для каких областей применения стандарт мэк 61850 определяет модели данных

Для каких областей применения стандарт мэк 61850 определяет модели данных

ГОСТ Р МЭК 61850-7-1-2009

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА ПОДСТАНЦИЯХ

Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования

Communication networks and systems in substations. Part 7. Basic communication structure for substation and feeder equipment. Section 1. Principles and models

Дата введения 2011-01-01

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-технический центр электроэнергетики» на основе аутентичного перевода на русский язык, выполненного Обществом с ограниченной ответственностью «ЭКСПЕРТЭНЕРГО», стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 396 «Автоматика и телемеханика»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 847-ст

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 Некоторые из элементов настоящего стандарта могут быть предметом патентных прав. МЭК не несет ответственности за идентификацию любого или всех таких патентных прав

Серия стандартов МЭК 61850 включает в себя следующие части, объединенные общим наименованием «Сети и системы связи на подстанциях»:

— Часть 1. Введение и краткий обзор;

— Часть 2. Словарь терминов;

— Часть 3. Общие требования;

— Часть 4. Управление системой и проектом;

— Часть 5. Требования к связи для функций и моделей устройств;

— Часть 6. Язык описания конфигурации для связи между интеллектуальными электронными устройствами на электрических подстанциях;

— Часть 7-1. Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования. Принципы и модели;

— Часть 7-2. Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования. Абстрактный интерфейс услуг связи (ACSI);

— Часть 7-3. Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования. Классы общих данных;

— Часть 7-4. Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования. Совместимые классы логических узлов и классы данных;

— Часть 8-1. Специфическое отображение сервиса связи (SCSM). Схемы распределения по MMS (ИСО 9506-1 и ИСО 9506-2) и по ИСО/МЭК 8802-3;

— Часть 9-1. Специфическое отображение сервиса связи (SCSM). Выборочные значения в пределах последовательного однонаправленного многоточечного канала связи типа «точка-точка»;

— Часть 9-2. Специфическое отображение сервиса связи (SCSM). Выборочные значения в соответствии с ИСО/МЭК 8802-3;

— Часть 10. Проверка соответствия.

В настоящем стандарте, подготовленном на основе применения части 7-1 МЭК 61850, представлен обзор архитектуры для связи и взаимодействия между устройствами подстанции, такими как устройства защиты, выключатели, трансформаторы, хосты подстанции и т.д.

Настоящий стандарт представляет собой часть комплекта спецификаций, в которой приведено подробное описание многоуровневой архитектуры связи на подстанции. Выбор этой архитектуры обоснован необходимостью приведения абстрактных определений классов (представляющих иерархически организованные информационные модели) и услуг таким образом, чтобы данные спецификации были независимы от конкретных стеков протоколов, реализаций и операционных систем.

Цель серии стандартов МЭК 61850 заключается в обеспечении взаимодействия между IED-устройствами (Intelligent Electronic Device) от различных поставщиков или, точнее, между функциями, выполняемыми на подстанции, но резидентно находящимися на оборудовании (в физических устройствах) от различных поставщиков. Функциями взаимодействия могут быть те функции, которые представляют интерфейсы для технологических функций (например, выключатель) или функций автоматизации подстанций, таких как функции защиты. В настоящем стандарте для описания концепций и методов, применяемых в МЭК 61850, использованы простые примеры функций.

В настоящем стандарте описана связь между различными частями серии стандартов МЭК 61850. Приведено описание того, как может быть достигнуто взаимодействие.

Настоящий стандарт предназначен для всех, кто заинтересован в стандартизованной связи и стандартизованных системах в электроэнергетике. В настоящем стандарте представлены обзор и введение в МЭК 61850-7-4, МЭК 61850-7-3, МЭК 61850-7-2, МЭК 61850-6 [1] и МЭК 61850-8-1 [2].

В таблице 1 различным заинтересованным сторонам в упрощенном виде даны рекомендации относительно необходимости ознакомления с частями серии стандартов МЭК 61850. Представлены четыре группы: предприятие электротехнической промышленности, поставщик, различные консультационные и другие организации.

