纲要：在变电站自动化技术近 20 年的发展过程中，跟着智能电子设施的普及，形 成很多单项自动化系统，这些系统间相对独立，没有直接的电气联系，往常由电力公
司不一样部门来管理、保护。因为种类众多，供给的接口和功能各不同样，设施间不 可以够共享信息，形成“自动化孤岛”问题，不单增添成本，也影响系统的靠谱性，
增
加用户的保护工作量。当前各种各种的集成方案都不可以供给高层次的信息共享。在这电视棒原理
样的背景下，国际电工委员会提出了 IEC61850 标准。这是一个鉴于网络的通讯系统标
准，包含面向对象、通讯网络、接口和映照、系统和管理项目等多方面的内容。
要点词：变电站自动化系统； IEC 61850 ；互操作性；一致建模；通讯模式
1.概括
跟着现代电网构造日益复杂，电网容量不停扩大，及时信息传递量成倍整多，对
调动自动化系统和厂站自动化系统的数据通讯提出了更高的要求。电力系统的传输规
约和传输网络的标准化，是实现靠谱迅速通讯的保证。
当前变电站自动化系统通讯规约的状况是：一个一般的变电站使用的产品可能是南瑞、
东方电子、许继、四方、 ABB 、 GE；采纳的规约可能是 CDT、60870-5-101、102、103、104、Tase2。几乎每个产品供给商都拥有一套自己的标准，整个电网里运
行的规约即可能达到上百种。不一样厂家的设施不可以兼容，需要进行协议变换，增
添了工程和培训花费，影响了电力系统综合自动化的发展[1]。
2002 年经过的 IEC61850 变电站通讯网络和系统的国际标准草案，IEC61850 通讯协议对变电站自动化系统中的数据对象一致建模，采纳面向对象技术和独立于网络构造的抽象
通服气务接口 (ACSI) ，并支持TCP/IP 协议，是一个开放的、面向将来的新一代变电站自
动化系统通讯协议。为在各种自动化系统内部正确、迅速地采集、办理并传递从发电厂、
变电站到最后用户接口的各种及时信息，供给了一种解决方案。
2.IEC61850 标准
优选
IEC61850 将变电站通讯系统分为 3 层，如图 1 所示：变电站层，间隔层和过程层。在变电站层和间隔层之间的网络采纳抽象通服气务接口（ACSI ）映照到制造报文规范（ MMS ）和鉴于以太网或光纤网的TCP/IP 协议。在间隔层和过程层之间的网
络采纳多点传输的单向传输以太网结
图 1 鉴于 IEC 61850 的变电站自动化系统构造
构。全部站内拥有通讯能力的自动化设施均被看做IED 。IEC 61850 标准中，变电站
站级控制单元站级监测单元
变电站层
局域网
间隔间隔
间隔层IED IED
隔绝
断路器电流互感器隔绝
断路器
电流互感器
开关电压互感器开关电压互感器
葡萄酒电动开瓶器过程层
内的 IED （实现测控，保护等功能）采纳一致的协议，经过网络进行信息互换。
IEC 61850 通讯协议对变电站自动化系统中的数据对象一致建模，IEC 61850 供给了 80 多种逻辑节点名代码和 350 多种数据对象代码， 23 个公共数据类（ CDC），涵盖了变电站全部功能和数据对象，供给了扩展新的逻辑节点的方法。采纳面向对象自 我描绘方法。采纳独立于网络构造的抽象通服气务接口（ACSI），并支持TCP/IP 协议，是一个开放的，面向将来的新一代变电站自动化系统通讯协议[2] 。
3.鉴于 IEC 61850 的设施建模方法
为了达到通讯的要求， IEC61850 供给了成立通讯数据模型的方法。从变电站的
角度出发，能够将每个间隔单元看作一个整体进行建模[3] ，也能够将每一台物理装置作为一个整体建模，从规约的实行方（自动化设施生产厂家）的角度看，后者更为直
观，更简单将模型与实质装置联合起来。每个实质装置实质就是一个IED ，IED 中的每一种功能（如保护功能和各种协助功能）能够定义为逻辑节点的一个实例，考虑 IED 实现的功能，一个 IED 中一般集成有多个逻辑节点。全部逻辑节点的会合再加上协助
