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61850规约-85071


标准分类号 备案号: 备案号:

DL
中华人民共和国电力行业标准
XXXXX- DL/T XXXXX-XXXX XXX ISO XXXXX:XXXX
替代 DL/T XXXXX-XXXX

变电站通信网络和系统
第 7-1 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) 原理和模型

Communication networks and systems in substations
Part 7-1 Basic communication structure for substations and feeder equipment -Principles and models (征求意见稿) 1999.7.19,1999.11.1 ,1999.11.20

19xx-xx-xx 发布

19xx-xx-xx 实施
发布

中华人民共和国国家经济贸易委员会

DL/T XXXXX—XXXX





--标准任务来源,制定本标准的目的,意义,主要工作过程; --说明与其他标准或其他文件的关系; --对于修订的标准应给出重要技术内容改变情况的说明;废止或取代其他标 准的全部或其中一部分的说明; --对采标的标准应指明采用程度和版本,采用情况与采标对象的主要技术差 异及简要理由; --指明哪些附录是标准的附录,哪些是提示的附录; --实施过渡期的要求,其他需要说明的事项. --标准的提出部门或技术委员会; --标准的归口单位; --标准的起草单位,当需要时可指明标准的负责起草单位和参加起草单位; --标准的主要起草人,不宜超过5人,重大综合性基础标准不宜超过7人, 并按对标准的贡献大小排列.此外,在职责范围内的审阅,审查和审定人员及技术 顾问等均不写入前言. --标准首次发布,历次修订或复审确认日期; --受权负责解释本标准的单位.

II

(IEC)前



1) 国际电工委员会(IEC)是一个由所有国家电工委员会(IEC 国家委员会)组成的国际 性标准化组织, 国际电工委员会(IEC)的目的是为了推进在与电气和电子领域标准化有关 的问题上促进国际间合作, 为了这个目的及其它活动, 国际电工委员会(IEC)发布国际标准, 标准的编制委托技术委员会进行;任何对该题目感兴趣的国家委员会, 与国际电工委员会 (IEC)有联系的国际的,政府的,以及非政府的组织都可以参加编制工作.国际电工委员会 (IEC)和国际标准化组织(ISO)间,按两个组织间协议规定的条件,实现了紧密的合作. 2) 由所有特别关切的国家委员会都参加技术委员会,由它所制定的国际电工委员会 (IEC)就有关技术问题的正式的决议或协议,尽可能表达了有关题目的意见,这些意见是国 际协商一致取得的. 3) 所产生的文件作为建议的形式供国际使用, 并按标准, 技术报告或导则的形式出版, 并在此意义上为各个国家委员会所接受. 4) 为了促进国际间统一,各国家委员会承诺;最大限度可能透明地采用国际电工委员 会标准,用于它们的国家标准或地区标准.在国际电工委员会和相应国家或地区标准间有 任何不同之处,应当在国家或地区标准中指明. 5) 国际电工委员会对任何宣称符合它的标准的设备不设标识申请程序以示认可,也不 对此负有责任. 6) 提醒注意此国际标准的一些内容可能属于专利权的内容, 国际电工委员会不负责去 识别这些专利权的局部或全部. 国际电工委员会 IEC 61850-7 国际标准由国际电工委员会第 57 技术委员会: 电力系统 控制以及通信委员会第 10,11.12 工作组:变电站通信网络和系统工作组编制. 本编制文本以下列文件为基础:
国际编制草案 投票报告

本标准投票通过的情况可见于上表中的投票报告.

III

DL/T XXXXX-XXXX -


前言 XXX 前言 1 2 范围



引用标准 3 定义(Definition)......................................................................................................3 4 缩写(Abbreviations).................................................................................................4 5 对象和服务(Objects and services)).....................................................................5 5.1 过程数据的虚拟表示(Virtual representation of process data)..............................................5 5.2 和服务的数据交换(Data exchange with services).................................................5 6 通信系统的体系结构(Commucation system architecture))..........................................6 6.1 建型原理(Modelling principles).................................................................6 6.2 兼容的逻辑节点和数据对象寻址-IEC 61850-7-4. (Compatible logical nodes and data object addressing)-IEC 61850-7-4.............................................................................................10 6.3 公共数据级别和属性的规范-IEC 61850-7-3 (Specification of Common Data Classes and attributes-..............................................................................................................................10 6.4 抽象通信服务接口-IEC61850-7-2 (Abstract Communication Service Interface-IEC61850-7-2)...................10 6.5 特定的通信服务映射-IEC 61850-8-x/9-x (Specific communication service mapping(SCSM)-IEC61850-8-x/9-x....................................................10 7 装置建模(Device Modelling)......................................................11 7.1 装置数据对象分层(Device data object hierarchy)..........................................11 7.2 分层级别的描述(Description of the hierarchy levels).........................................................11 7.2.1 物理装置(Physical device(PD))...............................................................11 7.2.2 服务器(Server).........................................................................................12 7.2.3 逻辑装置(Logical device(LD))...........................................................12 7.2.4 逻辑装置零(Logical device zero(LDo))...................................................12 7.2.5 逻辑节点(Logical node(LN))....................................................................12 7.2.6 逻辑节点零(Logical node zero(LNo))...........................................................14 7.2.7 数据对象(Data object(DO))..........................................................................14 7.3 数据对象到逻辑节点的分配(allocation of data object to logical nodes)...........................14 7.4 范例.命名和标识(Instantiation,naming and identification)....................................15 7.4.1 逻辑节点(Logical node and data object naming)..........................................15

