IEC 61850模型与MMS映射的矛盾及其解决建议

IEC 61850采用独立于网络的抽象通信服务接口（ACSI），定义了多层次嵌套的模型化抽象数据结构体系。IEC 61850-8-1制定了由ACSI到制造报文规范（MMS）的特定通信服务映射（SCSM）规范。实际研究应用中发现IEC 61850与MMS的数据及服务并非一一映射，并由此带来了一些矛盾。在详细分析这些矛盾的基础上，提出了具体的解决方案建议。     

基于MMS的风电设备信息模型获取方法

风电机组与数据采集与监控（SCADA）系统之间数据不兼容将影响风电场的扩容和技术升级,需构建统一的数据模型。以一种基于IEC 61400-25协议和制造报文规范（MMS）通信协议的风电场通信软件开发为背景,介绍了风电场SCADA系统中对风电设备信息模型的获取方法。设计了风电场通信软件的体系结构和交互流程,构建了IEC 61400-25协议的风电机组信息模型,从业务逻辑控制模式、抽象通信服务接口（ACSI）服务到MMS服务的映射以及MMS报文生成等3个方面,阐述了风电设备信息模型在SCADA系统中重构的实现方法。     

基于IEC 61850的IED数据结构设计

IEC 61850定义了抽象数据模型和服务模型，规定了到制造报文规范（MMS）等特定协议的映射方法。在智能电子设备（IED）具体实现过程中，数据结构的设计要兼顾IEC 61850的抽象模型和MMS的具体实现。讨论了4种数据结构设计模式，全面对比了这4种数据结构模式对IEC 61850服务模型的支持能力，指出综合 — 数据结构既符合现阶段的协议映射，又兼容未来的模型变化和协议映射的扩展。     

兼容IEC 61850的间隔层IED模型设计与实现

实现智能电子设备（IED）间互操作是变电站通信网络和系统系列标准IEC 61850的重要目标，模型设计是实现这一目标的重要步骤。从互操作性支持条件分析出发，给出了IED模型通用设计方法，讨论了间隔层IED的模型实现。间隔层IED的信息模型以数据结构的形式实现。从互操作性角度分析了已有数据逻辑结构的优缺点，提出了抽象通信服务接口（ACSI）-功能约束（FC）结构，把FC引入数据结构且真实反映了信息模型的对象层次，从而更好地支持互操作性。另外，提出了基于二叉树形式的二叉和三叉链表数据存储结构，通过例子验证了这2种结构的数据查找和遍历的便利性，并给出了ACSI-FC结构在二叉或三叉链表存储结构下的FC过滤方法。     

IEC 61850标准在智能水电厂数据通信中的应用

为实现水电厂设备间的互操作和信息共享,智能水电厂应采用IEC 61850标准实现数据通信。文中介绍了应用IEC 61850标准的智能水电厂通信关键技术,给出了水电厂现地水情遥测系统的IEC 61850建模实例,描述了智能水电厂通信服务器端应实现的通信服务子集。同时,提出了一种智能水电厂IEC 61850通信客户端软件的实现方案,介绍了该软件的框架设计、数据接收功能和控制功能的实现。     

借鉴IEC 61850功能分层的保护装置的设计

借鉴IEC 61850功能分层结构，将保护装置各功能模块划分为映射的过程层和映射的间隔层，映射层之间采用以太网通信。由于实现了与IEC 61850功能分层类似的结构和相同的通信网络标准，保护装置既能在现有变电站自动化系统下具有较好的性能，又可以通过与IEC 61850各功能层的直接互联运行在IEC 61850标准的变电站自动化系统中。详细阐述了该类保护装置的硬件设计方法和实现形式，并以电容器保护装置为例，初步建立了装置的IEC 61850设备模型。     

