第31卷第2期 电力自动化设备 Vol.31 No.2 092011年2月 Electric Power Automation Equipment Fe-h.2011 基于EC61850标准的智能配电终端建模 韩国政，徐丙垠23 (1.山东大学电气工程学院，山东济南250061； 2.山东理工大学电气与电子工程学院，山东淄博255012： 3.山东科江电力自动化有限公司，山东淄博255087) 摘要：为了实现配电终端的即插即用，在分析配电终端功能的基础上，应用IEC61850建模的技术和方法，使 用EC61850提供的数据模型和逻辑节点，究成了对绩线终端(TU)和配电变压器终端(TTU)的信息 建模。对配电终端与主站、配电终端与配电终端之间的通信进行了分析，给出了可以使用的[EC61850的 信息交换模型。分析了IEC61850客户/服务器模型的MMS映射和IEC60870-5-101/104映射。 关键词：智能配电网：IEC61850:配电自动化；智能配电终端；建模 中图分类号：TM711:TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-6047(2011)02-0104-04 0引言 1.2 FTU TU完成配电线路的监测，具有遥信、遥测，遥 国际电工委员会(IEC)制定的《IEC61850变 控和故障检测等功能。 电站通信网络和系统标准》1在变电站自动化 a.数据采集与监视控制(SCADA)功能。SCADA 领域得到了广泛应用21。它采用分层分布式的体 功能主要指常规的遥信、遥测、遥控功能，是TU 系结构和面向对象的建模方法，实现了数据对象的 最基本的功能，包括对配电线路开关状态、电流、电 自我描述，为不同厂商的智能电子设备(ED)实现 压、有功、无功等的监测，接收遥控命令，控制开关分 互操作和系统无缝集成提供了有效的途径。随着 合等。 IEC61850技术的逐渐成熟和广泛应用，其技术和方法 b.故瘴检测功能。通过对过电流或故障指示器 逐渐推广至变电站自动化以外的其他应用领域6。 信号进行判嘶，产生线路故障告警信号，判别短路故 在配电白动化中需要接入大量的、种类繁多的 障、小电流接地故障。 配电终端。由于应用环境不同、生产厂家不同，配电 ℃.电源管理功能。监视电池可用状态，对电池 终端完成的功能和采用的数据接口也不尽一致，一 进行浮充，具有过放电保护、电池活化、电池容量监 直是配电自动化亟待解决的一大技术雅题0。本 测等功能。 文讨论采用IEC61850的技术和方法对配电终端通 d.分布式智能。通过相关节点上的配电终端之 信进行建模，规范配电终端的数据接口和通信方式。 间的实时数据交换，实现线路故障的快速自愈。 1 配电终端功能分析 e.通信功能。配置多种工业标准的数据通信规 约，实现配电终端与配电自动化主站、配电终端之间 1.1配电终端的分类 的数据通信。 配电自动化终端是用于配电网的各种远方监 1.3 TTU 测、控制单元的总称，简称为配电终端。配电终 TTU监测并记录配电变压器运行工况，能够采 端用于采集、监测和控制配电网的各种实时、准实 时信息。根据监控对象不同分为馈线终端 集电流，电压、电量。TTU的构成与T类似，只 (FTU)、配电变压器终端(TTU)、开闭所终端DTU 有遥测、遥信和通信功能，没有遥控功能。 (Distribution Terminal Unit)。FTU主要是安装在 2信息模型 10kV配电网架空线路上的柱上开关和电缆线路上 的环网柜，分支箱等处。TTU用于配电变压器低压 2.1柱上开关FTU模型 侧出线的监测。DTU主要安装在配电线路的开闭 柱上开关安装在10kV配网架空线路的线杆上， 所和配电所等处，类似于变电站的RTU,本文不再 一般为负荷开关或者断路器，通过TU监测柱上开 进行详细讨论。 关的运行状态，并对柱上开关进行遥控操作。为柱上 开关TU进行信息建模，如图1所示。 收稿日期：2010-06-11：修回日期：2010-11-04 图1中，将柱上TU分成3个逻辑设备(LD), 万方数据
第3l卷第2期 电力自动化设备 V01．31 No．2 @201 1年2月 队一tric Power Automation Equipment Fd)．20 1 I ■__—●——●■●—●_—●———■——●————————■—■———■■——●——■■————_●—●—●●—一I—I●———_●■●—■_———■■■■■—■■—■●——■—_—■■■■——_———_■———●—●●————_ 基于IEC61850标准的智能配电终端建模 韩国政1．徐丙垠2，3 (1．山东大学电气工程学院，山东济南250061： 2．山东理工大学电气与电子工程学院，山东淄博255012： 3．山东科汇电力自动化有限公司．山东淄博255087) 摘要：为了实现配电终端的即插即用。在分析配电终端功能的基础上，应用IEC61850建模的技术和方法．使 用IEC61850提供的数据模型和逻辑节，占’，完成了对馈线终端(FTU)和配电变压器终端(TrU)的信息 建模。对配电终端与主站、配电终端与配电终端之间的通信进行了分析．给出了可以使用的IEC61850的 信息交换模型。分析了IEC61850客户／服务器模型的MMS映射和IEC60870—5—101／104映射。 关键词：智能配电网；IEC61850；配电自动化；智能配电终端；建模 中图分类号：TM 71l：TM 76 文献标识码：A 文章编号：1006—6047(2011)02—0104—04 O 弓1-'- 1．2 FFrTUu完成配电线路的监测，具有遥信、遥测、遥 国际电工委员会(IEC)制定的{IEC61850变 电站通信网络和系统标准》…在变电站自动化 领域得到了广泛应用i2-引。它采用分层分布式的体 系结构和面向对象的建模方法．实现了数据对象的 自我描述．为不同厂商的智能电子设备(1ED)实现 互操作和系统无缝集成提供了有效的途径．随着 IEC61850技术的逐渐成熟和广泛应用．其技术和方法 逐渐推广至变电站自动化以外的其他应用领域-6-9j。 在配电自动化中需要接人大量的、种类繁多的 配电终端。由于应用环境不同、生产厂家不同，配电 终端完成的功能和采用的数据接口也不尽一致．一 直是配电自动化亟待解决的一大技术难题L10-11】。