什么是IEC61850通信协议

为何选择IEC61850？

想象一下，全国各地都有数百家制造工厂，所有这些工厂都拥有自己品牌的设备，可以通过各种协议进行通信。现在想象一下，为了使这些植物有效地发挥作用，这些植物需要相互通信，但这些协议是不可互操作的。这些设备本身并不意味着彼此通信。

用变电站取代这些制造工厂，您就可以了解全世界在输配电方面的情况。为了保持电能质量和可靠性，变电站需要相互通信。但是，使用许多协议，需要进行大量的工程工作。

此外，可再生能源和微电网引入了一系列不同的制造商，协议和电力，能够扰乱电网供电的稳定性（例如供电频率），以及各国能源结构中对可再生能源的日益重视世界，迫切需要共同的协议结果。这种需求体现在IEC61850中，这是一种促进变电站中“智能电子设备（IED）”之间互操作性和通信的通用协议，这对于智能电网或虚拟热电厂（VHP）的开发至关重要。

IEC61850的优势并不止于此！其他优点包括：

• IEC61850建立在以太网通信骨干网之上。因此，与串行通信相比，通信带宽和速度分别更大和更快。随着更复杂的IED，更多需要更快响应的数据被传输，并且以太网骨干网变得必要。

• 与面向信号的旧协议相比，IEC61850是面向对象的协议。对于面向信号的协议，在您的控制系统中，您将从设备1,2,3等引用您的数据点为10004,21015。这意味着您将需要花时间找出每个点对您的库所代表的内容数据的。虽然这对于小规模系统是可以接受的，但是当存在数万个数据点时会出现问题，这对于电源而言是常见的。另一方面，对于IEC61850，数据点的识别更容易。示例：属于继电器1的断路器1（XCBR1）的状态功能（ST）的本地值（Loc）的状态值（stval）。通过标准化的命名结构和常用缩写，我们观察到只要熟悉命名规则，就可以直观地知道关键点。这将导致工程成本的急剧下降，因为花费更少的时间来识别相关点。此外，所有设备都是自我描述的。这意味着控制软件工程师无需单独输入这些点。相反，控制软件将自动检测并识别IED内的所有数据点。

• 冗余：与RSTP（快速生成树协议）等其他以太网冗余方法不同，IEC61850的冗余提供零恢复时间。IEC61850使用并行冗余协议，在该协议下，每个源通过2条不同的路由发送2个帧的副本。因此，如果一条路径发生故障，数据仍将通过备用路由到达目的地，从而防止停机。PRP已经过修改，将其与使用环形网络的高速冗余协议相对应，这与以前版本的并行网络中运行的PRP不同。因此，PRP和HSR在今天大致相当。
• 其他协议（MMS，GOOSE，SMV）还允许数据更快更可靠地从IED到中心站，IED之间和SMV情况下，从PT和CT到IED。

IEC 61850是变电站通信网络和系统的最新标准。其定义范围大大超过了之前的标准IEC 60870-5-101。IEC 61850包含以下个别标准：

• IEC 61850-1,61850-2
  简介和概述/术语表
• IEC 61850-3
  一般要求
• IEC 61850-4
  系统和项目管理
• IEC 61850-5
  功能和设备型号的通信要求
• IEC 61850-6
  用于与IED相关的变电站通信的配置描述语言
• IEC 61850-7-1
  变电站和馈线设备的基本通信结构 – 原理和模型
• IEC 61850-7-2
  变电站和馈线设备的基本通信结构 – 抽象通信服务接口（ACSI）
• IEC 61850-7-3
  变电站和馈线设备的基本通信结构 – 通用数据类
• IEC 61850-7-4
  变电站和馈线设备的基本通信结构 – 兼容的逻辑节点类和数据类
• IEC 61850-8-1
  特定通信服务映射（SCSM） – 映射到MMS（ISO 9506-1和ISO 9506-2）和ISO / IEC 8802-3
• IEC 61850-9-1
  特定通信服务映射（SCSM） – 串行单向多点点对点链路上的采样值
• IEC 61850-9-2
  特定通信服务映射（SCSM） – ISO / IEC 8802-3上的采样值
• IEC 61850-10
  一致性测试

IEC 61850不仅限于传输格式，还定义了完整的数据模型。它还引入了一种基于XML的语言（变电站配置描述语言 – SCL），它提供了一种独立于供应商的方法来描述设备及其配置。

IEC 61850由特定于分支的数据模型（例如IEC 61400-25）补充，其中维护了基本协议原则。
标准IEC 61400-25（用于风力发电厂的监视和控制的通信）也在协议栈IEC 61850，Client中实现。
该映射符合标准的第4部分（IEC 61400-25附录C：符合IEC 61850-8-1的每个制造消息规范（MMS）的IEC 61400）。