IV

7.4.2 将来的对象命名(Further object naming)....................................................15 7.4.3 对象标识(Object identification)..............................................15 7.4.4 作用域指定者(Scope designator)....................................................15 7.4.5 附加的世系尾标(additional ancestry suffix)..............................................15 附录 A(提示的附录)........................................................................17

V

中华人民共和国电力行业标准

变电站通信网络和系统
第 7-1 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) 原理和模型

DL/T XXX-200X - XXX ISO XXXXX:XXXX 替代 DL/T XXX-19XX

Communication networks and ststems in substations
Part 7-1 Basic communication structure for substations and feeder equipment -Principles and models
介绍(Introduction) 此节给出了变电站装置间例如变电站主站,继电保护装置,断路器,变压器等的协调工作和通信的 体系结构的概述. 这个体系结构和其规范部分可以用于变电站之外的其它许多地方. 但是主要焦点是满 足在 IEC61850-5 所定义的变电站通信要求. 这个文件是分层变电站通信体系结构技术规范集的一部分. 选择了这个提供对象和服务的抽象定义的体 系结构,这样技术规范就和特定的协议栈(protocol stack)和对象独立.这些抽象对象和服务((Abstract objects and services)的映射超出了 61850-7 的范围,是属于 61850-8 和 61850-9 的内容. 图 1 示文件 IEC61850 的一般结构以及所定义的这部分在这个文件中的地位.

中华人民共和国国家经济贸易委员会19xx-xx中华人民共和国国家经济贸易委员会19xx-xx-xx 批准 员会19xx

19XX-XX19XX-XX-XX 实施
1

DL/T XXX-200X

61850-8-X 61850-9-X 特定的通信服务映射 61850-7-4 兼容的逻辑节点和数 据对象寻址 61850-7-3 公共数据级别和属性 61850-7-2 抽象通信服务接口 (ASCI) 61850-7-1 原理和模型 61850-5 通信要求

图 1 标准的这个部分的相对地位 1 范围 此节说明用于标准系列 IEC61850 第 7 部分(变电站和馈线设备的基本通信结构)的通信原理和模型. 这个模型的目的是从概念的观点出发将应用过程和通信栈分开. 图 2 说明此节的动机, 通信网络是频繁更新的课题. 因此值得去制定访问通信网络以及应用对象的 独立的接口标准,实现在任何变电站设备之间兼容的数据交换.

标准的好基础 抽象)应用对象 "(抽象 应用对象 抽象 应用对象"

方法,语言 接口 方法 语言,接口 语言 为了描述和访问应用对象

系统的生存周期<15 年 系统的生存周期 标准无基础

硬件和软件的更新

图 2 被标准化的最重要的是什么?

2

DL/T XXX-200X

在此篇所定义的原理和模型描述了在变电站内各个设备协调工作的整个体系结构. 它提供了在其中 协调工作的上下关系. 协调工作是在分层的体系结构中定义.每一个层和邻近的层(上层和下层)是相互独立的.这个独立 性允许集中考虑每个层的各个方面而不用在同一时刻考虑所有层. 它主要地允许集中考虑最重要的定义 -应用品行,服务,模型和数据(语法).在此篇所定义的原理和模型-不仅仅限于-用于变电站的通信体系 结构. IEC61850 的此部分并不指明个别的实现或者产品,也不对在变电站装置内实体的实现和具体的接口进 行约束.这部分不规定对标准应用层的抽象功能的映射. 2 引用标准(Normative references) 下述标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成 IEC61850 的此篇的条文,在标准出版时,所 示版本均为有效. 所有标准都会被修订, 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性. IEC 和 ISO 维持现行注册有效的国际标准.
IEC 60870-5-4:1993:远动设备和系统 -第 5 部分:传输规约-第 4 篇信息元素的定义和编码 IEC 60870-5-101:1995:远动设备和系统 -第 5 部分:传输规约-第 101 篇基本远动任务配套标准 IEC 60870-5-103:1997:远动设备和系统 -第 5 部分:传输规约-第 103 篇继电保护设备信息接口配套标准

3 定义(Definition) 为了此标准的目的采用了下述名词. 3.1 关联(association) 在客户和服务器之间建立的运输途径用以交换报文. 3.2 双向传输(bidirectional transaction) 一种传输, 在传输中一个请求以及可能有数据从请求者发送到响应者, 在传输中响应以及可能有数 据返送给请求者. 3.3 通信连接(communication connection) 利用一个或者多个资源的"通信映射功能" 连接用以传输信息 3.4 系统或者设备的配置(configuration(of a system or device)) 系统设计的一个步骤:选择功能单元,分配其位置并定义其相互连接. 3.5 数据集(data set) 数据对象的约定组,组织成单个集合. 3.6 数据对象(data object(DO)) 代表特定信息的逻辑节点对象的部分,即状态和测量值. 3.7 实例(instance) 由个别的具有所定义的级别属性的被命名的实体所组成的一个功能单元. 3.8 接口(interface) 在两个功能单元之间的被功能特性,信号特性或者其它特性所定义的共享范围. 3.9 逻辑装置(logical device(LD)) 和一定的应用领域相联系的物理装置的逻辑表示 3.10 映射 (mapping)

