ГОСТ Р МЭК 61850-7-1-2009 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 7. Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования. Раздел 1. Принципы и модели

ГОСТ Р МЭК 61850-7-1-2009

Группа П77

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА ПОДСТАНЦИЯХ

Часть 7

Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования

Раздел 1

Принципы и модели

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

ОКС 33.200
ОКП 42 3200

Дата введения 2011-01-01

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

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

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61850-7-1:2003* "Сети и системы связи на подстанциях. Часть 7-1. Базовая структура связи для подстанции и линейного оборудования. Принципы и модели (IEC 61850-7-1:2003 "Communication networks and systems in substations - Part 7-1: Basic communication structure for substation and feeder equipment - Principles and models").
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке. - .

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

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

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.

Примечание - Взаимозаменяемость - это возможность заменить какое-либо устройство другим от того же или от различных изготовителей с использованием тех же интерфейсов связи при обеспечении, как минимум, таких же функциональных возможностей без какого-либо воздействия на остальные компоненты системы. Если различия в функциональных возможностях допускаются, то при замене данного устройства может также потребоваться внесение некоторых изменений в какую-либо часть системы. Взаимозаменяемость подразумевает стандартизацию функций и устройств, которые выходят за рамки настоящего стандарта. Взаимозаменяемость выходит за рамки настоящего стандарта, но она будет поддерживаться при его соблюдении для достижения взаимодействия.

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.

Таблица 1 - Руководство для пользователей


Пользователь	МЭК 61850-1 (Вве- дение и краткий обзор)	МЭК 61850-5 (Тре- бова- ния)	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)
Пред- прия- тие	Руководитель	X	-	Раздел 5	-	-	-	-	-
	Инженер	X	X	X	X	X	Фрагменты	X	-
Пос- тав- щик	Специалист по прикладной области	X	X	X	X	X	Фрагменты	X	Фрагменты
	Специалист по связи	X	X	X	-	-	X	-	X
	Менеджер по продукции	X	X	X	X	Фрагменты	Фрагменты	Фрагменты	-
	Специалист по маркетингу	X	X	Раздел 5	Фрагменты	Фрагменты	Фрагменты	Фрагменты	-
Кон- суль- тант	Специалист по прикладной области	X	X	X	X	X	-	X	-
	Специалист по связи	X	-	X	-	-	X	X	X
Другое	X	X	X	-	-	-	-	-
Символ "X" означает, что с содержанием настоящего стандарта следует ознакомиться. "Фрагменты" означает, что для понимания применяемого концептуального подхода следует ознакомиться с фрагментами настоящего стандарта. Прочерк (-) означает, что ознакомление с настоящим стандартом факультативно.

1 Область применения

В настоящем стандарте представлены методы моделирования, принципы связи и информационные модели, используемые в серии стандартов МЭК 61850-7. Цель настоящего стандарта заключается в осуществлении - с концептуальной точки зрения - содействия в понимании основных концепций моделирования и методов описания для:

- информационных моделей подстанций для систем автоматизации подстанций;

- функций устройств, используемых в автоматизации подстанций;

- систем связи для обеспечения взаимодействия в пределах подстанций.

Кроме того, в настоящем стандарте приведены объяснения и изложены подробные требования в отношении связи между МЭК 61850-7-4, МЭК 61850-7-3, МЭК 61850-7-2 и МЭК 61850-5. Объяснено так же, как абстрактные сервисы и модели серии стандартов МЭК 61850-7 отображаются в конкретных протоколах связи в соответствии с описанием, приведенным в МЭК 61850-8-1 [2].

Концепции и модели, включенные в настоящий стандарт, также могут быть применены при описании информационных моделей и функций в целях:

- обмена информацией между подстанциями;

- обмена информацией между подстанцией и центром управления;

- обмена информацией для распределительной автоматики;

- обмена информацией по измерениям;

- контроля состояния и диагностики;

- обмена информацией с техническими системами для конфигурирования устройств.

Примечание 1 - В настоящем стандарте приведены примеры и выдержки из других частей серии стандартов МЭК 61850. Эти выдержки использованы для объяснения концепций и методов. Данные примеры и выдержки в настоящем стандарте носят информативный характер.

Примечание 2 - В примерах настоящего стандарта использованы имена классов (например, XCBR для класса логического узла "выключатель"), описанные в МЭК 61850-7-4, МЭК 61850-7-3, а также имена сервисов, определенные в МЭК 61850-7-2. Нормативные имена определены только в МЭК 61850-7-4, МЭК 61850-7-3 и МЭК 61850-7-2.

Примечание 3 - Настоящий стандарт не содержит полного руководства по обучению. Прежде всего рекомендуется ознакомиться с настоящим стандартом - совместно с МЭК 61850-7-4, МЭК 61850-7-3 и МЭК 61850-7-2. Дополнительно рекомендуется ознакомиться также с МЭК 61850-1 и МЭК 61850-5.

Примечание 4 - В настоящем стандарте не рассмотрены вопросы реализации.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты*:
_______________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - .

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

IEC 61850-2 Communication networks and systems in substations - Part 2: Glossary

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

IEC 61850-5 Communication networks and systems in substations - Part 5: Communication requirements for functions and device models

МЭК 61850-7-2 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 7-2. Базовая структура связи для оборудования подстанции и линейного оборудования. Абстрактный интерфейс услуг связи (ACSI)

IEC 61850-7-2 Communication networks and systems in substations - Part 7-2: Basic communication structure for substation and feeder equipment - Abstract communication service interface (ACSI)

МЭК 61850-7-3 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 7-3. Базовая структура связи для оборудования подстанции и линейного оборудования. Классы общих данных

IEC 61850-7-3 Communication networks and systems in substations - Part 7-3: Basic communication structure for substation and feeder equipment - Common data classes

МЭК 61850-7-4 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 7-4. Базовая структура связи для оборудования подстанции и линейного оборудования. Совместимые классы логических узлов и классы данных

IEC 61850-7-4 Communication networks and systems in substations - Part 7-4: Basic communication structure for substation and feeder equipment - Compatible logical node classes and data classes

ИСО/МЭК 8825 (все части). Информационные технологии. Правила кодирования ASN.1

ISO/IEC 8825 (all parts), Information technology - ASN.1 encoding rules

3 Термины и определения

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

3.1 информация (information): Знания об объектах, таких как факты, события, предметы, процессы, идеи, включая понятия, имеющие конкретное значение в определенном контексте.

3.2 информационная модель (information model): Модель, представляющая знания о функциях и устройствах подстанции, в которых реализованы данные функции.

Примечание - Эти знания приобретают видимую и доступную форму с помощью серии стандартов МЭК 61850. Модель в абстрактном виде описывает представление реальной функции или устройства с ориентацией на связь.

3.3 модель (model): Отображение некоторых составляющих реальности.

Примечание - Цель создания модели заключается в облегчении понимания, описания или прогнозирования функционирования сущностей в реальном мире посредством изучения упрощенного представления конкретного объекта или явления. Модель, описываемая в серии стандартов МЭК 61850-7, ориентирована на возможности связи смоделированных данных и функций.

