DL Z 860.1-2004 变电站通信网络和系统.第1部分 概论.pdf
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1、ICS 27.100 F 21 备案号:14610-2004中华人民共和国电力行业标准化指导性技术文件DL I Z 860.1 - 2004 I IEC 61850-1: 2003 变电站通信网络和系统第1部分:概论Communication networks and systems in substations Part 1: Introduction and overview ( IEC 61850-1: 2003, IDT) 2004-10-20发布2005-04-01实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布DL/ Z 860.1 - 2004 目欠前言.J 1 范围.2 规范性引用文
2、件.3 术语、定义和缩略语. . . . . 1 4 目的.4 5 历史.4 6 制定一个适用标准的方法.5 6.1 概述.56.2 功能和逻辑节点.563 变电站拓扑结构.8 6.4 动态情况.8 6.5 物理通信系统的要求1.9 7 如何适应通信技术的迅速发展.9 7.1 通信和应用独立.9 72 数据建模和服务.IO8 一般系统概貌.11 8.1 原因.118.2 工程E具和参数.IL8.3 变电站自动化系统配置语言.12 8.4质量和寿命周期的管理.128.5 一般要求.129 一致性测试,.1310 标准系列的结构和内容.13 附录AC资料性附录)变电站和通信总线结构的类型.15 附
3、录BC资料性附录)本标准系列CIEC61850)中的参考文件.24DL I Z 860.1 - 2004 目lj吕国际电工委员会TC57制定了变电站通信网络和系统系列标准,该标准为基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准。该系列标准具有一系列特点和优点:分层的智能电子设备和变电站自动化系统:根据电力系统生产过程的特点,制定了满足实时信息和其他信息传输要求的服务模型:采用抽象通信服务接口、特定通信服务映射以适应网络技术迅猛发展的要求:采用对象建模技术,面向设备建模和自我描述以适应应用功能的需要和发展,满足应用开放互操作性要求:快速传输变化值:采用配置语言,配备配置工具,在信息源定义数据
4、和数据属性:定义和传输元数据,扩充数据和设备管理功能:传输采样测量值等。井制定了变电站通信网络和系统总体要求、系统和工程管理、致性测试等标准。迅速将此国际标准转化为电力行业标准,并贯彻执行,此举将提高我国变电站自动化水平,促进自动化技术的发展,实现互操作性。本部分是DL厅860(变电站通信网络和系统)系列标准的一部分,本部分出版时,下述标准也将成为DL厅860标准的一部分。DL厅860系列标准是:DL/Z 860.1变电站通信网络和系统第1部分:概论DL厅860.2变电站通信网络和系统第2部分:术语DL厅860.3变电站通信网络和系统第3部分:总体要求DL厅860.4变电站通信网络和系统第4部
5、分:系统和项目管理DL厅860.5变电站通信网络和系统第5部分:功能和设备模型的通信要求DL厅860.6变电站通信网络和系统第6部分:与变电站有关的IED的通信配置描述语言DL厅860川变电站通信网络和系统第7-1部分:变电站和馈线设备基本通信结构原理和模型DL厅860.72变电站通信网络和系统第7-2部分:变电站和馈线设备的基本通信结构抽象通信服务接口(ACSI)DL厅860.73变电站通信网络和系统第7-3部分:变电站和馈线设备基本通信结构公用数据类DL厅860.74变电站通信网络和系统第7-4部分: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DL厅860.81变电站通信网络和系
6、统第8-1部分:特定通信服务映射(SCSM)映射到MMS(ISO/IEC9506第2部分)和ISO/IEC8802-3DL厅860.91变电站通信网络和系统第9-1部分:特定通信服务映射(SCSM)通过串行单方向多点共线点对点链路传输采样测量值DL厅860.92变电站通信网络和系统第9-2部分:特定通信服务映射(SCSM)通过ISO/IEC8802.3 传输采样测量值论。DL厅860.10变电站通信网络和系统第IO部分:a致性测试本部分等同采用国际电工委员会标准IEC61850-1 : 2003变电站通信网络和系统第1部分:概本部分的附录A、附录B是资料性附录。本部分由中国电力企业联合会提出。
7、本部分由全国电力系统控制及其通信标准化技术委员会归口并负责解释。本部分由中国电力科学研究院负责起草,国家电网公司电力自动化研究院、中国电力企业联合会参加起草。本部分主要起草人:谭文恕、曹冬明、李泽、杨秋恒。II DL I Z 860.1 - 2004 变电站通信网络和系统第1部分:概论2 规范性引用文件的修改单(不包括研究是否可使用这C idt IEC 60870-DLff 860.3 1997) 通信网络和系通信网络和系站通信网络和,.J- 逻辑节点是交换数据功能的最小部分。LN是由它的数据和方法所定义的对象。3.1.10 开放协议openprotocol 协议,其枝是标准化的或是公开可得到
