电力系统通信规约及系列标准.ppt

电力系统通信协议及电力系统通信协议及系列标准系列标准第一部分 电力系统数据通信协议体系ØØIEC60870-5IEC60870-5系列：系列：远动通信协议体系远动通信协议体系ØØIEC60870-6IEC60870-6系列：系列：计算机数据通信协议体系计算机数据通信协议体系ØØIEC61850-7IEC61850-7系列：系列：变电站数据通信协议体系变电站数据通信协议体系技术背景•随着计算机、网络和通讯技术的不断发展，电随着计算机、网络和通讯技术的不断发展，电力系统调度运行的信息传输要求不断提高，信力系统调度运行的信息传输要求不断提高，信息传输方式已逐步走向数字化和网络化为此息传输方式已逐步走向数字化和网络化为此国际电工委员会电力系统控制及其通信技术委国际电工委员会电力系统控制及其通信技术委员员(IECTC57)(IECTC57)根据形式发展的要求制定调度自根据形式发展的要求制定调度自动化和变电站自动化系统的数据通信标准，以动化和变电站自动化系统的数据通信标准，以适应和引导电力系统调度自动化的发展，规范适应和引导电力系统调度自动化的发展，规范调度自动化及远动设备的技术性能调度自动化及远动设备的技术性能。

电力市场迫使通信系统降低费用，避免多种不电力市场迫使通信系统降低费用，避免多种不兼容的标准和互相竞争的标准出现；同时在整兼容的标准和互相竞争的标准出现；同时在整个个电力系统电力系统制定统一协调的体系结构既有利于制定统一协调的体系结构既有利于用户，也有力于制造商用户，也有力于制造商IEC60870-5系列•IEC TC57 WG03（远动规约）•基本标准（共分5篇）第第 一篇一篇60870-5-160870-5-1传输帧格式传输帧格式第第 二篇二篇60870-5-260870-5-2链路传输规约链路传输规约第第 三篇三篇60870-5-360870-5-3应用数据的一般结构应用数据的一般结构第第 四四 篇篇60870-5-460870-5-4应用信息元素定义和编码应用信息元素定义和编码第第 五篇五篇60870-5-560870-5-5基本应用功能基本应用功能•配套标准– –IEC60870-5-101IEC60870-5-101：基本远动任务：基本远动任务– –IEC60870-5-102IEC60870-5-102：电能累计量：电能累计量– –IEC60870-5-103IEC60870-5-103：继电保护信号：继电保护信号– –IEC60870-5-104IEC60870-5-104：： IEC60870-5-101IEC60870-5-101的网络访问的网络访问基本标准和配套标准•传统的远动通信规约一般不分层，传统的远动通信规约一般不分层，IECWG03IECWG03定定义的远动通信协议分为两层，一是链路层，由义的远动通信协议分为两层，一是链路层，由IEC60870-5-1IEC60870-5-1和和IEC60870-5-2IEC60870-5-2描述：一是应用描述：一是应用层，基础部分由层，基础部分由IEC60870-5-3 IEC60870-5-3 、、 IEC60870-5-IEC60870-5-4 4 、、 IEC60870-5-5IEC60870-5-5描述：应用层直接映射到链描述：应用层直接映射到链路层．根据应用领域定义了一系列路层．根据应用领域定义了一系列“ “配套标准配套标准” ”。