4 Сокращения


	ACSI	- абстрактный интерфейс услуг связи;
	ASN.1	- абстрактная синтаксическая нотация версии 1;
	API	- интерфейс прикладной программы;
	CDC	- класс общих данных;
	DO	- объект данных;
	СТ	- трансформатор тока;
	IED	- интеллектуальное электронное устройство;
	LD	- логическое устройство;
	LN	- логический узел;
	LLN0	- нуль логического узла (0);
	LPHD	- физическое устройство логического узла;
	MMS	- спецификация производственных сообщений;
	PHD	- физическое устройство;
	PICOM	- единица передаваемой информации;
	SCSM	- специфическое отображение сервиса связи;
	SoE	- последовательность событий;
	UML	- универсальный язык моделирования;
	VMD	- виртуальное производственное устройство (Virtual Manufacturing Device);
	VT	- трансформатор напряжения;
	XML	- расширенный язык разметки.

5 Обзор концепции серии стандартов МЭК 61850

5.1 Цель

Стандарты МЭК 61850-7-4, МЭК 61850-7-3, МЭК 61850-7-2, МЭК 61850-6 [1] и МЭК 61850-8-1 [2] тесно связаны между собой. В настоящем подразделе приведен обзор указанных частей, а также описано, каким образом они пересекаются.

В каждой части определен конкретный аспект IED-устройств подстанции:

- В МЭК 61850-7-4 описаны конкретные информационные модели функций автоматизации подстанции (например, выключатель с состоянием положения выключателя, уставки функции защиты и т.д.) - то, что смоделировано и могло бы быть передано.

- В МЭК 61850-7-3 приведен перечень широко используемой информации (например, двухэлементные команды управления, значение трехфазной измеряемой величины и т.д.) - то, что представляет собой общую базовую информацию.

- В МЭК 61850-7-2 описаны сервисы обмена информацией для функций различных типов, например control (управление), report (выдача отчета), get (получение), set (настройка) и т.д.

- В МЭК 61850-6 [1] приведено формальное описание конфигурации IED-устройства подстанции, включая описание его взаимосвязи с другими IED-устройствами и с работой первичного оборудования (однолинейная схема) - как описывать данную конфигурацию.

- В МЭК 61850-8-1 [2] описаны конкретные средства передачи информации между IED-устройствами (например, прикладной уровень, кодирование и т.д.) - как упорядочивать информацию при обмене.

5.2 Топология и функции связи систем автоматизации подстанций

Как видно из топологии на рисунке 1, одна из задач серии стандартов МЭК 61850 заключена в поддержке функций автоматизации подстанции посредством обеспечения (номера в скобках соответствуют номерам на рисунке):

- получения значений выборок от трансформаторов тока СТ и трансформаторов напряжения VT (1);

- скоростного обмена входными/выходными данными по защите и управлению (2);

- передачи сигналов управления и отключения (3);

- проектирования, разработки и конфигурирования (4);

- контроля и надзора (5);

- связи с центром управления (6);

- временной синхронизации;

- и т.д.

Рисунок 1 - Пример топологии автоматизации подстанции

Также должна быть обеспечена поддержка других функций, таких как измерение, контроль состояния и управление активами.

Многие функции реализованы в интеллектуальных электронных устройствах (IED); на рисунке 1 показаны различные IED-устройства. В одном устройстве может быть реализовано несколько функций или же одна функция может быть реализована в одном IED-устройстве, а другая функция - размещена в другом IED-устройстве. IED-устройства (т.е. функции, размещенные в IED-устройстве) поддерживают связь с функциями в других IED-устройствах с помощью механизмов обмена информацией, описанных в настоящем стандарте. Таким образом, возможно реализовать также функции, размещенные более чем в одном IED-устройстве.

5.3 Информационные модели систем автоматизации подстанций

Механизмы обмена информацией в первую очередь основываются на четко определенных информационных моделях. Эти информационные модели и методы моделирования служат основой серии стандартов МЭК 61850. В серии стандартов МЭК 61850 применен подход к моделированию общей информации, полученной от физических устройств, который схематически изображен на рисунке 2. В настоящем стандарте описана вся информация, доступная для обмена с другими устройствами. Для системы автоматизации подстанции такая модель обеспечивает образ аналогового окружения (технологические процессы в энергосистеме, коммутационная аппаратура).

Примечание 1 - Термин "общая информация" применительно к серии стандартов МЭК 61850 означает, что стороны, имеющие отношение к системам автоматизации подстанций (пользователи и производители), согласились с тем, что данная информация, описанная в серии стандартов МЭК 61850, общепринята и необходима для открытого обмена информацией между любыми типами IED-устройств подстанций.

Рисунок 2 - Модельный подход (концептуальное представление)

В серии стандартов МЭК 61850 информация и информационный обмен описаны таким образом, чтобы не зависеть от конкретной реализации (т.е. использованы абстрактные модели). Также в настоящем стандарте используется концепция виртуализации. Виртуализация помогает осуществить обзор тех свойств реального устройства, которые необходимы для информационного обмена с другими устройствами. В серии стандартов МЭК 61850 описаны только те подробности, которые требуются для обеспечения взаимодействия устройств.

Как описано в МЭК 61850-5, подход, принятый в настоящем стандарте, заключается в разложении прикладных функций на наименьшие сущности, используемые для обмена информацией. Степень детализации зависит от обоснованного распределения размещения этих сущностей в выделенных устройствах (IED-устройствах). Эти сущности называются логическим узлами (например, виртуальное представление класса "выключатель" со стандартизованным именем класса XCBR). Моделирование и описание логических узлов осуществляются исходя из концептуальной прикладной точки зрения, изложенной в МЭК 61850-5. Несколько логических узлов составляют логическое устройство (например, представление элемента присоединения). Логическое устройство всегда реализуется в одном IED-устройстве; следовательно, логические устройства не являются распределенными.

Физические устройства, изображенные в правой стороне рисунка 2, моделируются в виде виртуальной модели в центре рисунка. Логические узлы, определенные в логическом устройстве (например, присоединение), соответствуют хорошо известным функциям физических устройств. В данном примере логический узел XCBR представляет конкретный выключатель присоединения (справа).

Примечание 2 - Логические узлы в этом примере могут быть реализованы в одном или нескольких IED-устройствах в зависимости от того, что именно необходимо. Если эти логические узлы реализованы в различных IED-устройствах, они должны обмениваться информацией по сети. Обмен информацией внутри логического узла выходит за рамки областей применения серии стандартов МЭК 61850.

В зависимости от функциональных возможностей логический узел содержит перечень данных (например, положение) с соответствующими атрибутами данных. Эти данные имеют некую структуру и четко определенную семантику (значение в контексте систем автоматизации подстанций). Информация, представленная этими данными и их атрибутами, обменивается с помощью сервисов в соответствии с четко определенными правилами и требуемыми рабочими характеристиками, как описано в МЭК 61850-5. Эти сервисы реализуются специальными и конкретными средствами обмена информацией (SCSM с использованием, например, MMS, TCP/IP и Ethernet).

Логические узлы и данные, содержащиеся в логическом устройстве, являются ключевыми для описания и для информационного обмена систем автоматизации подстанций в целях достижения взаимодействия.

Логические устройства, логические узлы и данные, которые они содержат, должны конфигурироваться. Основная цель конфигурирования заключается в выборе соответствующих логических узлов и данных из стандарта и определении значений, установленных для конкретного экземпляра, например, конкретные ссылки между экземплярами логических узлов (их данных) и механизмы обмена, а также выбор исходных значений для технологических данных.