8、的。2 3.1.11 物理设备PhysicalDevice (PD) 和本标准系列的智能电子设备等效。3.1.12 通信信息片CPICOM)DL I Z 860.1 - 2004 信息传输的描述,通信信息片(Pieceof Information for COMmunication)是在给定逻辑连接,具有给定的通信属性的两个逻辑节点之间信息传输的描述,它也包含所传输的信息和要求属性,例如性能。它不代表在通信网络上交换数据的实际结构和格式。采纳国际大电网会议CCIGRE34.03)工作组的通信信息片CPICOM)方法。3.1.13 协议protocol一组规则,它决定在达到和执行通信的功能单元的
9、行为。3.1.14 自我描述self-description 设备包含它的配置方面的信息。这些信息的表示必需标准化,并且(在这个标准系列市围内)通过通信可以访问。3.1.15 系统system 在本标准系列的范围内,除非特别指定,系统通常指变电站自动化系统。3.1.16 特定通信服务映射Specific Communication Service Mapping ( SCSM) 一个标准规则,它提供了抽象通信服务接口服务和对象对特定应用协议通信协议集的具体映射。为达到旦操作性,应使协议集和标准化映射CSCSM)的数量尽量少。特殊的应用范畴例如“站总线”和“过程总线”可能形成多个映射。然而,对于
10、每一个选用的特定协议拢,规定仅有一个SCSM和一个协议。SCSM详细描述将抽象服务到ACSI中规定的单个服务、或者服务序列的映射。另外,SCSM详细描述将ACSI对象映射到应用协议所支持的对象。在本标准系列的DL厅860.Sx、DL厅860.9x中规定SCSM。3.2 缩略语(Abbreviations)ACSI AIS CB CDC DO E孔1CAbstract Communication Service Interface抽象通信服务接口Air Insulated Switchgear空气绝缘开关Circuit Breaker断路器Common Data Class公用数据类Data O
11、bject数据对象Electromagnetic Compability电磁兼容性GO MS FE Generic Object Models for Substation and Feed巳rEquipment变电站和馈线设备通用对象模型GIS IED LN PD PI COM SA Gas Insulated Swiccl】gear气体绝缘开关Intelligent Elec位onicDevice智能电子设备Logical Node逻辑节点Physical Device物理设备Piece of Information for COMmunication通信信息片Subtation Auto
12、mation变电站自动化3 DL/ Z 860.1 - 2004 SAS Substation Automation System变电站自动化系统SCSM Specific Communication Service Mapping特定通信服务映射4 目的由于大规模集成电路技术强劲的发展,导致了先进的、快速的、功能强的微型处理器的出现,才有变电站自动化系统实现的可能性。这个结果引起了变电站二次设备从电子机械设备向数字设备的发展。反过来又提供了采用一些智能电子设备去完成所要求的功能(继电保护、当地和远方监视和控制等),来实现变电站自动化系统的可能性。自然,提出了在智能电子设备之间高效通信的要求,
13、特别是标准协议的要求。到目前为止,许多制造厂采用各自特定的专用通信协议,但是采用不同的制造厂的智能电子设备时要求复杂的、高费用的协议转换。工业实践经验表明,己出现制定标准通信协议的强烈需求及其机遇,以支持不同制造厂生产的智能电子设备具有互操作性。互操作性是指例如能够工作在同一个网络上或者通信通路上共享信息和命令的能力。智能电子设备的互换性,指由一个制造厂供应的设备可以用另一个制造厂供应的设备所代替,而不用改变系统中的其他元件。互换性超出了本标准系列的范围。互操作性是电力公司、设备制造厂和标准化组织的共同目标。事实上,近年来许多国家和国际研究单位开展积极活动去达到这个目的(见附录B)。变电站自动
14、化标准化的目的是制定一个满足功能和性能要求的通信标准,并能够支持将来技术的发展。从实际利益出发,必须在智能电子设备制造厂和用户之间,就在这些设备间能够自由的交换信息达成一致。通信标准必须支持变电站运行功能。因此标准应考虑运行要求,本标准的目的既不是对在变电站运行的功能进行标准化,或对功能以任何方式进行限制,也不对变电站自动化系统内的功能分配进行标准化。对应用功能进行标识和描述是为了定义它们的通信要求(例如被交换的数据总量、变换时间约束等等)。通信协议标准将最大限度地使用现有的标准和共同接受的通信原理。标准将保证下述特性:一一全部通信协议集基于己有的IEC/IEEE/ISO/OSI可用的通信标准