МЭК 61850-1 (Вве-
дение и краткий обзор)

МЭК 61850-7-1 (Прин-
ципы)

МЭК 61850-7-4 (Логи-
ческие узлы и классы дан-
ных)

МЭК 61850-7-3 (Клас-
сы общих данных)

МЭК 61850-7-2 (Инфор-
мацион-
ный обмен)

МЭК 61850-6 [1] (Язык конфи-
гурации)

МЭК 61850-8-1 [2]
МЭК 61850-9-1 [3], МЭК 61850-9-2 [4] (Кон-
кретный стек связи)

Источник

Для каких областей применения стандарт мэк 61850 определяет модели данных

ГОСТ Р МЭК 61850-3-2005

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА ПОДСТАНЦИЯХ

Communication networks and systems in substations. Part 3. General requirements

Дата введения 2006-09-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский институт электроэнергетики» (ОАО «ВНИИЭ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 396 «Автоматика и телемеханика»

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2020 г.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на системы автоматизации подстанций (SAS) и определяет связь между интеллектуальными электронными устройствами (IED) и соответствующими системными требованиями.

Настоящий стандарт устанавливает требования к сетям связи, особенно к их качеству, а также требования к окружающей среде, источникам питания и рекомендации по совместимости требований настоящего стандарта с другими стандартами и спецификациями на системы автоматизации подстанций.

2 Нормативные ссылки

Заменен на IEC 62271-1:2017.

Заменен на IEC 61000-4-3:2006.

Заменен на IEC 61000-4-4:2012.

Заменен на IEC 61000-4-5:2014.

Заменен на IEC 61000-4-6:2013.

Заменен на IEC 61000-4-8:2009.

Заменен на IEC 61000-4-10:2016.

Заменен на IEC 61000-4-12:2017.

Заменен на IEC 61000-4-16:2015.

Заменен на IEC 61000-6-5:2015.

Заменен на IEC/TR 61850-1:2013.

Заменен на IEC 61850-5:2013.

Заменен на CISPR 32:2015.

Заменен на IEEE C 37.90.2:2004.

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

В настоящем стандарте использованы термины и определения по МЭК 61850-2, а также следующие обозначения и сокращения:

Источник

Для каких областей применения стандарт мэк 61850 определяет модели данных

ГОСТ Р МЭК 61850-5-2011

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА ПОДСТАНЦИЯХ

Требования к связи для функций и моделей устройств

Communication networks and systems in substations. Part 5. Communication requirements for functions and device models

Дата введения 2012-09-01

Предисловие

1ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-технический центр электроэнергетики» (ОАО «НТЦ Электроэнергетики») и Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ВНИИНМАШ) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 396 «Автоматика и телемеханика»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 1232-ст

В настоящем стандарте раздел «Библиография» дополнен стандартами, которые не включены в раздел «Нормативные ссылки», но на них сделаны ссылки в тексте настоящего стандарта.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 Некоторые из элементов настоящего стандарта могут быть предметом патентных прав

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2020 г.

Введение

Серия стандартов МЭК 61850 состоит из следующих частей, объединенных общим названием «Сети и системы связи на подстанциях»:

— часть 1. Введение и обзор;

— часть 2. Термины и определения;

— часть 3. Общие требования;

— часть 4. Управление системой и проектом;

— часть 5. Требования к связи для функций и моделей устройств;

— часть 6. Язык описания конфигурации для связи между интеллектуальными электронными устройствами на электрических подстанциях;

— часть 10. Проверка соответствия.

Серия стандартов МЭК 61850 предназначена для обеспечения взаимодействия всех устройств на подстанции. Связь между указанными устройствами должна удовлетворять целому ряду требований со стороны функций, выполняемых на подстанции. Распределение функций между устройствами и уровнями управления не является общепринятым и зависит от концепции, принятой производителем и пользователем, а также от современного уровня развития техники и технологии. Это приводит к различным требованиям в отношении разных интерфейсов связи в пределах подстанции. Серия стандартов МЭК 61850 поддерживает любое распределение функций.

