变电站通信标准向IEC 61850的过渡
2007-11-07 15:51:46 来源：
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电力18讯： 摘要：IEC 61850是“变电站通信网络和系统”的系列国际标准，代表了变电站自动化系统（SAS）的最新发展方向。目前广泛应用的变电站通信协议主要是IEC 60870-5-103，因此如何从该协议逐步过渡到IEC 61850是一个现实的课题。本文简要分析了IEC 61850和原有协议之间的异同，并以IEC 60870-5-103规约向IEC 61850标准过渡的一个实例，提出了一种过渡期的解决方法。
关键词： IEC 61850标准；EC 60870-5-103规约，互操作
中图分类号：TM76 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2006)06-0037-02
IEC 61850系列标准是IEC TC57最新发布的变电站通信网络和系统的重要标准。该标准定义了变电站中的智能电子装置（IED）之间的通信以及有关系统需求，主要目的是实现变电站自动化系统（SAS）中来自不同厂家的IED之间的互操作。
在IEC 61850制定之前，变电站中广泛使用了如IEC 60870-5-103等协议标准。在过渡到IEC 61850系列标准的过程中，必然有一个新旧标准混用的过程。如何从原有标准过渡到基于IEC 61850的新标准，是当前变电站自动化（SA）工程领域的一个现实问题。
1 IEC 61850和原有的通信协议之间的差异
在IEC 61850之前，IEC TC57为了适应电力系统自动化的需要，制定了一系列传输规约，即IEC 60870-5系列，随后又制定了4个配套标准，即IEC 60870-5-101、102、103和104。IEC 60870-5-103是继电保护设备信息接口配套标准。在这个标准制定出来之后，在变电站内部的继电保护设备（或者间隔单元）与控制系统之间的信息交换主要采用103规约。
IEC 61850和原有的标准（主要指103规约）之间存在许多差异，较重要的是以下几个方面：
1.1 体系结构不同
IEC 61850为SA应用定义了ACSI（抽象通信服务接口），然后将该接口映射到特定应用层标准（SCSM： 特定通信服务映射），从而将SA应用与具体通信方式加以隔离，可以适应通信网络技术的快速发展变化，而不影响到变电站自动化应用。目前IEC 61850以通信协议制造业报文规范（MMS）作为应用层标准，但并不排除制订新的应用层标准，而SA应用可以保持不变。
IEC 60870-5-103虽然可采用光纤传输，但也考虑了传统的串行通信技术（如EIA RS-485），为保证快速的通信响应时间采用了EPA（增强性能结构），即采用在数据链路层之上直接建立应用的方式。
1.2 建模方法不同
IEC 61850采用了面向变电站对象建模的方法，对变电站自动化通信系统及相关设备、功能和数据进行建模，并用统一建模语言UML进行了描述。所建立的模型主要有变电站模型、IED产品模型、通信系统模型及相关的建模冗余。其中，IED产品的建模又逐级分解为IED―访问点―服务器―逻辑装置―逻辑节点―数据―数据属性。
IEC 60870系列标准是远动系统数据传输的通用标准，适用于电力系统自动化各种应用，不是专门为变电站制订的。IEC 60870-5-103协议是该系列标准针对变电站的特定信息的伴随标准，因此并未对变电站的对象和功能详细建模，主要针对继电保护设备（或间隔单元）应传输的信息定义了接口规范。俗称是面向数据点的。
1.3内容涵盖范围不同
IEC 61850是包括了变电站自动化系统的有关系统需求、系统建模与设计、配置描述、工程和管理等整个系统生命周期要求的完整标准。而IEC 60870不是专门针对变电站自动化系统的，内容远没有IEC 61850全面，IEC 60870-5-103主要是一种信息接口标准。
2 IEC 60870-5-103到IEC 61850的转换示例
SAS从原有通信标准逐渐过渡到IEC 61850，必定有一个过程，因此在相当一段时间内，会有符合IEC 61850和非IEC 61850的IED共存于一个变电站自动化系统内的情况。一般可以考虑的过渡策略是通过如图1所示的IEC 61850网关代理，对站内非IEC 61850的IED进行转换，统一对外提供IEC 61850服务。
由于目前采用IEC 60870-5-103规约的IED大量存在，因此本文主要讨论IEC 60870-5-103规约过渡到IEC61850。实现过渡的这个网关代理应该包括以下内容：
图1 IEC 61850网关代理
•根据IEC 61850-7-2，将IEC 60870-5-103中定义的服务对应到IEC 61850-7-2中定义的ACSI。
•根据IEC 61850-7-3和IEC 61850-7-4，将IEC 60870-5-103中定义的应用服务数据单元中的数据，对应为逻辑节点和数据对象。