•基本标准是制定和理解配套标准的依据，配套基本标准是制定和理解配套标准的依据，配套标准都要引用基本标准，配套标准针对具体应标准都要引用基本标准，配套标准针对具体应用作了具体规定，使基本标准的原则更加明确用作了具体规定，使基本标准的原则更加明确．等同采用基本标准和配套标准有利于更好地．等同采用基本标准和配套标准有利于更好地贯彻标准，实现远动设备的互操作性．贯彻标准，实现远动设备的互操作性．-5-101-5-101体系体系102 ,103102 ,103体系体系 -5-104-5-104体系体系应用层应用层60870-5-10160870-5-101102102、、10310360870-5-10460870-5-104 （基于（基于 IEC60870-5-3/4/5IEC60870-5-3/4/5））表示层表示层 映射映射 映射映射 映射映射会话层会话层传输层传输层RFC793TCPRFC793TCP网络层网络层 RFC791IPRFC791IP链路层链路层-5-101 FT2.1-5-101 FT2.1 102, 103 102, 103 FT2.1FT2.1ISO8802.2.LLClISO8802.2.LLCl ( (基于基于IEC60870-5-1/2)IEC60870-5-1/2)ISO8802.X MACISO8802.X MAC物理层物理层 V.24/V.27, X.21, X.21bits/sV.24/V.27, X.21, X.21bits/s 通信介质通信介质表表1 1远动通信规约远动通信规约IEC60870-5IEC60870-5系列体系结构系列体系结构IEC60870-6系列（1）•IEC TC57 WG07IEC TC57 WG07工作组负责制定与工作组负责制定与ISOISO和和ITU-TITU-T兼容的兼容的用于电力系统控制的计算机数据通信协议，即用于电力系统控制的计算机数据通信协议，即IEC IEC 60870-6 60870-6 系列标准。

该项工作始于己于系列标准该项工作始于己于19931993年，当时年，当时从已广泛应用的协议（如：挪威的从已广泛应用的协议（如：挪威的ELCOM90ELCOM90、美国西、美国西部电网的部电网的WSCCWSCC等）中选择了等）中选择了ELCOM90ELCOM90作为蓝本，开作为蓝本，开始制定始制定IEC IEC 国际标准，称为远方控制应用单元国际标准，称为远方控制应用单元TASE(Tele-control Application Service Element, TASE(Tele-control Application Service Element, 后改后改为为TASE.1)TASE.1)，后来发现该协议适应性较差与，后来发现该协议适应性较差与ISO/ITU-TISO/ITU-T的兼容性不好，美国和德国坚决反对，强烈要求制定的兼容性不好，美国和德国坚决反对，强烈要求制定一套与一套与ISO/ITU-TISO/ITU-T兼容性好的协议，于是美国电科院兼容性好的协议，于是美国电科院 (EPRI) (EPRI) 急忙开发了急忙开发了ICCP ( Inter Control-center ICCP ( Inter Control-center Communication Protocol )Communication Protocol )，于，于9696年被纳入年被纳入IECIEC体系，体系，称为称为TASE.2TASE.2，与，与TASE.1TASE.1并列为国际标准，但互不兼容。

并列为国际标准，但互不兼容一度形成欧洲与美国两个系列相争不下的局面其中一度形成欧洲与美国两个系列相争不下的局面其中TASE.1TASE.1基于基于 ISO 9072-1/2 ROSEISO 9072-1/2 ROSE，， TASE.2TASE.2基于基于MMS ( MMS ( Manufacturing Message Specification )Manufacturing Message Specification )IEC60870-6系列（2）•由于由于MMSMMS已广泛应用于各行各业，所以已广泛应用于各行各业，所以TASE.2TASE.2比比TASE.1TASE.1适应性更强、更容易实现适应性更强、更容易实现•目前，国际电工委员会目前，国际电工委员会TC57TC57委员会已采纳委员会已采纳TASE.2TASE.2协议为控制中心间信息交换的标准协议协议为控制中心间信息交换的标准协议中国国家标准委员会也已采纳中国国家标准委员会也已采纳TASE.2TASE.2协议，将协议，将它定义为国家标准以替代原来的我国电力行业它定义为国家标准以替代原来的我国电力行业标准标准《《电力系统实时数据通信应用层协议电力系统实时数据通信应用层协议DL476-92DL476-92》》。