Серия стандартов МЭК 61850 рассчитана на долгосрочное использование, но по своему техническому содержанию и структуре стандарты должны удовлетворять быстрым изменениям технических средств связи. На рисунке 1 показано относительное положение настоящего стандарта в общей структуре серии стандартов МЭК 61850.

Серия стандартов МЭК 61850 организована таким образом, что изменения, вносимые в один из них, не требуют значительной переработки других стандартов. Серия стандартов МЭК 61850 основана на требованиях к связи, определенных в настоящем стандарте. Производные требования к моделированию в серии стандартов МЭК 61850 не изменяют требования настоящего стандарта. Общие вопросы, спецификация требований и вопросы, связанные с моделированием, не зависят от любых реализаций.

Настоящий стандарт определяет требования к связи для функций и моделей устройств.

1 Область применения

Настоящий стандарт относится к системам автоматизации подстанции (SA-системам). Он стандартизирует связь между интеллектуальными электронными устройствами (IED-устройствами) и определяет соответствующие требования к системе.

Спецификации настоящего стандарта определяют требования к связи функций, исполняемых системами автоматизации подстанции, и моделей устройств. Определены все известные функции и установлены требования к их связи.

Описание функций применено не для стандартизации функций, а для определения требований к связи между техническими сервисами и подстанцией, а также требований к связи между интеллектуальными электронными устройствами в пределах подстанции. Основная задача заключается в обеспечении функциональной совместимости в любых коммуникационных отношениях.

Стандартизация функций и их реализация полностью не являются объектом стандартизации настоящего стандарта. Следовательно, единая концепция в отношении назначения функций устройствам не может быть принята в серии стандартов МЭК 61850. Для того чтобы поддержать запрос на свободное распределение функций, определено соответствующее разделение функций на части, существенные для коммуникации. Определены обмениваемые данные и их необходимые характеристики. Эти определения дополнены расчетами потока информативных данных для типичных конфигураций подстанции.

IED-устройства подстанции, такие как устройства защиты, встречаются также в других установках, например на электрических станциях. Применение настоящего стандарта для устройств, предусмотренных на этих станциях, могло бы также способствовать системной интеграции, но этот вопрос не является объектом стандартизации настоящего стандарта.

2 Нормативные ссылки

Заменен на IEC 61869-6:2016, IEC 61869-9:2016, IEC 61869-10:2017, IEC 61869-11:2017.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте использованы термины по МЭК/ТТ 61850-2, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 функция (function): Задача, выполняемая системой автоматизации подстанции.

3.2 распределенная функция (distributed function): Функция, выполняемая двумя или более логическими узлами, расположенными в различных физических устройствах.

3.3 система (system): Группа взаимодействующих объектов, выполняющих общую функциональную задачу. В ее основе лежит некоторый механизм связи.

3.3.1 логическая система (logical system): Связывающаяся (через соответствующие логические узлы) группа всех прикладных функций, которые выполняют некоторую общую задачу, например «управление подстанцией».

3.3.2 физическая система (physical system): Взаимодействующая группа устройств, реализующих функции системы, и соединяющая их физическая сеть связи.

3.3.3 система автоматизации подстанции (substation automation system): Система, которая осуществляет управление, защиту, текущий мониторинг и т.д., то есть вторичная система подстанции.

3.3.5 вторичная система (secondary system): Взаимодействующая группа всех компонентов и систем подстанции, выполняющая функции управления, защиты, текущего мониторинга и т.д., то есть основная система.

3.3.6 система связи (communication system): Взаимосвязанный набор всех каналов связи.

3.4 устройство (device): Механизм или единица оборудования, имеющие специальное назначение или выполняющие определенную функцию, например выключатель, реле или вычислительное устройство подстанции.

3.4.1 интеллектуальное электронное устройство (intelligent electronic device): Любое устройство, имеющее один или несколько процессоров и способное получать или направлять данные/управляющие воздействия от внешнего источника либо на внешний источник, например электронные многофункциональные измерительные приборы, цифровые реле, контроллеры, то есть устройство, способное выполнять работу одного или нескольких заданных логических узлов в конкретном случае и разграниченное своими интерфейсами.