3

DL/T XXX-200X

一组值它和另外一组值或者量具有所定义的相应关系 3.11 对象(object) 描述数据的语法和结构的一个抽象元素或者结构. 3.12 对象标织( object identification) 一个对象的毫不含糊标织(整个路径)的标识,它由被识别的对象的对象名字和所属于的分层对象的 从最上面开始的名字所组成. 3.13 对象名词(object name) 单个对象实例的名词. 3.14 对象代码( object reference) 指所定义的逻辑节点(LN),数据对象(DO),或者属性级别的一个缩写符. 3.15 物理装置(physical device(PD)) 一个独立的物理实体能够在一个特定的上下层以及由接口所规定的范围内完成一个或者多个所规 定的设备功能. 3.16 服务器(server) 服务器是在一个具有独立控制其操作的装置内的软件(以及可能的硬件)结构内的逻辑子分部. 3.17 服务原语 (service primitive) 在应用和资源之间的交互的一个抽象的实现-独立表示. 3.18 服务(service) 由一系列服务原语所建模的资源的功能能力. 3.19 系统(system) 在所定义的上下层次作为一个整体的有相互关系的元素的一个集称为系统并和其环境独立 4 缩写(Abbreviations) ACSI 抽象通信服务接口(abstract communication service interface) DO FMS LD LD0 LN LN0 MMS PD PDU SCSM STR 数据对象(data object) 现场总线报文规范(fieldbus message specification) 逻辑装置(logical device) 逻辑装置零(logical device zero) 逻辑节点(logocal node) 逻辑节点零(logical node zero) 制造报文规范(manufacturing message specification) 物理装置(physical device) 规约数据单元(protocol data unit) 特定通信服务映射(specific communication service mapping) 附加技术代码(supplementary technological reference) 此章解释数据和服务的基本模型.因为应用特定对象是这些对象的表示的最主要的事情.

5 对象和服务(Objects and services)

4

DL/T XXX-200X

5.1 过程数据的虚拟表示(Virtual representation of process data) 标准利用由对象建模技术所形成的过程数据的分层组织.图 3 是具有一些基本功能或者次-功能例 如"自诊断","时间过流"和"断路器控制"的间隔单元的例子,这些间隔单元的基本功能的过程数据, 基本功能以及基本特征建模成为分层的树形结构的对象. 这个树的每个元素是一个对象: 在最上面的对 象是"间隔单元",它包含对象-"自诊断","时间过流"和"断路器"对象."断路器"对象包含 对象"状态"和"温度".

间隔单元 对象

Ο

间隔单元 O 自诊断 O 距离 自诊断

O 时间过流 O 跳闸

时间过流

断路器控制 O 状态 O 装置状态 O 时标 O 温度

断路器控制

图 3 简单服务模型的例子 注-这仅仅是表示数据结构组织的简单的例子.标准化的对象分层在第 7 章描述. 5.2 和服务进行数据交换(Data exchange with services) 对象被用来访问它们所代表的数据.规约数据单元(PDU)描述了如何访问位于特定服务器内的对 象. 注-仅仅在服务器内的对象才和描述服务有关. 图 4 描绘了一些典型地属于一个服务的一些规约数据单元(PDUS).客户发出请求-规约数据单元给 服务器.在有差错的情况下服务器回答一个否定-响应,否则回答一个肯定-响应规约数据单元.
客户 请求 服务器

响应-

对象

响应+

5

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图 4 在客户和服务器之间的数据交换 图 5 示一个读取服务的例子,它使得客户去读在服务器内对象的值.
请求 读取间隔断路器的状态 断路器 响应即硬件差错 装置状态 ON 响应+ ON ,3-2-98 10:31:57 时标 3-2-98 10:31:57 状态 间隔单元

在 61850-7-2 中定义

在 61850-7-3/-4 中定义

图 5 服务的例子 按照图 6 一个服务器为许多逻辑节点(LNS)(逻辑节点在 7.2.5 中定义)和许多客户服务.
客户 逻辑节点

客户 服务器 客户

逻辑节点

逻辑节点

客户

逻辑节点

图 6 交换,服务器和逻辑节点 标准要求定义服务器角色: 在服务器中的对象和控制以及所交换的报文(PDU). 客户角色是互补的. 注-客户和它们的内部结构不在本标准中定义. 例图 7 示装置可以完成客户和服务器的角色.两种角色可以在同一个关联中运行.

6

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物理装置

物理装置

客户角色

服务器角色

服务器角色

数据和 控制 服务器

数据和 控制

客户 角色

角色

数据和 控制

图 7 客户和服务器 6 通信系统的体系结构(Commucation system architecture) 6.1 建模原理(Modelling principles) 标准描述了在变电站内人机接口, 保护装置或者测量装置等任意智能装置之间的通信. 智能装置可 以通过站总线,过程总线或者其他链路(即串行点对点链路)连接起来,一个装置包含一个或者多个服务 器. 服务器包含由一个或者多个客户所访问的对象.从数据的观点出发服务器由对象服务器,逻辑装置,逻 辑节点和数据对象所组成如图 8 所示(图中显示了最重要的对象).
服务器

逻辑装置

逻辑装置

逻辑节点 数据对象 数据对象 数据对象

逻辑节点 数据对象 数据对象 数据对象

逻辑节点 数据对象 数据对象 数据对象

逻辑节点 数据对象 数据对象 数据对象

图 8 服务器中的数据对象 客户可能利用通信服务去访问在特定服务器中的对象如图 9 所示. 这些服务将一个客户和一个服务 器连接起来,去读取和设置数据,定义数据集,召唤(subscribe)数据(即状态和测量值)以接收被改变的

7

DL/T XXX-200X

值,控制装置,交换文件,传输被采样的值等.