5.4 Приложения, моделируемые логическими узлами, описанными в МЭК 61850-7-4

Таблица 2 содержит перечень всех групп логических узлов, описанных в МЭК 61850-7-4. Приведены определения более 90 логических узлов, представляющих наиболее распространенные задачи оборудования подстанции и фидеров. Основное внимание сконцентрировано на определении информационных моделей для задач защиты, а также задач, связанных с защитой (38 логических узлов из 88). Эти две группы включают в себя почти половину всех логических узлов. Данное представление - это результат наиболее узкоспециализированного исторически сложившегося определения функций защиты вследствие высокой важности защиты для безопасной и надежной работы энергосистемы.

Примечание - Некоторое внимание было уделено функциям управления; исторически сложилось так, что они не были описаны с такой степенью детализации, поскольку представляют незначительное число широко распространенных и столь же важных задач.

Таблица 2 - Группы логических узлов LN


Группы логических узлов	Число логических узлов
Системные логические узлы	3
Функции защиты	28
Функции, связанные с защитой	10
Диспетчерское управление	5
Общие ссылки	3
Интерфейсы и архивирование	4
Автоматические средства управления	4
Учет электроэнергии и измерения	8
Датчики и мониторинг	4
Коммутационная аппаратура	2
Измерительный трансформатор	2
Силовой трансформатор	4
Другое оборудование энергосистемы	15
Общее количество логических узлов	92

Важность функций контроля возрастает.

В серии стандартов МЭК 61850 приведены четко определенные правила описания дополнительных логических узлов и данных, например для дополнительных функций в пределах подстанций или для других областей применения, таких как ветровые электростанции. Более подробно правила расширения представлены в разделе 14 настоящего стандарта и в приложении А МЭК 61850-7-4.

Нижеприведенный перечень логических узлов служит примером того, какие виды реального применения могут представлять логические узлы.

- дистанционная защита;

- дифференциальная защита;

- максимальная токовая защита;

- защита от понижения напряжения;

- направленная защита от перегрузки;

- вольтгерцовое реле;

- перемежающееся замыкание на землю;

- направленный элемент;

- ограничение гармоник;

- схема защиты;

- защита от нулевой или пониженной частоты вращения;

- ...;

- измерение;

- учет электроэнергии;

- последовательность и дисбаланс;

- гармоники и интергармоники;

- дифференциальные измерения;

- ...;

- управление переключениями;

- выключатель;

- прерыватель цепи;

- ...

Большинство логических узлов предоставляют информацию, которая может быть подразделена на категории, как это изображено на рисунке 3. Семантика логического узла представляется данными и атрибутами данных. Логические узлы могут предоставлять от нескольких до 30 данных. Данные могут содержать от нескольких до 20 (или даже более) атрибутов данных. Логические узлы могут содержать более 100 отдельных объектов информации (точек), организованных в иерархическую структуру.

Рисунок 3 - Категории информации логического узла

Рисунок 3 - Категории информации логического узла, лист 1

Рисунок 3, лист 2

IED-устройства построены путем сочетания логических узлов, как это изображено на рисунке 4. Эти логические узлы представляют собой компоновочные блоки IED-устройств подстанции, например выключатель (XCBR) и другие. В данном примере для каждой фазы использован один экземпляр XCBR.

Рисунок 4 - Принцип построения устройств

Рисунок 4 - Принцип построения устройств, лист 1

Рисунок 4, лист 2

На рисунке 4 на IED-устройство защиты напряжение и ток поступают от стандартных VT- и СТ-трансформаторов. Функции защиты в устройстве защиты могут выявить отказ и выдать или послать сигнал на отключение через станционную шину. В настоящем стандарте также поддерживаются IED-устройства для нестандартных VT- и СТ-трансформаторов, посылающих сигналы напряжения и тока как выборочные значения к системе защиты по последовательному каналу связи.

Для построения IED-устройств подстанции используются логические узлы.

5.5 Семантика, привязанная к данным

Среднее число конкретных данных, обеспеченных логическими узлами, которые описаны в МЭК 61850-7-4, приблизительно равно 20. Каждое из этих данных (например, положение выключателя) включает в себя несколько более детальных определений (атрибуты данных). Положение выключателя (именуемое Pos) описано в логическом узле XCBR (рисунок 5). Это положение описано как данные. Категория положения в логическом узле - это "объект управления" - положением можно управлять через сервис управления.

Рисунок 5 - Информация о положении, изображенная в виде дерева (концептуальное представление)

Рисунок 5 - Информация о положении, изображенная в виде дерева (концептуальное представление), лист 1

Рисунок 5, лист 2

Положение Pos - это более чем "точка" в значении простых протоколов RTU. Оно состоит из нескольких атрибутов данных. Эти атрибуты данных распределяются по категориям следующим образом:

- управление (состояние, значения измерений/учета или настройки);

- подстановка;

- конфигурация, описание и расширение.

Экземпляр данных Pos имеет примерно 20 атрибутов данных. Атрибут данных Pos.ctlVal представляет управляемую информацию [она может быть задана в состояниях ON (ВКЛ.) или OFF (ВЫКЛ.)]. Атрибут данных Pos.stVal представляет положение реального выключателя (он может находиться в промежуточном состоянии, быть выключен, включен или неисправен).

Положение также несет информацию о том, когда обрабатывать команду управления (Operate time - время срабатывания), а также информацию об источнике сообщения и контрольный номер (заданный источником сообщения в запросе). Информация качества и временной метки указывает на текущую достоверность значения состояния и время последнего изменения значения состояния.

Текущие значения для stVal, показатель качества и временная метка (связанные с stVal) могут быть считаны, записаны в отчет или зарегистрированы в журнале в буфере IED-устройства.

Значения stVal и показатель качества могут быть подставлены дистанционно. Подставленные значения вступают в силу немедленно после выполнения подстановки.

Несколько атрибутов данных должны быть определены для конфигурации характера управления, например конфигурирование импульса (одиночный импульс или постоянное воздействие, длительность сигнала включить/выключить и число импульсов) или модель управления (непосредственное, выбор перед управлением и т.д.).

Атрибуты данных описываются в первую очередь именем атрибута и типом атрибута:


Имя атрибута	Тип атрибута	FC	TrgOp	Значение/диапазон значения	М/О/С
ctlVal	BOOLEAN	CO		выкл. (FALSE) \| вкл. (TRUE)	АС_СО_М
stVal	CODED ENUM	ST	dchg	промежуточное состояние \| выкл. \| вкл. \| неисправен	М

Дополнительная информация содержит дополнительные подробности (содержит метаданные):

- по разрешенным сервисам: функциональной связи FC=СО означает, что могут быть применены только конкретные сервисы (например, СО относится только к сервису управления);

- по условиям инициирования выдачи отчета: TrgOp=dchg означает, что выдача отчета начинается при изменении значения данного атрибута;

- по значению или диапазону значения;

- по индикации, если атрибут опциональный (О), обязательный (М), условно обязательный (Х_Х_М) или условно опциональный (Х_Х_О). Эти условия - результат того, что не все атрибуты независимы друг от друга.