Источник

Для каких областей применения стандарт мэк 61850 определяет модели данных

ГОСТ Р МЭК 61850-7-2-2009

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА ПОДСТАНЦИЯХ

Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования

Абстрактный интерфейс услуг связи (ACSI)

Communication networks and systems in substations. Part 7. Basic communication structure for substation and feeder equipment. Section 2. Abstract communication service interface (ACSI)

Дата введения 2011-01-01

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН ОАО «Научно-технический центр электроэнергетики» на основе аутентичного перевода на русский язык указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен ООО «ЭКСПЕРТЭНЕРГО»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 396 «Автоматика и телемеханика»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 848-ст

Наименование национального стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5)

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в справочном приложении ДА

6 Некоторые из элементов настоящего стандарта могут быть предметом патентных прав. МЭК не несет ответственности за идентификацию любого или всех таких патентных прав.

Введение

Серия стандартов МЭК 61850 состоит из следующих частей, объединенных общим названием «Сети и системы связи на подстанциях»:

часть 1. Введение и краткий обзор;

часть 2. Словарь терминов;

часть 3. Общие требования;

часть 4. Управление системой и проектом;

часть 5. Требования к связи для функций и моделей устройств;

часть 6. Язык описания конфигурации для связи между интеллектуальными электронными устройствами на электрических подстанциях;

часть 10. Проверка соответствия.

Настоящий стандарт является частью набора спецификаций, который определяет многоуровневую архитектуру связи подстанции. Эта архитектура была выбрана для обеспечения абстрактных определений классов и сервисов таким образом, чтобы эти спецификации были независимы от конкретных стеков протоколов, реализаций и операционных систем.

Целью серии стандартов МЭК 61850 является обеспечение взаимодействия между различными устройствами, входящими в систему управления подстанцией. Передача информации между этими устройствами возможна благодаря определению иерархической модели класса (например, логическое устройство, логический узел, данные, набор данных, управление выдачей отчетов или регистрация в журнале) и сервисов, предоставляемых этими классами (например, получить, задать, выдать отчет, определить, удалить), в различных стандартах серии МЭК 61850-7.

В настоящем стандарте определен абстрактный интерфейс услуг связи (ACSI) для использования на подстанции предприятия электроэнергетики, что требует взаимодействия в реальном времени между интеллектуальными электронными устройствами. Интерфейс ACSI был определен как независимый от базовых систем связи. Специфические отображения сервиса связи (SCSM) описаны в МЭК 61850-8-1, МЭК 61850-9-1 и МЭК 61850-9-2.

Интерфейс ACSI не зависит от конкретного отображения. Возможно отображение в стандартных прикладных уровнях или технологиях межплатформенного программного обеспечения.

Настоящий стандарт определяет абстрактный интерфейс услуг связи в терминах:

— иерархической модели класса всей информации, которая может быть получена по сети связи;

— сервисов, которые работают в этих классах;

— параметров, связанных с каждым сервисом.

Методика описания ACSI абстрагирована от всего разнообразия подходов к реализации взаимодействия различных устройств.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на связь через интерфейс ACSI для приложений, связанных с оборудованием подстанций и линий. ACSI обеспечивает следующие абстрактные интерфейсы:

a) Абстрактный интерфейс, описывающий связи между клиентом и удаленным сервером для:

— доступа к данным и поиска данных в реальном времени;

— составления отчетов по событию и регистрации события;

— взаимодействия сервера публикации/подписчика;

— самоописания устройств (словарь данных устройства);

— печати данных и определения типов данных;

b) Абстрактный интерфейс для быстрого и надежного распределения событий по всей системе между каким-либо приложением в одном устройстве и множеством удаленных приложений в различных устройствах (сервер публикации/подписчик) и для передачи выборочных измеренных значений (сервер публикации/подписчик).

Настоящий стандарт также может быть использован для описания моделей и функций устройств для дополнительных действий, таких как обмен информацией:

— между подстанцией и центром управления;

— между электростанцией и центром управления;

— для распределенной генерации;

— для целей учета электроэнергии.