服务器 1 关联级别 (Association class) 6 文件传输(File transfer)

2 基本数据级别 (Basic data class)

7 时间(Time)

3 数据集级别 (Data set class)

8 传输所采样值(transm ission OfSampledValues)

4 所召唤(subscribed)的数据 传输 (报告/登录) (Subscribed data transfer (reporting/logging))

9 二进输出的快速控制 (FastControlOfBinaryOutputs)

5 控制级别(Control class)

10 取代(Substitution)

图 9 抽象通信服务模型 标准的不同部分和它们之间的关系如图 10 所示. 在图的左手部分所描绘的 IEC61850-7-1 定义了基 本原理和建模的方法以及逻辑装置的定义和物理装置模型. 在 61850-7-4 和 IEC61850-7-3 中定义兼容数据和逻辑节点对象级别和公共数据级别和属性. 注-这些级别为变电站和馈线设备定义,可能有为 IECTC57 的范围内或者之外的其他各种应用所定义 其他的对象级别.
61850-7-1 原理和模型 公共数据级别和属性 61850-7-3 对象 61850-7-4

抽象通信服务接口(ASCI) 61850-7-2

映射 61850-8-X

映射 61850-9-X

其他标准 或者专用

站总线的栈

过程总线的栈

图 10 整个通信系统体系结构 抽象通信服务接口(ACSI-IEC 61850-7-2)为分布应用提供了所要求的服务. 抽象通信服务接口(ACSI) 对通信栈的映射如图 10 的底部所示.

8

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注-为了将来的扩充可能定义另外的映射.
在一方面数据对象和逻辑节点,在另一方面用以去建立数据对象的公共数据级别和属性对于应用都是非常重要的. 图 11 示在原理中这些定义的关系.在 IEC61850-7-4 中提供了许多逻辑节点和数据对象的名字.另外它规定了那些数据 对象属于那些逻辑节点.IEC 61850-7-3 利用规定公共数据级别和属性来详细描述数据对象的语法和语义.

MMXU MMTR

计数和测量代码

TOtA APhsB

测量和模拟输出代码

7-4 XCBR XLSW 开关机构有关代码 逻辑节点代码 数据对象代码 逻辑节点和数据对象寻址 PosB SwPdeDS 开关机构的功能信号代码

单点(Single Point) 双点(Double Point) 逻辑节点 (LN) 数据对象 公共数 据级别 属性 特征 逻辑节点 (LN) 数据对象 公共数 据级别 属性 特征 数据对象 公共数 据级别 属性 特征 7-3 公共数据 级别和属性 OP CF DC 服务 读取(Get) 设置(Set) 7-2 抽象通信服务接口 (ACSI) 报告(UReport) 读取属性(GetAttr.) 题语 a b c 选择:a 或者 b 或者 c 属性特征 公共数 据级别 单点命令(Single Point Command ) 双点命令(Double Point Command) 模拟输入(Analog Input) 谐波输入(Harmonic Input)

图 11 7-2,7-3 和 7-4 之间关系 基本模型和服务在 IEC61850-7-1 中定义. 图 12 所示为从有关对象建模的观点出发关于 61850 的 7-1,7-2,7-3,7-4 的定义的关系(仅仅显示原理). 抽象通信服务接口(ACSI)利用对象模型,它准确指出互操作性是如何达到的.直接地采用基本数据级别 和其访问,或者为了另外的抽象通信服务接口(ACSI)对象而规定级别和服务(即控制数据级别).控制级 别享有基本数据级别的全部属性和服务,它还将增加控制特定属性和服务以及状态机.也可以在 7-3 部 分中找到规范(即 DPst,双点状态).7-4 部分为了供电逻辑节点而采用这些公共级别.逻辑节点是由 7-3

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部分的公共数据级别导出的数据对象集合.
7-1 原理和模型 定义 对象和服务模型:介绍 系统体系结构 数据模型 通信对象

7-2 抽象通信 服务接口 基本数据级别 基本级别: 标识符级别(Identifier class) 服务: 关联 报告 读取 设置 产生 删除 选择,执行 疑问记录 标识符对象(Identifierobject) 可读(Readable): 可写(Writeable): 可报告(Reportable) 可取代((Substitutable): 可删除(Deletable): 访问控制(AccessControl) 所包括的属性 (Attributesincluded) 值:任意 文件传输 服务:读取,设置 SPC DPC 由通信和 基本数据 级别的定 义所提供 的定义服 务 控制级别 (Control class) SBO 服务: 选择, 执行 公共数据级别的定义 值:ENUM 属性特征:CO 值:ENUM 属性特征:ST 7-3 通信数据 级别定义 SPST DPST 信号级别 (indication class)

7-4 兼容逻辑节点 和数据对象寻址

LN:CCBK

开关功能信号

DO:SwDS,DPSt

开关一般命令

DO:ODsw,DPC

提供标准逻辑节点定义, 将数据对象付给每个逻辑节点, 以及公共数据级别的分配

图 12 在 61850 第 7 部分文件中的建模 注-此文件的下一个版本将采用 UML(即级别图,顺序图,状态图)作为全部级别的建模语言.而且 UML 还 将用于 7-2,7-3,7-4 以及建模方法将在下一个版本中详细描述.

