准等同引用为我国国家标准。

该标准规范了变电站自动化系统的通信网络和系统，以此来实现变电站自动化系统中来自不同厂家设备的互操作。

IEC61850通讯规约是关于变电站自动化系统的第一个完整的通信标准体系，明确提出了信息分层、可实现系统的配置管理、面向对象、采用映射的方法和具体网络独立、数据对象统一建模，符合采用网络传输建立无缝通信系统的要求，已成为无缝通信系统传输协议的基础，避免了繁琐的协议转换，实现了各智能电子设备IED间的互操作。

二、IEC61850的结构IEC61850按照变电站自动化系统所要完成的控制、监视和继电保护三大功能从逻辑上将系统分3层，即：变电站层(第2层)、间隔层(第1层)、过程层(第0层)。

其结构如图1所示。

变电站层设备变电站层变电站总线间隔控制测量间隔保护间隔层过程总线过程层传感器开关变压器图1 61850标准定义的变电站自动化系统三层结构过程层典型的为远方I/O、智能传感器和执行器。

iec 61850标准IEC 61850标准。

IEC 61850是国际电工委员会（IEC）制定的一项针对电力系统自动化的通信标准。

它的主要目的是实现不同厂家、不同设备之间的互操作性，从而提高电力系统的可靠性、安全性和可维护性。

IEC 61850标准的制定是为了解决传统电力系统中存在的通信协议不统一、设备之间互操作性差等问题，它的出现极大地推动了电力系统自动化的发展。

IEC 61850标准的核心是基于通用对象模型（GOM）的通信，它采用了面向对象的方法，将电力系统中的各种设备、信息、功能等抽象为对象，并通过统一的数据模型进行描述和交换。

这种基于对象的通信方法使得不同厂家的设备可以通过统一的接口进行通信，实现了设备之间的互操作性。

同时，IEC 61850还采用了标准的通信协议和数据格式，使得设备之间的通信更加高效可靠。

IEC 61850标准的另一个重要特点是其采用了面向服务的通信架构。

它定义了一系列的服务模型，包括数据采集、事件传输、控制命令等，为电力系统自动化提供了丰富的功能和接口。

这种面向服务的通信架构使得电力系统可以更加灵活地进行配置和扩展，满足不同应用场景的需求。

除此之外，IEC 61850标准还规定了设备工程文件的统一格式和内容，包括配置文件、数据模型、通信参数等。

这些统一的工程文件使得设备的工程配置更加简便，同时也为设备的维护和管理提供了便利。

总的来说，IEC 61850标准的出现极大地推动了电力系统自动化的发展，它为电力系统的设备互联、数据交换、功能扩展等提供了统一的框架和规范。

随着电力系统的不断发展和智能化的要求，IEC 61850标准将会发挥越来越重要的作用，成为电力系统自动化的核心技术之一。

IEC61850基础技术介绍1IEC 61850简介1.1概述IEC61850构建的初衷是为制定一个比以往通信体系更通用、更全面、能够覆盖整个变电站自动化系统的通信标准。

2003年9月至2005年6月，IEC61850的各正式版本陆续正式颁布.我国也于2007年4月审查通过全部IEC61850标准并将其制定为我国的电力行业标准，代号DL/T860。

IEC61850基于现代以太网技术，采用统一协议，相比于以往变电站通信方法，有如下几个主要特点:➢信息上传速度快：采用以太网技术，而且61850采用了主动上传数据的机制，保证报文能够快速上传。

（传统modbus、103都是采用轮询机制，且大多为485通信，主站获取一次数据需要大量的时间）➢主站软件接入简单:modbus、103由于协议本身缺陷,主站软件接入时需要为每一款装置开发单独的驱动;而61850采用统一协议，模型具备自描述功能,可以采用统一驱动,接入时只需进行配置即可.➢互操作性强：由于采用统一协议,不同厂家之间装置、装置与主站软件通信没有障碍。

1.261850协议组成IEC61850是一个庞大的协议体系，并非一种单纯的通信规约。

分10部分、14个文件进行阐述，协议结构如下所示：PART 1PART 2PART 3PART 4PART 5PART 6PART 7PART 7-1PART 7-2PART 7-3PART 7-4PART 8PART 9PART 9-1PART 9-2PART 10标准虽然庞大，但从工程应用的角度看,最需要关注的是PART 7,这部分集中对标准模型以及模型实现的功能进行了说明，也是本文档以下内容所关注的重点。

其它部分:1)PART1~5，主要是一些概述以及原则性的说明，可以大致了解,尤其PART1可以看下，了解61850的概况；2）PART6，讲述了对模型进行描述的语言，PART8，讲述如何通过61850实现装置与主站之间的通信、装置与装置之间的通信(GOOSE ），PART9,讲述如何通过61850上传电子式互感器合并单元采样值报文.这几部分主要讲述如何实现61850各部分功能，是相关研发人员所关注的重点.3）PART10，讲述一致性测试，是进行61850测试、认证所关注的重点.2 61850模型 2.1 模型的含义模型是实际物理设备的抽象，简单点来讲,就是用字符形式对装置的功能进行描述。