Имена атрибутов данных - это стандартизованные (т.е. зарезервированные) имена, имеющие специфическую семантику применительно к серии стандартов МЭК 61850. Семантика всех имен атрибутов данных определена в таблице 48 (раздел 8) МЭК 61850-7-3, например:


Имя атрибута данных	Семантика
ctlVal	Определяет управляющее действие
stVal	Значение состояния данных

Имена данных и атрибутов данных несут основную семантику IED-устройства подстанции.

Информация о положении Pos, как показано на рисунке 5, имеет много атрибутов данных, которые могут быть найдены во многих других приложениях, связанных с переключениями. Первая характеристика положения - это атрибут элемента данных stVal (значение состояния), который представляет четыре состояния: промежуточное состояние | выкл. | вкл. | неисправен. Эти четыре состояния (как правило, представляемые двумя битами) общеизвестны как "двухэлементная" информация. Полный набор всех атрибутов данных, определенный для данных Pos (положение), называется "класс общих данных" (CDC). Имя класса общих данных двухэлементной информации - DPC (управляемая двухэлементная).

Классы общих данных обеспечивают удобные средства для уменьшения размера определений данных (в стандарте). В определении данных нет необходимости перечислять все атрибуты, требуется только дать ссылку на класс общих данных. Классы общих данных также очень удобны для того, чтобы поддерживать совместимость определений данных. При изменении в атрибутах конкретных управляемых двухэлементных данных CDC необходимо внести изменения только в одном месте - в определении DPC МЭК 61850-7-3.

МЭК 61850-7-3 определяет классы общих данных для широкого диапазона хорошо известных приложений. Основные классы общих данных подразделены на следующие группы:

- информация о состоянии;

- информация об измеряемом значении;

- информация об управляемом состоянии;

- информация об управляемом аналоговом значении;

- настройки состояния;

- настройки аналогового значения;

- описательная информация.

5.6 Сервисы обмена информацией

Логические узлы, данные и атрибуты данных в основном должны быть определены для того, чтобы установить, какая информация требуется для выполнения задачи, а также для обмена информацией между IED-устройствами. Обмен информацией определяется посредством сервисов. На рисунке 6 приведена выборка сервисов.

Рисунок 6 - Выборка сервисов

NOTE - The circles with the numbers to refer to the bulleted list below.

Примечание - Номера в кружочках (от до ) относятся к нижеприведенному списку.

Рисунок 6 - Выборка сервисов

Сервис управления манипулирует атрибутами данных, относящимися к управлению положением выключателя (отключить или включить выключатель). Сервисы выдачи отчетов информируют другое устройство об изменении положения выключателя. Сервис подстановки устанавливает атрибут данных в значение, не зависящее от процесса.

Категории сервисов (описанные в МЭК 61850-7-2) следующие:

- устройства управления (сервис управления или передачи многоадресных сигналов отключения) [см. рисунок 6, ];

- быстрый и надежный одноранговый обмен информацией о состоянии (отключение или блокирование функций или устройств) [см. рисунок 6, ];

- выдача отчета по любому набору данных (атрибутов данных), SoE - с циклическим и событийным запуском [см. рисунок 6, ];

- регистрация и поиск по любому набору данных (атрибутов данных) - с циклическим и событийным запуском [см. рисунок 6, ];

- подстановка [см. рисунок 6, ];

- управление и настройка групп настроек параметров;

- передача выборочных значений от датчиков;

- временная синхронизация;

- передача файлов;

- конфигурация в онлайновом режиме [см. рисунок 6, ];

- поиск и самоописание устройства [см. рисунок 6, ].

Многие сервисы работают непосредственно с использованием атрибутов информационной модели (т.е. с использованием атрибутов данных, содержащихся в логических узлах). Конфигурация импульса атрибута данных Pos отдельного выключателя может быть настроена на новое значение непосредственно клиентом. "Непосредственно" означает, что данный сервис работает по запросу клиента без особых ограничений IED-устройства.

Другие сервисы обеспечивают более сложный режим работы, который зависит от состояния некоторых специальных конечных автоматов. Может потребоваться контрольный запрос, чтобы выполнить алгоритм конечного автомата, связанного с атрибутом данных, например "выбрать перед управлением".

Также имеется несколько сервисов связи для конкретных приложений, обеспечивающих модель расширенного режима работы, которая может частично действовать в автономном режиме. Модель сервиса выдачи отчетов описывает последовательность операций, по которой IED-устройство работает в автоматическом режиме при определенных пусковых условиях, описанных в информационной модели (например, выдача отчета при изменении данных значения состояния), или при условиях, описанных в модели сервиса выдачи отчетов (например, выдавать отчет по периодически повторяющемуся событию).

5.7 Сервисы, отображаемые в конкретных информационных протоколах

Сервисы, описанные в МЭК 61850-7-2, называются абстрактными сервисами. "Абстрактный" означает, что в МЭК 61850-7-2 представлены только те свойства, которые требуются для описания необходимых действий на стороне приема запроса на обслуживание. Они основываются на функциональных требованиях МЭК 61850-5. В МЭК 61850-7-2 определена семантика моделей сервиса с их атрибутами и семантика тех сервисов, которые работают с использованием этих атрибутов (включая те параметры, которые несут запросы и ответные реакции).

Специфический синтаксис (формат) и, в особенности, кодирование сообщений, которые несут сервисные параметры какого-либо сервиса, и то, как они проходят через сеть, определяются в специфическом отображении сервиса связи (SCSM). Один вид отображения SCSM - МЭК 61850-8-1 [2] - это отображение сервисов на MMS (ИСО 9506 [6], [7]) и другие виды передачи, такие как TCP/IP и Ethernet (см. рисунок 7); другие виды отображения - МЭК 61850-9-1 [3] и МЭК 61850-9-2 [4].

Рисунок 7 - Пример отображения связи

Рисунок 7 - Пример отображения связи, лист 1

Рисунок 7, лист 2

Возможны дополнительные отображения в других стеках связи. ACSI-интерфейс не зависит от отображений.

5.8 Конфигурация подстанции

Используемые логические узлы, данные и атрибуты данных, а также сервисы и конкретные средства связи, обеспеченные физическим IED-устройством, должны быть конфигурированы. В конфигурацию входит формальное описание различных объектов и отношений между этими объектами и оборудованием конкретной подстанции (распределительным устройством). На прикладном уровне должно быть приведено описание топологии собственно распределительного устройства и отношения между структурой этого устройства и функциями системы автоматизации подстанции (соответствующие логические узлы, данные и атрибуты данных, конфигурированные в IED-устройствах).

В МЭК 61850-6 [1] определен язык описания конфигураций IED-устройств электрических подстанций. Этот язык называется языком описания конфигурации подстанции (Substation Configuration Description Language, SCL-язык).

Конфигурация подстанции позволяет получить статическое представление всей подстанции. Конфигурация подстанции может быть использована для описания повторяющихся частей или IED-устройств в целом, которые могут быть непосредственно применены:

- заранее конфигурированных IED-устройств с фиксированным числом логических узлов, основанных на библиотеке функций, но не привязанных ни к какому отдельному процессу;

- заранее конфигурированных IED-устройств с заранее конфигурированной семантикой для части процесса определенной структуры, например линий, присоединенных к двойной системе шин элегазового распределительного устройства (РУ);

- при полном конфигурировании процесса со всеми IED-устройствами, привязанными к индивидуальным функциям процесса и к основному оборудованию, которое расширено определениями доступа к объектам управления (разрешения доступа) для всех возможных партнеров по связи;

- готовых к работе IED-устройств совместно со всеми каналами связи, готовыми к работе. Это необходимо в том случае, если IED-устройство не может динамически открывать соединения.