遵循IEC 61850标准的广域电流差动保护IED

应用多点信息的广域继电保护已经成为当前继电保护领域研究的热点，IEC 61850系列标准的颁布使广域继电保护应用于现场成为可能。文中以广域电流差动保护智能电子设备（IED）为例，借鉴IEC 61850功能分层结构、统一对象建模和抽象通信服务接口的特点，对其进行了建模，扩展了广域电流差动保护新逻辑节点，实现了各IED之间的互操作性。对广域电流差动保护IED的硬件实现进行了设计，采用插件式的硬件构成，阐述了逻辑设备与硬件插件间的一一映射关系。     

IEC 61850深层次互操作试验方案

IEC 61850标准旨在实现不同厂家设备之间的互操作性。为此，不同厂家之间需要反复进行必要的互操作试验来实现这一目标。在分析国内外IEC 61850互操作试验及应用研究情况的基础上，总结了国内前5次互操作试验的试验成果，提出了进行更深层次的IEC 61850互操作试验的必要性，并给出了详细的试验方案和试验手段，为推进国内IEC 61850系统化工程应用进行了有益的探索。     

CIM/CIS互操作细则在多级电网调度中的应用

IEC 61970/IEC 61968系列标准的制定为电网调度自动化系统之间的互操作提供了标准。给出了基于IEC 61970/IEC 61968制定的公共信息模型（CIM）/组件接口规范（CIS）互操作细则,包括明确规定系统间交换涉及的模式、使用的接口方法和涵盖图元细化定义的图形交换规范,以及基于互操作细则的调度自动化模型互导、拆分和合并。细则的定义消除了标准应用的理解偏差,其有效实施对电网调度自动化系统的建设、维护和升级,以及各级电网调度自动化系统模型共享、信息共用起到促进作用。     

基于EPOCHS平台的IEC 61850采样值传输仿真

采样值传输是IEC 61850变电站自动化系统过程层与间隔层之间通信的主要部分。在电力和通信系统同步仿真（EPOCHS）平台上提出IEC 61850变电站通信仿真框架，针对具体变电站构建IEC 61850通信模型。在NS2中添加虚拟局域网（VLAN）IEEE 802.1Q协议代码，实现VLAN多播报文的仿真。对交换式以太网和共享式以太网、接收不同数目合并单元采样值报文的保护设备进行了比较。结果表明:100 Mbit/s交换式以太网完全满足标准要求，而100 Mbit/s共享式以太网采样值报文时延和时延抖动较大，导致工频保护测量值波形畸变;接收多个采样值报文的保护设备存在链路瓶颈问题，对此提出了多通信插件的解决方案。     

嵌入式以太网在变电站自动化系统智能化电气设备上的实现

介绍了基于IEC 61850体系的变电站自动化系统结构，并指出其主要的实现目标及倡导的基于以太网技术的“无缝通信体系”，阐述了将NET＋ARM以太网控制器及收发器芯片集成到现有的智能化电气设备（IED）上的实现方案和IED直接上以太网的设计思想。同时指出应用基于TCP/IP的IEC 60870-5-104应用层协议在变电站自动化系统内及与调度自动化系统间实现无缝通信是当前非常实际的办法。     

基于IEC 61850的保护功能交互模型

为了更好地实现基于IEC 61850的分布式功能的标准化设计、促进系统的工程实施，需要对保护功能在智能电子设备（IED）之间、IED内部逻辑节点（LN）之间的交互关系进行严谨的描述。文中为IED的交互过程构建了一个较统一的功能模型，阐述IED之间、IED内部LN之间的交互类型，采用扩展协作图和时序图分别刻画分布式保护功能下各LN之间的协作和时序关系，设计了IED的软件结构，为互操作测试实验提供了一定的参考。     

变电站自动化信息交换安全认证体系

分析了基于IEC 61850体系的变电站自动化信息交换体系结构，基于数字证书和代理多重签名体制，提出一种实用与发展并重的变电站自动化信息交换安全认证体系。在变电站智能电子设备（IED）或变电站通信控制器中集成密码计算模块，采用普通的或代理的数字签名模式，实现信息交换过程中控制中心与变电站IED身份和信息完整性的认证。该安全认证体系符合IEC 61850标准体系，密码计算采用国家密码管理委员会办公室指定的密码技术。     