2 Нормативные ссылки

Приведенные ниже нормативные документы обязательны при применении настоящего стандарта. Для датированных ссылок применяется только редакция, на которую имеется ссылка. Для недатированных ссылок применяется последнее издание указанного нормативного документа (включая все поправки).

МЭК 61850-2:2003 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 2. Словарь терминов

МЭК 61850-5:2003 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 5. Требования к связи для функций и моделей устройств

МЭК 61850-7-1:2003 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 7. Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования. Раздел 1. Принципы и модели

3 Термины и определения

В настоящем стандарте использованы термины и определения, приведенные в МЭК 61850-2, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 класс (class): Описание совокупности объектов, имеющих одинаковые атрибуты, сервисы, взаимосвязи и семантику.

3.2 клиент (client): Объект, запрашивающий сервис у сервера и получающий от сервера незатребованные сообщения.

3.3 устройство (device): Объект, выполняющий функции управления и обмена информацией и соединяющийся с другими подобными объектами в рамках системы автоматизации.

Источник

Информационная модель устройства в соответствии с МЭК 61850

Как отмечалось в публикациях [1, 2], достаточно большая часть стандарта МЭК 61850 посвящена определению требований к описанию информации внутри устройства. Так, седьмая глава стандарта МЭК 61850 [3, 4] определяет иерархическую структуру хранения данных внутри устройства и способы обращения к ним.

Стандартизация структуры хранения и наименования данных крайне важна, поскольку именно это позволяет достигать совместимости при обмене данными между устройствами различных фирм-производителей, а также при параметрировании передачи данных между устройствами при помощи программного обеспечения независимых разработчиков.

Рассмотрим структуру организации данных внутри устройства в соответствии с МЭК 61850.

Логический узел

Для понимания архитектуры информационной модели, предлагаемой стандартом полезно начать рассмотрение с «логических узлов». Согласно стандарту Логический узел (Logical Node) является наименьшим элементом, способным обмениваться данными. Описание класса логического узла и реализуемых им сервисов дано в главе МЭК 61850-7-2 [4], а описание перечня всех логических узлов, описанных стандартом, приведено в главе 7-4 [6]. Рассмотрим что же такое логический узел и какие они бывают.

Логический узел удобно рассматривать как одну из составных функций устройства. К примеру, рассмотрим класс логического узла PTOC. Данный класс предназначен для описания максимальной токовой защиты (ANSI 51) и токовой направленной защиты (ANSI 67). Рассмотрим состав данных, входящих в данный логический узел (см. Таблицу 1).

Таблица 1. Описание данных класса PTOC.

* Классы данных для каждого из атрибутов описаны в главе МЭК 61850-7-3.

** О — обязательный параметр, Н — необязательный параметр.

Можем видеть, что класс позволяет описывать данные, которые могут потребоваться для организации взаимодействия с другими устройствами или оператором.

Например, атрибут Str («Пуск») позволяет фиксировать и передавать другим устройствам данные о факте пуска соответствующей защиты, а атрибут Op («Срабатывание») — о факте срабатывания защиты. Аналогично атрибуты уставок позволяют, обращаясь к устройству по одному из коммуникационных протоколов, считывать текущие данные об уставках и изменять их. Важно отметить, что каждый атрибут задан определённым типом, который в свою очередь, предполагает описание структуры данных атрибута. Все типы атрибутов описываются главой 7-3 [5] стандарта.

Например, можем рассмотреть тип ACD, которому соответствует атрибут Str. (см. Таблицу 2).

Таблица 2. Класс типа данных ACD.

Таким образом, можем видеть, что внутри атрибута данных Str содержится ещё целое дерево данных, позволяющее получить информацию не только о факте пуска защиты, но и о направлении протекания мощности КЗ и о фазе, по которой произошёл пуск.

Помимо атрибутов, присущих лишь определенной функции, в логических узлах имеются также общие атрибуты, которые присутствуют во всех логических узлах. К таким атрибутам, в частности, будут относиться Режим (Mode), Поведение (Beh), Состояние (Health), Паспортные данные (NamPlt). Эти атрибуты позволяют хранить и управлять сервисными данными по каждой из функций, например, выводить и вводить в работу, отслеживать состояние и т.п.