本 文讨论采用IEC61850的技术和方法对配电终端通 信进行建模．规范配电终端的数据接口和通信方式。 1 配电终端功能分析 1．1配电终端的分类 配电自动化终端是用于配电网的各种远方监 测、控制单元的总称．简称为配电终端。配电终 端用于采集、监测和控制配电网的各种实时、准实 时信息。根据监控对象不同分为馈线终端 (FTU)、配电变压器终端(1rI'U)、开闭所终端DTU (Distribution Terminal Unit)。FI'U主要是安装在 10 kV配电网架空线路上的柱上开关和电缆线路上 的环网柜、分支箱等处。TTU用于配电变压器低压 侧出线的监测。DTU主要安装在配电线路的开闭 所和配电所等处，类似于变电站的RTU．本文不再 进行详细讨论。 收稿日期：2010—06—11；修回日期：2010—1 1-04 控和故障检测等功能。 a．数据采集与监视控制(SCADA)功能。SCADA 功能主要指常规的遥信、遥测、遥控功能。是盯U 最基本的功能，包括对配电线路开关状态、电流、电 压、有功、无功等的监测，接收遥控命令。控制开关分 合等。 b．故障检测功能。通过对过电流或故障指示器 信号进行判断．产生线路故障告警信号．判别短路故 障、小电流接地故障。 c．电源管理功能。监视电池可用状态．对电池 进行浮充，具有过放电保护、电池活化、电池容量监 测等功能． d．分布式智能。通过相关节点上的配电终端之 间的实时数据交换．实现线路故障的快速自愈。 e．通信功能。配置多种工业标准的数据通信规 约，实现配电终端与配电自动化主站、配电终端之间 的数据通信。 1．3 1fI'U TIU监测并记录配电变压器运行工况．能够采 集电流、电压、电量。rITllU的构成与丌U类似，只 有遥测、遥信和通信功能。没有遥控功能。 2信息模型 2．1柱上开关F]Ⅲ模型 柱上开关安装在10 kV配网架空线路的线杆上． 一般为负荷开关或者断路器．通过FTIU监测柱上开 关的运行状态。并对柱上开关进行遥控操作。为柱上 开关兀TU进行信息建模，如图l所示。 图l中，将柱上盯U分成3个逻辑设备(LD)。 万方数据
第2期 韩间政，等.草于FC61850标准的智能配电终端建模 桂上开关TU e,RFL0为故障定位原件，发生短路故障时，可 LD,(测挖) 以通过故障时线路的电流值和电乐值计算得到母 LINOLPDH 线到故障点的电抗值，利用输人的线路单位长度的 上1 CSWI XSWI 电抗值计算故障距离。 开关 D MMXU MHAI MSQI TCTR 2.1.3电源管理LD1 TCTRTVTR GGIO LD,为电源管理模块，包括ZBAT(电池)和ZBTC LD保护) (电池充电管理)等逻辑节点。ZBAT和ZBTC在 TVTR LLNO LPDH 1EC61850-7-420里定义得比较明确，可以参照 PIOC PTOC]PSDE 执行。 柱上 XSWI RDIR RFTO 开关 2.2环网柜FTU模型 LD,(电源) 户外型环网开关柜，用于配电网电缆网线路中， 出线 LLNO LPDH 起分支、分段联络的作用，一般由3-6路开关箱组成。 开关 ZBAT ZBTC 柱上开关仅有1路开关，对柱上开关TU信息模 型进行扩展得到环网柜FTU的信息模型，以2路开 图1柱上开关U信息模型 关为例，采集1路电压（母线电压）、2路电流（开关 Fig.1 Information mode of pole-mounted FTU 电流)，信息模型如图2所示。 即LD1、LD2和LD,。LD,主要完成常规SCADA功 能，实现遥信、遥测，遥控：LD2主要完成保护和故障 IED-Ring FTU 检测功能：LD,主要完成智能电源模块管理。每个逻 LD,(测控) LLNO LPDH 辑设备都包含LLNO和LPHD。LLNO包含物理装置 CSWIa XSWIa CGIOa IED的相关信息、控制IED自检等：LPDH为物理装 MMXUa MHAla MSQla TCTRa 置的公共信息建模，如铭牌信息、装置自检结果等。 TVTR 2.1.1测控LD1 CSWIb XSWIb CCIOb LD,为测控功能模块，包括开关控制器(CSWI)、 MMXUb MHAIb MSQIb TCTRb 负荷开关(XSWI)、测量(MMXU)、谐波和间谐波 ID(保护) (MHAI),相序和不平衡(MSQI)、电流互感器(TCTR)、 LINO LPDH 电压互感器(TVTR)、通用过程I/O(GGIO)等逻 PIOCa PTOCa PSDEa RDIRa RFLOa 辑节点。 PIOCb PTOCb PSDEb RDIRbRFLb a.CSWI通过XSWI控制柱上开关，采集开关的 位置状态。XSW1为负荷开关，如果柱上开关采用断 LD(电源) 路器，使用断路器(XCBR)代替负荷开关(XSWI)。 LLNO LPDH b.MMXU通过TCTR,TVTR采集配电线路的电 ZBAT ZBTC 流、电压信息。MHAI完成谐波测量，MSQI用来测量 不平衡电流。GGI0为通用过程I/0逻辑节点，可 围2环网柜TU信息模型 以将一些不方便建模的模拟量或者状态量接入，如 Fig.2 Information mode of FTU for RMU 开关控制的软压板信息等。 图2中，对含有2路开关的环网柜TU进行了 2.1.2保护LD2 建模，虚线框起的部分代表一路开关信息。实际应 LD2为保护、故障检测功能模块，包括瞬时过流 用中可能包含3~6路开关信息，可以进行相应的扩 (PIOC)、时限过电流(PTOC)、灵敏方向接地故障 展。另外，信息模型中开关以负荷开关为例，如果实 (PSDE)、方向元件(RDIR)、故障定位(RFLO)等逻辑 际中采用的是断路器，则需要将相应的XSW1替 节点。 换为XCBR。 a.PIOC瞬时过流保护，短路故障的瞬时过流信 2.2.1测控LD 号检测，为过流1段保护。 LD,中的测量量包含1路电压信息，2路开关电 b.PTOC时限过流保护，作为短路故障的过流Ⅱ 流、位置，控制信息。 段保护。 a.电压信息，TVTR。 C.PSDE用于小电流接地故障检测。 b.a路开关信息，包括位置、控制信息CSWIa、 d.RDIR为方向元件，检测故障的方向。在不对 XSWIa,电流信息MMXUa(测量相关电流信息)、 称故障时通过检测负序电压、电流之间的相位差，判 MHAla、MSQIa,TCTRa,压板信息GGIOa。 断故障方向：而在发生三相对称故障时，通过比较相 C.b路开关信息，包括位置、控制信息CSWIb、 电压、相电流的相位差判断故障方向。 XSWIb,电流信息MMXUb(测量相关电流信息)、 万方数据