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6.2 兼容的逻辑节点和数据对象寻址-IEC 61850-7-4. (Compatible logical nodes and data object addressing)-IEC 61850-7-4 最高层(61850-7-4)用于应用中的对象定义而不用附加定义, 因为它们在语法(意义)和语义(所采用的 标识和数据级别)已经被完整地描述.第 7-4 章按照第 5 部分所要求的那样规定了兼容逻辑节点(见第 7.2.5 章)和兼容数据对象(见第 0 章). 这些标准化对象的目的是去定义一个语法集和将这些语法赋予由逻辑节点代码所识别的逻辑节点. 标准化的数据对象(它们的代码,属性以及意义)是这些语法的主要载体. 由逻辑代码和数据对象代码所形 成的对象标识的使用可以保证在应用层的最大的互操作性. 6.3 公共数据级别和属性的规范-IEC 61850-7-3 (Specification of Common Data Classes and attributes-IEC6185 0-7-3) 第 2 层(IEC61850-7-3)包含用于兼容(或者其他)数据对象的公共数据级别和属性级别规范,并规定 了具有类型,值量程或者值的定义的属性. 注-数据对象级别的数据类型已经和 IEC61850-7-4 的数据对象分离,因为它们在许多应用中非常普遍, 所以它们用不着重复地被定义. 6.4 抽象通信服务接口-IEC61850-7-2 (Abstract Communication Service Interface-IEC61850-7-2) 第 3 层(IEC61850-7-2)描述了对象以及这些对象在 7-4 和 7-3 中所定义的逻辑节点,数据对象和属 性的关系.描述了抽象通信服务,它们提供了访问这些数据对象的方法. 所规定的数据对象和逻辑节点,即在 IEC61850-7-4 和 IEC61850-7-3 的内容仅定义了被交换的数据 的语法.简单的数据交换行为例如读取和设置对象值以及其他服务(即报告和装置控制)是被独立地在抽 象通信服务接口(ACSI)中定义. 注-整个独立性允许抽象通信服务接口(ACSI)用于任何其他的具有兼容的通信要求的应用领域中. 抽象通信服务接口(ACSI)服务模型: 抽象通信服务接口服务器级别包括下述模型: 1 关联级别模型(Association class model)描述了在 OSI-应用之间建立和释放关联的构成和服务. 2 基本数据级别模型(Basic data class model). 3 数据集级别模型(Data set class model) 4 所召唤的数据传输(Subscribed data transfer(reporting and logging)model)(报告和记录)模型, 描述了 构成和服务,这样服务器支持在进行中的状态的监视,产生报告和记录以及基于由客户初始地建立的参 数. 5 装置控制级别模型(Device control class model)描述了构成和服务,这些构成和服务必须由服务器 所支持允许客户去控制即控制参数设置或者控制所连接到服务器的装置. 6 文件传输级别模型(File transfer class model)定义了大量数据组例如程序或者表格的交换 7 时间模型(TimeModel) 8 所采样的值传输模型(TransmissionOfSampledValueModel) 9 二进输出快速控制模型(FastControlOfBinaryOutputsModel) 10 取代模型(SubstitutionModel)

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定义包括了不同的请求和响应以及服务过程. 服务过程描述了每个特定的服务请求必须由服务器如 何进行处理,如何和什么时候它必须响应以及必须采取那些内部动作. 注-服务过程是允许两个或者多个装置的通信互操作性的主要规定. 6.5 特定的通信服务映射-IEC 61850-8-x/9-x (Specific communication service mapping(SCSM)-IEC61850-8-x/9-x 第四层-特定通信服务映射(61850-8-X,61850-9-X)-定义了服务和数据在采用特定通信栈时是如何被 实现的.特别是这个映射和所采用的应用层定义了交换数据的语法.这些部分为被交换数据的(传输)编 码或者引用其他一般编码标准例如 ISO6625"基本编码规则". 已经介绍了特定通信服务映射(SCSM)的概念是和通信栈,应用规约无关. 注-所采用的应用层的映射是已经存在的或者将来将制定的标准并提供了具体的服务,对象和参数. 按照图 13 特定通信服务映射(SCSM)将特定通信服务,对象和参数映射到特定的应用层.这些应用 层提供了具体的编码.和通信网络的技术有关,这些映射具有不同的复杂性,可能不支持一些特定通信 服务映射(SCSM)服务.应用层可能采用一个或者多个通信文件子集或者栈(1 到 6 层). 例子-"读取数据集(GetDataSet)"服务映射对于 AL1 到 ALn 可能有不同的映射,即某个特定的 AL 可能直接支持这种服务而其他的 AL 仅仅支持读取单个数据.在这种情况下映射必须发出 n 次读取. 特定通信服务映射(SCSM)可能将对象的分层名字映射到单层(flat)索引量程或者分层索引结构.
应用过程 和网络无关的接口 (抽象通信服务接口 ACSI) SCSM1 SCSM2 SCSMn "特定通信服务映射(SCSM) 特定接口