内容提要IEC 61850标准介绍1智能变电站与IEC 618502 IEC 61850标准内容概述 3 IEC 61850信息模型 4 IEC 61850通信服务模型 5 IEC 61850模型的描述方法2012年11月 武汉6 IEC 61850的应用现状和展望1 智能变电站与IEC 61850变电站自动化系统的作用变压器、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1 智能变电站与IEC 61850智能变电站是智能电网的重要内容发电 输电变电领域的发展重点 是智能变电站变电变电站自动化系统是电 网运行与控制的基石调度智能 电网用电 配电变电站变电站 … 发电厂智能变电站对智能电 网的建设将起到先驱 作用1 智能变电站与IEC 61850智能变电站的定义（Q/GDW 383-2009 智能变电 站技术导则）采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备 以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准 化为基本要求 自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测 等基本功能 可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线 分析决策、协同互动等高级功能的变电站1 智能变电站与IEC 61850智能变电站的本质特征和关键技术电子式互感器/合并单元过程设备的数字化智能终端 IEC 61850标准• 信息传输的网络化网络通信技术1 智能变电站与IEC 61850站控层 监控系统 网络 103规约 微机保护 微机测控 复杂 电缆 过程层 合并 单元 监控系统 网络 IEC 618501 智能变电站与IEC 61850光纤代替电缆，设计、安装、调试都变得简单 模拟量输入回路和开关量输入输出回路都被通信 网络所取代，二次设备硬件系统大为简化网络 IEC 61850 智能 终端间隔层统一的信息模型，避免了规约转换，信息可以充 分共享 可观测性和可控性增强，产生新功能和新应用： 如站域保护控制变电站综合自动化智能变电站1 智能变电站与IEC 61850• • •1 智能变电站与IEC 61850保护设备 人机接口简化系统接线形式 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（103版本众多，不兼容） 规范间隔层与过程层之间的通信（采样值和跳 闸命令） 建立统一信息模型 是智能变电站的关键技术之一……开 入 开 出微 计 算 机 简单网络 信息共享标 准 网 口保护 设备微 计 算 机交 流 输 入Ａ Ｄ 转 换复杂电缆合并 单元智能 终端内容提要2 IEC 61850标准内容概述Part1：介绍和概述 Part2：术语 Part3：总体要求 Part4：系统和项目管理 Part5：功能通信要求和装置模型 Part6：变电站通信配置语言 Part7-1：建模方法 Part7-2：抽象通信服务 Part7-3/7-4：数据模型 Part8/9：特殊通信服务映射 Part10：一致性测试1智能变电站与IEC 618502 IEC 61850标准内容概述 3 IEC 61850信息模型 4 IEC 61850通信服务模型 5 IEC 61850的系统和设备描述 6 IEC 61850的应用现状和展望2 IEC 61850标准内容概述信息模型物理设备 逻辑设备 5 模板 7-3 公共数据类 逻辑节点 数据对象 数据属性 建模方法 7-1 7-4内容提要7-2信息服务模型面向站控层的通信 MMS报文 8-11智能变电站与IEC 618502 IEC 61850标准内容概述 3 IEC 61850信息模型面向过程层的通信4 IEC 61850通信服务模型SV报文 9-1/9-2 GOOSE报文 8-15 IEC 61850的系统和设备描述6设备与系统的描述6 IEC 61850的应用现状和展望3 IEC 61850信息模型IEC 61850模型与103模型103模型： 点表形式，按照索引号进 行访问 IEC 61850模型： 面向对象的分层模型，按 照分层对象名称进行访问列表表示圆上每 一个点的坐标 给出圆心坐标和 半径，方程表示3 IEC 61850信息模型数据单元 类型R类型标识可变结构限定词<29>: 传送带标志的状态变位 <1>: 自发（突发）传送原因 公共地址 信息体 标识符 功能类型 信息序号 信息元素集 信息体时标<178>: 线路保护 <78>: 距离保护I段出口O(x1,y1)256个语义<79>: 距离保护II段出口 <80>: 距离保护III段出口103模型：线性模型3 IEC 61850信息模型DA3 IEC 61850信息模型是否动作（总） A相是否动作 B相是否动作 C相是否动作 保护启动 保护动作 1 1 0 0数据属性general phsA phsB phsC Str OpIEC 61850的模型框架公共LD：装置告警/装置自检信息 保护LD：保护启动/保护动作/定值/压板信息 测量LD：交流量/直流量 控制及开入LD：断路器/刀闸/变压器分接头 录波LD：录波信息 保护测控过程层访问点的LD 智能终端LD 模板 合并单元LD物理设备 PHD 逻辑设备 LD 逻辑节点类 LNDO LN LD PHD数据对象 逻辑节点接地距离I段：PDIS1 接地距离II段：PDIS2 接地距离III段：PDIS392个逻辑设备 公用/保护/测量/控制/录波 物理设备 实际的保护装置数据对象类 DO 500多个 数据属性 DA分层模型29个公共数据类 CDC3 IEC 61850信息模型距离保护逻辑节点模板：PDIS（1/2）数据对象名Str Op PoRch PhStr GndStr DirMod PctRch Ofs pctOfs RisLod AngLod3 IEC 61850信息模型ACD：方向保护激活 ACT：保护激活 ASG：模拟定值 ING：整数状态定值距离保护逻辑节点模板：PDIS（2/2）数据对象名TmDlMod OpDlTmms PhDlMod PhDlTmms GndDlMod GndDlTmms X1 LinAng K0Fact K0FactAng RsDlTmmsCDC类型ACD ACT ASG ASG ASG ING ASG ASG ASG ASG ASG 启动 动作说明M/OM M O O O O O O O O OCDC类型SPG ING SPG ING SPG ING ASG ASG ASG ASG ING说明动作时间延迟模式 动作时间延迟 相间故障动作延时模式 相间故障动作时间延时 单相故障动作时间延时模式 单相故障动作时间延时 线路正序阻抗 线路阻抗角 零序补偿系数K0 零序补偿系数角 复归延时M/OO O O O O O O O O O O欧姆圆直径 相启动值 对地启动值 方向模式 范围百分比 偏移 偏移百分比 负荷区域电阻范围 负荷区域角度SPG：单点状态定值ING：整数状态定值ASG：模拟定值3 IEC 61850信息模型数据对象 物理设备 公共逻辑设备 保护逻辑设备 录波逻辑设备 逻辑设备 PPPDIS1 PPPDIS2 PPPDIS3 PGPDIS1 PGPDIS2 PGPDIS3 …… 逻辑节点 三段式相间距离 三段式接地距离 Op Str PhStr 相间距离 启动定值 PoRch Ofs LinAng3 IEC 61850信息模型PDIS逻辑节点模板数据对象名Str Op GndStr PoRch Ofs GndDlMod GndDlTmms X1 LinAng K0Fact K0FactAng ……实际工程中的PDIS逻辑节点数据对象名 CDC类型 强制性数据对象 必须包含Str Op GndStr PoRchM/OM M O O O O O O O O O O选择需要利用的 可选性数据对象距离Ⅱ段永跳投入 距离Ⅲ段永跳投入Ofs K0Fact K0FactAng SedBlkRec TrdBlkRec SPG SPGPDIS模板中未提供的 数据对象按规则扩展3 IEC 61850信息模型模板搭建装置的 信息模型3 IEC 61850信息模型模型仓库逻辑节点 逻辑节点 数据对象 数据对象 数据属性 数据属性DL/T-860系列标准工程实施技术规范 Q／GDW_396-2009《IEC 61850工程继电保护应 用模型》规范了IEC 61850 标准中不明确的部分。