• TASE.2TASE.2是应用层网络协议是应用层网络协议, , 重要特点之一是通重要特点之一是通过名字传输信息对象而不象其他众多通信规约过名字传输信息对象而不象其他众多通信规约是通过地址（点号）传输信息对象变量名单是通过地址（点号）传输信息对象变量名单端定义，双端使用端定义，双端使用IEC61850-7系列(1)•随着变电站自动化的快速发展，急需制定相应的随着变电站自动化的快速发展，急需制定相应的国际标准，国际标准，IEC TC57IEC TC57为此成立了三个工作组，这为此成立了三个工作组，这在历史上是很少见的第在历史上是很少见的第1010工作组负责变电站数工作组负责变电站数据通信协议的整体描述和总体功能要求，第据通信协议的整体描述和总体功能要求，第1111工工作组负责站级数据通信总线的定义，第作组负责站级数据通信总线的定义，第1212工作组工作组负责控制柜级数据通信协议的定义这几种模型负责控制柜级数据通信协议的定义这几种模型都是基于都是基于ISO 9506 MMSISO 9506 MMS的，变电站的数据通信总的，变电站的数据通信总线可以直接访问控制中心，不需要另加网关线可以直接访问控制中心，不需要另加网关（（GatewayGateway），是一种将变电站内数据通信协议），是一种将变电站内数据通信协议与广域网协议组合在一起的体系结构与广域网协议组合在一起的体系结构IEC61850-7系列(2)TC57在1999年9月召开的京都年会的战略会议（SPAG)上决定在将来5－10年内TC57的工作重点是将该标准作为整个电力系统传输的唯一国际标准，即“无缝通信系统体系”，并定名为“变电站和控制中心通过61850通信”.采用面向对象的建模技术，面向未来通讯的可扩展架构，实现“一个世界，一种技术，一个标准”的目标。

IEC61850之前的所有协议都是面向点的采用IEC61850的系统只需在信息源进行数据定义，其他节点可以通过报文交换建立相关数据库困惑：和IEC61970 CIM的数据模型不一致IEC61850标准特点§开放性开放性全部通信协议集将基于已有的全部通信协议集将基于已有的IEC/IEEE/ISO/OSIIEC/IEEE/ISO/OSI可用的通信可用的通信 标准的基础上；不考虑具体实现标准的基础上；不考虑具体实现§先进性：先进性：采用采用ACSIACSI、、SCSMSCSM、、OOOO的技术的技术采用抽象的采用抽象的 MMS MMS 作为应用层协议作为应用层协议自我描述，读取自我描述，读取/ /修改参数和配置修改参数和配置采用采用XMLXML语言来描述变电站配置语言来描述变电站配置§完整性完整性适用对象几乎包括了变电站内所有适用对象几乎包括了变电站内所有IEDIED、例如：、例如：常规的测控装置、保护装置、常规的测控装置、保护装置、RTURTU、站级计算机、站级计算机可选的同期、可选的同期、VQCVQC装置装置未来可能广泛使用的数字式一次设备如未来可能广泛使用的数字式一次设备如PTPT、、CTCT、开关、开关IEC61850内容系统概貌 数据模型1.介绍和概述 变电站和馈 线设备的基本通信结构 2.术语 7－4 兼容逻辑节点类和数据类3.总体要求 7－3 公用数据类4.系统和项目管理5.功能的通信要求和设备模型 抽象通信服务 变电站和馈 线设备的基本通信结构 7－2 抽象通信服务接口（ASCI）配置 7－1 原理和模型6.变电站自动化系统配置描述 语言 映射到实际通信网络 8－1 映射到MMS和ISO/IEC8802-3测试 9－1 通过单向多路点对点串行通信链路采样10.一致性测试 9－2 ISO 8802-3 上的采样值数据通信协议适用范围数据通信协议适用范围•远动通信协议、计算机数据通信协议、变电站数据通信协议各有其适应范围，也可以交叉使用。

控制中心之间一般用IEC 60870-6 系列；发电厂与控制中心之间一般采用IEC 60870-5系列；也可采用IEC 60870-6 系列；变电站与控制中心之间一般采用IEC 61850-7系列；也可采用IEC60870-6 系列或IEC 60870-5系列第二部分IEC 61970（ EMS—API )IEC TC57 WG13工作组负责制定能量管理系统的应用程序接口（ EMS—API )，即IEC 61970系列标准•公用信息模型（Common Information Mode） CIM定义了覆盖各个应用的面向对象的电力系统 模型，是IEC61970的灵魂．•组件接口规范（Component Interface Specification） CIM 描述了可能需要交换数据的共用信息模型，如何交换信息还必须靠CIS来完成CIS规定组件之间交换信息和访问公共数据的接口,这些接口包括一组标准的函数，每个函数描述特定的事件，方法和性质．支持CIS要求可以让第三方符合标准的应用在自己的系统平台上即插即用，即提供标准插座，同时要求自己的应用可在别人标准的系统平台上运 行，即提供标准插头。