AL1

AL2

ALn

第 7 层 应用层

1..6 层

图 13 抽象通信服务接口(ACSI)对通信栈/文件子集的映射 在 IEC 61850-8-X 中规定了适合于站总线的应用层的标准通信栈,在 IEC 61850-9-X 中规定了适合 过程总线的应用层的标准通信栈. 7 装置建模(Device Modelling) 7.1 装置数据对象分层(Device data object hierarchy) 在上面已经指出所有对象按照分层结构安排.图 14 示在本标准中所定义的分层. 注-此图并不包括抽象通信服务接口的对象,这些被按照分层所定义的对象是从应用数据的观点出发的 对象.这些应用域特定(是变电站和馈线特定)对象利用了在 IEC61850-7-2 中所描述抽象通信服务接口 (ACSI)的对象.在 7.2 章将更详细的解释全部对象.

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DL/T XXX-200X

物理装置

服务器 未预先定义 逻辑装置

服务器

逻辑装置

逻辑装置零 在 IEC61850-7-1 中定义

逻辑节点 在 61850-7-4 中定义 数据对象

逻辑节点

逻辑节点零

数据对象

图 14 对象分层

7.2 分层层的描述(Description of the hierarchy levels) 在特定的上下层以及由接口所划定的界限内物理装置一个独立的物理实体能够完成一个或者多个 特定(局部的)功能. 物理装置是等效于一个智能电子装置(IED), 可能是一个间隔单元或者一个继电保护 装置. 7.2.1 物理装置(Physical device(PD)) 图 15 说明一个物理装置将至少包括一个服务器以及至少包括一个接口,即是说,过程接口或者通 信接口.变电站功能不在这个标准中定义,但是定义了被称为逻辑节点的通用次-功能,服务器包括各 种的对象,这些对象代表实际数据和实际装置,即一个断路器. "过程接口"提供了在物理过程(模拟测量值,断续 I/O 等等)和服务器之间的映射.和物理过程所交 换
通信 物理装置范围

通信接口

服务器 X

服务器 Y 功能 A

服务器

Z

功能 X

功能 Z

功能 Y

过程接口

=数据流

被控制过程

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图 15 装置模型 信息以数据的形式出现在服务器.通信接口提供了在服务器和通过通信网络所交换信息之间的映射. 物理装置按照 IEC61850-8-X 和 IEC61850-9-X 的栈所提供的手段进行寻址. 此标准不定义任何物理装置. 7.2.2 服务器(Server) 服务器代表独立的通信软件和属于它的全部对象. 物理装置可能包括一个或为了冗余原因而有多个 服务器. 服务器可以被认为是一个具有独立控制其操作的装置的软件(可能硬件)结构内的逻辑子部分 (logical subdivision),它可能被建立,被配置,被参数化,被启动,被消除等等,而不影响装置内的其 他资源. 服务器的任务是从过程和/或者从通信接口接收数据,为了通信的目的处理这些数据并将数据反送给 过程和/或者通信接口,如同利用服务器的(部分)功能所规定的那样. 由服务器所提供的服务器对象模型和服务在 IEC61850-7-2 说明,将服务器对抽象通信服务接口服 务器进行映射. 此标准不对特定的服务器进行定义. 注 1-服务器是通信系统的一个重要的实体,为了装置的建模它们构成通信的外壳.这个外壳和装置模 型无关. 注 2- 虽然服务器和其操作的控制独立,为了安装,测试等等目的,其操作状态需要和其他的服务器的 操作状态相协调. 7.2.3 逻辑装置(Logical device(LD)) 物理装置可分成不同的逻辑装置.每个逻辑装置和一定的应用有关,即用于两条馈线的一个物理装 置可以分成两个逻辑装置-每个逻辑装置对应一条馈线. 注-当设计自动化系统或者智能电子装置时,逻辑装置的定义是工程过程的一部分,为了可互操作装置的 工程所需要的变电站配置语言将在 IEC61850-6 中进行标准化. 一个逻辑装置是许多逻辑装置的集合体,逻辑装置映射到抽象通信服务接口(ACSI)的局部作用域. 此标准不定义任何特定的逻辑装置. 7.2.4 逻辑装置零(Logical device zero(LDo)) 每个服务器将包括一个逻辑装置零.逻辑装置零(LDo)是一个对象,它包含和服务器或者物理装置 有关的子-对象,即名字本信息(nameplate information) 注-包含在逻辑装置零中的信息在 IEC61850-7-4 中定义. 在子-对象和物理装置有关的情况下,在不同服务器的逻辑装置零(LD0S)中的这些子-对象是一致的.
注-子-对象对逻辑装置零的分配超出本标准的范围.

