引言

　　IEC 61850 是國際電工委員會負責電力系統控制及其通信的相關標準的第57 技術委員會( IEC TC57)制定的關于變電站自動化系統結構和數據通信的一個國際標準， 目的是使變電站內不同廠家的智能電子設備( IED) 之間通過一種標準協議實現互操作和信息共享，實現 一個世界、一種技術、一個標準。

　　在制定IEC 61850 標準的過程中， 美、德、荷蘭等國都建有示范工程， 而應用IEC 61850 的數字化變電站技術是我國十一五重點研究課題， 目的在標準制定和產品研發方面追趕國際先進水平。IEC 61850 標準的正在我國電力系統普及發展， 而符合IEC 61850 標準的設備的開發， 需要對標準的深刻理解與掌握， 本文對IEC61850 的相關技術進行研究與討論。

　　1 IEC 61850 的內涵分析

　　1. 1 IEC61850 技術特點分析

　　IEC 61850 規約體系完善， 相對于基于報文結構的傳統規約， 應用面向對象技術的IEC 61850 有明顯的技術特點和優勢。

　　( 1) 系統分層技術: IEC 61850 明確了變電站自動化系統的三層結構: 變電站層、間隔層和過程層以及各層之間的接口意義。將由一次設備組成的過程層納入統一結構中， 這是基于一次設備如傳感器、執行器的智能化和網絡化發展。

　　( 2) 面向對象的建模技術: 為了實現互操作性， IEC61850 標準采用面向對象技術， 建立統一的設備和系統模型， 采用基于XML 的SCL 變電站設備通信配置語言來全面的描述設備和系統， 提出設備必須具有自描述功能。自描述、自診斷和即插即用的特性， 極大方便了系統的集成， 降低了變電站自動化系統的工程費用。

　　( 3) 抽象服務通信接口技術: IEC 61850 為實現無縫的通信網絡， 提出抽象通信服務接口( ACSI) [ 4] ， 接口技術獨立于具體的網絡應用層協議， 與采用何種網絡無關， 可充分適應TCP/ IP 以及現場總線等各類通信體系， 而且客戶只需改動特定通信服務映射( SCSM) ， 即可完成網絡轉換， 從而適應了電力系統網絡復雜多樣的特點。

　　1. 2 IEC 61850 標準的本質內涵

　　作為下一代變電站的無縫通信標準， IEC 61850 充分借鑒了變電站通信、計算機、工業控制等領域的長期經驗[ 5] 。在IEC 61850 鮮明技術特點的背后， 是IEC61850 與以往變電站通信標準的實質性差別， 而理解IEC 61850 的本質是應用IEC 61850 的基礎。

　　IEC 61850 是變電站自動化通信標準， 通信標準的本質目標是實現雙方快速準確的理解相互傳達與接收到的邏輯信息命令， 并正確執行命令。由于各設備生產商生產的智能電子設備， 可能采用不同的芯片、不同的硬件架構、不同的嵌入式系統， 它們組成了一個復雜的異構環境系統， 所以變電站中設備之間的通信是一個復雜的分布式信息交互問題。變電站設備要實現互操作實際就是解決如何在異構環境下實現數據交換的問題。

　　IEC 61850 標準制定的思路與以往IEC 60870 等標準在解決信息表達與傳輸問題方面相比上存在著根本的區別， 主要是借鑒了近些年來計算機解決異構環境領域的常用的ASN. 1， XML 等技術來解決變電站中的信息交互問題， 因此IEC 61850 標準的本質可以理解為是解決變電站中異構環境下數據交換問題的一個實現方案。

　　IEC 61850 標準充分綜合了ASN. 1 與XML 兩種技術的各自優勢， 利用A SN. 1 的二進制編碼信息傳輸效率優勢， 用它作為主要的實時信息交互通信方式， 利用XML 直觀與帶自描述特性在XML 1. 0 版本的基礎上推出了變電站配置語言SCL， 用于描述變電站系統的結構與智能電子設備的能力及定義通信參數等。如圖1 所示。W2G 組織提出了要將MMS 映射到XML，采用XML 技術來代替MMS 協議中的ASN. 1 編碼，所以ASN. 1 與XML 兩者正在不斷的相互借鑒發展。

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圖1? IEC 61850 標準中的異構信息集成技術

　　2 IEC 61850 中XML 配置的運用

　　2. 1 基于XML 的變電站配置

　　變電站配置描述語言( SubSTat io n CONf igurat ionDescript. ion Lang uage， SCL) 是IEC 61850 規定的基于XML 1. 0， 利用其自描述特性主要用于智能電子裝置能力描述和變電站系統與網絡通信拓撲結構描述的語言。IEC 61850..6 部分規范了SCL 語言規范了裝置所含有的邏輯節點、數據集、報告控制塊、站內連接方式、I P 地址等通信配置等。由于XML 技術已經受到眾多軟件集成商如微軟、IBM， SU N 等的支持， 開發人員可以方便的處理XML 文檔， 對XML 的處理獨立于操作系統平臺、編程語言等等。因此采用SCL 語言描述以后使得變電站系統集成變得更為簡單， 各廠商一致采用IEC 61850..6 與IEC 61850..7 對變電站的抽象模型框架提供的IED 就可以通過各自的IED 配置工具和系統配置工具通過對XML 文檔的解析、讀取數據， 進行配置信息的交互。各廠商對配置文件實現解析與處理過程可能不同， 但采用了相同的變電站描述結構和相同的參數， 最終就能相互理解， 這是IEC 61850 互操作性體現之一。

　　圖2 為一個變電站系統配置的最基本描述情況，SCL 至少有以下幾個元素， Header， Substat io n， Communicat ion， IED， DataT ypeT emplates。Header 元素定義了SCL 配置文件的修改歷史記錄版本號、修改的時間、修改的原因、何人最終修改等。

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圖2系統配置文件的基本結構圖。