第2期 韩同政．等：荩丁IEC61 850标准的智能配电终端建横 。 柱上开关刑 LD．(测控) 圆圆团圆圆圆圆 圃圃网 LD：(保护) 圆圃圆圆圆 圃圃 LD，(电源) 圆圆圆圆 图I柱上开关兀U信息模型 Fig．1 Information mode of pole—mounted F1Ⅲ 即LD，、LD，和LD，。LD。主要完成常规SCADA功 能，实现遥信、遥测、遥控；LD：主要完成保护和故障 检测功能：L队主要完成智能电源模块管理。每个逻 辑设备都包含LLN0和LPHD。LLNO包含物理装置 lED的相关信息、控制IED自检等；LPDH为物理装 置的公共信息建模。如铭牌信息、装置自检结果等。 2．I．1测控LDl LD，为测控功能模块，包括开关控制器(CSWI)、 负荷开关(XSWI)、测量(MMXU)、谐波和间谐波 (MHAI)、相序和不平衡(MSQI)、电流互感器(TCTR)、 电压互感器(TVTR)、通用过程I／O(GGIO)等逻 辑节点。 a．CSWI通过XSWl控制柱上开关．采集开关的 位置状态。XSWI为负荷开关．如果柱上开关采用断 路器．使用断路器(XCBR)代替负荷开关(XSWI)。 b．MMXU通过TCTR、TVTR采集配电线路的电 流、电压信息。MHAI完成谐波测量，MSQI用来测量 不平衡电流。GGIO为通用过程I／O逻辑节点。可 以将一些不方便建模的模拟量或者状态量接入．如 开关控制的软压板信息等。 2．1．2保护LD2 ．LD，为保护、故障检测功能模块，包括瞬时过流 (PIOC)、时限过电流(PTOC)、灵敏方向接地故障 (PSDE)、方向元件(RDIR)、故障定位(RFLO)等逻辑 节点。 a．PIOC瞬时过流保护，短路故障的瞬时过流信 号检测．为过流I段保护。 b．PTOC时限过流保护．作为短路故障的过流Ⅱ 段保护。 c．PSDE用于小电流接地故障检测。 d．RDIR为方向元件，检测故障的方向。在不对 称故障时通过检测负序电压、电流之间的相位差，判 断故障方向：而在发生三相对称故障时．通过比较相 电压、相电流的相位差判断故障方向。 e．RFLO为故障定位原件．发生短路故障时．可 以通过故障时线路的电流值和电压值计算得到母 线到故障点的电抗值．利用输入的线路单位长度的 电抗值计算故障距离。 2．1．3电源管理L从 LD，为电源管理模块．包括ZBAT(电池)和ZBTC (电池充电管理)等逻辑节点。ZBAT和ZBTC在 IEC61850—7—420里定义得比较明确…．可以参照 执行。 2．2环网柜丌U模型 户外型环网开关柜．用于配电网电缆网线路中． 起分支、分段、联络的作用，一般由3-6路开关箱组成。 柱上开关仅有1路开关．对柱上开关FTU信息模 型进行扩展得到环网柜丌U的信息模型．以2路开 关为例，采集l路电压(母线电压)、2路电流(开关 电流)，信息模型如图2所示。 IED·Ring丌U LD．(测控) ． nj丽订网 CSWIa||XSWIal 『GGIOa MMXUal 1MHAIa||MSQIal TCTRa CSWIb J|XSWIbj GGIOb ．rrvTRI ．MMXUb]I丛望皇!!f MS01b TCTRb LD：(保护) 同网 PIOCa||PTOCaI fPSDEaIlRDIRa||RFLOal IPIOCb||PTOCbI IPSDEbl|RDIRbIlRFI,ObI L玑(电源) 圆圃网网 图2环网柜刑信忌模型 Fig．2 Information mode of Fru for RMU 图2中．对含有2路开关的环网柜刑进行了 建模．虚线框起的部分代表一路开关信息。实际应 用中可能包含3～6路开关信息．可以进行相应的扩 展。另外．信息模型中开关以负荷开关为例，如果实 际中采用的是断路器．则需要将相应的XSWI替 换为XCBR。 2．2．1测控LDl LD。中的测量量包含1路电压信息。2路开关电 流、位置、控制信息。 a．电压信息．TVTR。 b．a路开关信息，包括位置、控制信息CSWIa、 XSWIa，电流信息MMXUa(测量相关电流信息)、 MHAIa、MSQIa、TCTRa．压板信息GGIOa。 c．b路开关信息，包括位置、控制信息CSWIb、 XSWIb，电流信息MMXUb(测量相关电流信息)、 万方数据
© 电力自动化设备 第31卷 MHAb,MSQb、TCTRb,压板信息GGIOb.。 表示终端与过程层设备之间的信息交换，使用采样 2.2.2保护LD2 值传输模型和G0OSE模型。 LD2中包括对2路开关的保护。 d.时间同步。直接采用IEC61850中的时间同 a.a路开关保护PIOCa、PTOCa、PSDEa,RDIRa、 步模型，保持所有终端的时间与主站一致。 RFLOa。 4服务映射 b.b路开关保护PIOCb、PTOCb、PSDEb、RDIRb、 RFLOb 按照IEC61850的标准，将配电终端用到的信息 2.3TTU模型 交换股务映射到具体的通信方式。 TTU用于采集配电变压器的电流、电压、电量， a,客户/服务器模型，映射到制造业报文规范 信息模型如图3所示。 MMS(Manufacturing Message Specification)IEC IED-TTU 60870-5-101/104上实现。 1D,(测控) b.G00SE报文，参照IEC61850-8-1直接映射 LLNO LPDH 到IS0/IEC8802-3以太网数据链路层。 MMXU MMTRMHAI MSQI c采用值传输，参照IEC61850-9-2进行映射。 TVTRTCTR GCIO d.时间同步采用简单网络时间协议进行映射。 其中b,c,d在IEC61850中的定义已比较明确， LD(电源 LLNO LPDH 直接使用IEC61850-8-1、IEC61850-9-2中相关 ZBAT ZBTC 的实现方式。本文主要对a中客户/服务器模型映 射在实际应用中的一些问题进行讨论。 。 