Язык конфигурации создан на базе XML-языка.

5.9 Заключение

На рисунке 8 представлена резюмирующая информация по разделу 5. Четыре основных компоновочных блока включают в себя:

- информационные модели системы автоматизации подстанции,

- методы обмена информацией,

- отображение на конкретные протоколы связи,

- конфигурацию IED-устройства подстанции.

Рисунок 8 - Резюмирующая информация

Указанные четыре компоновочных блока в большой степени независимы друг от друга. Данные информационные модели легко могут быть расширены путем определения новых логических узлов и новых данных в соответствии с особыми гибкими правилами - как это требуется в другой области применения. Таким же образом стеки связи могут обмениваться в соответствии с современными достижениями в технологии связи. Но для сохранения простоты взаимодействия в данный момент времени должен быть выбран только один стек. Описание такого выбора приведено в МЭК 61950-8-1 [2], МЭК 61850-9-1 [3] и МЭК 60850-9-2 [4].

Информация должна быть отделена от представления и от сервисов обмена информацией.

Сервисы обмена информацией отделены от конкретных профилей связи.

В разделе 6 приведен более подробный обзор всех четырех компоновочных блоков.

6 Подход к моделированию в серии стандартов МЭК 61850

6.1 Декомпозиция прикладных функций и информации

Как описано в МЭК 61850-5, общий подход, принятый в серии стандартов МЭК 61850, заключается в разложении прикладных функций на наименьшие сущности, используемые затем для обмена информацией. Степень детализации определяется обоснованным распределенным размещением этих сущностей в выделенных устройствах (IED-устройствах). Эти сущности называются логическими узлами. Требования к логическим узлам описаны - с прикладной точки зрения - в МЭК 61850-5.

В зависимости от своих функциональных возможностей эти логические узлы содержат данные с назначенными атрибутами данных. Информация, представленная данными и атрибутами данных, обменивается назначенными сервисами в соответствии с четко определенными правилами и рабочими характеристиками, запрашиваемыми, как это требуется в МЭК 61850-5.

Процесс декомпозиции (для получения наиболее распространенных логических узлов) и процесс композиции (для составления устройств с использованием логических узлов) изображены на рисунке 9. В целях поддержки наиболее распространенных областей применения классы данных, содержащиеся в логических узлах, должны быть описаны понятным и общепринятым способом.

Рисунок 9 - Процесс декомпозиции и композиции (концептуальное представление)

Рисунок 9 - Процесс декомпозиции и композиции (концептуальное представление), лист 1

Рисунок 9, лист 2

Небольшая часть функции (выборка модели выключателя) была выбрана в качестве примера для пояснения процесса декомпозиции. Выключатель обладает, помимо многих других атрибутов, при необходимости управляемым и контролируемым положением, а также возможностью предотвратить отключение выключателя (например, в целях блокировки, запрета размыкания). Данные "положение" включают в себя некоторую информацию, которая представляет значение состояния (вкл., выкл., промежуточное, неисправность), качество значения (хорошо и т.д.) и метку времени последнего изменения положения. Положение предоставляет также возможность управления выключателем: управляющее значение (вкл., выкл.). С целью отследить, кто выполнил управление выключателем, источник сообщения сохраняет информацию о той сущности, которая выдала последнюю команду управления. Контрольный номер сохраняет порядковый номер последней команды управления.

Информация, сгруппированная в данных "положение" (состояние, управление и т.д.), представляет очень широко распространенную группу с четырьмя значениями, которая может быть использована многократно. Подобно этому Block to open ("Блокировка отключения") группирует информацию с двумя значениями. Эти группы называются классами общих данных (CDC):

- класс многократного использования с четырьмя значениями определяется как двухэлементное управление (DPC);

- класс многократного использования с двумя значениями определяется как одноэлементное управление (SPC).

В МЭК 61850-3 описаны приблизительно 30 классов общих данных для состояния, измеряемых величин, управляемого состояния, управляемого аналога, установки состояния и установки аналогового значения.

6.2 Создание информационных моделей методом ступенчатой композиции

В МЭК 61850-7-4, МЭК 61850-7-3 и МЭК 61850-7-2 определено, каким образом следует моделировать информацию и средства связи на подстанциях согласно требованиям МЭК 61850-5. При таком способе моделирования логические узлы (и их данные, которые представляют собой огромное количество семантических определений) используются в первую очередь в качестве компоновочных блоков для создания видимой информации системы автоматизации подстанции. Эти модели применяют для описания информации, выдаваемой и используемой приложениями, а также для обмена информацией с другими IED-устройствами.

Логические узлы и классы данных, введенные в МЭК 61850-5, уточнены и получили точные определения в МЭК 61850-7-4. Они были определены совместными усилиями экспертов в области приложений для различных подстанций и экспертов в области моделирования. Эти логические узлы и их данные определены по содержанию (семантике) и форме (синтаксису). При таком подходе использованы объектно-ориентированные методы.

Примечание - Классы логических узлов и классы данных, смоделированные и определенные в МЭК 61850-7-4, удовлетворяют требованиям, перечисленным в МЭК 61850-5.

На следующем этапе классы общих данных используются для определения классов данных, характерных для описания подстанции (см. нижнюю половину рисунка 9). Эти классы данных (определенные в МЭК 61850-7-4) относятся к специализированным классам общих данных, например, класс данных Pos (специализация DPC) наследует все атрибуты данных соответствующего класса общих данных DPC, т.е. ctlVal, origin, ctlNum и т.д. Семантика класса Pos определена в МЭК 61850-7-4.

Логический узел группирует несколько классов данных для создания специфической функциональности. Логический узел XCBR представляет общую информацию по реальному выключателю. Узел XCBR может быть многократно использован для описания общей информации выключателей различных изготовителей и типов.

В МЭК 61850-7-4 определяются приблизительно 90 логических узлов, использующих около 450 классов данных. Логический узел XCBR включает в себя приблизительно 20 классов данных. Краткое описание логического узла XCBR приведено в таблице 3.

Таблица 3 - Класс логического узла XCBR (концептуальное представление)


Общая информация логического узла	Общая информация логического узла
Режим	Состояние внешнего оборудования
Режим работы	Паспортная табличка внешнего оборудования
Состояние (исправность)	Объекты управления
Паспортная табличка	Положение переключателя (подробнее см. ниже)
Опциональная информация логического узла	Блокировка отключения
Логическая операция	Блокировка включения
Состояние внешнего оборудования	Двигатель устройства завода пружин в действии
Паспортная табличка внешнего оборудования	Измеренные значения
Счетчик операций (со сбросом)	Суммарное значение скоммутированных токов (со сбросом)
Счетчик операций	Информация о состоянии
Время срабатывания	Рабочие характеристики выключателя
Локальная операция ("локальная" означает без связи с автоматикой подстанции, прямое проводное управление)	Возможность определения фазы точки переключения
Счетчик операций	Рабочие характеристики выключателя при полном заводе (пружин, грузов)

Примечание - В МЭК 61850-7-4 определены стандартизованные имена для каждого элемента, такие как Pos для положения переключателя. Также в таблицах для логических узлов приведен класс общих данных, используемый для соответствующего класса данных. Наконец, в этих таблицах определено, относится ли класс данных в таблице к обязательному или опциональному. Подробнее этот вопрос разъяснен ниже в настоящем стандарте.

