61850工程化应用笔记

[SCL流程]

IEC 61850规定的典型变电站自动化系统的实施流程是，业主提供SSD(变电站特性描述)文件，IED制造商提供ICD(设备配置模板)文件，由系统集成商通过系统配置器生成SCD(变电站配置信息)文件，然后Client端和Server端都根据这个SCD文件进行相应的工程化工作。Client端可以由SCD得到变电站的设各清单、模型和数据源乃至主接线图等各类信息，SERVER 端则可以从SCD中解析出自身的相关部分，形成CID(实例化的设备配置)或者私有的参数下装到装置中执行。

[冗余]

EEC 61850分三个层次对变电站自动化系统的冗余配置方案进行了描述:装置层冗余配置、通信层冗余配置、应用层冗余配置网.

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在大量使用GGIO的情况下，EEC 61850面向对象建模的优点基本丧失，某种程度上又回到了信息点表的时代，那么这对IEC 61850首要的互操作性目标又会造成哪些影响呢?文献[86]指出电力通信标准的语义约定可分为SCADA和变电站两个层面，与其相对应IEC 61850可以有基于两种语义约定的广义和狭义应用。事实上可以认为传统的点表方式即为属于SCADA语义下的广义应用，而EEC 61850目标是实现变电站具体信息(如MMJ{EJ.A.ph&A.cVal.mag代表某线路A相电流有效值)相互理解的狭义应用，在IEC 61850通信架构中使用大量的GGIO相当于又回退到了SCADA语义约定方式。

在现有的物理设备和模型差距甚大的情况下，使用GGIO实现类似于传统信息点表方式下的互操作仍然有比较大的工程应用价值，而若使用标准一次设备模型在代理中建模以达到变电站语义下的互操作，将会存在有很大困难，并且所能达到的效果也值得怀疑。取消GGIO的目标听起来固然美好，但这会是一个是需要较长时间去开发、磨合以及完善的过程，难以一嵌而就。

在很 多 人 的认识中，IEC 61850的主要内容就是MMS(制造报文规范)。站在编程实现的角度来看，也许这种观点是正确的。确实，虽然标准的主要篇幅集中在模型设计等方面，然而最终由MMS唯一扮演了检验以及实现的角色，加上MMS本身的编解码工作又非常复杂，因而给软件人员留下了IEC 61850就是MMS的印象。无可否认的是，在标准的整体设计过程中，建模以及SCL等工作无疑也部分照顾了具体

的SCSM (特定通信服务映射)，这也容易使人产生EEC 61850依赖MMS实现的错觉。其实 ， 从 原理上IEC 61850决不限定唯一的SCSM。事实上由于MMS是诞生在20世纪80年代的古老的通信协议，其内容和EEC 61850并不能无缝地吻合[en。一方面IEC 61850只应用了庞杂的MMS体系中的一小部分，另一方面MMS在实现IEC 61850模型时尚存在有一定的局限。IEC 61850选择了MMS不过是特定历史时期的产物，不排除随着时间的推移产生新SCSM的可能。新的 S C SM有两个可能的发展方向，一是借助于更为通用的技术，二是针对IEC6 1850作完全专门的

设计。前者例如可以使用XML映射，其好处在于降低学习和实现的成本，可以最大限度地利用通用的网络信息处理软件;后者则可类似9一部分直接进行ASNA编码的报文格式设计，好处则在于可以最大限度地精简，"最小实现"技术可大幅度提升效率并降低软件开发的门槛。事实 上 ， 目前在风力发电领域已经产生了使用XMI.的一种准实时SCSM，即己获委员会投票通过的EEC 61400-25一标准。由于在通用计算机系统中实现XML的难度低于MMS，因此该SCSM也获得了类似于故障信息管理之类应用系统的青睐。

[数字化变电站]

IEC 61850数字化变电站可以说在"可靠、准确、简单、经济"等方面均有突出的优点，具体包括:

1. 变电站的各种功能可共享统一的信息平台，避免设备重复，降低投资.

2. 便于变电站设备更新等改扩建工作，降低生命周期成本;

3. 通信网络取代复杂的控制电缆，节省投资并降低火灾风险;

4. 减少中间环节，提升测量精度;

5. 通过光纤传输，使用通信校验和自检技术，可从根本上保证信号的可靠性;

6. 电子式互感器杜绝了传统互感器的TA断线导致高压危险、TA饱和影响差动饱和、CVT暂态过程影 响 距 离 保 护 、 铁磁谐振、绝缘油爆炸、六氟化硫泄漏等问题;

7. 新技术的采用，将大量节约铁芯、铜线等金属材料，在高电压等级变电站具有明显的经济性;

8. 避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压、交直流误碰和两点接地等问题。

数字化变电站将会是IEC6 1850应用的动力和目标，它具有可靠、准确、简单、经济等一系列的特点和优点，但是需要较高的嵌入式系统处理能力，还应解决好在线监测和一次设备智能化等方面的问题，因此取代目前的变电站自动化系统将会是一个长期和渐进的过程。

IEC 61850产品开发及工程化应用研究

作者 : 胡 道 徐

指导 老 师 : 郭 伟 、 马 文 龙

(东南大学电气工程系、国电南京自动化股份有限公司)