IEC 61850概述
IEC 61850是由國際電工委員會（IEC）制定的一系列標(biāo)準(zhǔn)，主要針對電力系統(tǒng)中的變電站自動化和通信。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，幾乎覆蓋了整個電力自動化系統(tǒng)的方方面面。
國內(nèi)與國外應(yīng)用的差異
在中國，IEC 61850的應(yīng)用和發(fā)展有著自己的特點：
國家標(biāo)準(zhǔn)制定：中國在采納IEC 61850的同時，也根據(jù)國內(nèi)實際情況制定了相應(yīng)的國家標(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。
實施進度：中國的智能電網(wǎng)建設(shè)步伐較快，對IEC 61850的接受度高，許多新建或改造的變電站項目中都采用了這一標(biāo)準(zhǔn)。
本地化需求：由于中國地域遼闊，電力系統(tǒng)規(guī)模龐大且復(fù)雜，因此在實際部署過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：為了追趕國際先進水平，在“十一五”期間，中國建立了多個基于IEC 61850的數(shù)字化變電站示范工程，以促進技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新。
主要應(yīng)用場景
IEC 61850的主要應(yīng)用場景包括但不限于以下幾個方面：
變電站自動化：這是IEC 61850最核心的應(yīng)用領(lǐng)域之一，通過該標(biāo)準(zhǔn)可以實現(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：利用IEC 61850提供的統(tǒng)一接口，可以方便地進行遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷，減少現(xiàn)場維護的工作量。
保護和控制系統(tǒng)：該標(biāo)準(zhǔn)支持先進的保護和控制策略，能夠快速響應(yīng)電網(wǎng)異常情況，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
能源管理系統(tǒng)（EMS）：通過IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換機制，EMS可以更有效地整合來自不同來源的信息，優(yōu)化電網(wǎng)運營決策。
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作為一項全球通用的標(biāo)準(zhǔn)，在國內(nèi)外均得到了廣泛應(yīng)用。在國內(nèi)，其推廣不僅促進了電力行業(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)奠定了堅實的基礎(chǔ)。未來，隨著智能電網(wǎng)概念的深入發(fā)展以及新能源技術(shù)的進步，IEC 61850的作用將會更加凸顯。對于從事電力行業(yè)的人來說，深入了解并掌握IEC 61850的相關(guān)知識和技術(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，還能為推動我國乃至全球電力事業(yè)的發(fā)展貢獻力量。
最新的IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了多個部分，每個部分專注于特定領(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個子部分（7-1至7-4），它們共同構(gòu)建了電力自動化設(shè)備的“數(shù)字化基因”。這部分定義了如何通過分層建模來描述設(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），解決了同一信號不同表達(dá)的問題。
IEC 61850-7-4 包含兼容邏輯節(jié)點（LN）庫，定義了電力自動化領(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，這表明中國在采納國際標(biāo)準(zhǔn)的同時，也在制定符合本國國情的標(biāo)準(zhǔn)。中文版標(biāo)準(zhǔn)ED1-3覆蓋了三個版本的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)和更新可能會隨著時間和技術(shù)的發(fā)展而有所變化。因此，對于那些需要深入了解最新IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的人來說，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，以獲得最準(zhǔn)確的信息。同時，由于標(biāo)準(zhǔn)的實施往往涉及到硬件和軟件的升級，相關(guān)企業(yè)和機構(gòu)也需要持續(xù)關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)的變化，以便及時調(diào)整自身的技術(shù)和產(chǎn)品策略。
IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)語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、事件報告等功能，使得后臺系統(tǒng)可以對變電站內(nèi)的IEDs進行有效的監(jiān)控和控制。
GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event)
GOOSE是一種高速報文傳輸機制，用于變電站內(nèi)部IEDs之間的實時數(shù)據(jù)交換。它基于發(fā)布/訂閱模式，支持多播通信，能夠以毫秒級的速度傳遞跳閘信號或其他需要快速響應(yīng)的信息。GOOSE特別適用于保護功能，如故障檢測和隔離，因為它可以確保關(guān)鍵信號的迅速傳播。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，如電流和電壓測量值，從過程層的傳感器或合并單元（MU）發(fā)送到IEDs。這些采樣值對于狀態(tài)估計、相量測量單元（PMU）以及其他需要高精度時間同步的應(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)幀進行傳輸，保證了數(shù)據(jù)的實時性和準(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、間隔層和過程層。MMS主要應(yīng)用于站控層，GOOSE則跨越間隔層和過程層用于IEDs間的快速數(shù)據(jù)交換，而SV專用于過程層的數(shù)據(jù)采集。
統(tǒng)一性與互操作性：通過SCL（Substation Configuration Language），IEC 61850實現(xiàn)了對整個變電站配置的一致描述，這有助于不同廠商生產(chǎn)的IEDs之間實現(xiàn)無縫集成和互操作性。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)成了一個完整的通信體系。
實時性保障：IEC 61850強調(diào)了實時性的重要性，尤其是對于保護和控制應(yīng)用。GOOSE和SV由于其特殊的傳輸機制，能夠在滿足低延遲要求的同時提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，這是傳統(tǒng)MMS所不具備的特點。
綜上所述，IEC 61850不僅僅是一套協(xié)議，更是一個全面的框架，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。