图3配变TTU信急模型 4.1映射到MMS Fig.3 Information mode of TTU IEC61850-8-1中详细定义了映射到MMS实 图3中，对包含1路电压、1路电流的配电终端 现方式。MMS编码格式采用抽象语法表示法ASN.1 TTU进行建模，若包含多路信息可做相应的扩展。 (Abstract Syntax NotationI),底层采用TCP/IP。MMS+ TCP/IP+以太网是一种比较可行的实现方式，已在 3信息交换 变电站自动化领域得到了广泛的应用。 配电终端的信息交换包括主站与终端、终端与 将MMS映射扩展到配电自动化中，配电自动 终端、终端与过程层设备电流互感器、电压互感器、 化对通信的时间性比变电站自动化要低，但设备比 开关、配变等的信息交换，如图4所示。 变电站白动化要多，采用MMS通信需要降低对单个 设备的访问次数，以保证在规定的时间内完成对所 在IEC61850中，主 丰站 有设备的轮询。 要由客户/服务器模型， (控制中心) 面向变电站事件的通用 4.2映射到IEC60870-5-101/104 ①Y ① IEC TC:57制订了IEC61850与IEC60870-5- 对象(G0OSE)模型、采用 [终一②终端 101/104之间信息交换的导则IEC61850-80-1。 值传输模型、时间同步 ③ 模型等实现配电终端的电流，电压互感电流，电压互感 使用IEC61850-80-1可以完成数据模型的陕射，用 器，开关，配变器，开关.配变 于变电站与控制中心的通信。终端与主站之间的通 信息交换。 信也可以参照使用。 a.终端与主站的信息 围4终端相关的信息交换 但IEC61850-80-1对服务模型的支持不够好， 交换。图4中①表示终端 Fig.4 Information exchange 与主站之间的信息交 of terminal 比t如Server的GetServerDirectory,Logical Device的 GetlogicalDeviceDirectory等偏重于信息模型月描述 换，包括保护信息和控制命令，实时性要求不是 的部分在IEC60870-5-101/104中没有相应实现。 很高（≤1s),采用客户/服务器模型就可以满足要 这主要是由于2种标准所采用的模型不一致造成 求。由于主站需要接人大量的终端，采用G00SE容 的，对于这些不能映射的部分可以采用Web-Services 易造成网络负载过重，此处的信息交换建议不采用 文件传输，或者对EC60870进行扩展，添加相关的 G00SE模型。 应用来实现。 b.终端与终端的信息交换。图4中②表示终 通过采用EC61850对配电终端进行建模，信息 端与终端之间的信息交换，包括保护信息和控制命 表可以采用面向对象的数据描述方法，遵循统一的 令。可以采用客户/服务器模型，对于快速报文（≤ 数据命名规范，用变电站配置描述语言(SCL) 20ms),如快速故障切除等可采用G0OSE模型。采 进行描述，在主站端可以很好地实现数据解析，如 用G00SE模型时，尽量将C00SE信息控制在终端 图5所示。 与终端的子网内部，避免加重全网的网络负担。 图5中，将开关位置信息CSWIa.Pos.stVal采用 c.终端与过程层设备的信息交换。图4中③ IEC60870-5-104中的类型标识31（带CP56Time2a 万方数据
MHAIb、MSQIb、TCTRb，压板信息GGIOb。 2．2．2保护LD2 LD，中包括对2路开关的保护。 a．a路开关保护PIOCa、胛OCa、PSDEa、RDIRa、 RFLOa。 b．b路开关保护PIOCb、PTOCb、PSDEb、RDIRb、 RFLOb。 2．3 TTU模型 TrU用于采集配电变压器的电流、电压、电量， 信息模型如图3所示。 I,D。(测控) 圆回圃圃圆圆 圃圆圆 · 图3配挛1rru信息模型 Fig．3 Information mode of刑 图3中，对包含1路电压、1路电流的配电终端 rrI’U进行建模。若包含多路信息可做相应的扩展。 3信息交换 配电终端的信息交换包括主站与终端、终端与 终端、终端与过程层设备电流互感器、电压互感器、 开关、配变等的信息交换，如图4所示。 在IEC61850中．主 要由客户／服务器模型、 面向变电站事件的通用 对象(GOOSE)模型、采用 值传输模型、时间同步 模型等实现配电终端的 信息交换。 911．终端与主站的信息 交换。图4中①表示终端 与主站之间的信息交 I电流、电压互感 电流、电压互感 l器。开关．配变 器。开关，配变 图4终端相关的信息交换 Fig．4 Information exchange of terminal 换．包括保护信息和控制命令，实时性要求不是 很高(≤1 s)．采用客户／服务器模型就可以满足要 求。由于主站需要接人大量的终端．采用GOOSE容 易造成网络负载过重．此处的信息交换建议不采用 GOOSE模型． b．终端与终端的信息交换。图4中②表示终 端与终端之间的信息交换，包括保护信息和控制命 令。可以采用客户／服务器模型。对于快速报文(≤ 20 I'lls)。如快速故障切除等可采用GOOSE模型。采 用GOOSE模型时，尽量将GOOSE信息控制在终端 与终端的子网内部，避免加重全网的网络负担。 c．终端与过程层设备的信息交换。图4中③ 表示终端与过程层设备之间的信息交换．使用采样 值传输模型和GOOSE模型． d．时间同步。直接采用IEC61850中的时间同 步模型，保持所有终端的时间与主站一致。 4服务映射 按照IEC61850的标准．将配电终端用到的信息 交换服务映射到具体的通信方式。 a．客户／服务器模型．映射到制造业报文规范 MMS(Manufacturing Message Specification)或者IEC 60870—5—101／104上实现。 b．GOOSE报文．参照IEC61850—8—1直接映射 到ISO／IEC8802—3以太网数据链路层。 c．采用值传输．参照IEC61850—9—2进行映射。 ‘d．时间同步采用简单网络时间协议进行映射。 其中b、c、d在IEC61850中的定义已比较明确， 直接使用IEC61850—8—1、IEC61850—9—2中相关 的实现方式．本文主要对a中客户／服务器模型映 射在实际应用中的一些问题进行讨论。 