IEC 61850概述
IEC 61850是由國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）制定的一系列標(biāo)準(zhǔn)，主要針對(duì)電力系統(tǒng)中的變電站自動(dòng)化和通信。它旨在確保不同制造商生產(chǎn)的設(shè)備之間的互操作性，并提供一種標(biāo)準(zhǔn)化的通信方法。IEC 61850不僅涵蓋了通信協(xié)議和服務(wù)，還涉及數(shù)據(jù)模型、功能和性能要求等方面，幾乎覆蓋了整個(gè)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的方方面面。
國(guó)內(nèi)與國(guó)外應(yīng)用的差異
在中國(guó)，IEC 61850的應(yīng)用和發(fā)展有著自己的特點(diǎn)：
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定：中國(guó)在采納IEC 61850的同時(shí)，也根據(jù)國(guó)內(nèi)實(shí)際情況制定了相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18657系列，這些標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)細(xì)節(jié)上可能與原版IEC 61850有所區(qū)別。
實(shí)施進(jìn)度：中國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)步伐較快，對(duì)IEC 61850的接受度高，許多新建或改造的變電站項(xiàng)目中都采用了這一標(biāo)準(zhǔn)。
本地化需求：由于中國(guó)地域遼闊，電力系統(tǒng)規(guī)模龐大且復(fù)雜，因此在實(shí)際部署過(guò)程中需要考慮更多本地化的因素，如特定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、安全要求等。
示范工程：為了追趕國(guó)際先進(jìn)水平，在“十一五”期間，中國(guó)建立了多個(gè)基于IEC 61850的數(shù)字化變電站示范工程，以促進(jìn)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新。
主要應(yīng)用場(chǎng)景
IEC 61850的主要應(yīng)用場(chǎng)景包括但不限于以下幾個(gè)方面：
變電站自動(dòng)化：這是IEC 61850最核心的應(yīng)用領(lǐng)域之一，通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)可以實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部設(shè)備之間的高效通信和控制，提高系統(tǒng)的可靠性和效率。
遠(yuǎn)程監(jiān)控與維護(hù)：利用IEC 61850提供的統(tǒng)一接口，可以方便地進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷，減少現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的工作量。
保護(hù)和控制系統(tǒng)：該標(biāo)準(zhǔn)支持先進(jìn)的保護(hù)和控制策略，能夠快速響應(yīng)電網(wǎng)異常情況，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
能源管理系統(tǒng)（EMS）：通過(guò)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換機(jī)制，EMS可以更有效地整合來(lái)自不同來(lái)源的信息，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)決策。
分布式發(fā)電接入：隨著可再生能源的發(fā)展，如何將分布式電源平穩(wěn)接入現(xiàn)有電網(wǎng)成為重要課題，IEC 61850為此提供了技術(shù)支持。
總之，IEC 61850作為一項(xiàng)全球通用的標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)內(nèi)外均得到了廣泛應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，其推廣不僅促進(jìn)了電力行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，也為構(gòu)建更加智能化、高效的電力系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來(lái)，隨著智能電網(wǎng)概念的深入發(fā)展以及新能源技術(shù)的進(jìn)步，IEC 61850的作用將會(huì)更加凸顯。對(duì)于從事電力行業(yè)的人來(lái)說(shuō)，深入了解并掌握IEC 61850的相關(guān)知識(shí)和技術(shù)顯得尤為重要。這不僅能幫助他們更好地適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求，還能為推動(dòng)我國(guó)乃至全球電力事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
最新的IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了多個(gè)部分，每個(gè)部分專注于特定領(lǐng)域：
IEC 61850-7 是關(guān)于信息模型與通信服務(wù)的核心部分，分為4個(gè)子部分（7-1至7-4），它們共同構(gòu)建了電力自動(dòng)化設(shè)備的“數(shù)字化基因”。這部分定義了如何通過(guò)分層建模來(lái)描述設(shè)備的功能以及數(shù)據(jù)交換方式。
IEC 61850-7-1 提供了基礎(chǔ)建模原理，使用面向?qū)ο蟮姆椒▽⑽锢碓O(shè)備抽象為虛擬功能組件。