服务就构成了逻辑设施（ logical device）。则每一个 IED 均由服务器和应用构成，将服
务器（ Server）分层为逻辑设施（ Logical Device），逻辑节点（ Logical Node），数据对
IED2
活塞销
IHMI
IARC
Q0 XCBR PTRC IED1
RREC PDIS
T1 TCTR MMTR
T2
TVTR MMXU
象（ Data Object） ，数据属性（ Data Attributes）。在实质设施中，服务器就是物理装
置的通讯接口，有相应的通讯地点。现场设施（如断路器，电压互感器，电流互感器）
工程机械液压系统的描绘性信息就存贮在相应的逻辑节点的属性数据中，即 IED 的信息模型中，站内其
余装置或监控中心需要接见这些数据。
图 2 某线路保护及丈量IED 信息模型
以被保护线路的一整套保护及自动重合闸装置为例，每一套装置就是逻辑设施的一个实例。线路保护装置的全部功能和数据可经过服务器供给和接见[4] 。
图 2 中所示变电站的高压设施断路器Q0，电流互感器 T1, 电压互感器 T2。图中给出了此间隔内的两台变电站自动化设施 IED1 和 IED2。 IED1 为此出线的线路保护及重合闸装置， IED2 为一台 PC 机。断路器 Q0，电压互感器 T1, 电流互感器 T2 分别采纳逻辑节点 XCBR ，TCTR， TVTR 建立，则对于这些设施的信息即可与其余保护信息同样由外面接见。
IED1 中包含 8 个逻辑节点，分别为 XCBR ，TCTR ， TVTR ，PTRC，PDIS，RREC，MMTR ， MMXU ，示例 IED1 中只包含了一种保护功能（距离保护），而实质中一条
控制棒驱动机构
出线配有多套保护，只需定义不一样功能的保护的逻辑节点，并加入IED1 的信息模型
中即可。 IED2 中包含 2 个逻辑节点，为 IHMI 和 IARC ，实现监测数据显示等人机交
互和文档操作。各逻辑节点的信息描绘详见IEC61850 规约，此处不再赘述。
IED 与现场设施之间的连结由虚线表示，细实线代表各逻辑节点之间的逻辑连
接，表示相连的逻辑节点之间有信息互换，粗实线给出了IED1 和 IED2 之间的物理
连结，此处， IED1， IED2 经过 LAN 连结，不一样 IED 中的逻辑节点之间的数据互换
实质是经过 LAN 实现的，如图中逻辑节点 IARC 与 MMTR 之间。
4.鉴于 IEC61850 的变电站通讯模式[5][6]
变电站内各 IED 经过局域网互连在一同。依据 IEC 61850 标准，他们之间的通讯能够区分为两组：采纳客户 /服务器模式，用于互换控制信息或读取数据，或利用 GSE （变电站通用事件）服务以 1：1 或 1：N 的模式通讯。
客户 /服务器模式，客户提出服务恳求，从履行该服务的服务器收到确认或响应。
客户也能够收到来自服务器的报告指示（Report indications）。每个 IED 既可作为客
户，又可作为服务器，如图 3 所示。后者采纳组播
图 3 物理设施客户 / 服务器角表示图
物理设施物理设施
服务器
客户
物理设施
数据
服务器
服务器
数据
数据
客户
的方式，能够实现保护 IED 之间，或一个 IED 与多个远方 IED 之间高速、稳固的通讯。
上述两组通讯模式均采纳与网络独立的抽象通服气务接口（ACSI ），它独立于具体的网络应用层协议，和采纳的网络没关，能够经过特别通服气务映照（specific communication service mapping）的方法映照到不一样的通讯协讲和通讯网络，灵巧性很高。电力系统生产复杂，信息传输和响应时间要
手机支撑架求不一样，在变电站的过程内可能采纳
不一样种类的网络，网络技术的更新速度很快，采纳抽象通服气务接口就很简单适应这
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