IEC61850 標準制修訂工作的最新進展
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IEC61850 標準制修訂工作的最新進展
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IEC61850 標準制修訂工作的最新進展
國家繼電保護及自動化設備質量監(jiān)督檢驗中心 張冉
1. 概述
IEC 61850變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)國際標準是從1994開始啟動的,1998年確定以美國
電科院EPRI的UCA2.0作為制定標準的基礎,至2004年全部出版。2004~2008年,IEC 61850
標準的 14 個分冊被轉換成我國電力行業(yè)標準出版,2005~2007 年在國調中心的主持下共進
行了6次IEC 61850標準互操作試驗。
從2004年開始,IEC 61850標準的擴展及應用得到了很大的發(fā)展,基于IEC 61850間隔
層 MMS 通信協(xié)議的變電站自動化系統(tǒng),在世界各地開始大量推廣應用(見表 1);而基于
IEC 61850-9-1 和 9-2 過程層采樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字化變電站自動化系統(tǒng),在國內外也已正在
進行廣泛的推廣。
表1 世界各國首個IEC 61850變電站建設情況統(tǒng)計
國別 變電站 電壓等級 年份
瑞士 Laufenburg 380kV 2004
德國 Garzweiler II 110kV 2004
西班牙 Ciudad Universitaria 132kV 2004
印度 Maharanibagh. 400kV 2005
美國* Chicago 50 34.5kV 2005
中國 西安少陵 110kV 2006
墨西哥 La Venta II 230kV 2007
英國 Axminster 400 kV 2007
澳大利亞 Juna Downs 220kV 2008
* 美國第1個多供應商61850聯(lián)調工程是2008年田納西500kV Bradley變電站。
鑒于IEC 61850 Ed 1.0標準在使用中具有以下的不足:
1. 邏輯節(jié)點數(shù)目不足,不能滿足繼電保護等功能需要;
2. 部分通信模型服務定義存在互操作盲區(qū),需要細化規(guī)定;
3. 未對網(wǎng)絡冗余、網(wǎng)絡安全等重要應用需求做出規(guī)定;
4. 水電、風能等新能源領域對61850的使用提出要求;
5. 變電站間和變電站與調度通信還未融入61850體系;
6. 一致性測試標準需要進一步擴展。
因此,IEC TC57在2008年起,陸續(xù)起草和發(fā)布了IEC 61850Ed 2.0標準以及新增標準。
同時考慮到 IEC61850 標準的范圍已經擴大,IEC61850 新版標準將以 “Communication
networks and systems for power utility automation(公用電力事業(yè)自動化的通信網(wǎng)絡和系統(tǒng))”
為標題,明確將IEC61850的覆蓋范圍擴展至變電站以外的所有公用電力應用領域。
2. IEC 61850 系列標準的當前制、修訂情況
根據(jù)IEC 61850起草工作組成員的相關文檔,可以得到表2所示的標準制、修訂計劃。
新版標準的制修訂有以下要點:
1. 原有IEC 61850-1、-4、-5、-6、-7、-8-1、-9-2、-10部分都在重新修訂中,其中部分文檔已經到了投票表決階段(CDV)。
其中-8-1部分主要根據(jù)Tissues(Technical Issues)討論組(www.tissues.iec61850.com)的
修改決議,在CDV版標準中,以下Tissue將得以解決:
a) 第1-6章Tissues – 概述,通信協(xié)議棧:
122 235 290 292 299 430 459
b) 第7-8, 11-14章Tissues:
109 110 111 112 115 116 119 120 123 128 144 165 168 183 222 314 368 377 422 433
c) 第16 章Tissues(定值組):
33 34 36 37 38 39 40 41 52 53 172 333 417
d) 第17 章Tissues(報告模型):
114 177 198 344 438
e) 第17 章Tissues –附錄A(GOOSE):
117 121 224 227 231 237 279 323 365 419
f) 第20章Tissues(控制模型):