变电站自动化系统互操作实验建议

实现不同厂家设备的互操作是IEC 61850标准的主要目标。为此，不同厂家之间需要进行必要的互操作实验。在对国外历次IEC 61850互操作实验研究的基础上，建议国内厂家按照逐次逼近的原则，分阶段进行实验，在实验过程中使用必要的监视、分析工具。     

IEC 61850日志服务的实现策略

日志服务是IEC 61850系列标准提供的一个重要服务。相对于报告服务模型而言，日志服务模型具有一些特殊的性质:数据的记录和存储相对独立，不依赖于外部客户端的连接和检索;客户端可以通过检索服务获取日志库的一个子集，用以在装置外部利用海量存储器建立大容量的历史数据库等。这就使得日志服务模型在产品研制中具有不可替代的作用。通过深入分析日志服务模型，揭示了其实现中的特殊映射方式及其原因，并提出相应的实现策略，有效地解决了在日志控制块中同步更新日志属性值的问题。     

数字化变电站中的通信网关

在数字化变电站的建设和改造过程中,基于IEC 61850的变电站自动化系统与现有系统之间必然存在一个过渡期。为了解决新系统与现有系统的兼容问题,提出了一种数字化变电站中常规智能电子设备的接入方案,设计了一种IEC 61850通信网关,包括配置工具、协议转换器、数据采集过滤器、IEC 61850和过程控制对象链接与嵌入（OPC）客户/服务器等软件模块。另外,基于上述方法开发了一个原型系统,通过测试验证了所采用方案的可行性。     

风电场监控软件集成服务模型设计与应用

大型风电场中的风电机组和监控系统一般由多个厂商提供，相互兼容困难，难以进行统一维护与管理。遵循IEC 61400-25标准的信息模型、信息交换模型及对Web Services的映射方法，设计了基于Web Services的风电场监控软件集成服务模型，讨论了基于该模型的多个异构风电机组与服务端互联互通的问题，给出了风电机组标准服务接口的定义方法和安全通信机制。通过对该模型的工程实现与应用分析，论证了所做工作对风电机组的统一监控和集成管理等问题的解决具有现实意义与应用价值。     

应用于智能水电站的励磁系统建模与实现

IEC61850是国际电工委发布的,目前为止最完善的电力自动化系统通信标准。实现基于IEC61850标准技术体系的智能化发电站也必将对我国智能电网的建设带来深远影响和变革。智能发电站建立在IEC61850协议的基础上,由电子式互感器、智能化开关及智能化二次设备等分层构建。其实现基础是设备智能化、通信网络化和通信协议统一化,核心是实现智能电气设备间信息共享和互操作。本文主要对水电站励磁系统进行分析,讨论了基于IEC61850通信标准的励磁系统IED建模,并提出适用于智能化水电站的励磁系统IEC61850标准通信的实现方法。     

基于S-H框架的IEC 61850建模工具设计与实现

为了创建对需求变动具有适应能力的IEC 61850建模工具,提出采用S-H（Spring-Hibernate）框架来构建建模工具应用。借助于Spring提供的服务输出器和代理生成器,服务器端公开了设备信息模型的读写远程服务,客户端可直接通过服务接口访问设备信息模型,简化了整个远程调用。Hibernate提供了对象持久化框架,该框架在设备信息模型与数据库表之间建立了映射关系,这使得信息模型能够以实体对象的形式进行数据库的读写。在S-H框架上,建模工具设计都采用了面向接口的编程,这将上层应用与远程调用、数据库的读写进行了解耦,使建模工具的实现在整体上具有更好的扩展性,能够满足具体应用需求。     

IEC61850在智能水电厂应用的相关技术

分析了IEC61850在智能水电厂的应用相关技术,其中有对IEC61850—7—410阐述,SCL配置器的介绍,然后重点分析了面向对象建模技术,并结合水电厂专用逻辑节点进行建模,最后基于MMS通信规约对模型实例进行测试仿真。