Каждый класс логического узла имеет стандартизованное обозначение, состоящее из 4 символов. Логические узлы функций защиты начинаются с буквы «Р» (от английского «Protection») и имеют остальные три символа обычно образованные как аббревиатура от названия защиты, например: PTOC — максимальная токовая (в том числе направленная) защита, PIOC — токовая отсечка, PDIS — дистанционная защита, PTUV — защита минимального напряжения и так далее.

Всего стандарт предусматривает 19 групп логических узлов (см. таблицу 3).

Таблица 3. Перечень групп логических узлов.

Отдельно следует упомянуть о так называемых «общих логических» узлах, класс которых имеет наименование GGIO. Общие логические узлы предназначены для моделирования узлов данных, не подпадающих под описание ни одной из остальных функциональных групп (например, сигналы пользовательской логики). В общем случае логическими узлами GGIO могут быть описаны и стандартизованные функции (стандартом это не запрещено), однако при этом теряется семантика, то есть проектировщик или наладчик не сможет быстро определить что за функция «скрыта» за логическим узлом GGIO. С точки зрения сохранения семантики логические узлы GGIO полезно использовать только для моделирования функций свободно-программируемой логики, не описываемых стандартными логическими узлами.

В устройстве может быть реализовано несколько экземпляров одного логического узла. Это необходимо, например, при моделировании нескольких ступеней защиты или разных защит, описываемых одним классом.

Например, если в устройстве имеется несколько ступеней МТЗ, токовая защита нулевой последовательности, токовая защита обратной последовательности, то каждой из этих функций может быть поставлен в соответствие отдельный логический узел со своим номером экземпляра (Instance). Кроме того, для удобства пользователя логический узел также может иметь префикс, указывающий на его принадлежность к той или иной ступени или функции. В конечном счёте имя логического узла состоит из трёх частей: префикса, наименования класса логического узла и номера экземпляра (рис. 1). Например, префикс может обозначать, что данный логический узел является отражением токовой защиты обратной последовательности. Номер экземпляра для логических узлов рассматриваемого класса должен отличаться. То есть в устройстве не может быть двух логических узлов одного класса с одинаковым номером экземпляра.

Рис. 1. Имя логического узла.

Отметим один важный момент. Логический узел является лишь виртуальным отображением функции, и позволяет вводить в неё определенные данные и выводить их. При этом сама функция представляется лишь «чёрным ящиком», имеющим входы и выходы в соответствии с описанием логического узла. То есть стандарт МЭК 61850 не описывает никаких прикладных требований к функциям, таких как быстродействие, чувствительность, рекомендуемые к использованию характеристики и т.п.

Логическое устройство

Стандартом положено, что внутри физического устройства реализуется сервер МЭК 61850, который отвечает за организацию внешних коммуникаций устройства с другими устройствами.

В сервере может быть реализовано одно или несколько так называемых «логических устройств». Основным назначением логических устройств является группировка логических узлов. Стандартом не регламентировано сколько логических устройств должно быть внутри физического устройства и как должны распределяться логические узлы по устройствам. Решения по данному вопросу принимаются производителем и, вообще говоря, не влияют на возможность стыковки устройства с другими. Тем не менее, существует ряд типичных подходов производителей устройств к работе с логическими устройствами. В устройствах РЗА ряда производителей логические узлы группируются в логических устройствах по их принадлежности к той или иной группе: Защита, Управление, Измерения, Регистрация аварийных событий, Система. Такой подход, в частности, позволяет переводить одно из логических устройств в режим проверки работоспособности (режим «TEST»), при этом переводя и все, находящиеся в нём логические узлы в режим проверки, но не затрагивая остальную функциональность устройства.

Наличие в одном сервере нескольких логических устройств будет требовать аккуратности и квалификации при работе с устройством, поскольку зачастую функциональность каждого из логических устройств ограничена, так, в ряде логических устройств могут быть созданы управляющие блоки, а в других нет. Обычно соответствующая информация предоставляется производителем в сопроводительной документации к устройству и должна приниматься во внимании при конфигурировании.