143 196 246 262 528
g) 第22章Tissues(文件傳輸):
118 260 576
h) 與7-2和7-3的協(xié)調問題:
103 141 146 149 173 246 453 456 457
其中-9-2部分新增加了以下內容:
a) 網(wǎng)絡冗余:并行冗余協(xié)議(Parallel Redundancy Protocol)和高可靠性無縫環(huán)網(wǎng)
(High Availability Seamless Ring)(可選);
b) 采樣模式增加到了控制塊和采樣值信息中:
0 = samples per nominal period (DEFAULT)
1 = samples per second
2 = seconds per sample
如果不可用(向下兼容)可使默認值為0。
另外,第2版的-10部分將會包含測試客戶端一致性測試、IED配置器和系統(tǒng)配置器的
一致性測試內容的內容,因為 IEC TC88(風力發(fā)電技術委員會)制定的IEC 61400 標準中
有關客戶的一致性測試標準就是由IEC 61850-10 標準起草人所編寫。
2. IEC 61850-7 部分增加了-7-410 水電站監(jiān)控模型、-7-420 分布式能源(風力發(fā)電等
—DER)模型以及-7-500、-7-510、-7-520 對于變電站自動化、水電站和分布式能源功能建
模的三個導則(起草中)。
其中IEC61850-7-420是TC57的WG17制定的以邏輯節(jié)點為基礎的分布式能源(DER)
對象模型,其中包括配電饋線和網(wǎng)絡設備(比如開關設備、電容器組和重合器等),也包含
分布式能源(DER)中的能量轉換、儲能和換流裝置的邏輯節(jié)點應用。另外, WG17 還將
馬上開展制定IEC 61850 標準應用于配電自動化的標準。
3. 新增的IEC 61850-80-1作為IEC 61850和IEC 60870-5-101/104 通信的映射標準。
IEC 61850-80-1目前已批準為國際標準,它是考慮到目前變電站和控制中心之間廣泛使
用IEC 60870-5-101/104規(guī)約,為了簡化它們與IEC61850之間規(guī)約轉換而制定的信息交換的
導則。
4. 新增的IEC 61850-90-1作為變電站之間的通信標準。
IEC61850-90-1 標準是從初始的 IEC62445-1 項目轉化而來,由 TC57 WG10 完成,
IEC61850-90-1的范圍包含保護(如采用允許或閉鎖式縱聯(lián)方案的距離保護、電流差動保護、直接傳輸跳閘等)和控制(聯(lián)鎖、并行線路的多相自動重合閘等)方面的功能。該標準將作
為技術報告IEC61850-90-1出版,先積累實踐經驗,待成熟后再修訂成為正式標準。
5. 新增的IEC61850-90-2作為變電站和控制中心之間的通信標準。
出于統(tǒng)一模型和通信的需要,變電站和控制中心之間仍計劃采用IEC61850作為通信規(guī)
約??傮w來說,IEC61850 完成此功能是沒有問題的,但需要考慮很多問題??刂浦行目梢?br/>直接訪問變電站內的IED;由于可能頻繁操作,遠動設備(網(wǎng)關)更適合作為代理服務器來
運行。代理服務器可以象 IED 那樣直接提供 IED 相關信息,也可以完成某些處理功能,如
模擬值的變比設定或對象的重命名。冗余通道的定義也很重要。所有這些問題正在 WG19
特別工作組討論,其結果將作為技術報告IEC61850-90-2出版。
為了避免多重的數(shù)據(jù)轉換,IEC TC57 專門成立WG 19協(xié)調IEC 61850 標準和IEC61970
301 標準的數(shù)據(jù)模型(CIM-能量管理系統(tǒng)應用程序接口),這樣將變電站內的數(shù)據(jù)模型和控
制中心的調度自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型協(xié)調一致起來。
表2 IEC 61850系列標準最新制、修訂情況(截至2008年5月)
標準 名稱 發(fā)布情況 Edition 2
1 Introduction and overview TR Ed1:2003-04 CD 2008
2 Glossary TS Ed1:2003-08
3 General requirements IS Ed1:2002-02
4 System and project management IS Ed1:2002-01 CD 2008
5 Communication requirements for functions and device models IS Ed1:2003-07 CDV 2008