IEC61850入门（一）电力系统自动化领域唯一的全球通用标准一、IEC 61850是什么？有什么特点？IEC 61850标准是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准。

特点：面向对象设计思路；互操作性强，无需规约转换。

IEC 61850标准的目标：解决变电站内设备互操作问题。

二、配置文件01Intelligent Electronic Device(IED)智能电子设备一个或者多个处理器构成，具有能力接收外部资源和外部资源发送数据和控制命令的装置。

如电子多功能仪表、数字式继电器、控制器等。

智能电子设备是一个实体，一个在一定范围内和接口限定的条件下，能够完成一个或多个特定逻辑结点行为的实体。

02 在变电站领域，哪些设备应用了IEC 61850？智能变电站的IED设备都应用了IEC 61850。

Eg：保护、测控、智能终端、在线监测设备等。

03一种变电站配置描述语言：SCLIEC61850-6部分定义了一种变电站配置描述语言-SCL （Substation Configuration Language）。

SCL基于XML语言，利用XML的可扩展性，以XML1.0版本为基础，根据变电站配置的特殊要求定义的一种电力行业专用标记语言，它在语法上遵循XML的语法规定。

SCL定义了一种用来描述与通信相关的智能电力设备结构和参数、通信拓扑结构、开关间隔（功能）及它们之间关系的文件格式。

所有符合IEC61850标准的智能电子装置都使用这种语言进行装置的自我描述，对整个变电站自动化系统的配置描述同样也基于SCL。

3.1 SCL语言示例04配置文件配置文件是利用SCL语言描述变电站设备对象模型后生成的文件，用于在不同厂商的配置工具之间交换配置信息。

通过一系列配置文件的传递，不同厂商的智能设备就知道对方通信所需要的的数据信息，从而实现通信双方配置信息的交换。

为了区分在不同工具间交换的数据类型，定义了不同的配置描述文件。

SCL配置文件共分为几类，分别以ICD、CID、SSD、SCD、CCD为后缀进行区分，必须满足SCL.Xsd的约束并且通过其校验。