IEC 60870-5-103规约定义了两种信息交换方法：一种方法是基于严格规定的应用服务数据单元（ASDU）和标准化的报文传输应用过程；另一种方法是采用通用分类服务，可以传输几乎所有可能的信息。在1999年颁布实施国家电力行业标准DL/T 667-1999（基本等同IEC 60870-5-103规约）中，明确定义了继电保护信息的交换必须尽可能采用基于严格规定的应用服务，如果不能完全满足要求，应采用通用分类服务来实现。标准同时针对国内已经生产的保护设备在硬件方面改动比较困难，较难适应通用分类
关键词： IEC 61850标准；EC 60870-5-103规约，互操作
中图分类号：TM76 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2006)06-0037-02
IEC 61850系列标准是IEC TC57最新发布的变电站通信网络和系统的重要标准。该标准定义了变电站中的智能电子装置（IED）之间的通信以及有关系统需求，主要目的是实现变电站自动化系统（SAS）中来自不同厂家的IED之间的互操作。
在IEC 61850制定之前，变电站中广泛使用了如IEC 60870-5-103等协议标准。在过渡到IEC 61850系列标准的过程中，必然有一个新旧标准混用的过程。如何从原有标准过渡到基于IEC 61850的新标准，是当前变电站自动化（SA）工程领域的一个现实问题。
1 IEC 61850和原有的通信协议之间的差异
在IEC 61850之前，IEC TC57为了适应电力系统自动化的需要，制定了一系列传输规约，即IEC 60870-5系列，随后又制定了4个配套标准，即IEC 60870-5-101、102、103和104。IEC 60870-5-103是继电保护设备信息接口配套标准。在这个标准制定出来之后，在变电站内部的继电保护设备（或者间隔单元）与控制系统之间的信息交换主要采用103规约。
IEC 61850和原有的标准（主要指103规约）之间存在许多差异，较重要的是以下几个方面：
1.1 体系结构不同
IEC 61850为SA应用定义了ACSI（抽象通信服务接口），然后将该接口映射到特定应用层标准（SCSM： 特定通信服务映射），从而将SA应用与具体通信方式加以隔离，可以适应通信网络技术的快速发展变化，而不影响到变电站自动化应用。目前IEC 61850以通信协议制造业报文规范（MMS）作为应用层标准，但并不排除制订新的应用层标准，而SA应用可以保持不变。
IEC 60870-5-103虽然可采用光纤传输，但也考虑了传统的串行通信技术（如EIA RS-485），为保证快速的通信响应时间采用了EPA（增强性能结构），即采用在数据链路层之上直接建立应用的方式。
1.2 建模方法不同
IEC 61850采用了面向变电站对象建模的方法，对变电站自动化通信系统及相关设备、功能和数据进行建模，并用统一建模语言UML进行了描述。所建立的模型主要有变电站模型、IED产品模型、通信系统模型及相关的建模冗余。其中，IED产品的建模又逐级分解为IED―访问点―服务器―逻辑装置―逻辑节点―数据―数据属性。
IEC 60870系列标准是远动系统数据传输的通用标准，适用于电力系统自动化各种应用，不是专门为变电站制订的。IEC 60870-5-103协议是该系列标准针对变电站的特定信息的伴随标准，因此并未对变电站的对象和功能详细建模，主要针对继电保护设备（或间隔单元）应传输的信息定义了接口规范。俗称是面向数据点的。
1.3内容涵盖范围不同
IEC 61850是包括了变电站自动化系统的有关系统需求、系统建模与设计、配置描述、工程和管理等整个系统生命周期要求的完整标准。而IEC 60870不是专门针对变电站自动化系统的，内容远没有IEC 61850全面，IEC 60870-5-103主要是一种信息接口标准。
2 IEC 60870-5-103到IEC 61850的转换示例
SAS从原有通信标准逐渐过渡到IEC 61850，必定有一个过程，因此在相当一段时间内，会有符合IEC 61850和非IEC 61850的IED共存于一个变电站自动化系统内的情况。一般可以考虑的过渡策略是通过如图1所示的IEC 61850网关代理，对站内非IEC 61850的IED进行转换，统一对外提供IEC 61850服务。
由于目前采用IEC 60870-5-103规约的IED大量存在，因此本文主要讨论IEC 60870-5-103规约过渡到IEC61850。实现过渡的这个网关代理应该包括以下内容：
图1 IEC 61850网关代理
•根据IEC 61850-7-2，将IEC 60870-5-103中定义的服务对应到IEC 61850-7-2中定义的ACSI。
•根据IEC 61850-7-3和IEC 61850-7-4，将IEC 60870-5-103中定义的应用服务数据单元中的数据，对应为逻辑节点和数据对象。
IEC 60870-5-103规约定义了两种信息交换方法：一种方法是基于严格规定的应用服务数据单元（ASDU）和标准化的报文传输应用过程；另一种方法是采用通用分类服务，可以传输几乎所有可能的信息。在1999年颁布实施国家电力行业标准DL/T 667-1999（基本等同IEC 60870-5-103规约）中，明确定义了继电保护信息的交换必须尽可能采用基于严格规定的应用服务，如果不能完全满足要求，应采用通用分类服务来实现。标准同时针对国内已经生产的保护设备在硬件方面改动比较困难，较难适应通用分类
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