Configuration description language for communication in electrical substations related
國家繼電保護及自動化設備質量監(jiān)督檢驗中心 張冉
1. 概述
IEC 61850變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)國際標準是從1994開始啟動的,1998年確定以美國
電科院EPRI的UCA2.0作為制定標準的基礎,至2004年全部出版。2004~2008年,IEC 61850
標準的 14 個分冊被轉換成我國電力行業(yè)標準出版,2005~2007 年在國調中心的主持下共進
行了6次IEC 61850標準互操作試驗。
從2004年開始,IEC 61850標準的擴展及應用得到了很大的發(fā)展,基于IEC 61850間隔
層 MMS 通信協(xié)議的變電站自動化系統(tǒng),在世界各地開始大量推廣應用(見表 1);而基于
IEC 61850-9-1 和 9-2 過程層采樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字化變電站自動化系統(tǒng),在國內外也已正在
進行廣泛的推廣。
表1 世界各國首個IEC 61850變電站建設情況統(tǒng)計
國別 變電站 電壓等級 年份
瑞士 Laufenburg 380kV 2004
德國 Garzweiler II 110kV 2004
西班牙 Ciudad Universitaria 132kV 2004
印度 Maharanibagh. 400kV 2005
美國* Chicago 50 34.5kV 2005
中國 西安少陵 110kV 2006
墨西哥 La Venta II 230kV 2007
英國 Axminster 400 kV 2007
澳大利亞 Juna Downs 220kV 2008
* 美國第1個多供應商61850聯(lián)調工程是2008年田納西500kV Bradley變電站。
鑒于IEC 61850 Ed 1.0標準在使用中具有以下的不足:
1. 邏輯節(jié)點數(shù)目不足,不能滿足繼電保護等功能需要;
2. 部分通信模型服務定義存在互操作盲區(qū),需要細化規(guī)定;
3. 未對網(wǎng)絡冗余、網(wǎng)絡安全等重要應用需求做出規(guī)定;
4. 水電、風能等新能源領域對61850的使用提出要求;
5. 變電站間和變電站與調度通信還未融入61850體系;
6. 一致性測試標準需要進一步擴展。
因此,IEC TC57在2008年起,陸續(xù)起草和發(fā)布了IEC 61850Ed 2.0標準以及新增標準。
同時考慮到 IEC61850 標準的范圍已經擴大,IEC61850 新版標準將以 “Communication
networks and systems for power utility automation(公用電力事業(yè)自動化的通信網(wǎng)絡和系統(tǒng))”
為標題,明確將IEC61850的覆蓋范圍擴展至變電站以外的所有公用電力應用領域。
2. IEC 61850 系列標準的當前制、修訂情況
根據(jù)IEC 61850起草工作組成員的相關文檔,可以得到表2所示的標準制、修訂計劃。
新版標準的制修訂有以下要點:
1. 原有IEC 61850-1、-4、-5、-6、-7、-8-1、-9-2、-10部分都在重新修訂中,其中部分文檔已經到了投票表決階段(CDV)。
其中-8-1部分主要根據(jù)Tissues(Technical Issues)討論組(www.tissues.iec61850.com)的
修改決議,在CDV版標準中,以下Tissue將得以解決:
a) 第1-6章Tissues – 概述,通信協(xié)議棧:
122 235 290 292 299 430 459
b) 第7-8, 11-14章Tissues:
109 110 111 112 115 116 119 120 123 128 144 165 168 183 222 314 368 377 422 433
c) 第16 章Tissues(定值組):
33 34 36 37 38 39 40 41 52 53 172 333 417
d) 第17 章Tissues(報告模型):
114 177 198 344 438
e) 第17 章Tissues –附錄A(GOOSE):
117 121 224 227 231 237 279 323 365 419
f) 第20章Tissues(控制模型):
143 196 246 262 528
g) 第22章Tissues(文件傳輸):
118 260 576
h) 與7-2和7-3的協(xié)調問題:
103 141 146 149 173 246 453 456 457