4．1映射到MMS IEC61850—8一l中详细定义了映射到MMS实 现方式。MMS编码格式采用抽象语法表示法ASN．1 (Abstract Syntax Notatiord)，底层采用TCP／IP。MMS+ TCP／IP+以太网是一种比较叮行的实现方式．已在 变电站自动化领域得到了广泛的应用。 将MMS映射扩展到配电自动化中．配电自动 化对通信的时间性比变电站自动化要低．但设备比 变电站自动化要多．采用MMS通信需要降低对单个 设备的访问次数。以保证在规定的时间内完成对所 有设备的轮询。 4．2映射到IEC60870—5—101／104 IEC TC57制订了IEC61850与IEC60870—5— 101／104之间信息交换的导则IEC61850—80—1。 使用IEC61850—80一l可以完成数据模型的映射．用 于变电站与控制中心的通信。终端与主站之间的通 信也可以参照使用。 但IEC61850—80—1对服务模型的支持不够好． 比如Server的GetServerDirectory、Logical Device的 GetLogicalDevieeDirectory等偏重于信息模型自描述 的部分在IEC60870—5—101／104中没有相应实现。 这主要是由于2种标准所采用的模型不一致造成 的．对于这些不能映射的部分可以采用Web—Services 文件传输．或者对IEC60870进行扩展．添加相关的 应用来实现。 通过采用IEC61850对配电终端进行建模。信息 表可以采用面向对象的数据描述方法．遵循统一的 数据命名规范，用变电站配置描述语言(SCL) 进行描述．在主站端可以很好地实现数据解析．如 图5所示。 图5中，将开关位置信息CSWIa．Pos．stVa]采用 IEC60870—5—104中的类型标识31(带CP56Time2a 万方数据
第2期 韩同政.等：基于EC61850标准的智能配电终端建模 0 模[J1.电力自动化设备，2006,26(3)：85-89. XU Ning,ZHU Yongli.DI Jian,et al.Substation automation object modeling based on IEC61850[J].Electric Power Automation Equipment,2006,26(3):85-89. 力自动化设备，2008,28(10)：68-70. [7]秦立军，刘，石战峰，等.EC61850体系下的配电网自动化系 统iJ1.电力设备.2007,8(12)：13-15. 图5信息映射SCL QIN Lijun,LIU Lin,SHI Junfeng,et al.Distribution automation system under IEC61850 system[J Electrical Equipment,2007. Fig.5 Information mapping SCL 8(12):13-15 时标的双点信息)来实现，地址1059。 [8]徐斌，刘子英.基于EC61850的配电线路保护ED设计[J1.电 力自动化设备，2007.27(9)：103-106. 5结语 XU Bin,LIU Ziying.Design of IED based on IEC61850 standard for distribution system line protection[J].Electric Power 使用IEC61850的技术和方法，对配电终端进 Automation Equipment,2007.27(9):103-106. [9]MOHAGHEGHI S,MOUSAVI M.STOUPIS J,et.al.Modeling 行统一建模，规范了设备接口，可以方便地实现配电 distribution automation system components using IEC61850[C]/ 终端设备的互联操作。 Power&Energy Society General Meeting,2009.Calgary.Canada: 将EC61850应用到配电终端与配电自动化主 1EFE,2009:1-3. [10]徐丙垠，李天友，薛永端.智能配电网与配电自动化[J】.电力系 站之间的通信，目前仍处于探索和实验阶段，信息模 统自动化，2009,33(17)：3841. 型的建立和服务的陕射还需要不断完善。 XU Bingyin.LI Tianyou,XUE Yongduan.Smart distribution grid and distribution automation [J].Automation of Electric Power 参考文献： Systems,2009,33(17):38-41. [10]徐丙跟，李天友.配电自动化若干问题的探讨[J].电力系统自 [1]IEC.IEC61850 Communication networks and systems in subeta- 动化，2010.34(9)：81-86. tions[S].Geneva,Switzerland:IEC,2003. XU Bingyin,LI Tianyou.Investigations to some distribution [2]孙一民，陈远生.母线保护装置的EC61850倍息模型[J1.电力 automation issues[])Automation of Electrie Power Systems,2010, 系统自动化，2007.21(2)：51-54. 34(9):81-86. SUN Yimin.CHEN Yuansheng.An IEC61850 standard communi- [11]李天友，金文龙，徐丙跟.配电技术[M].北京：中国电力出版 cation model for bus protection[J].Automstion of Electric Power 杜.，2008：281-284. Systems,2007,21(2):51-54. (编辑：注仪珍) [3]王玲，崔琪，與保记，等.基于EC61850的高压线路间隔的建模 研究[J].继电器.2007,35(24)：33-35. 