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1、IEC61850系列标准简介(中)国电南瑞科技股份有限公司国电南瑞科技股份有限公司丁杰丁杰 dingjdingj naritechnaritech. .cncn61850-761850-7服务模型服务模型 数据交换模型数据交换模型IED智能电子设备智能电子设备具有可访问具有可访问的数据模型的数据模型WHAT交换什么交换什么IEC 61850-7-3IEC 61850-7-4HOW（怎么交换）（怎么交换）IEC 61850-7-2请求请求响应响应事件事件Self descNot like modbus registerACSIACSI通信方法通信方法 服务模型服务模型l通用服务通用服务l数据集数
2、据集(DATA-SET)(DATA-SET)l关联关联(Application association)(Application association)l报告控制块报告控制块 (REPORT-CONTROL-BLOCK)(REPORT-CONTROL-BLOCK)l控制控制(CONTROL)(CONTROL)l定值组控制块定值组控制块(SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) (SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) l通用变电站事件通用变电站事件 (Generic substion even)(Generic substion even)l取代模型取代模型
3、(Substitution)(Substitution)l时间和时间同步模型时间和时间同步模型(Time & time-synchronization)(Time & time-synchronization)l日志控制块日志控制块 (LOG-CONTROL-BLOCK)(LOG-CONTROL-BLOCK) Client/Server 服务服务 服务模型服务模型l通用服务通用服务l数据集数据集(DATA-SET)(DATA-SET)l关联关联(Application association)(Application association)l报告控制块报告控制块 (REPORT-CONTRO
4、L-BLOCK)(REPORT-CONTROL-BLOCK)l控制控制(CONTROL)(CONTROL)l定值组控制块定值组控制块(SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) (SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) l通用变电站事件通用变电站事件 (Generic substion even)(Generic substion even)l取代模型取代模型(Substitution)(Substitution)l时间和时间同步模型时间和时间同步模型(Time & time-synchronization)(Time & time-synchronizatio
5、n)l日志控制块日志控制块 (LOG-CONTROL-BLOCK)(LOG-CONTROL-BLOCK) 数据集数据集(DATASET)(DATASET)模型模型4为了客户（client）的方便，由数据（DATA）或数据属性（DataAttribute）组成的一个有序的集合4 交换信息时可以只传递DATA SET名和成员所引用的值，提高传输效率LOGICAL-NODE 类属性名属性类型解释LNNameObjectName实例名LNRefObjectReference路径名Data 1.nDATADataSet 0.nDATA-SETBufferedReportControlBlock 0.nB
6、RCBUnbufferedReportControlBlock 0.nURCBLogControlBlock 0.nLCBDATA SET DATA SET 在逻辑节点中在逻辑节点中 同一DATA 或DataAttribute 可以被多个DATA SET引用 当DATA或DataAttribute作为DATA-SET成员被引时，期望DATA或DataAttribute始终存在 DATA-SET成员的当地再配置可引起严重的错误操 作 ,应防止DATA-SET配置时发生非预期的改变 数据集分永久性和非永久性两种DATA SET,可视性和存在周期不一致 特点 服务模型服务模型l通用服务通用服务l数据
7、集数据集(DATA-SET)(DATA-SET)l关联关联(Application association)(Application association)l报告控制块报告控制块 (REPORT-CONTROL-BLOCK)(REPORT-CONTROL-BLOCK)l控制控制(CONTROL)(CONTROL)l定值组控制块定值组控制块(SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) (SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) l通用变电站事件通用变电站事件 (Generic substion even)(Generic substion even)l取代模型取代
8、模型(Substitution)(Substitution)l时间和时间同步模型时间和时间同步模型(Time & time-synchronization)(Time & time-synchronization)l日志控制块日志控制块 (LOG-CONTROL-BLOCK)(LOG-CONTROL-BLOCK) 关联关联应用关联模型包括：应用关联模型包括：1、 关联类定义关联类定义(双边和多路广播双边和多路广播) 2、访问控制、访问控制(服务器如何限制对实例访问服务器如何限制对实例访问)关联类关联类1、双边应用关联类传送服务用于客户和服务器之间、双边应用关联类传送服务用于客户和服务器之间的请
9、求和响应（确认和无确认）服务的请求和响应（确认和无确认）服务 2、多路广播应用关联类是单向无确认服务，用于、多路广播应用关联类是单向无确认服务，用于 GOOSE报文和传输采样值报文和传输采样值关联关联双边应用关联双边应用关联1、 双向面向连接双向面向连接2、可靠的、可靠的3、点对点、点对点多路广播应用关联多路广播应用关联1、 单方向单方向2、1 对对 1 或或 1 对多对多3、能够检出信息丢失与重复、能够检出信息丢失与重复访问控制访问控制访问控制模型通过虚拟访问视窗约束实例或属性访问控制模型通过虚拟访问视窗约束实例或属性的可视性与可用的的可视性与可用的ACSI服务服务 服务模型服务模型l通用服
