什么是IEC61850通信協(xié)議
為何選擇IEC61850？
想象一下，全國各地都有數(shù)百家制造工廠，所有這些工廠都擁有自己品牌的設(shè)備，可以通過各種協(xié)議進(jìn)行通信?，F(xiàn)在想象一下，為了使這些植物有效地發(fā)揮作用，這些植物需要相互通信，但這些協(xié)議是不可互操作的。這些設(shè)備本身并不意味著彼此通信。
用變電站取代這些制造工廠，您就可以了解全世界在輸配電方面的情況。為了保持電能質(zhì)量和可靠性，變電站需要相互通信。但是，使用許多協(xié)議，需要進(jìn)行大量的工程工作。
此外，可再生能源和微電網(wǎng)引入了一系列不同的制造商，協(xié)議和電力，能夠擾亂電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性（例如供電頻率），以及各國能源結(jié)構(gòu)中對可再生能源的日益重視世界，迫切需要共同的協(xié)議結(jié)果。這種需求體現(xiàn)在IEC61850中，這是一種促進(jìn)變電站中“智能電子設(shè)備（IED）”之間互操作性和通信的通用協(xié)議，這對于智能電網(wǎng)或虛擬熱電廠（VHP）的開發(fā)至關(guān)重要。
IEC61850的優(yōu)勢并不止于此！其他優(yōu)點(diǎn)包括：
- IEC61850建立在以太網(wǎng)通信骨干網(wǎng)之上。因此，與串行通信相比，通信帶寬和速度分別更大和更快。隨著更復(fù)雜的IED，更多需要更快響應(yīng)的數(shù)據(jù)被傳輸，并且以太網(wǎng)骨干網(wǎng)變得必要。
- 與面向信號的舊協(xié)議相比，IEC61850是面向?qū)ο蟮膮f(xié)議。對于面向信號的協(xié)議，在您的控制系統(tǒng)中，您將從設(shè)備1,2,3等引用您的數(shù)據(jù)點(diǎn)為10004,21015。這意味著您將需要花時(shí)間找出每個(gè)點(diǎn)對您的庫所代表的內(nèi)容數(shù)據(jù)的。雖然這對于小規(guī)模系統(tǒng)是可以接受的，但是當(dāng)存在數(shù)萬個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)問題，這對于電源而言是常見的。另一方面，對于IEC61850，數(shù)據(jù)點(diǎn)的識別更容易。示例：屬于繼電器1的斷路器1（XCBR1）的狀態(tài)功能（ST）的本地值（Loc）的狀態(tài)值（stval）。通過標(biāo)準(zhǔn)化的命名結(jié)構(gòu)和常用縮寫，我們觀察到只要熟悉命名規(guī)則，就可以直觀地知道關(guān)鍵點(diǎn)。這將導(dǎo)致工程成本的急劇下降，因?yàn)榛ㄙM(fèi)更少的時(shí)間來識別相關(guān)點(diǎn)。此外，所有設(shè)備都是自我描述的。這意味著控制軟件工程師無需單獨(dú)輸入這些點(diǎn)。相反，控制軟件將自動(dòng)檢測并識別IED內(nèi)的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)。
- 冗余：與RSTP（快速生成樹協(xié)議）等其他以太網(wǎng)冗余方法不同，IEC61850的冗余提供零恢復(fù)時(shí)間。IEC61850使用并行冗余協(xié)議，在該協(xié)議下，每個(gè)源通過2條不同的路由發(fā)送2個(gè)幀的副本。因此，如果一條路徑發(fā)生故障，數(shù)據(jù)仍將通過備用路由到達(dá)目的地，從而防止停機(jī)。PRP已經(jīng)過修改，將其與使用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的高速冗余協(xié)議相對應(yīng)，這與以前版本的并行網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的PRP不同。因此，PRP和HSR在今天大致相當(dāng)。
- 其他協(xié)議（MMS，GOOSE，SMV）還允許數(shù)據(jù)更快更可靠地從IED到中心站，IED之間和SMV情況下，從PT和CT到IED。
IEC 61850是變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的最新標(biāo)準(zhǔn)。其定義范圍大大超過了之前的標(biāo)準(zhǔn)IEC 60870-5-101。IEC 61850包含以下個(gè)別標(biāo)準(zhǔn)：
- IEC 61850-1,61850-2
簡介和概述/術(shù)語表 - IEC 61850-3
一般要求 - IEC 61850-4
系統(tǒng)和項(xiàng)目管理 - IEC 61850-5
功能和設(shè)備型號的通信要求 - IEC 61850-6
用于與IED相關(guān)的變電站通信的配置描述語言 - IEC 61850-7-1
變電站和饋線設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu) – 原理和模型 - IEC 61850-7-2
變電站和饋線設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu) – 抽象通信服務(wù)接口（ACSI） - IEC 61850-7-3
變電站和饋線設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu) – 通用數(shù)據(jù)類 - IEC 61850-7-4
變電站和饋線設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu) – 兼容的邏輯節(jié)點(diǎn)類和數(shù)據(jù)類 - IEC 61850-8-1
特定通信服務(wù)映射（SCSM） – 映射到MMS（ISO 9506-1和ISO 9506-2）和ISO / IEC 8802-3 - IEC 61850-9-1
特定通信服務(wù)映射（SCSM） – 串行單向多點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)鏈路上的采樣值 - IEC 61850-9-2
特定通信服務(wù)映射（SCSM） – ISO / IEC 8802-3上的采樣值 - IEC 61850-10
一致性測試
IEC 61850不僅限于傳輸格式，還定義了完整的數(shù)據(jù)模型。它還引入了一種基于XML的語言（變電站配置描述語言 – SCL），它提供了一種獨(dú)立于供應(yīng)商的方法來描述設(shè)備及其配置。
IEC 61850由特定于分支的數(shù)據(jù)模型（例如IEC 61400-25）補(bǔ)充，其中維護(hù)了基本協(xié)議原則。
標(biāo)準(zhǔn)IEC 61400-25（用于風(fēng)力發(fā)電廠的監(jiān)視和控制的通信）也在協(xié)議棧IEC 61850，Client中實(shí)現(xiàn)。
該映射符合標(biāo)準(zhǔn)的第4部分（IEC 61400-25附錄C：符合IEC 61850-8-1的每個(gè)制造消息規(guī)范（MMS）的IEC 61400）。