Содержимое выделенного "положения переключателя" (имя=Pos) приведено на рисунке 10.

Рисунок 10 - Информация XCBR1 в виде дерева

В серии стандартов МЭК 61850-7 использованы таблицы для определения классов логических узлов и классов данных (МЭК 61850-7-4), классов общих данных (МЭК 61850-7-3) и моделей сервисов (МЭК 61850-7-2). Классы данных и атрибуты данных образуют иерархическую структуру, как показано на рисунке 10. Атрибуты данных класса данных Pos организованы таким образом, что все атрибуты управления (состояния, подстановки, конфигурации и т.д.) перечислены совместно.

Атрибуты данных имеют стандартизованное имя и стандартизованный тип. Справа показаны соответствующие ссылки (объектные ссылки). Эти ссылки используются для обеспечения информации пути с целью определить информацию в дереве.

Экземпляр XCBR1 (первый экземпляр XCBR) представляет собой корень на уровне логических узлов. Объектная ссылка XCBR1 относится ко всему нижнему дереву. XCBR1 содержит данные, например Pos и Mode. Данные Pos (положение) четко определены в МЭК 61850-7-4 (см. выдержку описания).

Описание данных


Имя данных	Семантика
...	...
Pos	Доступ к этим данным осуществляется при исполнении команды переключения или при проверке состояния или положения переключателя. Когда эти данные также используются для ручного управления переключателем, (опциональный) атрибут CtlVal в МЭК 61850-7-3 не существует.
...	...

Содержимое положения Pos - это список, состоящий приблизительно из 20 атрибутов данных. Эти атрибуты являются производными класса общих данных DPC (двухэлементное управление). Атрибуты данных, определенные в DPC, частично обязательные, остальные - опциональные. Объектом данных наследуются только те атрибуты данных, которые необходимы для некоего конкретного приложения. Например, если для данных "положение" необходимость в поддержке подстановки отсутствует, то в объекте данных Pos атрибуты данных subEna, subVal, subQ и subID не требуются.

Сервисы обмена информацией, которые имеют доступ к атрибутам данных, используют иерархическое дерево. Управляемый атрибут данных определяется с помощью XCBR1.Pos.ctlVal. Сервис управления работает именно с использованием этого управляемого атрибута данных выключателя. Информация состояния может быть упомянута как член (XCBR1.Pos.stVal) набора данных, называемый AlarmXCBR. На этот набор данных может ссылаться блок управления отчетами с именем Alarm. Блок управления отчетами может быть конфигурирован для посылки отчета на определенный компьютер при каждом изменении состояния выключателя (с отключенного на включенное или с включенного на отключенное).

6.3 Пример создания IED-устройства

На рисунке 11 показаны примеры различных логических узлов, объединенных в IED-устройства. Задействованные логические узлы - это РТОС (максимальная токовая защита с выдержкой времени), PDIS (дистанционная защита), PTRC (формирование сигнала на отключение) и XCBR (выключатель). Вариант 1 показывает устройство защиты с двумя функциями, которое соединено с выключателем проводами. Вариант 2 показывает устройство защиты с двумя функциями, причем сигнал на отключение передается через сообщение об отключении по сети к LN выключателя. В варианте 3 эти две функции защиты находятся в выделенных устройствах, которые могут в случае отказа работать вместе, а сигналы на отключение передаются по сети независимо друг от друга как сообщения об отключении на LN выключателя (XCBR).

Рисунок 11 - Пример композиции IED-устройства

В вариантах 2 и 3 IED-устройство, которое служит хостом для LN-узлов XCBR, может быть интегрировано в реальное устройство - выключатель или соединено с ним проводами, как в варианте 1, но это уже выходит за область применения серии стандартов МЭК 61850. Физический выключатель для системы автоматизации подстанции представлен, в соответствии с серией стандартов МЭК 61850, LN-узлами XCBR.

Композиция IED-устройств должна быть очень гибкой, чтобы удовлетворять текущим и будущим потребностям.

6.4 Модели обмена информацией

6.4.1 Введение

Информация, содержащаяся в иерархических моделях МЭК 61850-7-4, может передаваться с использованием сервисов, определенных в МЭК 61850-7-2. Методы обмена информацией (изображенные на рисунке 12) в основном распределяются по трем категориям:

- модель выхода;

- модель входа;

- модель для оперативного управления и самоописания.

Рисунок 12 - Модель входа и выхода

Рисунок 12 - Модель входа и выхода, лист 1

Примечание - Номера в кружках на данном рисунке соответствуют номерам в 6.4.2 и на рисунках 13, 14, 15, 17, 19 и 21, как ссылки на описание.

Рисунок 12, лист 2

Для каждой модели определено несколько сервисов. Эти сервисы работают с данными, атрибутами данных и другими атрибутами, как правило, содержащимися в логических узлах. Номера в кружках на рисунке 12 соответствуют номерам в 6.4.2 и на рисунках 13, 14, 15, 17, 19 и 21, где приведено их описание.

Примечание 1 - В реальности сервисы работают с экземплярами данных. Для удобства пользователей термин "экземпляр" в настоящем стандарте в большинстве случаев опущен.

Сервисы модели выхода могут воздействовать только на внутренний процесс, могут выдавать выходной сигнал в процесс через технологический интерфейс или могут изменять значение состояния атрибута данных, инициирующего выдачу отчета. Если технологический интерфейс является IED-устройством, соответствующим серии стандартов МЭК 61850, то этот сервис будет выдавать сигнал выхода непосредственно в процесс.

Примечание 2 - Термины "вход" и "выход" относятся к направлению от IED-устройства в процесс (выход) и из процесса в IED-устройство (вход).

Для модели входа определены несколько сервисов. Сервисы, передающие вводимую информацию, могут нести информацию непосредственно из технологического интерфейса или информацию, рассчитанную в IED-устройстве.

Существует также несколько сервисов, которые могут быть использованы для дистанционного управления IED-устройством до некоторой (ограниченной) степени, например для определения набора данных, для настройки эталонного значения на конкретное значение или для разрешения отправки специальных отчетов блоком управления отчетами. Информационные модели (логические узлы и классы данных) и модели сервисов (например, для составления отчетов и регистрации в журнале) предоставляют средства для поиска расширенной информации об информационной модели и сервисах, которые работают в данных информационных моделях (самоописание).

Нижеприведенные описания моделей входа и выхода только концептуальные. Подробное описание информации и сервисов, задействованных в данных моделях, приведено в МЭК 61850-7-4, МЭК 61850-7-3 и МЭК 61850-7-2.