10、务通用服务l数据集数据集(DATA-SET)(DATA-SET)l关联关联(Application association)(Application association)l报告控制块报告控制块 (REPORT-CONTROL-BLOCK)(REPORT-CONTROL-BLOCK)l控制控制(CONTROL)(CONTROL)l定值组控制块定值组控制块(SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) (SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) l通用变电站事件通用变电站事件 (Generic substion even)(Generic substion even
11、)l取代模型取代模型(Substitution)(Substitution)l时间和时间同步模型时间和时间同步模型(Time & time-synchronization)(Time & time-synchronization)l日志控制块日志控制块 (LOG-CONTROL-BLOCK)(LOG-CONTROL-BLOCK) 概述概述1 1、报告提供将组合的报告提供将组合的DATADATA实例值上传的机制，包括立刻实例值上传的机制，包括立刻传送和延时传送两种方式。传送和延时传送两种方式。2 2、日志模型将事件顺序地存储到日志中，客户可以在任、日志模型将事件顺序地存储到日志中，客户可以在任何
12、时候查询。何时候查询。 3 3、报告与日志是事件驱动的，减少了对网络带宽的影响，、报告与日志是事件驱动的，减少了对网络带宽的影响，减少了扫描与召唤的频率。减少了扫描与召唤的频率。RpdID由客户端提供的关键词,识别缓存报告控制块。RptEna 远方使能/停止使能报告过程。 DatSet 引用数据集，其值报告。ConfRev 配置版本号,指明删除数据集成员或成员的重新排序。OptFlds 指出包含在报告中有哪些选域 a) sequence-number (顺序号)得到事件的正确顺序； b )report-time-stamp(报告时标)通知客户何时发出报告； c) reason-for-incl
13、usion(包含的原因)指出引起值报告的触发原因； d) data-set-name(数据集名)指明哪个数据集其值已产生报告； e) data-reference(数据引用)包含值的objectreference。TrgOps 触发选项,包含引起控制块将值写入报告中的原因。报告的原因可以是在逻辑节点内数据属性的数据变化dchg、数据刷新dupd或品质变化qchg。IntgPd完整性周期,在给定周期由服务器启动报告所有值。GI 总召唤,由客户启动报告所有值。 BufTm数据集内发生第1个事件后等待的时间 BRCBBRCB控制报告过程某些属性控制报告过程某些属性概述概述报告与日志的基本组成部分报告
14、与日志的基本组成部分报告日志报告日志模型模型报告报告1 1、 REPORT-CONTROL_BLOCKREPORT-CONTROL_BLOCK（报告控制块）控制从一（报告控制块）控制从一个或多个个或多个LOGICAL-NODELOGICAL-NODE向一个客户报告向一个客户报告DATADATA值的过值的过程。程。2 2、必须预先在服务器中定义报告控制实例。、必须预先在服务器中定义报告控制实例。3 3、服务器保证在同一时刻只能有一个客户访问报告、服务器保证在同一时刻只能有一个客户访问报告控制实例。控制实例。4 4、报告控制类有多个实例，允许多个客户接收相同、报告控制类有多个实例，允许多个客户接收
15、相同的数据的数据。报告报告1 1、BRCBBRCB将将( (数据变化，品质变化，数据刷新引起的数据变化，品质变化，数据刷新引起的) )内部事件立刻或缓冲后发送，不会因为通讯中断而内部事件立刻或缓冲后发送，不会因为通讯中断而丢失。丢失。BRCBBRCB提供提供SOESOE功能。功能。2 2、URCBURCB将将( (数据变化，品质变化，数据刷新引起的数据变化，品质变化，数据刷新引起的) )内部事件尽可能立刻发送，如果关联不存在或者通内部事件尽可能立刻发送，如果关联不存在或者通道阻塞，事件将被丢弃。道阻塞，事件将被丢弃。报告报告 报告模型允许向多个客户发送报告，对于报告模型允许向多个客户发送报告，
16、对于URCBURCB，有，有两种实现方法：两种实现方法：1 1、服务器创建多个、服务器创建多个URCBURCB的实例，用下标的实例，用下标(1.n)(1.n)来区来区分每一个实例名。所有客户都可以访问这些实例。分每一个实例名。所有客户都可以访问这些实例。客户可配置成直接使用特定实例，或者自己浏览并客户可配置成直接使用特定实例，或者自己浏览并找到一个可用的实例。若找到一个可用的实例。若URCBURCB为一个客户保留，所为一个客户保留，所有其它客户不得存取其参数。有其它客户不得存取其参数。2 2、服务器根据客户连接或认证视窗来控制对、服务器根据客户连接或认证视窗来控制对URCBURCB实实例的访问
17、。实例名对每个客户都是相同的，服务器例的访问。实例名对每个客户都是相同的，服务器将管理各实例的分离。使用这些实例的客户数目受将管理各实例的分离。使用这些实例的客户数目受服务器的资源限制。服务器的资源限制。报告报告 报告模型允许向多个客户发送报告，对于报告模型允许向多个客户发送报告，对于BRCBBRCB1 1、客户需要配置、客户需要配置BRCBBRCB实例。实例。2 2、客户由配置或者命名约定知道、客户由配置或者命名约定知道BRCBBRCB的实例名。的实例名。3 3、BRCBBRCB实例的可视性由访问控制完成。实例的可视性由访问控制完成。4 4、当、当BRCBBRCB实例被使能时，所有其他客户不
18、能存取其实例被使能时，所有其他客户不能存取其参数。参数。5 5、客户应显式停止、客户应显式停止BRCBBRCB实例。实例。缓冲缓冲1 1、当接收到内部通知（、当接收到内部通知（dchgdchg，qchgqchg，dupddupd），），BRCBBRCB启动缓存启动缓存定时器。定时器到期后，定时器。定时器到期后，BRCBBRCB将收到的所有内部通知组合将收到的所有内部通知组合到一个报告中发送。到一个报告中发送。2 2、缺省值、缺省值0 0指明指明BRCBBRCB不使用缓存属性，每个内部通知都将引不使用缓存属性，每个内部通知都将引起起BRCBBRCB发送报告。发送报告。3 3、缓存时间从、缓存时间
19、从1 1毫秒直到毫秒直到1 1小时。小时。 4 4、在缓存时间内，如果收到、在缓存时间内，如果收到同一数据的笫二个内部通知，对于状态信息，应立即发送报告，并重新启动定时器，处理第二个通知。对于模拟信息，可以采用与状态信息相同的方式，或者直接用新值替换原值。触发选项触发选项TrgOpTrgOp(触发选项)规定了由BRCBBRCB监视的(引起发出报告)触发条件。包括以下值：dchg数据变化qchgqchg品质变化dupddupd数据刷新全数据GI总召唤报告实例报告实例 服务模型服务模型l通用服务通用服务l数据集数据集(DATA-SET)(DATA-SET)l关联关联(Application ass