作者简介： WANG Ling.CUI Qi.YUN Baoji,et al.Analysis on high voltage line bay based on IEC61850[J].Relay,2007.35(24):33-35. 韩国政(1976-)，男，山东品邑人，高级工轻师，博士研究 [4]王俊生，吴林平，王振曦，等.高压直流控制保护系统EC61850 生，主要研究方向为配电网自动化(E-mail:han_guozheng(@163. 建模J].电力系统自动化.2009.33(1)：41-44. com): WANG Junsheng.WU Linping.WANG Zhenxi.et al.Modelling 徐两接(1961-)，男.山东膝州人，戴授，海士研究生导 of HVDC control and protection system based on IEC61850[J]. 师，博士，主要研究方向为电力系统故陳检测、配电网自动化 Automation of Electric Power Systems,2009.33(1):41-44. 和智能电同。 Modeling of intelligent distribution terminal according to IEC61850 HAN Guozheng',XU Bingyin23 (1.Shandong University,Ji'nan 250061,China; 2.Shandong University of Technology,Zibo 255012,China; 3.Kehui Power Automation Co.,Zibo 255087,China) Abstract:Based on the analysis of distribution terminal functions,the FTU information model and TTU information models are built with the modeling methods,techniques,data models and logic nodes supplied by IEC61850 to realize the plug-and-play of distribution terminal.The communications between distribution terminal and master station and between distribution terminals are analyzed,the applicable IEC61850 information exchange model is presented,and the mapping of client/server model to MMS or to IEC60870 -5-101/104 is introduced. Key words:smart distribution grid;IEC61850;distribution automation;intelligent distribution terminal; modeling 万方数据
图5信息映射SCL Fig．5 Information mapping SCL 时标的双点信息)来实现，地址1059。 5 结语 使用IEC61850的技术和方法．对配电终端进 行统一建模．规范了设备接121．可以方便地实现配电 终端设备的互联操作． 将IEC61850应用到配电终端与配电自动化主 站之间的通信．目前仍处于探索和实验阶段．信息模 型的建立和服务的映射还需要不断完善。 参考文献： 『1]IEC．IEC61850 Communication networks and systems in substa． tions『S]．Geneva，Switzerland：IEC，2003． [2]孙一民．陈远生．母线保护装置的IEC61850信息模型[J]．电力 系统自动化．2007．21(2)：51—54． SUN Yimin．CHEN Yuansheng．An IEC61850 standard emnlnuni． cation model for bus protection[J]．Automation of Electric Power Systems．2007，2l(2)：51．54． [3]王玲，崔琪，负保记，等．基于IEC61850的高压线路间隔的建模 研究[J]．继电器，2007．35(24)：33．35． WANG Ling，CUi Qi，YUN Baoji，et a1．Analysis on hish voltage lihe bay bared on IEC61850[J]．Relay。2007，35(24)：33—35． [4]王俊生，吴林平，王振曦，等．高压直流控制保护系统1EC61850 建模[J]．电力系统自动化，2009，33(1)：41埘． WANG Junsheng，WU Linping。WANG Zhenxi，et a1．Modelling of HVDC control and protection system based on IEC61850[J]． Automation of Electric Power Systems，2009，33(1)：41--44． [5]徐宁，朱永利，邸剑，等．基于IEC61850的变电站自动化对象建 模[J]．电力自动化设备，2006，26(3)：85—89． XU Ning，ZHU Yongli．DI Jian，et a1．Substation automation object modeling based on IEC61 850[J]．Electric Power Automation Equipment，2006，26(3)：85—89， [6]陆岩，胡道徐，马文龙．IEC61850信息建模的反思与变通[J]．电 力自动化设备，2008，28(10)：68．70． LU Yah．HU Daoxu，MA Wenlong．Reconsideration and compromi∞ of IEC61850 information modeling[J】．Electric Power Automation Equipment．