逻辑装置零映射到抽象通信服务接口(ACSI)基本数据对象. 7.2.5 逻辑节点(Logical node(LN)) 逻辑装置包含一个或者多个逻辑节点.一个逻辑节点将代表变电站功能的一个子-功能,逻辑节点 是变电站功能的基本构成模块. 逻辑节点分成两组:

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1)代表一次设备的逻辑节点(即一个开关);一个逻辑节点可能代表一个而且仅代表一个一次设备; 2)和变电站功能有关的逻辑节点(即继电保护功能);一个逻辑节点可能代表一个而且仅代表一个基 本功能.一些逻辑节点在 7-4 中定义.,有些实现的逻辑节点可能在其他标准中定义,其他的逻辑节点 可能是制造厂或者用户规定.为了达到最大的互换性,应该采用标准化的逻辑节点.下表给出在 7-4 中 定义的一些逻辑节点的一个例子
简短描述 时间过流(Time Overcurrent) 距离保护(Distance Relay) 断路器故障(Breaker Failure) 测量值单元(Measurand Unit) 断路器(Circuit Breaker) 代码 PTOC PDIS RBRF MMXU XCBR

逻辑节点代码在此标准中是唯一的. 注-逻辑节点不引用其他的逻辑节点. 逻辑节点映射到抽象通信服务接口基本数据对象. 虽然逻辑节点级别可能被标准化或者不被标准化,逻辑节点级别的范例(instantiation)将和逻辑节点 级别的源独立,逻辑节点将由选择的数据对象和将逻辑范例名字赋予范例所例示(instantiated),从通信 的观点出发,逻辑节点范例将和任何其他的逻辑节点范例独立. 图 16 示有关的逻辑节点级别和范例的基本原理.在虚线下面所所示为 IEC61850 标准定义了的逻辑节 点 级别,它也定义了如何使用逻辑节点级别由例举的逻辑节点(左上部分)去建立逻辑装置,逻辑节点可能 被标准化(虚线下面)或者非标准化(右上部分). 一般地逻辑节点级别(即级别 "AB" )可能利用子集或者其他逻辑节点级别的数据对象整体表(即 "X" 和"Y")所组成.将这样地基于已有的可用逻辑节点级别来定义特定的逻辑节点级别,这样新的逻辑 节点级别的全部定义是明确地,即在逻辑节点定义中它们是自己-不交往的 1.级别"AB"定义以后, "AB"

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逻辑装置

逻辑节点级别 (区域的,专用的) 范例 AB X 被采用的定义 Y

范例

范例

范例

应用(范例)

IEC 标准 61850 LN 逻辑节点级别 (规范的)

范例 选择数据对象 赋予范例名字 被采用的定义

图 16 逻辑节点级别和范例 不再包含代码"X""Y". 从通信观点出发,逻辑节点范例将其他的次要逻辑节点级别无关:逻辑节点将是自治的. 7.2.6 逻辑节点零(Logical node zero(LNo)) 逻辑节点零(LNo)是一个特别的逻辑节点,它包含有关的整个逻辑装置的全部信息.逻辑节点零 (LNo)将被用于存贮装置信息(即从自我诊断的报文)用于设置或者装置状态的应用(即测试 TEST).直接 对逻辑节点零的系统命令将对逻辑装置内的所有逻辑节点都是有效的. 逻辑节点零映射到抽象通信服务接口基本数据对象. 注-包含在逻辑节点零的信息在 IEC61850-7-4 中定义. 7.2.7 数据对象(Data object(DO)) 逻辑节点将包含一个或者多个数据对象,数据对象代表变电站特定信息,这些信息是和特定逻辑节 点有关. 一些数据对象以及它们和逻辑节点关系在 7-4 中定义,可能还有在此标准之外另外的数据对象.因 为许多数据对象代码为本标准所保留, 另外的数据对象将不得使用被保留的代码. 为了达到最大的互换 性将采用标准化的数据对象.下表给出一些在 IEC61850-7-4 中定义的数据对象的例子.

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简短的描述 LN on/off(逻辑节点投入/退出) LN disturbance(逻辑节点障碍) General trip(总跳闸) Alarm L1(A 相告警) IL1(A 相电流) Temperature(温度) Position(位置)

代码 EnaDisDS DisDS Gtr AIA APhsA Temp POS

相关的逻辑节点 all all PTOC,PDIS PTOC,PDIS MMXU XCBR XCBR

数据对象代码在标准中将是唯一的. 数据对象映射到抽象通信服务接口基本数据对象. 7.3 数据对象到逻辑节点的分配(allocation of data object to logical nodes) 数据对象将赋予产生或者使用(消耗)这个数据对象的值的逻辑节点,它意味着: 由电流和电压瞬时值组成的数据对象被分别赋予"电流互感器""电压互感器"逻辑节点. 由电流和电压值的计算值组成的数据对象,即均方根 RMS,被赋予"测量值单元"逻辑节点. 由相加的开关电流组成的数据对象被赋予"电流断路器"逻辑节点. 由阻抗 X 组成的数据对象被赋予"距离保护"逻辑节点. 在标准中定义了兼容的数据对象, 在任意情况下为了特定的应用, 将采用这些兼容的数据对象以代替定 义一个新的数据对象. 例-"开关位置"数据对象将被采用去代表开关的实际位置.用户不允许用另外的数据对象代码对同一 个信息定义而赋予一个非-标准名字给它. 这个规定是严格的, 因为在逻辑节点和数据对象层次的兼容 性是用代码(语法定义)所代表.

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单线图

间隔控制器物理装置

TCT.

RFLO

PDIS

RDRE

RMON

GGIO

GAPC

XCBR

CCBC

YLTC

CTCC

TPT.