20、ociation)(Application association)l报告控制块报告控制块 (REPORT-CONTROL-BLOCK)(REPORT-CONTROL-BLOCK)l控制控制(CONTROL)(CONTROL)l定值组控制块定值组控制块(SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) (SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) l通用变电站事件通用变电站事件 (Generic substion even)(Generic substion even)l取代模型取代模型(Substitution)(Substitution)l时间和时间同步模型时间和时间
21、同步模型(Time & time-synchronization)(Time & time-synchronization)l日志控制块日志控制块 (LOG-CONTROL-BLOCK)(LOG-CONTROL-BLOCK) 控制类控制类( (CONTROL)CONTROL)模型模型控制对象控制对象4可控的单点(SPC)4可控的双点(DPC)4可控的整数状态(INC)4二进被控步位置信息(BSC)4整数被控步位置信息(ISC)4模拟设点(APC) 控制模型原理控制模型原理 操作员A 控制对象控制对象 (DATA实例实例) 1 ctlVal (受控值)操作open,T, operTim (Tim
22、eActivatedOperate剗 操作员A搣 服务操作时的时间)实 origin (谁发出服务)际操作响应 ctlNum (控制序号)控制状态机设 2 备 stVal (报告值)报告TRUE,t,q,dchg t (变化的时间) q (值的品质) 3控制模型控制模型 4常规安全的直接控制(direct-operate) ；4常规安全的SBO控制(operate-once单次操作或operate-many多次操作) ；4增强安全的直接控制(direct-operate) ；4增强安全的SBO控制(operate-once或operate-many) 。常规安全常规安全4控制对象不对状态值的改
23、变进行监视 4没有控制失败的返回信息4客户端不能从控制对象得知是否成功，但可以从报告中得知状态值的改变增强安全控制对象对状态值进行监视命令序列由Command-Termination(命令终止)服务原语所终止 直接控制直接控制4用于当地DATA(例如LED测试) 4用于外部设备返回信息不受监视 (例如加热器上的开关)（switch on a heating) 选择命令的检查选择命令的检查4客户的访问权限4没有被其它客户选择 4设备是可操作 4没有挂限制操作的标志牌控制服务的参数控制服务的参数 4ControlObjectReference4Value4T T 4Test 4Check4AddC
24、ause4TimOperRspValueValue4全部DataAttributectlVal (控制值)operTim (TimeActivatedOperate服务的操作时间)origin (指出谁发出服务) ctlNum(控制顺序号)。CheckCheck4针对DPC类类Checkconditiontype属性名属性类型值/值域/解释CheckPACKEDLISTSynchrocheckBOOLEANTRUE进行同期检查（synchrocheck）interlock-checkBOOLEANTRUE进行互锁检查（interlock-check） 服务模型服务模型l通用服务通用服务l数据集
25、数据集(DATA-SET)(DATA-SET)l关联关联(Application association)(Application association)l报告控制块报告控制块 (REPORT-CONTROL-BLOCK)(REPORT-CONTROL-BLOCK)l控制控制(CONTROL)(CONTROL)l定值组控制块定值组控制块(SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) (SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) l通用变电站事件通用变电站事件 (Generic substion even)(Generic substion even)l取代模型取代模
26、型(Substitution)(Substitution)l时间和时间同步模型时间和时间同步模型(Time & time-synchronization)(Time & time-synchronization)l日志控制块日志控制块 (LOG-CONTROL-BLOCK)(LOG-CONTROL-BLOCK) 概述概述SGCBSGCB定义：定义： SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK概述概述SGCBSGCB在整个在整个ACSIACSI模型中的位置：模型中的位置：SERVERSERVERLDLDLPHDLPHDLLN0LLN0LN1NLN1NSGCBSGCB概述概述SGCBS
27、GCB基本模型：基本模型：类定义类定义SGCB类属性名 属性类型FCTrgOp值/值域/解释SGCBNameObjectName-SGCB实例的实例名SGCBRefObjectReference-SGCB实例的路径名NumOfSGINT8USP-n = NumOfSG(定值组个数) ActSGINT8USPdchg允许的值域: 1 . nEditSGINT8USPdchg允许的值域: 0 . nCnfEditBOOLEANSPdchgLActTmTimeStampSPdchgServicesSelectActiveSG SelectEditSG SetSGValues ConfirmEditS
28、GValuesGetSGValues GetSGCBValues模型模型总结总结1 1、与普通的与普通的DATADATA实例不同：有多个（套）值，一实例不同：有多个（套）值，一个（套）激活个（套）激活2 2、数据可以来源于多个逻辑节点（是否可以来源、数据可以来源于多个逻辑节点（是否可以来源于不同的逻辑设备）于不同的逻辑设备）3 3、可读可写：、可读可写：SE SE 可读：可读：SG SG 其它区均不可操作其它区均不可操作4 4、可以没有、可以没有SGCBSGCB，通过通过SetValueSetValue (FC=SP) (FC=SP)来设点来设点（值）（值） 服务模型服务模型l通用服务通用服务
29、l数据集数据集(DATA-SET)(DATA-SET)l关联关联(Application association)(Application association)l报告控制块报告控制块 (REPORT-CONTROL-BLOCK)(REPORT-CONTROL-BLOCK)l控制控制(CONTROL)(CONTROL)l定值组控制块定值组控制块(SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) (SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) l通用变电站事件通用变电站事件 (Generic substion even)(Generic substion even)l取代模
