IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作的最新進(jìn)展

IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作的最新進(jìn)展
國(guó)家繼電保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 張冉
1. 概述
IEC 61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是從1994開(kāi)始啟動(dòng)的，1998年確定以美國(guó)
電科院EPRI的UCA2.0作為制定標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，至2004年全部出版。2004~2008年，IEC 61850
標(biāo)準(zhǔn)的 14 個(gè)分冊(cè)被轉(zhuǎn)換成我國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)出版，2005~2007 年在國(guó)調(diào)中心的主持下共進(jìn)
行了6次IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)互操作試驗(yàn)。
從2004年開(kāi)始，IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展及應(yīng)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(dòng)化系統(tǒng)，在世界各地開(kāi)始大量推廣應(yīng)用（見(jiàn)表 1）；而基于
IEC 61850-9-1 和 9-2 過(guò)程層采樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)外也已正在
進(jìn)行廣泛的推廣。
表1 世界各國(guó)首個(gè)IEC 61850變電站建設(shè)情況統(tǒng)計(jì)
國(guó)別 變電站 電壓等級(jí) 年份
瑞士 Laufenburg 380kV 2004
德國(guó) Garzweiler II 110kV 2004
西班牙 Ciudad Universitaria 132kV 2004
印度 Maharanibagh. 400kV 2005
美國(guó)* Chicago 50 34.5kV 2005
中國(guó) 西安少陵 110kV 2006
墨西哥 La Venta II 230kV 2007
英國(guó) Axminster 400 kV 2007
澳大利亞 Juna Downs 220kV 2008
* 美國(guó)第1個(gè)多供應(yīng)商61850聯(lián)調(diào)工程是2008年田納西500kV Bradley變電站。
鑒于IEC 61850 Ed 1.0標(biāo)準(zhǔn)在使用中具有以下的不足：
1. 邏輯節(jié)點(diǎn)數(shù)目不足，不能滿足繼電保護(hù)等功能需要；
2. 部分通信模型服務(wù)定義存在互操作盲區(qū)，需要細(xì)化規(guī)定；
3. 未對(duì)網(wǎng)絡(luò)冗余、網(wǎng)絡(luò)安全等重要應(yīng)用需求做出規(guī)定；
4. 水電、風(fēng)能等新能源領(lǐng)域?qū)?1850的使用提出要求；
5. 變電站間和變電站與調(diào)度通信還未融入61850體系；
6. 一致性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)一步擴(kuò)展。
因此，IEC TC57在2008年起，陸續(xù)起草和發(fā)布了IEC 61850Ed 2.0標(biāo)準(zhǔn)以及新增標(biāo)準(zhǔn)。
同時(shí)考慮到 IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)的范圍已經(jīng)擴(kuò)大，IEC61850 新版標(biāo)準(zhǔn)將以 “Communication
networks and systems for power utility automation（公用電力事業(yè)自動(dòng)化的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)）”
為標(biāo)題,明確將IEC61850的覆蓋范圍擴(kuò)展至變電站以外的所有公用電力應(yīng)用領(lǐng)域。
2. IEC 61850 系列標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)前制、修訂情況
根據(jù)IEC 61850起草工作組成員的相關(guān)文檔，可以得到表2所示的標(biāo)準(zhǔn)制、修訂計(jì)劃。
新版標(biāo)準(zhǔn)的制修訂有以下要點(diǎn)：
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(jīng)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(biāo)準(zhǔn)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(bào)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(diào)問(wèn)題：
103 141 146 149 173 246 453 456 457
其中-9-2部分新增加了以下內(nèi)容：
a) 網(wǎng)絡(luò)冗余：并行冗余協(xié)議（Parallel Redundancy Protocol）和高可靠性無(wú)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(rèn)值為0。
另外，第2版的-10部分將會(huì)包含測(cè)試客戶端一致性測(cè)試、IED配置器和系統(tǒng)配置器的
一致性測(cè)試內(nèi)容的內(nèi)容，因?yàn)?IEC TC88（風(fēng)力發(fā)電技術(shù)委員會(huì)）制定的IEC 61400 標(biāo)準(zhǔn)中
有關(guān)客戶的一致性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)就是由IEC 61850-10 標(biāo)準(zhǔn)起草人所編寫(xiě)。
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(fēng)力發(fā)電等
—DER）模型以及-7-500、-7-510、-7-520 對(duì)于變電站自動(dòng)化、水電站和分布式能源功能建
模的三個(gè)導(dǎo)則（起草中）。
其中IEC61850-7-420是TC57的WG17制定的以邏輯節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)的分布式能源（DER）
對(duì)象模型，其中包括配電饋線和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（比如開(kāi)關(guān)設(shè)備、電容器組和重合器等），也包含
分布式能源（DER）中的能量轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)能和換流裝置的邏輯節(jié)點(diǎn)應(yīng)用。另外， WG17 還將
馬上開(kāi)展制定IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于配電自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)。
3. 新增的IEC 61850-80-1作為IEC 61850和IEC 60870-5-101/104 通信的映射標(biāo)準(zhǔn)。
IEC 61850-80-1目前已批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，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(jiǎn)化它們與IEC61850之間規(guī)約轉(zhuǎn)換而制定的信息交換的
導(dǎo)則。
4. 新增的IEC 61850-90-1作為變電站之間的通信標(biāo)準(zhǔn)。
IEC61850-90-1 標(biāo)準(zhǔn)是從初始的 IEC62445-1 項(xiàng)目轉(zhuǎn)化而來(lái)，由 TC57 WG10 完成，
IEC61850-90-1的范圍包含保護(hù)（如采用允許或閉鎖式縱聯(lián)方案的距離保護(hù)、電流差動(dòng)保護(hù)、直接傳輸跳閘等）和控制（聯(lián)鎖、并行線路的多相自動(dòng)重合閘等）方面的功能。該標(biāo)準(zhǔn)將作
為技術(shù)報(bào)告IEC61850-90-1出版，先積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，待成熟后再修訂成為正式標(biāo)準(zhǔn)。
5. 新增的IEC61850-90-2作為變電站和控制中心之間的通信標(biāo)準(zhǔn)。
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(jì)劃采用IEC61850作為通信規(guī)
約。總體來(lái)說(shuō)，IEC61850 完成此功能是沒(méi)有問(wèn)題的，但需要考慮很多問(wèn)題?？刂浦行目梢?br/>直接訪問(wèn)變電站內(nèi)的IED；由于可能頻繁操作，遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備（網(wǎng)關(guān)）更適合作為代理服務(wù)器來(lái)
運(yùn)行。代理服務(wù)器可以象 IED 那樣直接提供 IED 相關(guān)信息，也可以完成某些處理功能，如
模擬值的變比設(shè)定或?qū)ο蟮闹孛?。冗余通道的定義也很重要。所有這些問(wèn)題正在 WG19
特別工作組討論，其結(jié)果將作為技術(shù)報(bào)告IEC61850-90-2出版。
為了避免多重的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，IEC TC57 專門(mén)成立WG 19協(xié)調(diào)IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)和IEC61970
301 標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型（CIM-能量管理系統(tǒng)應(yīng)用程序接口），這樣將變電站內(nèi)的數(shù)據(jù)模型和控
制中心的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型協(xié)調(diào)一致起來(lái)。
表2 IEC 61850系列標(biāo)準(zhǔn)最新制、修訂情況（截至2008年5月）
標(biāo)準(zhǔn) 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