6.4.2 Модель выхода

6.4.2.1 Концепция модели управления

Концепция модели управления изображена на рисунке 13. Она показана на примере логического узла выключателя (XCBR) с атрибутом данных XCBR.Pos.ctlVal (показанным на рисунке 14). Перед тем как запрос сервиса управления изменит положение реального устройства, должны быть выполнены некоторые условия, например выходной сигнал может быть выдан только в том случае, если переключатель "локальное/удаленное управление" находится в положении remote ("удаленное"), а узел блокировки (CILO) разрешил данную операцию. Условия, которые должны быть выполнены, могут включать в себя:

- положение переключателя "локальное/удаленное управление" выключателя XCBR.Loc;

- информацию о режиме выключателя XCBR.Mod;

- проверку устройства;

- другие атрибуты управляемых данных, например блокировка, конфигурирование импульса, модель управления, класс sbo, тайм-аут sbo, как это определено в классе общих данных DPC (двухэлементное управление в МЭК 61850-7-3).

Рисунок 13 - Модель выхода (этап 1) (концептуальное представление)

Рисунок 13 - Модель выхода (этап 1) (концептуальное представление), лист 1

Рисунок 13, лист 2

Рисунок 14 - Модель выхода (этап 2) (концептуальное представление)

После того как были выполнены все условия и все проверки прошли с положительным результатом, сигнал выхода может быть сформирован и может управлять физическим оборудованием (выключателем - не показан).

Сигнал выхода может быть выдан через проводной интерфейс к выключателю либо может быть передан по шинному интерфейсу.

Изменение положения реального выключателя ведет к изменению в информации состояния, смоделированной с использованием атрибута данных XCBR.Pos.stVal. Это изменение состояния приводит к ответу сервиса управления. Прекращение команды завершает транзакцию управления.

6.4.2.2 Концепция модели GSE

Общее событие на подстанции (GSE - GOOSE и GSSE) обеспечивает одноранговый обмен информацией между значениями данных входа одного IED-устройства с данными выхода многих других IED-устройств (многоадресный обмен). GOOSE и GSSE сообщения, полученные IED-устройством, могут быть использованы также, чтобы рассчитать данные для внутренних целей. Например, для внутренних целей полученные значения положения переключателя позволяют рассчитать локально условия блокировки.

Примечание 1 - Значения данных GOOSE и GSSE определены в модели входа, описанной в 6.4.3.

Рисунок 15 - Модель выхода GSE (концептуальное представление)

Перед тем как использовать какие-либо значения в качестве сигналов выхода, таких как блокировка, должны быть выполнены условия и проведены проверки, частично описанные в серии стандартов МЭК 61850, а частично определяемые локальным приложением, выходящим за область применения серии стандартов МЭК 61850.

Примечание 2 - В определенных случаях, например при обнаружении повреждения релейной защитой, могут быть сформированы многочисленные GOOSE и GSSE сообщения. SCSM, как правило, фильтрует эти сообщения на уровне канала передачи данных, чтобы предотвратить перегрузку IED-устройств.

6.4.2.3 Атрибуты данных и блоков управления

Многие атрибуты данных иерархической модели информации могут быть заданы сервисом настройки (Set-service), например SetDataValues и SetDataSetValues. Настройка значений атрибутов данных, как правило, ограничивается только приложением.

Различные блоки управления, например блок управления группой настроек (SGCB), блок управления отложенным отчетом (BRCB) и блок управления журналом (LCB), имеют такие атрибуты блока управления, которые, как правило, могут быть настроены на определенное значение. В МЭК 61850-7-2 определены сервисы для настройки этих атрибутов вместе с блоками управления. Настройка значений атрибутов блоков управления ограничивается конечным автоматом соответствующего блока управления.

Режим работы этих блоков управления соответствует значениям его набора атрибутов. Эти значения также могут быть сконфигурированы с использованием файла SCL или другими локальными средствами.

Все атрибуты блока управления могут быть считаны другим IED-устройством.

6.4.2.4 Данные настроек и блок управления группой настроек

Для данных настроек, содержащихся в нескольких логических узлах, требуется специальная обработка значений выходных данных согласно МЭК 61850-7-4, например настройки логического узла PVOC максимальной токовой защиты с управлением по напряжению (рисунок 16). Данные настроек (например, AVCrv, TmACrv, TmMult и т.д.) имеют столько значений, сколько определено групп настроек. Каждая группа настроек имеет совместимый набор значений.

Рисунок 16 - Данные настроек (концептуальное представление)

Изображенные значения - комплексные, т.е. каждое из данных имеет некий тип, являющийся производным класса общих данных. RsDITmms - производное класса общих данных ING. ING имеет несколько атрибутов данных, перечисленных в таблице 4.

Таблица 4 - Выборка настроек целочисленного состояния


Класс ING
Имя атрибута	Тип атрибута	FC	TrgOp	Значение/диапазон значения	M/O/C
...	...
Data Attribute
Настройка
setVal	INT32	SP			AC NSG M
setVal	INT32	SG, SE			AC_SG_M
Конфигурация, описание и расширение
minVal	INT32	CF			О
maxVal	INT32	CF			О
stepSize	INT32U	CF		1 ... (maxVal - minVal)	О
d	VISIBLE STRING255	DC		Текст	О
...	...	...			...

Значения определенной группы настроек, содержащиеся в данных настроек, могут быть заданы, только если эта группа находится в состоянии EDIT ("Редактирование") (что обозначают как FC=SE; редактирование данных настройки). После того как заданы все значения этой группы, значения этой группы могут быть подтверждены как содержащие совместимый набор значений. Этот вновь подтвержденный набор значений затем может быть выбран для использования приложением (группа настроек в активном состоянии: FC=SG; активные данные настроек).

Значение setVal группы FC=SP означает "простые" данные настроек (уставку), применяющиеся в том случае, когда модель управления группой настроек не поддерживается. Это значение может быть задано как обыкновенный атрибут данных.

6.4.3 Модель входа

6.4.3.1 Сбор входных аналоговых сигналов

Концепция сбора входных аналоговых сигналов изображена на рисунке 17. Как правило, необработанный сигнал может преобразовываться формирователем сигнала. Для настоящей модели аналоговый входной сигнал не существует в виде данных, пока он не преобразован из аналоговой формы в цифровую. Частота опроса (атрибут данных smpRate конфигурируемых данных) определяет, с какой периодичностью следует проводить выборку этого значения. Условия, которые должны быть выполнены до того, как значение может быть передано (моделируемые как атрибут данных instMag этих данных, например, значение напряжения определенной фазы - рисунок 18), могут включать в себя значения следующих атрибутов:

Рисунок 17 - Модель входа для аналоговых значений (этап 1) (концептуальное представление)

- "коммутатор" данных подставлять/не подставлять (моделируется как атрибут данных subMag этих данных, например, напряжение определенной фазы);

- блокируемый или не блокируемый оператором "коммутатор".

В результате этих первых шагов появляется "промежуточное значение" (пока еще аналоговое значение), дополненное соответствующей информацией о качестве.

6.4.3.2 Обработка, контроль значения атрибута данных и обнаружение события

"Промежуточное значение" используется для различных целей, в первую очередь для представления в качестве мгновенного значения атрибута данных (величины) определенных данных. Этот атрибут данных называется instMag с функциональной связью FC=MX (являющейся значением измеряемой величины). Мгновенное значение ни с какой опцией пуска не связано.