30、型取代模型(Substitution)(Substitution)l时间和时间同步模型时间和时间同步模型(Time & time-synchronization)(Time & time-synchronization)l日志控制块日志控制块 (LOG-CONTROL-BLOCK)(LOG-CONTROL-BLOCK) 在分布式变电站的自动化系统中，智能电子设备（IED）共同协助完成自动化功能的应用场合越来越多，例如间隔层设备之间的防误闭锁、分布式母线保护等，这些功能得以完成的重要前提条件是众多IED之间数据通讯的可靠性和实时性。IEC61850中定义了通用变电站事件（GSE -GSE -ge
31、neric substation event modelgeneric substation event model），该模型提供了），该模型提供了在全系统范围内快速可靠地输入、输出数据值的功能。在全系统范围内快速可靠地输入、输出数据值的功能。深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSEGSEGSE分为分为2 2种不同的控制类和报文结构：种不同的控制类和报文结构：1 1、 GOOSE(genericGOOSE(generic object oriented substation event) object oriented substation event)面向通用对象的变电站事件面向通用对
32、象的变电站事件2 2、GSSE(genericGSSE(generic substation state event) substation state event)通用变电站状态事件通用变电站状态事件深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSEGOOSE: 为面向通用对象变电站事件并支持由为面向通用对象变电站事件并支持由DATA-SETDATA-SET组织的公共数据广范围的交换组织的公共数据广范围的交换 GSSE: 为通用变电站状态事件并支持提供传为通用变电站状态事件并支持提供传输状态变化信息输状态变化信息(双比特) 深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSE报文内容GOOSE报文的核
33、心内容可由用户灵活、自由定义，不仅可传输状态信息，而且可传输模拟量信息，应用范围广泛。GSSE报文一般只用于传输保护跳闸、闭锁 等状态变化信息，内容比较单一。它是UCA GOOSE在61850中的一种延续。深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSE深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSEGoose Message: 位置位置A公司保护B公司保护智能一次设备保护测试仪以太网以太网模拟输入模拟输入1. 仿真故障仿真故障2. 跳闸跳闸4. 重合重合Goose Message: 重合重合3. 新位置新位置Goose Message: 位置位置Goose Message: 跳闸跳闸5. 新位置
34、新位置GOOSE应用演示应用演示报文实时性GSE 报文时间延迟规定在4MSGOOSE 报文的传输服务是应用层到表示层（经ASN.1编码）后，直接映射到底层（数据链路层和物理层），不经网络层和传输层，并采用了较先进的交换式以太网各种技术（如VLAN、优先级、多播等），从而保证了报文传输的实时间性。GSSE报文的传输服务映射于OSI的7层协议堆栈中，一方面，存在协议堆栈传输延时，另一方面，它仍是基于传统的以太网实现的（不支持VLAN、优先级、多播等），这使德当网络负荷比较重时，很难保证报文的实时性。深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSE重传报文机制重传报文机制 重传序列中的每个报文都带有允
35、许生存时间参数，用于通知接收重传序列中的每个报文都带有允许生存时间参数，用于通知接收方等待下一次重传的最长时间。如果在该时间间隔内部没有收到方等待下一次重传的最长时间。如果在该时间间隔内部没有收到新报文，接收方将认为关联丢失。新报文，接收方将认为关联丢失。 重发间隔的最大时间应该重发间隔的最大时间应该 60s。 网络延迟网络延迟 4ms 深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSE1ms 2ms 4ms 8ms . . . . . . . .GOOSE采用广播方式发送信息，这意味着没有确认信号，采用广播方式发送信息，这意味着没有确认信号，所以使用重复发送机制确保信息安全传送所以使用重复发送机
36、制确保信息安全传送Z=500ms 重发时间间隔例如： Z = 500 ms (该报文的目的是监视接收方接收GOOSE报文的状态)事件后第N个重发时间间隔 tS = 2N*S (N=0,1,2,3for tS Z后，从事件后GOOSE重发切换到稳定状态重发深入理解深入理解 -GOOSE-GOOSE额外链路额外链路普通报文缓冲普通报文缓冲交换机交换机GOOSE普通报文普通报文GOOSE报文优先发送报文优先发送深入理解深入理解 - GOOSE- GOOSEGoCBGoCB模型模型一次设备接线一次设备接线VLAN=000ExtGGIO1Ind1.stValInd2.stValGSE MEA1VLAN-
37、ID:000VLAN-PRIORITY:4MAC-Address:01-0C-CD-01-00-CFAPPID:0000InputsExRef 1iedName:MEA3lnClass:ExGGIO1doName:Ind1ExRef 2iedName:MEA3lnClass:ExGGIO1doName:Ind2GSE MEA2VLAN-ID:000VLAN-PRIORITY:4MAC-Address:01-0C-CD-01-00-86APPID:000150517XSWIPos.stVal50527XSWIPos.stVal测控装置3测控装置1测控装置2深入理解深入理解 - GOOSE- GO
38、OSENSD500XSWIXCBRXSWITCTRTVTRCSWICILOCSWICSWICILOCILOExtGGIOGOOSEGOOSEBIOVO1 = D1Q1CILO1.EnaOpn.stValVD1 = D1Q1ExtGGIO.Ind1.stValVD2 = D1Q1ExtGGIO.Ind2.stValVO1 = VD1 & VD2GOOSEMMXUSWITCHD1Q1 服务模型服务模型l通用服务通用服务l数据集数据集(DATA-SET)(DATA-SET)l关联关联(Application association)(Application association)l报告控制块报告控