Совокупная модель данных в устройстве может быть представлена в виде древовидной структуры (см. рис. 2). В таком виде информацию об устройстве можно будет получить при чтении информационной модели устройства по протоколу MMS, либо при рассмотрении файла описания устройства в соответствии с МЭК 61850-6.

Наборы данных

Элементы данных в сервере МЭК 61850 представляются в виде дерева и, при условии поддержки протокола MMS, значения данных для каждого из элементов могут быть считаны в таком виде. Однако для формирования GOOSE-сообщений, а также для сохранения данных в журналы и передачи данных в виде отчётов требуется выбрать, какие именно данные необходимо отслеживать. С этой целью формируются наборы данных (DATASET).

Набор данных представляет собой набор ссылок на данные внутри информационной модели устройства. В набор данных могут быть включены как отдельные атрибуты данных (например, запись PTOC1.Str.general будет соответствовать одному логическому сигналу пуска защиты), так и логические узлы целиком (например, PTOC1, что будет соответствовать включению всех элементов и атрибутов данных).

В зависимости от реализации устройства могут поддерживать различное количество наборов данных. Кроме того, устройства могут иметь фиксированные (то есть когда набор данных нельзя изменить), либо конфигурируемые наборы данных. Также возможны различные степени свободы конфигурации наборов данных: изменение данных, изменение наименования и т.п.

Использование наборов данных проиллюстрировано на рис. 3. При рассмотрении контроллера присоединения, на который заведены сигналы о положении всех разъединителей и заземлителей рассматриваемого присоединения, в устройстве должны присутствовать логические узлы, соответствующие каждому из аппаратов (в нашем случае — XSWI1…5). В таком случае примером набора данных может служить DATASET с наименованием SwitchPositions, включающий в себя элементы данных Pos каждого из указанных логических узлов. В дальнейшем составленный набор данных может использоваться, например для сохранения событий в журнале при каждом изменении положения коммутационного аппарата (с использованием сервиса Log), отправки отчёта о событии (с использование сервиса Report), либо быстрого сообщения о событии (с использованием сервиса GOOSE).

При описании информационной модели устройства в нотации МЭК 61850-6 для размещения описаний наборов данных используется системный логический узел LLN0. Наличие логического узла LLN0 является обязательным для каждого логического устройства. При этом не в каждом логическом устройстве могут размещаться наборы данных, поэтому при проектировании и наладке коммуникаций по МЭК 61850 требуется внимательно проверять размещение наборов данных в логических устройствах. Информацию по тому, в каком логическом устройстве должны размещаться наборы данных обычно предоставляет производитель в сопроводительной документации. Подробнее информация об этом будет рассмотрена в будущих публикациях, затрагивающих язык конфигурирования SCL, описанный шестой главой стандарта.

Свободное распределение логических узлов

Стандарт МЭК 61850 описывает требования к системам передачи данных, а не к прикладным функциям устройств релейной защиты, автоматики и учёта на подстанции. Поэтому стандарт не описывает требования по составу и распределению логических узлов (функций) между устройствами, но зато даёт инструменты для организации связей между ними, как бы они не были распределены.

Рассмотрим пример классической системы, состоящей из измерительного преобразователя, устройства защиты, АУВ, коммутационного аппарата и АРМ. На рис. 4 (а) показано распределение логических узлов в такой системе и коммуникации между ними при выполнении различных функций. Так, от логических узлов измерительных трансформаторов тока и напряжения данные передаются в логический узел дистанционной защиты. Передача данных от узлов TCTR и TVTR узлу PDIS может осуществляться по протоколу МЭК 61850-9-2 (SV). По факту срабатывания дистанционной защиты команда отключения коммутационного аппарата может передаваться на устройство АУВ посредством быстрого сообщения по протоколу МЭК 61850-8-1 (GOOSE). Данные в АУВ поступают на логический узел управления коммутационным аппаратом CSWI, который, будучи реализован в рамках одного устройства вместе с логическим узлом силового выключателя XCBR будет активировать привод выключателя для выполнения команды отключения. Данные о срабатывании защиты, отключения выключателя от защиты, а также команды оперативного управления между устройством РЗА и АРМ передаются в виде отчётов, либо по механизму «запрос-ответ» по протоколу МЭК 61850-8-1 (MMS). Как видно, протоколы, описанные стандартом МЭК 61850, позволяют реализовать все необходимые коммуникации в данной схеме.