2008。28(10)：68—70． f7]秦立军，刘麟，石峻峰．等．IEC61850体系下的配电网自动化系 统[J]．电力设备，2007，8(12)：13．15． QIN Lijan．LIU Lin，SHI Junfeng，et a1．Distribution automation system under IEC61850 system[J]．Electrical Equipment。2007， 8(12)：13-15． [8]徐斌，刘子英．基于IEC61850的配电线路保护lED设计[J]．电 力自动化设备，2007，27(9)：103．106． XU Bin，LIU Ziying．Design of IED based on IEC61850 standard for distribution system line protection[J]．Electric Power Automation Equipment，2007．27(9)：103·106． [9]MOHAGHEGHI S，MOUSAVI M，STOUPIS J，et a1．Modeling distribution automation system components using IEC61850[C]∥ Power＆Energy Society General Meeting，2009．Calgary，Canada： IEEE，2009：1—3． [10]徐丙垠，李天友，薛永端．智能配电网与配电自动化[j]．电力系 统自动化，2009，33(17)：38_41． XU Bingyin，L1 Tianyou，XUE Yongduan．Smart distribution鲥d and distritmtion automation[J]．Automation of Electric Power Systems，2009，33(17)：3841． [10】徐丙垠，李天友．配电自动化若干问题的探讨[J]．电力系统自 动化，2010，34(9)：8卜86． XU Bingyin，LI Tianyou．Investigations tO 80me distribution automation issues[J]．Automation of Electric Power Systems。2010， 34(9)：8l-86． [11]李天友。金文龙．徐丙垠．配电技术[M]．北京：中国电力出版 社。2008：281．284． (编辑：汪仪珍) 作者简介： 韩国政(1976一)，男，山东昌邑人，高级工程师，博士研究 生。主要研究方向为配电网自动化(E-mail：han_．guozheng@163． corn)； 徐丙垠(1961一)，男。山东滕州人，教授，博士研究生导 师，博士，主要研究方向为电力系统故障检测、配电网自动化 和智能电网． Modeling of intelligent distribution terminal according to IEC61850 HAN Guozhen91．XU Bingyin2·3 (1．Shandong University，Ji’nan 25006 l，China； 2．Shandong Universitv of Technology，Zibo 2550 1 2，China； 3．Kehui Power Automation Co．。Zibo 255087．China) Abstract：Based on the analysis of distribution terminal functions．the丌U information model and r11’U information models are built with the modeling methods，techniques，data models and logic nodes supplied by IEC6l 850 to realize the plug．and．play of distribution terminal．The communications between distribution terminal and master station and between distribution terminals are analyzed．the applicable IEC6 l 850 information exchange model is presented，and the mapping of client／server model to M MS or to IEC60870 ．5．101／104 is introduced． Key words：smart distribution加d；IEC61850；distribution automation；intelligent distribution terminal； modeling 万方数据
基于IEC61850标准的智能配电终端建模 田万方数据 NANFANG DATA 文献链接 作者： 韩国政，徐丙垠，HAN Guozheng,XU Bingyin 作者单位： 韩国政，HAN Guozheng(山东大学，电气工程学院，山东，济南，250061)，徐丙垠，X知 Bingyin(山东理工大学，电气与电子工程学院，山东，淄博.255012：山东科汇电力自动化有限 公司，山东，淄博，255087) 刊名： 电力自动化设备STI©PK 英文刊名： ELECTRIC POWER AUTOMATION EQUIPMENT 年，卷（期）： 2011.31(2) 鑫考文献(24条) 1.MOHAGHEGHI S:MOUSAVI M:STOUPIS J Modeling distribution automation system components using IEC61850 2009 2.IEC IEC61850 Commmunication networks and systems in substations 2003 3.徐丙垠：李天友配电自动化若干问题的探讨[期刊论文]-电力系统自动化2010(09) 4.孙一民.陈远生母线保护装置的IEC61850信息模型2007(2) 5.