39、制块 (REPORT-CONTROL-BLOCK)(REPORT-CONTROL-BLOCK)l控制控制(CONTROL)(CONTROL)l定值组控制块定值组控制块(SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) (SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) l通用变电站事件通用变电站事件 (Generic substion even)(Generic substion even)l取代模型取代模型(Substitution)(Substitution)l时间和时间同步模型时间和时间同步模型(Time & time-synchronization)(Time & ti
40、me-synchronization)l日志控制块日志控制块 (LOG-CONTROL-BLOCK)(LOG-CONTROL-BLOCK) 概述概述取代模型：取代模型：Substitution modelSubstitution model用途用途: :提供对提供对DataAttribute的功能约束为的功能约束为 MX(模拟值模拟值)或或ST(状态值状态值)值的取代值的取代(将将 特定数据属性设置成和过程无关的值特定数据属性设置成和过程无关的值 ) 功能约束功能约束: FC = SV取代模型取代模型取代操作步骤取代操作步骤1.设置用于取代的值设置用于取代的值2.设置取代使能设置取代使能 服务
41、模型服务模型l通用服务通用服务l数据集数据集(DATA-SET)(DATA-SET)l关联关联(Application association)(Application association)l报告控制块报告控制块 (REPORT-CONTROL-BLOCK)(REPORT-CONTROL-BLOCK)l控制控制(CONTROL)(CONTROL)l定值组控制块定值组控制块(SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) (SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) l通用变电站事件通用变电站事件 (Generic substion even)(Generic sub
42、stion even)l取代模型取代模型(Substitution)(Substitution)l时间和时间同步模型时间和时间同步模型(Time & time-synchronization)(Time & time-synchronization)l日志控制块日志控制块 (LOG-CONTROL-BLOCK)(LOG-CONTROL-BLOCK) NTP定时原理NTP采用客户/服务器结构，参考时钟为NTP服务器提供标准时钟，NTP客户通过NTP向NTP服务器对时。 时间同步协议测定服务器时钟和客户机时钟之间的时间偏移量（Time Offset）。客户端请求对时时在数据包中发送自己当前时间，当
43、服务器接受到该数据包时，将接受时间写入该数据包，然后将带有发送时间的数据包返回到客户端，当客户端接收到返回的报文时，就可以计算出数据包的传输时间。4假设网络是对称的，单程的传输时间等于总的传输时间减去服务器处理时间后的二分之一。通过以上的时间差就可以推算出准确时间。通常要通过几个数据包的交换，以得到较好的统计数据后才进行对时。4从UTC获取标准时间网路校时协议，提供在互连的网路上提供校时服务和发送供给标准时间给计算机。目前已成为Internet上时间同步的标准协议。NTP提供准确时间，首先要有准确的时间来源，这一时间应是国际标准时间UTC。NTP获得UTC的时间来源可以是原子钟，天文台，卫星，
44、也可以从Internet上获取。这样就有了准确而可靠的时间源。4NTP服务器分层提供服务 时间按NTP服务器的等级传播。按照离外部UTC源的远近将所有服务器归入不同的Stratum（层）中。Stratum-1在顶层，有外部UTC接入，而Stratum-2则从Stratum-1获取时间，Stratum-3从Stratum-2获取时间，以此类推，但Stratum层的总数限制在15以内。所有这些服务器在逻辑上形阶梯式的架构相互连接，而Stratum-1的时间服务器是整个系统的基础。网络时间协议（网络时间协议（NTPNTP）的特点）的特点4过滤算法选择时间的最佳路径和来源计算机主机 一般同多个时间服务
45、器连接，利用统计学的算法过滤来自不同服务器的时间包，以选择最佳的路径和来源来校正主机时间。即使主机在长时间无法与某一时间服务器相联系的情况下，NTP服务依然有效运转。4识别机制抗干扰和恶意破坏 为防止对时间服务器的恶意破坏，NTP使用了识别(Authentication)机制，检查来对时的信息是否是真正来自所宣称的服务器并检查资料的返回路径，以提供对抗干扰的保护机制。网络时间协议（网络时间协议（NTP）的特点）的特点时间和时间同步模型时间和时间同步模型间隔层总线采取间隔层总线采取SNTP(SimpleSNTP(Simple Network Time Protocol) Network Time
46、 Protocol) 时间和时间同步模型时间和时间同步模型间隔层总线采取间隔层总线采取SNTP(SimpleSNTP(Simple Network Time Protocol) Network Time Protocol)超过2000KM的WAN上可以稳定的做到10毫秒级别，在LAN上可以稳定的做到1毫秒级别时间和时间同步模型时间和时间同步模型P1典型应用于配电线间隔P2典型应用于输电线间隔P3典型用于输电线间隔，具备满足同步和断路器分合时间差的最好性能时间和时间同步模型时间和时间同步模型 过程层采用过程层采用IEEE1588IEEE1588协议协议 服务模型服务模型l通用服务通用服务l数据集
47、数据集(DATA-SET)(DATA-SET)l关联关联(Application association)(Application association)l报告控制块报告控制块 (REPORT-CONTROL-BLOCK)(REPORT-CONTROL-BLOCK)l控制控制(CONTROL)(CONTROL)l定值组控制块定值组控制块(SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) (SETTING-GROUP-CONTROL-BLOCK) l通用变电站事件通用变电站事件 (Generic substion even)(Generic substion even)l取代模型取代模
48、型(Substitution)(Substitution)l时间和时间同步模型时间和时间同步模型(Time & time-synchronization)(Time & time-synchronization)l日志控制块日志控制块 (LOG-CONTROL-BLOCK)(LOG-CONTROL-BLOCK) 概述概述1 1、历史数据可以分为两类：周期记录和事件触发。、历史数据可以分为两类：周期记录和事件触发。2 2、日志与外部应用和通信传输无关。、日志与外部应用和通信传输无关。3 3、记录与检索是两个异步的过程。、记录与检索是两个异步的过程。4 4、历史记录产生的速率在某些情况下、历史记录