Рассмотрим другую схему — когда функции защиты и АУВ совмещены в одном устройстве, а привод коммутационного аппарата снабжён контроллером с поддержкой МЭК 61850 (см. рис. 4 (б)). Отличие данной схемы от предыдущей заключается в том, что логический узел CSWI перемещается из устройства управления коммутационным аппаратом в устройство защиты. Узлы PDIS и CSWI расположены в одном устройстве и данные между ними передаются по внутренней связи. Срабатывание дистанционной защиты будет активировать команду отключения в логическом узле CSWI, который, в свою очередь, будет передавать эту команду на логический узел силового выключателя XCBR, например, посредством быстрого GOOSE-сообщения.

Таким образом, можем видеть, что архитектура построения информационной модели вместе с описанными стандартом МЭК 61850 коммуникационными протоколами позволяют реализовывать распределённые функции с участием различных логических узлов вне зависимости от того, расположены эти узлы в рамках одного физического устройства, или в разных физических устройствах.

На практике такой подход позволяет, в частности, реализовывать централизованные системы защиты и управления, а также обеспечивать динамическое распределение функций между устройствами, что может быть полезно с целью повышения надёжности систем релейной защиты и автоматики.

Разработка электронного представления структуры элементов данных стандарта МЭК 61850

С расширением области применения стандарта МЭК 61850, за последние годы значительно увеличилось число классов логических устройств и классов данных [2]. При этом описания структуры классов логических узлов и классов данных присутствуют в различных главах стандарта МЭК 61850, разработка которых ведется различными рабочими группами.

Для того, чтобы сосредоточить информацию о моделях данных стандарта МЭК 61850 в одном месте рабочая группа 10 Международной Электротехнической Комиссии (МЭК) занимается разработкой UML-модели, которая будет включать в себя описание структуры всех логических узлов, объектов данных и общих классов данных.

Конечной целью данной работы является разработка стандарта в виде электронной базы данных, включающей в себя описание моделей элементов; такая электронная база данных может быть непосредственно использована при разработке программного обеспечения и интеллектуальных электронных устройств (ИЭУ). Это означает, что вместо того, чтобы просматривать сотни страниц стандарта в поисках необходимо элемента (логического узла, объекта данных или класса данных), пользователь сможет оперативно найти и просмотреть структуру соответствующей модели в веб-браузере. Использование электронных версий моделей позволит повысить качество разрабатываемых устройств. Кроме того, в рамках этой электронной базы данных становится возможным и планируется реализовать функциональность идентификации ошибок, допущенных при разработке стандарта, их утверждения и корректировки.

За последние два года была подготовлена сама UML-модель. Поскольку процедура подготовки модели представляла из себя в большей степени механическую работу, требовалось произвести тщательную сверку реализации модели с текстом самого стандарта. В ходе этого процесса был обнаружен целый ряд неточностей в самом стандарте, которые были скорректированы в соответствии с утвержденной процедурой. Почти полностью завершена обработка глав 7-3 и 7-4 стандарта. Продолжается работа над главами 7-410 и 7-420.

Сейчас представляется возможным сформировать главы 7-3 и 7-4 стандарта МЭК 61850 непосредственно на основе имеющейся UML-модели. На первом этапе планируется публикация редакции 2.1 глав 7-4 и 7-3 путем автоматического их формирования из UML-модели. Редакция 2.1 будет основана на редакции 2.0, однако в новой редакции будет произведена корректировка всех утвержденных ошибок и неточностей предыдущей редакции. Эта работа должна быть завершена до конца 2012 года. Начиная с этого момента времени, UML-модель станет основой для ведения дальнейшей редакторской работы.

Источник