技術(shù)背景

隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行的信息傳輸要求不斷提高，信息傳輸方式已逐步走向數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。為此國際電工委員會(huì)電力系統(tǒng)控制及其通信技術(shù)委員(IECTC57)根據(jù)形式發(fā)展的要求制定調(diào)度自動(dòng)化和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)和引導(dǎo)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展，規(guī)范調(diào)度自動(dòng)化及遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的技術(shù)性能。電力市場迫使通信系統(tǒng)降低費(fèi)用，避免多種不兼容的標(biāo)準(zhǔn)和互相競爭的標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)；同時(shí)在整個(gè)電力系統(tǒng)制定統(tǒng)一協(xié)調(diào)的體系結(jié)構(gòu)既有利于用戶，也有利于制造商。

IEC 60870-5

遠(yuǎn)動(dòng)通信協(xié)議體系 

基本標(biāo)準(zhǔn) 

60870-5-1     傳輸幀格式 

60870-5-2     鏈路傳輸規(guī)約 

60870-5-3     應(yīng)用數(shù)據(jù)的一般結(jié)構(gòu) 

60870-5-4     應(yīng)用信息元素定義和編碼 

60870-5-5     基本應(yīng)用功能

配套標(biāo)準(zhǔn) 

60870-5-101  基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù) 

60870-5-102   電能累計(jì)量 

60870-5-103  繼電保護(hù)信號(hào) 

60870-5-104  IEC60870-5-101的網(wǎng)絡(luò)訪問

遠(yuǎn)動(dòng)通信協(xié)議分為兩層，一是鏈路層，由IEC60870-5-1和IEC60870-5-2描述；一是應(yīng)用層，基礎(chǔ)部分由IEC60870-5-3、 IEC60870-5-4 、 IEC60870-5-5描述，應(yīng)用層直接映射到鏈路層。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域定義了一系列“配套標(biāo)準(zhǔn)”。基本標(biāo)準(zhǔn)是制定和理解配套標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)，配套標(biāo)準(zhǔn)都要引用基本標(biāo)準(zhǔn)，配套標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)具體應(yīng)用作了具體規(guī)定，使基本標(biāo)準(zhǔn)的原則更加明確。

IEC 60870-6

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信協(xié)議體系

IEC TC57 WG07工作組負(fù)責(zé)制定與ISO和ITU-T兼容的用于電力系統(tǒng)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信協(xié)議，即IEC 60870-6系列標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)工作始于1993年，當(dāng)時(shí)從已廣泛應(yīng)用的協(xié)議（如：挪威的ELCOM90、美國西部電網(wǎng)的WSCC等）中選擇了ELCOM90作為藍(lán)本，開始制定IEC 國際標(biāo)準(zhǔn)，稱為遠(yuǎn)方控制應(yīng)用單元TASE(Tele-controlApplication Service Element, 后改為TASE.1)，后來發(fā)現(xiàn)該協(xié)議適應(yīng)性較差，與ISO/ITU-T的兼容性不好，于是美國電科院 (EPRI) 開發(fā)了ICCP ( Inter Control-center Communication Protocol )，于96年被納入IEC體系，稱為TASE.2，與TASE.1并列為國際標(biāo)準(zhǔn)，但互不兼容。一度形成歐洲與美國兩個(gè)系列相爭不下的局面。其中TASE.1基于 ISO 9072-1/2， TASE.2基于MMS ( Manufacturing Message Specification )。由于MMS已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，所以TASE.2比TASE.1適應(yīng)性更強(qiáng)、更容易實(shí)現(xiàn)。 

目前，國際電工委員會(huì)TC57委員會(huì)已采納TASE.2協(xié)議為控制中心間信息交換的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。中國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)也已采納TASE.2協(xié)議，將它定義為國家標(biāo)準(zhǔn)以替代原來的我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議DL476-92》。 

TASE.2是應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議, 重要特點(diǎn)之一是通過名字傳輸信息對(duì)象而不像其他眾多通信規(guī)約是通過地址（點(diǎn)號(hào)）傳輸信息對(duì)象。變量名單端定義，雙端使用。

IEC 61850-7

變電站數(shù)據(jù)通信協(xié)議體系 

隨著變電站自動(dòng)化的快速發(fā)展，急需制定相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，IECTC57為此成立了三個(gè)工作組，這在歷史上是很少見的。第10工作組負(fù)責(zé)變電站數(shù)據(jù)通信協(xié)議的整體描述和總體功能要求，第11工作組負(fù)責(zé)站級(jí)數(shù)據(jù)通信總線的定義，第12工作組負(fù)責(zé)控制柜級(jí)數(shù)據(jù)通信協(xié)議的定義。這幾種模型都是基于ISO 9506 MMS的，變電站的數(shù)據(jù)通信總線可以直接訪問控制中心，不需要另加網(wǎng)關(guān)（Gateway），是一種將變電站內(nèi)數(shù)據(jù)通信協(xié)議與廣域網(wǎng)協(xié)議組合在一起的體系結(jié)構(gòu)。