49、产生的速率在某些情况下( (例如高速故障记录例如高速故障记录) )可能可能比报告这些值的通信过程要快得多。比报告这些值的通信过程要快得多。5 5、检索记录时可请求整个历史数据库的一个子集。、检索记录时可请求整个历史数据库的一个子集。6 6、数据可能储存在设备的外部。、数据可能储存在设备的外部。7 7、时间或者顺序对于记录具有相当重要的意义，要求赋予顺序、时间或者顺序对于记录具有相当重要的意义，要求赋予顺序号。号。概述概述概述概述1 1、LOGLOG的条目由的条目由EntryIDEntryID( (条目标识条目标识) )与与 TimeOfLogTimeOfLog( (日日志时间志时间) )唯一标
50、识。唯一标识。2 2、EntryIDEntryID是一个计数值，达到最大值后归零。是一个计数值，达到最大值后归零。3 3、客户可用、客户可用EntryIDEntryID或或TimeOfLogTimeOfLog查询查询LOGLOG。概述概述1 1、LCBLCB控制控制DataAttributeDataAttribute值值( (日志条目日志条目) )存入存入LOGLOG的过的过程。程。2 2、每一个使能的、每一个使能的LCBLCB和日志的和日志的DATA-SETDATA-SET相关。相关。3 3、DATA-SETDATA-SET成员值改变将作为成员值改变将作为LOGLOG条目存储。条目存储。4
51、4、多个、多个LCBLCB允许多个允许多个DATA-SETDATA-SET存入单一存入单一LOGLOG（日志）（日志）中。中。5 5、防止非法客户修改、防止非法客户修改LCBLCB是访问控制的责任。是访问控制的责任。日志日志1 1、日志按照先入、日志按照先入- -先出的原则写入。先出的原则写入。2 2、当日志条目表存储数据已达到最大日志容量、当日志条目表存储数据已达到最大日志容量, , 老的日志条目将被覆盖。老的日志条目将被覆盖。3 3、新增加的日志条目、新增加的日志条目EntryIDEntryID( (条目标识条目标识) )顺序顺序递增。递增。 二二 内容简介及理解内容简介及理解4 6185
52、0(1-5)61850(1-5)4 61850-6 61850-64 61850-7 61850-74 61850-8 61850-84 61850-961850-94 61850-10 61850-10 n61850-8-161850-8-1：特定通信服务映射：特定通信服务映射(SCSM) (SCSM) 在在ISO8802-3ISO8802-3上上映射到映射到MMS (ISO/IEC9506MMS (ISO/IEC9506第第1 1部分和第部分和第2 2部分部分) )该标准将ACSI映射到MMS，形成了基于802.3,传输层至少支持TCP/IP的应用层协议,该协议适用于站级和间隔级设备，或间
53、隔级设备间，或站级设备间的通讯 内容概述内容概述4 ACSI ACSI(Abstract Communication Service Interface)即抽象通信服务接口,它是独立于通信协议,独立于具体实现,独立于操作系统的抽象的对服务过程和相关数据类的描述。它通过不同的SCSM映射到不同的协议4SCSM SCSM(Specific Communication Service Mapping)即特定通信服务映射，它在抽象的ACSI和具体的某一特定协议之间建立映射关系 内容概述内容概述ACSIACSI通信方法通信方法IEC61850IEC61850映射到通信栈映射到通信栈MMS 制造报文规范
54、MMS（Manufacturing Message Specification）即制造报文规范，在80年代初期,为了美国通用汽车公司的MAP（制造自动化协议）项目而开发,它主要是规范工业自动化领域内智能设备间的通信行为，广泛地应用于工业过程控制、工业机器人等领域。PROFIBUS-FMS，TASE.2,UCA等标准均符合MMS。MMS的特点在于它是一个与设备、与功能、与应用均无关的极为抽象的通用标准。最初基于OSI通信栈和令牌总线（IEEE 802.4）,后MMS开始基于以太网（IEEE 802.3）.MMS标准由两部分所组成 : 1ISO/IEC 9506-1: 工业自动化系统 制造报文规范
55、Part 1: 服务定义中国国家标准GB/T 16720.1-19962 ISO/IEC 9506-2:工业自动化系统 制造报文规范Part 2: 协议规范中国国家标准 GB/T 16720.2-1996美国波音公司决定采用基于ISO OSI基本参考模型（包括MMS）的局域网协议（ TCP/IP）, 被称为TOP（技术和办公协议 ）MMS -虚拟制造设备 (VMD)程序调用有名变量有名变量列表文件类型信号事件登录事务处理域操作界面日志事件条件事件活动设备本身也是一个设备本身也是一个VMDVMD对象对象表示在VMD内的一个抽象对象（如一个程序）由一组包含在域内的过程和数据元素及执行控制信息组成存
56、取共享资源的概念锁用于交互操作表示事件状态的对象当事件条件对象状态改变时表示MMS服务的执行动作 加时标的事件、变量数据和注释集合处理MMS服务将事件条件和事件活动相连接并将事件变迁结果和客户相连接由于生产设备的种类很多，不失其共性，MMS中引入了抽象客体模型，并在此基础上提出了虚拟制造设备（VMD）的概念。 VMD是一种客体模型，它抽象地表示了某个实际制造设备的资源和外部可见行为，从而在功能上，某个VMD可以与某个真实的制造设备相对应。 MMS 对象服务域管理 VMD支持 环境和通用管理文件管理 操作员通信 日志管理 事件管理 信号量管理 变量存取 MMS 服务 为了支持设备之间的通信及适应
57、各种应用环境的要求，MMS提供了丰富的服务（约80多种），按照操作功能的不同，这些服务又被分为10类 程序调用管理 SCSMSCSM通信映射通信映射MMS与61850只见映射案例 二二 内容简介及理解内容简介及理解4 61850(1-5) 61850(1-5)4 61850-6 61850-64 61850-7 61850-74 61850-8 61850-84 61850-961850-9 61850-9-161850-9-1 61850-9-2 61850-9-24 61850-10 61850-10 概念介绍概念介绍 IEC618509-1规定了用于间隔层和过程层之间通信的特定通信服务映
58、射，它规定了建立在与IEC 60044-8相一致的单向多路点对点连接之上的映射。 它可用于变电站内电子式电流互感器(ECT)或电压互感器(EVT)的合并单元与诸如继电保护这样的间隔层设备之间的通信。 n61850-9-1 61850-9-1 特定通信服务映射特定通信服务映射(SCSM) (SCSM) 串行单方向多点共线点串行单方向多点共线点对点链接对点链接 该标准将61850-7中有关采样测量值传输的部分映射过来，形成了基于802.3,LLC采用无应答无连接，不使用网络层、传输层、会话层及表示层的应用层协议,该协议适用于间隔级设备和过程级设备间的通信 内容概述内容概述ProtectionCon