具有CORBA支持的CIS可以实现不同系统跨平台的数据库互访IEC 61970系列标准（1）IEC 61970系列标准（2）IEC 61970标准要求应用之间的互联接口要同时满足CIM和CIS两个方面的要求，CIM要求在描述电力系统时按其规定的语义来定义，CIS要求在访问CIM是按其提供的语法来实现遵守CIM模型，描述对象的名字是一样的，但不同系统实现的方法不一样，所以要提供CIS接口规范，屏蔽内部实现细节 CIM由包组成，包是将相关模型元件人为分组的方法CIM中每一个包是一组类的集合，每个类包括类的属性和与此类有关系的类， IEC 61970 内容（1）CIM 301包括Core、Topology、Wires、Outage、Protection、Meas、LoadModel、Generation和Domain共9个包核心包（Core）定义了厂站类Substation、电压等级类VoltageLevel等许多应用公用的模型，拓扑包（Topology）定义连接节点ConnectivityNode和拓扑岛TopologicalIsland等拓扑关系模型，电线包（Wires）定义断路器Breaker、隔离刀闸Disconnector等网络分析应用需要的模型，停运包（Outage）建立了当前及计划网络结构的信息模型，保护包（Protection）建立了用于培训仿真的保护设备的模型，量测包（Meas）定义了各应用之间交换变化测量数据如测点Measurement和限值Limitset等描述，负荷模型包（LoadModel）定义了负荷预测用的负荷模型，发电包（Generation））分成两个子包：生产包（Production））和发电动态特性包（GenerationDynamics），前者定义了用于AGC等应用的发电机模型，后者定义了用于DTS的原动机和锅炉等模型。

域包(Domain)是量与单位的数据字典，定义了可能被其他任何包中任何类使用的属性(特性)的数据类型 IEC 61970 内容（2）未来的未来的IEC61970-302，有三个包：，有三个包：－财务包－财务包 financialfinancial该包有9 9个类－能量计划包－能量计划包 EnergySchedulingEnergyScheduling该包有1818个类－预定包－预定包 ReservationReservation该包有1313个类未来的未来的IEC61970-303，有一个包：，有一个包：－－SCADASCADA包，该包有包，该包有1313个类第三部分：第三部分：IEC 61968IEC IEC 6196861968系系列列标标准准是是为为了了促促进进支支持持配配网网管管理理的的分分布布式式应应用用软软件件之之间间的的集集成成: : 提提供供把把现现有有系系统统( (包包括括已已有有系系统统和和符符合合这这些些标标准准的的新新建建系系统统) )接接口口到到DMSDMS的一个集成框架的一个集成框架 IEC IEC 6196861968不不是是要要制制定定DMSDMS各各种种应应用用的的开开发发标标准准，，也也不不是是开开发发中中间间件件的的标标准准接接口口，，而而是是要要提提供供和和制制定定控控制制中中心心间间各各种种应应用用集集成成的的一一组组指指导导原原则则和和标标准准：：提提供供要要不不依依赖赖于于任任何何一一组组特特殊殊的的中中间间件件服服务务的的基基础础结结构构或或框框架架。

IEC IEC 6196861968在在事事件件驱驱动动基基础础上上支支持持应应用用之之间间的的数数据据交交换换，，系系统统集集成成者者提提供供“ “胶胶水水” ”来来把把这这些些组组件件插插入入到到系系统统环环境境中中IEC IEC 6196861968仅仅限限于于接口定义本身，不提供系统集成实现的具体技术接口定义本身，不提供系统集成实现的具体技术IEC 61968内容内容 IEC 61968系列标准总共包括11部分第1部分是接口的总体框架和一般要求，随后的接口规范都以此为基本准则开发第2部分是术语，第3到10部分是具体的接口规范，最后一部分是配电信息交换模型目前，仅完成了前四部分的初稿，其他部分正在起草阶段 IEC 61968系列标准的开发资源：配网用例图（use case ）、EPRI CCAPI、UCA项目以及开放应用组（OAG）资源 电力系统系列标准体系图电力系统系列标准体系图谢谢。