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什么是IEC61850通信协议

为何选择IEC61850?

想象一下,全国各地都有数百家制造工厂,所有这些工厂都拥有自己品牌的设备,可以通过各种协议进行通信。现在想象一下,为了使这些植物有效地发挥作用,这些植物需要相互通信,但这些协议是不可互操作的。这些设备本身并不意味着彼此通信。

用变电站取代这些制造工厂,您就可以了解全世界在输配电方面的情况。为了保持电能质量和可靠性,变电站需要相互通信。但是,使用许多协议,需要进行大量的工程工作。

此外,可再生能源和微电网引入了一系列不同的制造商,协议和电力,能够扰乱电网供电的稳定性(例如供电频率),以及各国能源结构中对可再生能源的日益重视世界,迫切需要共同的协议结果。这种需求体现在IEC61850中,这是一种促进变电站中“智能电子设备(IED)”之间互操作性和通信的通用协议,这对于智能电网或虚拟热电厂(VHP)的开发至关重要。

iec61850

IEC61850的优势并不止于此!其他优点包括:

  • IEC61850建立在以太网通信骨干网之上。因此,与串行通信相比,通信带宽和速度分别更大和更快。随着更复杂的IED,更多需要更快响应的数据被传输,并且以太网骨干网变得必要。
  • 与面向信号的旧协议相比,IEC61850是面向对象的协议。对于面向信号的协议,在您的控制系统中,您将从设备1,2,3等引用您的数据点为10004,21015。这意味着您将需要花时间找出每个点对您的库所代表的内容数据的。虽然这对于小规模系统是可以接受的,但是当存在数万个数据点时会出现问题,这对于电源而言是常见的。另一方面,对于IEC61850,数据点的识别更容易。示例:属于继电器1的断路器1(XCBR1)的状态功能(ST)的本地值(Loc)的状态值(stval)。通过标准化的命名结构和常用缩写,大家观察到只要熟悉命名规则,就可以直观地知道关键点。这将导致工程成本的急剧下降,因为花费更少的时间来识别相关点。此外,所有设备都是自我描述的。这意味着控制App工程师无需单独输入这些点。相反,控制App将自动检测并识别IED内的所有数据点。
  • 冗余:与RSTP(快速生成树协议)等其他以太网冗余方法不同,IEC61850的冗余提供零恢复时间。IEC61850使用并行冗余协议,在该协议下,每个源通过2条不同的路由发送2个帧的副本。因此,如果一条路径发生故障,数据仍将通过备用路由到达目的地,从而防止停机。PRP已经过修改,将其与使用环形网络的高速冗余协议相对应,这与以前版本的并行网络中运行的PRP不同。因此,PRP和HSR在今天大致相当。
  • 其他协议(MMS,GOOSE,SMV)还允许数据更快更可靠地从IED到中心站,IED之间和SMV情况下,从PT和CT到IED。

IEC 61850是变电站通信网络和系统的最新标准。其定义范围大大超过了之前的标准IEC 60870-5-101。IEC 61850包含以下个别标准:

  • IEC 61850-1,61850-2
    概况和概述/术语表
  • IEC 61850-3
    一般要求
  • IEC 61850-4
    系统和项目管理
  • IEC 61850-5
    功能和设备型号的通信要求
  • IEC 61850-6
    用于与IED相关的变电站通信的配置描述语言
  • IEC 61850-7-1
    变电站和馈线设备的基本通信结构 – 原理和模型
  • IEC 61850-7-2
    变电站和馈线设备的基本通信结构 – 抽象通信服务接口(ACSI)
  • IEC 61850-7-3
    变电站和馈线设备的基本通信结构 – 通用数据类
  • IEC 61850-7-4
    变电站和馈线设备的基本通信结构 – 兼容的逻辑节点类和数据类
  • IEC 61850-8-1
    特定通信服务映射(SCSM) – 映射到MMS(ISO 9506-1和ISO 9506-2)和ISO / IEC 8802-3
  • IEC 61850-9-1
    特定通信服务映射(SCSM) – 串行单向多点点对点链路上的采样值
  • IEC 61850-9-2
    特定通信服务映射(SCSM) – ISO / IEC 8802-3上的采样值
  • IEC 61850-10
    一致性测试

IEC 61850不仅限于传输格式,还定义了完整的数据模型。它还引入了一种基于XML的语言(变电站配置描述语言 – SCL),它提供了一种独立于供应商的方法来描述设备及其配置。

IEC 61850由特定于分支的数据模型(例如IEC 61400-25)补充,其中维护了基本协议原则。
标准IEC 61400-25(用于风力发电厂的监视和控制的通信)也在协议栈IEC 61850,Client中实现。
该映射符合标准的第4部分(IEC 61400-25附录C:符合IEC 61850-8-1的每个制造消息规范(MMS)的IEC 61400)。

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