摘要：變電站自動化系統在實現控制、監視和保護功能的同時，為了實現不同廠家的設備達到信息共享，使變電站自動化系統成為開放系統，還應具有互操作性。為此，國際電工委員會（IEC）制定了變電站通信網絡和系統標準體系—IEC61850。文章從數據對象統一建模和通信模式兩個方面闡述了IEC61850通信標準在變電站綜合自動化系統中的應用。舉例說明了IEC61850中定義的建模方法如何與實際設備及功能對應，對規約中定義的站內設備之間及變電站與控制中心之間的通信方法進行了歸納。為IEC61850標準在變電站自動化系統中的應用提供了參考。

　　1.概述

　　隨著現代電網結構日趨復雜，電網容量不斷擴大，實時信息傳送量成倍整多，對調度自動化系統和廠站自動化系統的數據通信提出了更高的要求。變電站自動化系統的傳輸規約和傳輸網絡的標準化，是實現可靠快速通信的保證。

　　目前變電站自動化系統通信規約的情況是：一個普通的變電站使用的產品可能是南瑞、東方電子、許繼、四方、ABB、GE；采用的規約可能是CDT、60870-5-101、102、103、104、Tase2。幾乎每個產品供應商都具有一套自己的標準，整個電網里運行的規約就可能達到上百種。不同廠家的設備不能兼容，需要進行協議轉換，增加了工程和培訓費用，影響了電力系統綜合自動化的發展。

　　2002年通過的IEC61850變電站通信網絡和系統的國際標準草案，IEC61850通信協議對變電站自動化系統中的數據對象統一建模，采用面向對象技術和獨立于網絡結構的抽象通信服務接口(ACSI)，并支持TCP/IP協議，是一個開放的、面向未來的新一代變電站自動化系統通信協議。為在各種自動化系統內部準確、快速地收集、處理并傳送從發電廠、變電站到最終用戶接口的各種實時信息，提供了一種解決方案。

　　2.IEC61850標準

　　IEC61850將變電站通信體系分為3層，如圖1所示：變電站層，間隔層和過程層。在變電站層和間隔層之間的網絡采用抽象通信服務接口（ACSI）映射到制造報文規范（MMS）和基于以太網或光纖網的TCP/IP協議。在間隔層和過程層之間的網絡采用多點傳輸的單向傳輸以太網結

　　圖1基于IEC61850的變電站自動化系統結構

　　所有站內具有通信能力的自動化設備均被看做IED。IEC61850標準中，變電站內的IED（實現測控，保護等功能）采用統一的協議，通過網絡進行信息交換。

　　IEC61850通信協議對變電站自動化系統中的數據對象統一建模，IEC61850提供了80多種邏輯節點名代碼和350多種數據對象代碼，23個公共數據類（CDC），涵蓋了變電站所有功能和數據對象，提供了擴展新的邏輯節點的方法。采用面向對象自我描述方法。采用獨立于網絡結構的抽象通信服務接口（ACSI），并支持TCP/IP協議，是一個開放的，面向未來的新一代變電站自動化系統通信協議。

　　3.基于IEC61850的設備建模方法

　　為了達到通信的要求，IEC61850提供了建立通信數據模型的方法。從變電站的角度出發，可以將每個間隔單元看作一個整體進行建模[3]，也可以將每一臺物理裝置作為一個整體建模，從規約的實施方（自動化設備生產廠家）的角度看，后者更為直觀，更容易將模型與實際裝置結合起來。每個實際裝置實際就是一個IED，IED中的每一種功能（如保護功能和各種輔助功能）可以定義為邏輯節點的一個實例，考慮IED實現的功能，一個IED中一般集成有多個邏輯節點。所有邏輯節點的集合再加上輔助服務就構成了邏輯設備（logicaldevice）。則每一個IED均由服務器和應用組成，將服務器（Server）分層為邏輯設備（LogicalDevice），邏輯節點（LogicalNode）,數據對象（DataObject）,數據屬性（DataAttributes）。在實際設備中，服務器就是物理裝置的通信接口，有相應的通信地址。現場設備（如斷路器，電壓互感器，電流互感器）的描述性信息就存貯在相應的邏輯節點的屬性數據中，即IED的信息模型中，站內其他裝置或監控中心需要訪問這些數據。

　　圖2某線路保護及測量IED信息模型

　　以被保護線路的一整套保護及自動重合閘裝置