TC57在1999年9月召開的京都年會(huì)的戰(zhàn)略會(huì)議（SPAG)上決定在將來5－10年內(nèi)TC57的工作重點(diǎn)是將該標(biāo)準(zhǔn)作為整個(gè)電力系統(tǒng)傳輸?shù)奈ㄒ粐H標(biāo)準(zhǔn)，即“無縫通信系統(tǒng)體系”，并定名為“變電站和控制中心通過61850通信”。采用面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)，面向未來通訊的可擴(kuò)展架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“一個(gè)世界，一種技術(shù)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)”的目標(biāo)。IEC61850之前的所有協(xié)議都是面向點(diǎn)的。采用IEC61850的系統(tǒng)只需在信息源進(jìn)行數(shù)據(jù)定義，其他節(jié)點(diǎn)可以通過報(bào)文交換建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫。

IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)

開放性： 

全部通信協(xié)議集將基于已有的IEC/IEEE/ISO/OSI可用的通信標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上；不考慮具體實(shí)現(xiàn)。 

先進(jìn)性： 

采用ACSI、SCSM、OO的技術(shù) 

采用抽象的 MMS 作為應(yīng)用層協(xié)議 

自我描述，在線讀取/修改參數(shù)和配置 

采用XML語言來描述變電站配置 

完整性：

適用對(duì)象幾乎包括了變電站內(nèi)所有IED、例如：常規(guī)的測(cè)控裝置、保護(hù)裝置、RTU、站級(jí)計(jì)算機(jī)、VQC裝置、未來可能廣泛使用的數(shù)字式一次設(shè)備如PT、CT、開關(guān)等

IEC 61970

IEC TC57 WG13工作組負(fù)責(zé)制定能量管理系統(tǒng)的應(yīng)用程序接口（ EMS—API )，即IEC 61970系列標(biāo)準(zhǔn)，具體內(nèi)容如下：

公用信息模型（Common  Information Mode）

CIM定義了覆蓋各個(gè)應(yīng)用的面向?qū)ο蟮碾娏ο到y(tǒng)模型，是IEC61970的靈魂。 

組件接口規(guī)范（Component  Interface Specification） 

CIS規(guī)定組件之間交換信息和訪問公共數(shù)據(jù)的接口,這些接口包括一組標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)，每個(gè)函數(shù)描述特定的事件、方法和性質(zhì)。支持CIS 要求可以讓第三方符合標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用在自己的系統(tǒng)平臺(tái)上即插即用，即提供標(biāo)準(zhǔn)插座，同時(shí)要求自己的應(yīng)用可在別人標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)平臺(tái)上運(yùn)行，即提供標(biāo)準(zhǔn)插頭。具有 CORBA支持的CIS可以實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)跨平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫互訪。     

61970標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)用之間的互聯(lián)接口要同時(shí)滿足CIM和CIS兩個(gè)方面的要求，CIM要求在描述電力系統(tǒng)時(shí)按其規(guī)定的語義來定義，CIS要求在訪問CIM是按其提供的語法來實(shí)現(xiàn)。遵守CIM模型，描述對(duì)象的名字是一樣的，但不同系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方法不一樣，所以要提供CIS接口規(guī)范，屏蔽內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

IEC 61968

IEC 61968系列標(biāo)準(zhǔn)是為了促進(jìn)支持配網(wǎng)管理的分布式應(yīng)用軟件之間的集成，提供把現(xiàn)有系統(tǒng)接口到DMS的一個(gè)集成框架。 

61968不是要制定DMS各種應(yīng)用的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，也不是開發(fā)中間件的標(biāo)準(zhǔn)接口，而是要提供和制定控制中心間各種應(yīng)用集成的一組指導(dǎo)原則和標(biāo)準(zhǔn)：提供不依賴于任何一組特殊的中間件服務(wù)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或框架。IEC 61968在事件驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)上支持應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)集成者提供“膠水”來把這些組件插入到系統(tǒng)環(huán)境中。IEC 61968僅限于接口定義本身，不提供系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)的具體技術(shù)。

IEC 61968系列標(biāo)準(zhǔn)總共包括11部分。第1部分是 接口的總體框架和一般要求，隨后的接口規(guī)范都以此為基本準(zhǔn)則開發(fā)。第2部分是術(shù)語，第3到10部分是具體的接口規(guī)范，最后一部分是配電信息交換模型。