什么是IEC61850通信協議

      2019年8月15日 分類:行業資訊

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      為何選擇IEC61850?

      想象一下,全國各地都有數百家制造工廠,所有這些工廠都擁有自己品牌的設備,可以通過各種協議進行通信。現在想象一下,為了使這些植物有效地發揮作用,這些植物需要相互通信,但這些協議是不可互操作的。這些設備本身并不意味著彼此通信。

      用變電站取代這些制造工廠,您就可以了解全世界在輸配電方面的情況。為了保持電能質量和可靠性,變電站需要相互通信。但是,使用許多協議,需要進行大量的工程工作。

      此外,可再生能源和微電網引入了一系列不同的制造商,協議和電力,能夠擾亂電網供電的穩定性(例如供電頻率),以及各國能源結構中對可再生能源的日益重視世界,迫切需要共同的協議結果。這種需求體現在IEC61850中,這是一種促進變電站中“智能電子設備(IED)”之間互操作性和通信的通用協議,這對于智能電網或虛擬熱電廠(VHP)的開發至關重要。

      IEC61850的優勢并不止于此!其他優點包括:

      • IEC61850建立在以太網通信骨干網之上。因此,與串行通信相比,通信帶寬和速度分別更大和更快。隨著更復雜的IED,更多需要更快響應的數據被傳輸,并且以太網骨干網變得必要。
      • 與面向信號的舊協議相比,IEC61850是面向對象的協議。對于面向信號的協議,在您的控制系統中,您將從設備1,2,3等引用您的數據點為10004,21015。這意味著您將需要花時間找出每個點對您的庫所代表的內容數據的。雖然這對于小規模系統是可以接受的,但是當存在數萬個數據點時會出現問題,這對于電源而言是常見的。另一方面,對于IEC61850,數據點的識別更容易。示例:屬于繼電器1的斷路器1(XCBR1)的狀態功能(ST)的本地值(Loc)的狀態值(stval)。通過標準化的命名結構和常用縮寫,我們觀察到只要熟悉命名規則,就可以直觀地知道關鍵點。這將導致工程成本的急劇下降,因為花費更少的時間來識別相關點。此外,所有設備都是自我描述的。這意味著控制軟件工程師無需單獨輸入這些點。相反,控制軟件將自動檢測并識別IED內的所有數據點。
      • 冗余:與RSTP(快速生成樹協議)等其他以太網冗余方法不同,IEC61850的冗余提供零恢復時間。IEC61850使用并行冗余協議,在該協議下,每個源通過2條不同的路由發送2個幀的副本。因此,如果一條路徑發生故障,數據仍將通過備用路由到達目的地,從而防止停機。PRP已經過修改,將其與使用環形網絡的高速冗余協議相對應,這與以前版本的并行網絡中運行的PRP不同。因此,PRP和HSR在今天大致相當。
      • 其他協議(MMS,GOOSE,SMV)還允許數據更快更可靠地從IED到中心站,IED之間和SMV情況下,從PT和CT到IED。

      IEC 61850是變電站通信網絡和系統的最新標準。其定義范圍大大超過了之前的標準IEC 60870-5-101。IEC 61850包含以下個別標準:

      • IEC 61850-1,61850-2
        簡介和概述/術語表
      • IEC 61850-3
        一般要求
      • IEC 61850-4
        系統和項目管理
      • IEC 61850-5
        功能和設備型號的通信要求
      • IEC 61850-6
        用于與IED相關的變電站通信的配置描述語言
      • IEC 61850-7-1
        變電站和饋線設備的基本通信結構 – 原理和模型
      • IEC 61850-7-2
        變電站和饋線設備的基本通信結構 – 抽象通信服務接口(ACSI)
      • IEC 61850-7-3
        變電站和饋線設備的基本通信結構 – 通用數據類
      • IEC 61850-7-4
        變電站和饋線設備的基本通信結構 – 兼容的邏輯節點類和數據類
      • IEC 61850-8-1
        特定通信服務映射(SCSM) – 映射到MMS(ISO 9506-1和ISO 9506-2)和ISO / IEC 8802-3
      • IEC 61850-9-1
        特定通信服務映射(SCSM) – 串行單向多點點對點鏈路上的采樣值
      • IEC 61850-9-2
        特定通信服務映射(SCSM) – ISO / IEC 8802-3上的采樣值
      • IEC 61850-10
        一致性測試

      IEC 61850不僅限于傳輸格式,還定義了完整的數據模型。它還引入了一種基于XML的語言(變電站配置描述語言 – SCL),它提供了一種獨立于供應商的方法來描述設備及其配置。

      IEC 61850由特定于分支的數據模型(例如IEC 61400-25)補充,其中維護了基本協議原則。
      標準IEC 61400-25(用于風力發電廠的監視和控制的通信)也在協議棧IEC 61850,Client中實現。
      該映射符合標準的第4部分(IEC 61400-25附錄C:符合IEC 61850-8-1的每個制造消息規范(MMS)的IEC 61400)。

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