李天友：金文龙：徐丙垠配电技术2008 6.王玲.崔琪.负保记.薛强基于IEC61850的高压线路间隔的建模研究2007(24) 7.徐丙垠：李天友：薛永端智能配电网与配电自动化[期刊论文]-电力系统自动化2009(17) 8.王俊生.吴林平.王振曦.张少波高压直流控制保护系统IEC61850建模2009(1) 9.徐斌：刘子英基于IEC61850的配电线路保护IED设计[期刊论文]-电力自动化设备2007(09) 10.徐宁.朱永利.邸剑.于成洋.谢庆基于IEC61850的变电站自动化对象建模2006(3) 11.秦立军：刘解：石酸峰IEC61850体系下的配电网自动化系统[期刊论文]-电力设备2007(12) 12.陆岩.胡道徐.马文龙IEC61850信息建模的反思与变通2008(10) 13.陆岩：胡道徐：马文龙IEC61850信息建模的反思与变通[期刊论文]-电力自动化设备2008(10) 14.秦立军.刘麟.石峻峰.赵文广.任小勇IEC61850体系下的配电网自动化系统2007(12) 15.徐宁：朱永利：邸剑基于IEC61850的变电站自动化对象建模[期刊论文]-电力自动化设备2006(03) 16.徐斌.刘子英基于IEC61850的配电线路保护IED设计2007(9) 17.王俊生：吴林平：王振曦高压直流控制保护系统IEC61850建模[期刊论文]-电力系统自动化2009(01) 18.MOHAGHEGHI S.MOUSAVI M.STOUPIS J Modeling distribution automation system components using IEC618502009 19.王玲：崔琪：负保记基于IEC61850的高压线路间隔的建模研究[期刊论文]-继电器2007(24) 20.徐丙垠.李天友.薛永端智能配电网与配电自动化2009(17) 21.孙一民：陈远生母线保护装置的1EC61850信息模型[期刊论文]-电力系统自动化2007(02) 22.李天友.金文龙.徐丙垠配电技术2008 23.IEC IEC61850 Communication networks and systems in substations 2003 24.徐丙垠.李天友配电自动化若干问题的探讨2010(9) 本文链接：http:/d.g,wanfangdata.com.cn/Periodical_dlzdhsb201l02023.aspx
基于IEC61850标准的智能配电终端建模 作者： 韩国政， 徐丙垠， HAN Guozheng， XU Bingyin 作者单位： 韩国政,HAN Guozheng(山东大学,电气工程学院,山东,济南,250061)， 徐丙垠,XU Bingyin(山东理工大学,电气与电子工程学院,山东,淄博,255012;山东科汇电力自动化有限 公司,山东,淄博,255087) 刊名： 电力自动化设备 英文刊名： ELECTRIC POWER AUTOMATION EQUIPMENT 年，卷(期)： 2011,31(2) 参考文献(24条) 1.MOHAGHEGHI S;MOUSAVI M;STOUPIS J Modeling distribution automation system components using IEC61850 2009 2.IEC IEC61850 Communication networks and systems in substations 2003 3.徐丙垠;李天友 配电自动化若干问题的探讨[期刊论文]-电力系统自动化 2010(09) 4.孙一民.陈远生 母线保护装置的IEC 61850信息模型 2007(2) 5.李天友;金文龙;徐丙垠 配电技术 2008 6.王玲.崔琪.贠保记.薛强 基于IEC61850的高压线路间隔的建模研究 2007(24) 7.徐丙垠;李天友;薛永端 智能配电网与配电自动化[期刊论文]-电力系统自动化 2009(17) 8.王俊生.吴林平.王振曦.张少波 高压直流控制保护系统IEC 61850建模 2009(1) 9.徐斌;刘子英 基于IEC61850的配电线路保护IED设计[期刊论文]-电力自动化设备 2007(09) 10.徐宁.朱永利.邸剑.于成洋.谢庆 基于IEC61850的变电站自动化对象建模 2006(3) 11.秦立军;刘麟;石峻峰 IEC61850体系下的配电网自动化系统[期刊论文]-电力设备 2007(12) 12.陆岩.胡道徐.马文龙 IEC61850信息建模的反思与变通 2008(10) 13.陆岩;胡道徐;马文龙 IEC61850信息建模的反思与变通[期刊论文]-电力自动化设备 2008(10) 14.秦立军.刘麟.石峻峰.赵文广.任小勇 IEC 61850体系下的配电网自动化系统 2007(12) 15.徐宁;朱永利;邸剑 基于IEC61850的变电站自动化对象建模[期刊论文]-电力自动化设备 2006(03) 16.徐斌.刘子英 基于IEC61850的配电线路保护IED设计 2007(9) 17.王俊生;吴林平;王振曦 高压直流控制保护系统IEC61850建模[期刊论文]-电力系统自动化 2009(01) 18.MOHAGHEGHI S.MOUSAVI M.STOUPIS J Modeling distribution automation system components using IEC61850 2009 19.王玲;崔琪;负保记 基于IEC61850的高压线路间隔的建模研究[期刊论文]-继电器 2007(24) 20.徐丙垠.李天友.薛永端 智能配电网与配电自动化 2009(17) 21.孙一民;陈远生 母线保护装置的IEC61850信息模型[期刊论文]-电力系统自动化 2007(02) 22.李天友.金文龙.徐丙垠 配电技术 2008 23.IEC IEC61850 Communication networks and systems in substations 2003 24.徐丙垠.李天友 配电自动化若干问题的探讨 2010(9) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_dlzdhsb201102023.aspx