其中-9-2部分新增加了以下內容:
a) 網(wǎng)絡冗余:并行冗余協(xié)議(Parallel Redundancy Protocol)和高可靠性無縫環(huán)網(wǎng)
(High Availability Seamless Ring)(可選);
b) 采樣模式增加到了控制塊和采樣值信息中:
0 = samples per nominal period (DEFAULT)
1 = samples per second
2 = seconds per sample
如果不可用(向下兼容)可使默認值為0。
另外,第2版的-10部分將會包含測試客戶端一致性測試、IED配置器和系統(tǒng)配置器的
一致性測試內容的內容,因為 IEC TC88(風力發(fā)電技術委員會)制定的IEC 61400 標準中
有關客戶的一致性測試標準就是由IEC 61850-10 標準起草人所編寫。
2. IEC 61850-7 部分增加了-7-410 水電站監(jiān)控模型、-7-420 分布式能源(風力發(fā)電等
—DER)模型以及-7-500、-7-510、-7-520 對于變電站自動化、水電站和分布式能源功能建
模的三個導則(起草中)。
其中IEC61850-7-420是TC57的WG17制定的以邏輯節(jié)點為基礎的分布式能源(DER)
對象模型,其中包括配電饋線和網(wǎng)絡設備(比如開關設備、電容器組和重合器等),也包含
分布式能源(DER)中的能量轉換、儲能和換流裝置的邏輯節(jié)點應用。另外, WG17 還將
馬上開展制定IEC 61850 標準應用于配電自動化的標準。
3. 新增的IEC 61850-80-1作為IEC 61850和IEC 60870-5-101/104 通信的映射標準。
IEC 61850-80-1目前已批準為國際標準,它是考慮到目前變電站和控制中心之間廣泛使
用IEC 60870-5-101/104規(guī)約,為了簡化它們與IEC61850之間規(guī)約轉換而制定的信息交換的
導則。
4. 新增的IEC 61850-90-1作為變電站之間的通信標準。
IEC61850-90-1 標準是從初始的 IEC62445-1 項目轉化而來,由 TC57 WG10 完成,
IEC61850-90-1的范圍包含保護(如采用允許或閉鎖式縱聯(lián)方案的距離保護、電流差動保護、直接傳輸跳閘等)和控制(聯(lián)鎖、并行線路的多相自動重合閘等)方面的功能。該標準將作
為技術報告IEC61850-90-1出版,先積累實踐經驗,待成熟后再修訂成為正式標準。
5. 新增的IEC61850-90-2作為變電站和控制中心之間的通信標準。
出于統(tǒng)一模型和通信的需要,變電站和控制中心之間仍計劃采用IEC61850作為通信規(guī)
約??傮w來說,IEC61850 完成此功能是沒有問題的,但需要考慮很多問題??刂浦行目梢?br/>直接訪問變電站內的IED;由于可能頻繁操作,遠動設備(網(wǎng)關)更適合作為代理服務器來
運行。代理服務器可以象 IED 那樣直接提供 IED 相關信息,也可以完成某些處理功能,如
模擬值的變比設定或對象的重命名。冗余通道的定義也很重要。所有這些問題正在 WG19
特別工作組討論,其結果將作為技術報告IEC61850-90-2出版。
為了避免多重的數(shù)據(jù)轉換,IEC TC57 專門成立WG 19協(xié)調IEC 61850 標準和IEC61970
301 標準的數(shù)據(jù)模型(CIM-能量管理系統(tǒng)應用程序接口),這樣將變電站內的數(shù)據(jù)模型和控
制中心的調度自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型協(xié)調一致起來。
表2 IEC 61850系列標準最新制、修訂情況(截至2008年5月)
標準 名稱 發(fā)布情況 Edition 2
1 Introduction and overview TR Ed1:2003-04 CD 2008
2 Glossary TS Ed1:2003-08
3 General requirements IS Ed1:2002-02
4 System and project management IS Ed1:2002-01 CD 2008
5 Communication requirements for functions and device models IS Ed1:2003-07 CDV 2008
Configuration description language for communication in electrical substations related
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