IEC 61850-7-2 定義了抽象通信服務(wù)接口（ACSI），這些服務(wù)獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并提供了標(biāo)準(zhǔn)化的通信模板。
IEC 61850-7-3 確定了公共數(shù)據(jù)類（CDC），解決了同一信號(hào)不同表達(dá)的問(wèn)題。
IEC 61850-7-4 包含兼容邏輯節(jié)點(diǎn)（LN）庫(kù)，定義了電力自動(dòng)化領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)功能塊。
此外，中文版的IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 18657系列）也已經(jīng)發(fā)布，這表明中國(guó)在采納國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，也在制定符合本國(guó)國(guó)情的標(biāo)準(zhǔn)。中文版標(biāo)準(zhǔn)ED1-3覆蓋了三個(gè)版本的IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，旨在提供更全面的信息和數(shù)據(jù)模型，有助于理解標(biāo)準(zhǔn)的演變和技術(shù)更新。
值得注意的是，標(biāo)準(zhǔn)的具體細(xì)節(jié)和更新可能會(huì)隨著時(shí)間和技術(shù)的發(fā)展而有所變化。因此，對(duì)于那些需要深入了解最新IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的人來(lái)說(shuō)，建議直接查閱官方發(fā)布的最新文檔或參與相關(guān)的培訓(xùn)研討會(huì)，以獲得最準(zhǔn)確的信息。同時(shí)，由于標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施往往涉及到硬件和軟件的升級(jí)，相關(guān)企業(yè)和機(jī)構(gòu)也需要持續(xù)關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)的變化，以便及時(shí)調(diào)整自身的技術(shù)和產(chǎn)品策略。
IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)MMS、GOOSE 和SV 的關(guān)系
MMS (Manufacturing Message Specification)
MMS是一種面向制造行業(yè)的通用應(yīng)用層協(xié)議，用于工業(yè)控制系統(tǒng)中的設(shè)備管理與監(jiān)控。在IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)中，MMS主要用于站控層的IEDs與后臺(tái)系統(tǒng)之間的通信，例如遠(yuǎn)程配置IEDs、獲取IEDs的狀態(tài)信息等。MMS提供了諸如讀寫變量、事件報(bào)告等功能，使得后臺(tái)系統(tǒng)可以對(duì)變電站內(nèi)的IEDs進(jìn)行有效的監(jiān)控和控制。
GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event)
GOOSE是一種高速報(bào)文傳輸機(jī)制，用于變電站內(nèi)部IEDs之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。它基于發(fā)布/訂閱模式，支持多播通信，能夠以毫秒級(jí)的速度傳遞跳閘信號(hào)或其他需要快速響應(yīng)的信息。GOOSE特別適用于保護(hù)功能，如故障檢測(cè)和隔離，因?yàn)樗梢源_保關(guān)鍵信號(hào)的迅速傳播。GOOSE使用ASN.1編碼格式，并直接映射到數(shù)據(jù)鏈路層，繞過(guò)了TCP/IP協(xié)議棧，從而減少了延遲。
SV (Sampled Value)
SV用于傳輸模擬量采樣值，如電流和電壓測(cè)量值，從過(guò)程層的傳感器或合并單元（MU）發(fā)送到IEDs。這些采樣值對(duì)于狀態(tài)估計(jì)、相量測(cè)量單元（PMU）以及其他需要高精度時(shí)間同步的應(yīng)用至關(guān)重要。SV同樣不依賴于TCP/IP，而是直接利用以太網(wǎng)幀進(jìn)行傳輸，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。
IEC 61850與MMS、GOOSE/SV的關(guān)系
分層架構(gòu)：IEC 61850采用了一種分層架構(gòu)，包括站控層、間隔層和過(guò)程層。MMS主要應(yīng)用于站控層，GOOSE則跨越間隔層和過(guò)程層用于IEDs間的快速數(shù)據(jù)交換，而SV專用于過(guò)程層的數(shù)據(jù)采集。
統(tǒng)一性與互操作性：通過(guò)SCL（Substation Configuration Language），IEC 61850實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)變電站配置的一致描述，這有助于不同廠商生產(chǎn)的IEDs之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成和互操作性。MMS、GOOSE和SV都是該框架下的組成部分，各自承擔(dān)著特定的任務(wù)，共同構(gòu)成了一個(gè)完整的通信體系。
實(shí)時(shí)性保障：IEC 61850強(qiáng)調(diào)了實(shí)時(shí)性的重要性，尤其是對(duì)于保護(hù)和控制應(yīng)用。GOOSE和SV由于其特殊的傳輸機(jī)制，能夠在滿足低延遲要求的同時(shí)提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，這是傳統(tǒng)MMS所不具備的特點(diǎn)。
綜上所述，IEC 61850不僅僅是一套協(xié)議，更是一個(gè)全面的框架，它整合了MMS、GOOSE和SV等多種通信方式，旨在為現(xiàn)代電力系統(tǒng)提供高效、可靠的通信解決方案。