Второй вариант использования - это расчет значения зоны нечувствительности значения mag. Значение зоны нечувствительности должно быть основано на расчете зоны нечувствительности из instMag, как показано на рисунке 18. Значение mag должно обновляться по текущему значению instMag при изменении этого значения в соответствии со значением параметра конфигурации db этих данных.

Рисунок 18 - Значение зоны нечувствительности (концептуальное представление)

Значение конфигурации зоны нечувствительности db должно быть задано как отношение разности между максимальным и минимальным значениями технологического измерения, выраженное в стотысячных долях.

Примечание - Значение db не имеет ничего общего с точностью данных, определяемой как точностью аналогового преобразователя, так и точностью аналого-цифрового преобразования.

Как только изменяется значение mag, сразу же возникает внутреннее событие. Значение зоны нечувствительности mag и событие (изменение данных - в соответствии с опцией пуска TrgOp=dchg) доступны для дальнейших действий, например составления отчетов или регистрации в журнале.

Рисунок 19 - Модель входа для аналоговых значений (этап 2) (концептуальное представление)

Рисунок 19 - Модель входа для аналоговых значений (этап 2) (концептуальное представление), лист 1

Рисунок 19, лист 2

Третий вариант использования - это контроль "промежуточного значения" для определения текущего диапазона данного значения. Диапазон может быть таким, какой показан на рисунке 20.

Рисунок 20 - Значения диапазона

Как только изменяется значение mag, сразу же формируется внутреннее событие. Значение зоны нечувствительности mag и событие (изменение данных - в соответствии с опцией пуска TrgOp=dchg) доступны для дальнейших действий, например составления отчетов или регистрации в журнале.

В дополнение к различным значениям эти два атрибута quality и t (временная метка) доступны в любое время. Временная метка определяется в момент определения изменения значения атрибутов данных mag и range. Изменение в атрибуте quality также может быть использовано для формирования внутреннего события.

События, концептуально представленные на правой стороне рисунка 19, определены в МЭК 61850-7-4 и МЭК 61850-7-3. На этом рисунке слева и на рисунке 21 показаны (концептуально) определения, представленные в МЭК 61850-7-2.

Рисунок 21 - Модель выдачи отчетов и регистрации (концептуальное представление)

6.4.3.3 Выдача отчетов и регистрация данных

Внутренние события (технологические значения, соответствующие пусковые значения, которые вызвали событие, временные метки и информация о качестве) используются как основание для пуска при составлении отчетов и регистрации (рисунок 21). Эта информация группируется с использованием набора данных. Набор данных является базисом содержимого для составления отчетов и регистрации. В наборе данных содержатся ссылки на значения данных и атрибутов данных.

Какие именно значения данных и атрибутов данных должны быть включены в отчеты и зарегистрированы в журнале, определяет набор данных. Данную концепцию поясняет следующий пример.

Атрибут данных stVal данных MyLD/XCBR1.Pos (положение) на рисунке 22 указан в двух различных наборах данных. На этом рисунке изображены два различных экземпляра наборов данных, которые обращаются к атрибутам данных положения. В изображенном слева случае набор данных обращается к девяти отдельным элементам набора данных (все - элементы функциональной связи ST): Pos.stVal - это один из девяти элементов. В случае если элемент stVal запускает изменение, в отчет должно быть включено значение именно для этого элемента. В наборе данных, изображенном с правой стороны, имеются только два элемента. Данные Pos (которые имеют шесть атрибутов данных: stVal, q, t и т.д.) - это один из двух элементов. При запуске изменения в элементе Pos (например, посредством изменения в атрибуте данных stVal) должно произойти включение значений всех атрибутов данных элемента Pos набора данных (т.е. полный элемент, включающий в себя все шесть атрибутов данных stVal, q, t и т.д.).

Рисунок 22 - Элементы набора данных и выдача отчетов

NOTE - All data attributes are functionally constrained by FC=ST.

Примечание - Все атрибуты данных функционально связаны FC=ST/

Рисунок 22 - Элементы набора данных и выдача отчетов

Набор данных определяет, какие данные должны быть проконтролированы и включены в отчет. Следующая задача - определить, когда и как должен быть выдан отчет или проведена запись в журнале по данной информации. Модель выдачи отчетов обеспечивает два типа блоков управления генерацией отчетов:

- небуферизованные блоки управления;

- буферизованные блоки управления.

Модель журнала включает в себя журнал и блок управления журналом.

Принципиальные характеристики методов доступа к данным, обеспечиваемых МЭК 61850-7-2, представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Сравнение методов доступа к данным


Метод поиска	Срочный обмен инфор- мацией	Возможность потери изменений (последова- тельности)	Возможность получения информации несколькими клиентами	Последнее изменение данных сохраняется на...	Типовой клиент (но не единственный)
Поллинг (GetDataValues)	НЕТ	ДА	ДА	-	Браузер
Небуферизованный отчет	ДА	ДА	НЕТ	-	GUI в реальном времени
Буферизованный отчет	ДА	НЕТ	НЕТ	Сервер	Концентратор данных

ГОСТ Р МЭК 61850-7-1-2009

Группа П77

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОКС 33.200
ОКП 42 3200

Дата введения 2011-01-01

Предисловие

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 396 "Автоматика и телемеханика"

Введение


Пользователь	МЭК 61850-1 (Вве- дение и краткий обзор)	МЭК 61850-5 (Тре- бова- ния)	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)
Пред- прия- тие	Руководитель	X	-	Раздел 5	-	-	-	-	-
	Инженер	X	X	X	X	X	Фрагменты	X	-
Пос- тав- щик	Специалист по прикладной области	X	X	X	X	X	Фрагменты	X	Фрагменты
	Специалист по связи	X	X	X	-	-	X	-	X
	Менеджер по продукции	X	X	X	X	Фрагменты	Фрагменты	Фрагменты	-
	Специалист по маркетингу	X	X	Раздел 5	Фрагменты	Фрагменты	Фрагменты	Фрагменты	-
Кон- суль- тант	Специалист по прикладной области	X	X	X	X	X	-	X	-
	Специалист по связи	X	-	X	-	-	X	X	X
Другое	X	X	X	-	-	-	-	-
Символ "X" означает, что с содержанием настоящего стандарта следует ознакомиться. "Фрагменты" означает, что для понимания применяемого концептуального подхода следует ознакомиться с фрагментами настоящего стандарта. Прочерк (-) означает, что ознакомление с настоящим стандартом факультативно.

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Сокращения


	ACSI	- абстрактный интерфейс услуг связи;
	ASN.1	- абстрактная синтаксическая нотация версии 1;
	API	- интерфейс прикладной программы;
	CDC	- класс общих данных;
	DO	- объект данных;
	СТ	- трансформатор тока;
	IED	- интеллектуальное электронное устройство;
	LD	- логическое устройство;
	LN	- логический узел;
	LLN0	- нуль логического узла (0);
	LPHD	- физическое устройство логического узла;
	MMS	- спецификация производственных сообщений;
	PHD	- физическое устройство;
	PICOM	- единица передаваемой информации;
	SCSM	- специфическое отображение сервиса связи;
	SoE	- последовательность событий;
	UML	- универсальный язык моделирования;
	VMD	- виртуальное производственное устройство (Virtual Manufacturing Device);
	VT	- трансформатор напряжения;
	XML	- расширенный язык разметки.