什么是IEC61850通信協議

為何選擇IEC61850？

想象一下，全國各地都有數百家制造工廠，所有這些工廠都擁有自己品牌的設備，可以通過各種協議進行通信。現在想象一下，為了使這些植物有效地發揮作用，這些植物需要相互通信，但這些協議是不可互操作的。這些設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。為了保持電能質量和可靠性，變電站需要相互通信。但是，使用許多協議，需要進行大量的工程工作。

此外，可再生能源和微電網引入了一系列不同的制造商，協議和電力，能夠擾亂電網供電的穩定性（例如供電頻率），以及各國能源結構中對可再生能源的日益重視世界，迫切需要共同的協議結果。這種需求體現在IEC61850中，這是一種促進變電站中“智能電子設備（IED）”之間互操作性和通信的通用協議，這對于智能電網或虛擬熱電廠（VHP）的開發至關重要。

IEC61850的優勢并不止于此！其他優點包括：

• IEC61850建立在以太網通信骨干網之上。因此，與串行通信相比，通信帶寬和速度分別更大和更快。隨著更復雜的IED，更多需要更快響應的數據被傳輸，并且以太網骨干網變得必要。

• 與面向信號的舊協議相比，IEC61850是面向對象的協議。對于面向信號的協議，在您的控制系統中，您將從設備1,2,3等引用您的數據點為10004,21015。這意味著您將需要花時間找出每個點對您的庫所代表的內容數據的。雖然這對于小規模系統是可以接受的，但是當存在數萬個數據點時會出現問題，這對于電源而言是常見的。另一方面，對于IEC61850，數據點的識別更容易。示例：屬于繼電器1的斷路器1（XCBR1）的狀態功能（ST）的本地值（Loc）的狀態值（stval）。通過標準化的命名結構和常用縮寫，我們觀察到只要熟悉命名規則，就可以直觀地知道關鍵點。這將導致工程成本的急劇下降，因為花費更少的時間來識別相關點。此外，所有設備都是自我描述的。這意味著控制軟件工程師無需單獨輸入這些點。相反，控制軟件將自動檢測并識別IED內的所有數據點。

• 冗余：與RSTP（快速生成樹協議）等其他以太網冗余方法不同，IEC61850的冗余提供零恢復時間。IEC61850使用并行冗余協議，在該協議下，每個源通過2條不同的路由發送2個幀的副本。因此，如果一條路徑發生故障，數據仍將通過備用路由到達目的地，從而防止停機。PRP已經過修改，將其與使用環形網絡的高速冗余協議相對應，這與以前版本的并行網絡中運行的PRP不同。因此，PRP和HSR在今天大致相當。
• 其他協議（MMS，GOOSE，SMV）還允許數據更快更可靠地從IED到中心站，IED之間和SMV情況下，從PT和CT到IED。

IEC 61850是變電站通信網絡和系統的最新標準。其定義范圍大大超過了之前的標準IEC 60870-5-101。IEC 61850包含以下個別標準：

• IEC 61850-1,61850-2
  簡介和概述/術語表
• IEC 61850-3
  一般要求
• IEC 61850-4
  系統和項目管理
• IEC 61850-5
  功能和設備型號的通信要求
• IEC 61850-6
  用于與IED相關的變電站通信的配置描述語言
• IEC 61850-7-1
  變電站和饋線設備的基本通信結構 – 原理和模型
• IEC 61850-7-2
  變電站和饋線設備的基本通信結構 – 抽象通信服務接口（ACSI）
• IEC 61850-7-3
  變電站和饋線設備的基本通信結構 – 通用數據類
• IEC 61850-7-4
  變電站和饋線設備的基本通信結構 – 兼容的邏輯節點類和數據類
• IEC 61850-8-1
  特定通信服務映射（SCSM） – 映射到MMS（ISO 9506-1和ISO 9506-2）和ISO / IEC 8802-3
• IEC 61850-9-1
  特定通信服務映射（SCSM） – 串行單向多點點對點鏈路上的采樣值
• IEC 61850-9-2
  特定通信服務映射（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，還定義了完整的數據模型。它還引入了一種基于XML的語言（變電站配置描述語言 – SCL），它提供了一種獨立于供應商的方法來描述設備及其配置。

IEC 61850由特定于分支的數據模型（例如IEC 61400-25）補充，其中維護了基本協議原則。
標準IEC 61400-25（用于風力發電廠的監視和控制的通信）也在協議棧IEC 61850，Client中實現。
該映射符合標準的第4部分（IEC 61400-25附錄C：符合IEC 61850-8-1的每個制造消息規范（MMS）的IEC 61400）。