59、trolMerging UnitSignal ProcessingPoint-to-Point Ethernetn61850-9-2 61850-9-2 特定通信服务映射特定通信服务映射- -过程总过程总线线与61850-9-1类似，区别有:n 非点到点n 双向，可配置MU中参数 内容概述内容概述LAN EthernetProtectionControlMerging UnitSignal Processing概念介绍概念介绍合并单元合并单元电子互感器、智能控制器电子互感器、智能控制器通信协议栈通信协议栈 通信协议栈通信协议栈 通信协议栈通信协议栈建建议议的地址范的地址范围围服务起始地址(十六
60、进制)结束地址(十六进制)GOOSE01-0C-CD-01-00-0001-0C-CD-01-01-FFGSSE01-0C-CD-02-00-0001-0C-CD-02-01-FF多播采样值01-0C-CD-04-00-0001-0C-CD-04-01-FF目的地址：源地址为本装置MAC地址。 通信协议栈通信协议栈 为了区分与保护应用相关的强实时高优先级的总线负载和低优先级的总线负载，采用了符合IEEE 802.1Q的优先级标记。采样值的优先级标志为4。通信协议栈通信协议栈采样值的以太网类型为88-BA。通信协议栈通信协议栈 APDU被递交到传输缓冲区以前将若干个ASDU链接成一个APDU。通
61、信协议栈通信协议栈本部分指定了两种ASDU：与IEC 60044-8兼容的通用数据集ASDU和状态量数据集ASDU。但两种ASDU不可链接在同一APDU中。通用数据集通用数据集ASDU通用数据集通用数据集ASDU通用数据集通用数据集ASDU四、状态量数据集四、状态量数据集ASDU状态量数据集状态量数据集ASDU状态量数据集状态量数据集ASDU状态量的意义如下所示：S1-S16 : 16路独立的状态值;Q1-Q16: 16路独立的与状态值相关的品质; RE: Reserved ;IC: Inconsistent ;OD: OldData;状态量数据集状态量数据集ASDUEE: Failure,
62、external error;OS: Oscillatory; IV: Valid; NS: 时钟未与参考源同步时钟未与参考源同步; CF: 时钟功能不可靠时钟功能不可靠;LK: SecondsSinceEpoch中包含闰秒中包含闰秒. 二二 内容简介及理解内容简介及理解4 61850(1-5) 61850(1-5)4 61850-6 61850-64 61850-7 61850-74 61850-8 61850-84 61850-961850-9 61850-9-161850-9-1 61850-9-2 61850-9-24 61850-10 61850-10 协议应用概述协议应用概述 IS
63、O应用协议子集(A子集)和传输协议子集(T子集)被用来描述各种各样的协议栈(参见图1)。ISO A子集是与ISO的OSI参考模型上面三层(也就是应用层、表示层和会话层)有关的一组规范和协定，ISO的T子集是与ISO的OSI参考模型下面四层(也就是传输层、网络层、链路层和物理层)有关的一组规范和协定。 协议应用概述协议应用概述 为了传输采样值和访问相关的采样值控制块，9-2标准定义了两种A子集和T子集两个协议的使用组合。两个不同的协议组合被用于：1、按照本标准第8-1部分所述基于MMS的Client/Server 服务2、基于数据链路层的采样值服务 Client/Server 服务服务 采样值服
64、务采样值服务 关于数据集合编码说明旧版9-2中数据集编码规则为“sample 7 IMPLICIT SEQUENCE OF Data ”（需要ASN.1编码）新版9-2中数据集编码规则改为“sample 7 IMPLICIT OCTET STRING ”（不需要ASN.1编码） 9-2 与 9-1区别1、为了能传输采样值缓冲区的内容，需要对关联的控制块中的“SvEna”属性进行写操作 2、9-2作为本标准第9-1部分描述的通用数据集的补充，本映射描述了与采样值模型有关的数据集的传输，它并不支持第9-1部分同时定义的状态指示数据集，因为传输二进制状态指示可以通过其他通信方式来实现 9-2 与 9
65、-1区别3、为与第6部分一致并保证互操作性，在工程应用阶段采样值的数据集(本标准第9-1部分中定义的通用数据集除外)将采用XML语言进行描述。 9-2 与 9-1区别4、为传输采样值，数据集在逻辑节点“LLN0”中定义，除了本标准第9-1部分中确定和定义的通用数据集以外，所有采样值数据集的描述都作为智能电子设备配置说明的一部分。SMV SMV 应用应用合并单元合并单元同步数据同步数据 二二 内容简介及理解内容简介及理解4 61850(1-5)61850(1-5)4 61850-6 61850-64 61850-7 61850-74 61850-8 61850-84 61850-961850-9
66、4 61850-10 61850-10 61850-10 61850-10 一致性测试一致性测试PICS - Protocol Implementation Conformance Statement 协议实现一致性陈述 MICS - Model lmplementation conformance Statement 模型实现一致性陈述PIXIT - Protocol Implementation extra information for Testing 测试协议实现之外的信息 61850-10 61850-10 一致性测试一致性测试名字空间名字空间定义名字空间是为了规范现有的定义名字空间
67、是为了规范现有的IEC-61850-7-3和和IEC-61850-7-4定义的扩展。名字空间基于从定义的扩展。名字空间基于从逻辑节点零逻辑节点零LLN0自顶向下到公用数据类自顶向下到公用数据类CDC的分层结构。的分层结构。 名字空间名字和语义的定义名字和语义的定义 一个名字两种意义一个名字两种意义 名字空间作为类档案库的名字空间作为类档案库的名字空间 名字空间名字空间 逻辑节点点铭牌公用数据牌公用数据类(LPL)LPL类 属性名属性名属性属性类类型型FCTrgOp值值 /值值域域 M/O/CDataName从数据类继承 (见DL/T860.72)DataAttribute配置，描述和扩展 .l
68、dNsVISIBLE STRING255EX仅包含在 LLN0; 例如 DL/T860.74:2002AC_LN0_MlnNsVISIBLE STRING255EX DL/T860.74:2002 AC_DLD_M LDName/LLN0.NamPlt.ldNs , ldNs用以指出整个逻用以指出整个逻 辑设备采用哪种技术规范作为基本名字空间。辑设备采用哪种技术规范作为基本名字空间。 LDName/LNName.NamPlt.lnNs名字空间 LDName/LNName.DataName.DataName. .dataNs LDName/LNName.DataName.DataName. .c