15、的基础土:一一采用的协议是开放的并支持设备自我描述,以达到增加新功能的可能性:一一标准将基于电力工业的相关需求的数据对象:一一一通信的语法和语义将基于采用电力系统相关的共同数据对象:一一通信标准将考虑到变电站是电力系统的一个节点,即变电站自动化系统是整个电力控制系统的一个单元。5历史从1994年开始,IECTCS7“变电站控制和继电保护接口”临时工作组提出制定变电站自动化系统通信标准的建议。采纳由各国家委员会提出的下述建议:一一制定关于功能体系、通信结构和一般要求的标准:一一制定关于在单元(间隔)层和变电站层之内和之间的通信标准;一一制定关于过程层和单元(间隔)层之内和之间的通信标准:一一制定
16、关于继电保护信息接口配套标准u临时工作组制定了继电保护设备信息接口配套标准IEC60870-5-103 (DL厅667),并己出版。图1所示为变电站自动化系统的通信接口的一般结构。功能块之间接口并不代表物理设备的物理接口,它们是“逻辑接口”,即它们是独立于实际通信系统。图1所示为IEC各个委员会负责制定相关设备的标准;这哩委员会必须密切合作,为了保证密切合作所提到的委员会派专家参加、负责制定IEC61850标准系列的工作组。4 远方控制中心(NCC)中7技术服务站层功能_r l同隔单元控制LJ 保护计量扰动记录器r一一I扰动记录器基华草草TC57 TC95 4 。5。45 仪用互开关和感器变压
17、器感器变压器TC38 TC14,TC17 TC38 TC14,TC17 注:逻辑接口2(远方保护)和远方控制中心CNCC)接口超出本标准系列的范围。6 制定一个适用标准的方法6.1 概述圄1SAS的逻辑接口采用如下三种方法制定一个适用标准:功能分解、数据流和信息建模。DL I Z 860.1 - 2004 层2层l层。功能分解是为了理解分布功能组件间的逻辑关系,并用描述功能、子功能和功能接口的逻辑节点表示。数据流是为了理解通信接口,通信接口应支持分布功能的组件间交换信息和功能性能要求。信息建模用于定义信息交换的抽象语义和语法,并用数据对象类和类型、属性、抽象对象方法(服务)和它们之间关系表示。
18、6.2 功能和逻辑节点标准的目的是规定各项要求,并提供一个框架以达到由不同供应商提供的智能电子设备OED)的互操作性。分配到智能电子设备和控制层的功能并不是固定不变的。它和可用性要求、性能要求、价格约束、技术水平、公司策略等密切相关。因此标准应支持功能的自由分配。为了使功能自由分配给智能电子设备,由不同供应商提供的设备(物理设备),并常驻在设备的功能之间应具有互操作性。功能分成由不同智能电子设备实现的许多部分,这些部分之间彼此通信(分布式功能),称为逻辑节点的这些部分的通信性能必需支持智能电子设备所要求的互操作性。变电站自动化系统的功能是控制和监视,以及一次设备和电网的继电保护和监视。其他(系
19、统)功能是和系统本身有关的,例如通信的监视。功能分成三层:变电站层、间隔层、过程层。图1所示的SAS逻辑接口表达得不够充分,没有站层功能间以及不同间隔功能间的逻辑接口,因此设计了一个新的包含更多的逻辑接口结构。图2为变电站自动化系列接口模型,即本标准系列的基础。5 DL I Z 860.1 - 2004 变电站层间隔单元层远方保护过程层远方控制例CC) 高压设备准系列的其他部分,采用的记法没有其引图2图2各接口的IFl:在间隔田:在间隔IF3:在间隔IF4:在过程IFS:在过程层IF6:在间隔层l电站层之间交换保护之间交换数据:町:在变电站回耻”、IF8:在间隔层之PIF9:在变电站层之IFl
20、O:在变电站层和变电站自动化系统设备口注:在通信环境下功能分布可5技术服务过程层设备典型的为远方JJO、普位传感器和执行器(见图到间隔层设备由每个间隔的控制、保护主。即图2的物理解释。变电站层设备由带数据库的计算机、操作员工作台、远方通信接口等组成。为了达到上述标准化的目的,所有变电站自动化系统的已知功能被标识并分成为许多子功能(逻辑节点)。逻辑节点常驻在不同设备内和不同层内。图3所示功能、逻辑节点和物理节点(设备之间的关系。位于不同物理设备的两个或多个逻辑节点所完成的功能称为分布的功能。因为所有功能在一些通路内通信。当地功能或者分布功能的定义不是唯一的,它依赖于执行功能步骤的定义,直到完成功
21、能。当实现分布功能,丢失一个LN或丢失包含的通信链路时引起的反映为,例如功能可完全地闭锁,或(如果合适)将功能降级以弱化故障的影响。注:功能的实现超出本标准系列的范围。6 DL I Z 860.1 - 2004 :1 11 11 II I r x l曰阳幡。ICPROT 曰BAY CT 曰BAY VT I l 曰BB盯 1 曰物理设备1一变电站计算机:2同期开关设备;3一带过流功能的距离保护:4一间隔控制单元:5,6 电流和电压仪用互感器:7一母线电压仪用互感器图3功能、逻辑节点和物理节点之间的关系本标准系列CDLff860)对所有己知的功能按F述各项进行了描述:一一功能的任务:一一功能的启动
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