PUVR

图 17 控制和继电保护逻辑节点组成的一个物理装置的例子 7.4 范例,命名和标识(Instantiation,naming and identification) 范例意味着当设计智能电子装置或者自动化系统时, 选择一个逻辑节点和数据对象的子集去对所需 要的功能进行建模. 这些所选择和分配的逻辑节点和数据对象得到一个对象范例名字并被称为逻辑节点 -范例和数据对象-范例.图 17 给出了这种表达的概貌.
对象级别 -代码 对象范例 -名字 对象分层路径 -标识

图 18 对象代码,对象名字和对象标识
1

自己-不交往意味着新的逻辑节点不引用其他逻辑节点.新的逻辑节点在其规范中有其全部定义,即在 IEC61850-7-4

中所定义的一个特定的测量值数据对象可能被用于制造厂-特定逻辑节点.

7.4.1 逻辑节点和数据对象命名(Logical node and data object naming) 逻辑节点(或者数据对象)名字将由逻辑节点(或者数据对象)代码-任选的附加一个应用特定尾标所 组成,被称为附加技术代码(STR).当在一个逻辑装置内一组逻辑节点(或者数据对象)具有同一的逻辑 节点(或者数据对象)代码时需要附加技术代码(STR). 注-由于附加技术代码(STR)的应用,对象标识将有可能被唯一地定义.

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7.4.2 将来的对象命名(Further object naming) 属性名字由所定义的代码组成. 因为不在本标准中所定义逻辑装置,有未定义的代码.建议在设计的时候逻辑装置是可定义的,逻 辑装置名字在一个服务器内必须是毫不含糊的. 服务器和物理装置的标识属于基本通信栈的定义因此不在本标准的范围之内. 7.4.3 对象标识 对象标识(Object identification) 在一个逻辑装置中全部对象标识将是唯一的.图 19 所示为任意对象的标识的定义.这种形式的对
作用域指定者(Scope designator) 逻辑装置名字(LD name) 逻辑节点名字(LN name)



数据对象名字(DO name) 属性名字(attribute name)

图 19 对象标识(不带世系尾标) 象标识在目前的应用层规约中可能不会经常明确地被采用, 但是必须从其表示中导出. 标识的应用在运 行阶段是随意的. 7.4.4 作用域指定者 作用域指定者(Scope designator) 如果对象属于服务器作用域 服务器作用域(被包含在服务器中,但是不在逻辑装置中),其作用域是空的. 服务器作用域 如果对象是局部作用域 局部作用域(包含在逻辑装置中),其作用域是逻辑装置. 局部作用域 如果对象是非共享的 非共享的(在单个通信关联作用域之内的专用)其作用域是'@'. 非共享的 7.4.5 附加的世系尾标 用于建立通信对象(CreateCommunicationObject),对象标识被扩大将其世系信息作为尾标.因此尾标 代表对象的继承的分层.它们是附加由从最高的分层到直接世系的所继承的级别-对象名字而构成,构 成尾标的规律如下: 世系尾标由冒号":"开始. 然后附加最近的世系的对象名字. 然后将每个依次的世系附加在尾标用冒号":"分开. 被附加的世系直到世系结束这些是在 IEC61850-7 中所标准化的对象. 例子-母线 3 的一个新的开关模型"PneumaticSW"是由标准开关模型导出,它们加一个空气-压力 值"Pres"到 Pos-Data-Object. 用于 CreatCommonObject,包括继承:Feeder2/PneumaticSW-bb3:Sw.Pos.Pres 用于 GetCommonObjectValues: Feeder2/PneumaticSW-bb3.Pos.Pres (这个仅仅是采用世系尾标的一个例子.对于压力有被标准化的对象).

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附录 A(提问的附录)

和 IEC61850-5 的关系 IEC61850-5 描述了变电站自动化系统的功能,,这些功能分成被称为逻辑节点的子-功能.在逻辑节 点之间的数据交换的内容被称为 PICOMS(Pieces of Communication)见图 20.其观点是和任何用于定义 数据交换的语法和语义的模型无关-例如用于此部分的客户服务器模型.

PICOM

PICOM LN PICOM LN

PICOM

图 20 在子功能(逻辑节点)之间的数据交换 在客户/服务器模型中定义的服务决定了交换数据的语法和语义.从这个意义说交换数据被称为规约数 据单元(PDU),它决定了"在线路上的比特".交换数据的内容和语法由在服务器内的对象所决定.在 此模型中这些逻辑节点是对象.它们的子-组件-数据对象-组成了和 PICOMS 内容有关的全部过程信息, 见图 21.
客户 PICOM 服务器 DO

PICOM

DO

LN

PICOM

DO

图 21 PICOMS 和客户服务器模型之间的关系 注 1-因为逻辑节点在客户/服务器模型中是对象,在客户中的子-功能(LNS)没有兴趣去描述带有通信的 服务器. 注 2-一个规约数据单元(PDU)包含几个数据对象的内容-因此几个 PICOMS 的内容.

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标 准 名 称
DL/T XXXXX.XX—XXXX

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中 国 电 力 出 版 社 出 版 (北京三里河路 6 号 100044 http://cepp.com.cn)

北京 XXX 印刷厂印刷

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19XX 年 X 月第 X 版 开本 880X1230 19XX 年 X 月第 X 次印刷 1/16 印张 X 字数 XX 千字 印数 1-XXXXX

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书号:XXXXXX.X-XXX 定价 X.XX 元 版权专利 不得翻印 (本书如有印装质量问题,我社发行部负责退换)

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