69、dcNs 公用数据公用数据类摘要摘要所有公用数据所有公用数据类采用采用 属性名属性名属性属性类类型型FCTrgOpValue / Value RangeM/O/CDataName从数据类继承 (见DL/T860.72)DataAttribute.配置，描述和扩展cdcNsVISIBLE STRING255EX DL/T860.73:2002 AC_DLNDA_MdataNsVISIBLE STRING255EX DL/T860.74:2002 AC_DLN_M名字空间名字空间扩展名字空间扩展(概念性概念性)基本规定基本规定 逻辑节点（逻辑节点（LN）如果现有逻辑节点类适合待建模的功能，应使用该
70、逻辑节点的一个实例及其全部指定数据。在IEC61850-7-2中给出唯一实例规定；如果这个功能具有相同的基本数据，但存在许多变化，（如，接地、单相、区间A、区间B等），应使用该逻辑节点的不同实例；如果现有逻辑节点类不适合待建模的功能，应根据专用逻辑节点类规定，创建新的逻辑节点类；在变电站自动化领域内，不允许使用其他扩展方法。 数据数据 如果除指定数据外，现有可选数据满足待建模功能的需要，应使用这些可选数据；如果相同的数据（指定或可选）需要在逻辑节点中多次定义，对新增数据加以编号扩展；如果在逻辑节点中，分配的功能没包含所要的数据，第一选择应使用IEC61850 7-4 第6章列表中的数据； 如果
71、第6章列表中没有一个数据覆盖功能开放要求，应依据新数据规定，创建新的数据；在变电站自动化领域内，不允许使用其他扩展方法。基本规定基本规定逻辑节点类多重实例逻辑节点类多重实例 定时过电流例定时过电流例 逻辑节点类名：PTOC（定时过电流） 逻辑节点实例名 含 义 “起动值”StrVal 含义 GFDPTOC 接地故障检测 “接地起动值” PFDPTOC 单相故障检测 “单相起动值” 逻辑节点类名：PDIS（距离） 逻辑节点实例名（无逻辑节点前缀）含 义 PDIS1距离保护I段 PDIS2距离保护II段 PDIS3距离保护III段 距离保护例距离保护例逻辑节点类多重实例逻辑节点类多重实例 逻辑节点
72、名：YPTR（电力变压器） 逻辑节点名（无逻辑节点前缀） 含 义 YPTR1 变压器单元A相 YPTR2变压器单元B相 YPTR3变压器单元C相 变压器例变压器例逻辑节点类多重实例逻辑节点类多重实例 逻辑节点名：ZAXN（辅助网络） 逻辑节点名（无逻辑节点前缀） 含 义 ZAXN1 220V DC ZAXN260V DC ZAXN3380V AC 辅助网络例辅助网络例逻辑节点类多重实例逻辑节点类多重实例 逻辑节点名：YPTR（电力变压器） 数据名：HPTmp（绕组热点温度，单位：） HPTMP1 绕组热点1温度，（） HPTMP2 绕组热点2温度，（） HPTMP3绕组热点3温度，（） HPT
73、MP4绕组热点4温度，（） 使用编号数据规定实例使用编号数据规定实例新逻辑节点命名规则新逻辑节点命名规则 第第一一个个字字符符应应选选择择同同相相关关可可用用的的逻逻辑辑节节点点组组前前缀缀相一致；相一致；其其它它字字符符应应以以与与新新逻逻辑辑节节点点英英文文名名称称相相关关字字符符定定义；义； 新新逻逻辑辑节节点点类类应应依依据据IEC61850-7-1中中的的概概念念和和规规定定以以及及IEC61850-7-3中中给给出出的的属属性性，采采用用“名名称称空空间属性间属性”加以标志。加以标志。 第1字符逻辑节点组 第2字符 第3字符 第4字符 新逻辑节点 A “Automatic Cont
74、rol” D“Door” E“Entrance” C“Control” ADEC“Automatic Door Entrance Control”新新逻逻辑辑节节点点“自自动动门门入入口口控控制制” 新逻辑节点例新逻辑节点例第1字符逻辑节点组 第2字符 第3字符 第4字符 新逻辑节点 Z“Further equipment” F“Fire” P“Protection” T“Transformer” ZFPT“Fire Protection of a power transformer” 新逻辑节点例新逻辑节点例新逻辑节点新逻辑节点“着火保护着火保护 ” 新数据命名规则新数据命名规则 为为构构成
75、成新新数数据据名名，应应使使用用IEC61850-7-4第第4章章中中缩缩写写，如如果果这这些些缩缩写写可可用用的的话话。仅仅在在其其它它情情况况中中，允允许许使使用用数数据据英英文名称以外新的缩写；文名称以外新的缩写； 指指定定一一个个IEC61850-7-3中中定定义义的的公公用用数数据据类类。如如果果无无标标准准的的公公用用数数据据类类满满足足新新数数据据的的需需要要，可可扩扩展展或或使使用用新新的的数数据据类类 ; 任何数据名应仅分配指定一个公用数据类（任何数据名应仅分配指定一个公用数据类（CDC）; 新新 数数 据据 名名 应应 依依 据据 IEC61850-7-1中中 的的 概概
76、念念 和和 规规 定定 以以 及及IEC61850-7-3中中给给出出的的属属性性，采采用用“名名称称空空间间属属性性”加加以以标志。标志。 新数据例新数据例例：变压器油颜色例：变压器油颜色新数据名：新数据名：ColrTOil属性类型（属性类型（CDC）：）：INS（整数状态）（整数状态） 新公用数据类命名规定新公用数据类命名规定 IEC61850-7-3给出了创建新公用数据类的规定。给出了创建新公用数据类的规定。 依据依据IEC61850-7-1中的概念和规定以及中的概念和规定以及 IEC61850-7-3中给出的属性，新的公用数据类应中给出的属性，新的公用数据类应 由由“名称空间属性名称空
77、间属性” 加以标志。加以标志。 属属 性性 应应 用用 规范该属性的标准范规范该属性的标准范围围 ldNs 如逻辑设备的名称空间偏离了如逻辑设备的名称空间偏离了“IEC61850-7-4：2003”，那么数据属性，那么数据属性ldNs应包含在应包含在逻辑节点逻辑节点LLN0中。中。 IEC61850-7-4 （ IEC61850-7-3引用）引用） lnNs 如逻辑节点的名称空间偏离了定义该逻辑如逻辑节点的名称空间偏离了定义该逻辑节点的规范中的定义，那么数据属性节点的规范中的定义，那么数据属性lnNs应被包括在内。应被包括在内。 IEC61850-7-4 （ IEC61850-7-3引用）引用） cdcNs 如公用数据类的至少有一个数据属性的定如公用数据类的至少有一个数据属性的定义偏离了定义该数据的公用数据类的规范义偏离了定义该数据的公用数据类的规范中的定义，那么数据属性中的定义，那么数据属性cdcNs应被包括在应被包括在内。内。IEC61850-7-3 dataNs 如数据的如数据的名称空间名称空间偏离了定义逻辑节点及偏离了定义逻辑节点及其数据的规范中的定义，那么数据属性其数据的规范中的定义，那么数据属性dataNs应被包括在内。应被包括在内。IEC61850-7-4 （ IEC61850-7-3引用）引用） 名字空间属性名字空间属性
