标准搜索结果: 'GB/T 42151.71-2024'
| 标准编号 | GB/T 42151.71-2024 (GB/T42151.71-2024) | | 中文名称 | 电力自动化通信网络和系统 第7-1部分：基本通信结构 原理和模型 | | 英文名称 | Communication networks and systems for power utility automation - Part 7-1: Basic communication structure - Principles and models | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | F21 | | 国际标准分类 | 29.240.10 | | 字数估计 | 178,146 | | 发布日期 | 2024-12-31 | | 实施日期 | 2025-07-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 42151.71-2024: 电力自动化通信网络和系统 第7-1部分：基本通信结构 原理和模型
ICS 29.240.10
CCSF21
中华人民共和国国家标准
电力自动化通信网络和系统
第7-1部分:基本通信结构 原理和模型
(IEC 61850-7-1:2020,IDT)
2024-12-31发布
2025-07-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅸ
引言 Ⅹ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 3
4 缩略语 3
5 IEC 61850系列的概念综述 4
5.1 目的 4
5.2 变电站自动化系统拓扑和通信功能 5
5.3 变电站自动化系统信息模型 6
5.4 由IEC 61850-7-4中定义的逻辑节点建模应用 8
5.5 数据附加的语义 10
5.6 交换信息的服务 12
5.7 服务映射到具体通信协议 14
5.8 自动化系统配置 14
5.9 总结 15
6 IEC 61850系列的建模方法 15
6.1 应用功能和信息的分解 15
6.2 用逐步合成方法创建信息模型 17
6.3 IED合成的例子 19
6.4 信息交换模型 20
7 应用视角 38
7.1 概述 38
7.2 建模第一步---逻辑节点和数据 39
7.3 逻辑节点的模式和行为 42
7.4 监控功能的测量范围和告警的使用 43
7.5 用于控制操作权限的数据 43
7.6 用于由逻辑节点所描述的闭锁功能的数据 43
7.7 用于逻辑节点输入/输出闭锁的数据(运行闭锁) 44
7.8 用于测试的数据 45
7.9 用于扩展日志功能的逻辑节点 48
8 设备视角 49
8.1 概述 49
8.2 建模第二步---逻辑设备模型 49
9 通信视角 56
9.1 概述 56
9.2 IEC 61850系列的服务模型 56
9.3 虚拟化 58
9.4 基本信息交换机制 59
9.5 客户端---服务器组件 60
9.6 逻辑节点和逻辑节点通信 63
9.7 设备内部和设备之间接口 63
10 物理设备、应用模型和通信交汇点 64
11 IEC 61850-7-2、IEC 61850-7-3与IEC 61850-7-4之间的关系 65
11.1 类定义细化 65
11.2 示例1---逻辑节点和数据对象类 66
11.3 示例2---IEC 61850-7-2、IEC 61850-7-3、IEC 61850-7-4之间关系 70
12 形式化规范方法 71
12.1 ACSI类的标记法 71
12.2 类建模 72
12.3 服务参数表 79
12.4 引用实例 80
13 命名空间 82
13.1 概述 82
13.2 IEC 61850-7-×系列定义的命名空间 83
13.3 命名空间依赖 86
13.4 命名空间规范 90
13.5 引用命名空间的属性 90
13.6 命名空间的弃用 92
14 类的新版本和对象类扩展的公共规则 93
14.1 概述 93
14.2 基本规则 93
14.3 私有命名空间的扩展规则 96
14.4 产品标准命名空间内的扩展 97
14.5 过渡性命名空间的扩展 97
14.6 基本和域命名空间的扩展 97
14.7 专用功能和复杂功能的逻辑节点的多个实例 98
14.8 采用数字扩展数据的特例化 99
14.9 新逻辑节点的示例 99
14.10 新数据的示例 100
15 标准不同版本之间的兼容性 100
附录A(资料性) 逻辑节点和数据概述 101
A.1 兼容逻辑节点类和数据类(IEC 61850-7-4) 101
A.2 公共数据类规范(IEC 61850-7-3) 101
附录B(资料性) 数据在各个逻辑节点的分配 104
附录C(资料性) 变电站配置语言(SCL)的应用 106
C.1 概述 106
C.2 SCL和逻辑节点中的选项 106
C.3 SCL和数据中的选项 106
附录E(资料性) 逻辑节点和PICOM之间的关系 109
附录F(资料性) 将ACSI映射到实际通信系统 110
F.1 概述 110
F.2 IEC 61850-8-1映射的示例 112
附录G(规范性) LGOS/LSVS的工程化 117
G.1 通则 117
G.2 IED配置工具(ICT)实现的LGOS/LSVS工程化 117
G.3 系统配置工具(SCT)实现的LGOS/LSVS工程化 118
附录H (规范性) GOOSE/SMV订阅配置 120
H.1 概述 120
H.2 SCT提供的输入绑定工作流 121
H.3 ICT提供的输入绑定(用于后期绑定) 121
附录I(资料性) 第3版 命名空间规范 123
I.1 示例1---命名空间依赖 123
I.2 示例2---标准化逻辑节点中使用的标准化数据对象 124
I.3 示例3---第2版设备:IEC 61850-7-4:2007B引入的标准化数据对象 125
I.4 示例4---第2版设备:IEC 61850-7-4:2007B引入的标准化逻辑节点 126
I.5 示例5---第1版设备:技术报告中的逻辑节点 127
I.6 示例6---第2.1版本设备:技术报告中定义了新CDC的逻辑节点 129
I.7 示例7---第2.1版本设备:用于产品系列标准的设备 130
I.8 示例8---其他域应用引入的标准化逻辑节点 131
I.9 示例9---由其他域应用引入移至IEC 61850-7-4的标准化逻辑节点 133
附录J(规范性) 用于阐明第14章公共规则的用例场景示例 136
J.1 概述 136
J.2 示例1---使用标准化DO的私有LN 136
J.3 示例2---标准化LN中使用的标准化DO 136
J.4 示例3---第2版设备:IEC 61850-7-4:2007B中引入的标准化数据对象 137
J.5 示例4---第2版设备:IEC 61850-7-4:2007B中引入的标准化LN 138
J.6 示例5---第1版或第2版设备:技术报告中的逻辑节点 139
J.7 示例6---第2.1版设备:定义新CDC的技术报告中的逻辑节点 141
J.8 示例7---第2.1版设备:产品系列标准的设备 142
J.9 示例8---其他领域应用引入的标准化逻辑节点 143
J.10 示例9---由其他领域应用引入然后被转移到IEC 61850-7-4中的标准化逻辑节点 145
附录K(规范性) 关于IEC 61850不同版本之间兼容性问题的一般要求及建议 148
K.1 综述 148
K.2 与数据模型相关的用例 154
K.3 与服务相关的用例 165
参考文献 168
图1 IEC 61850系列建模和映射部分之间的关系 4
图2 变电站自动化拓扑示例 6
图3 概念性建模方法 7
图4 逻辑节点信息分类 9
图5 设备的构建(原理) 10
图6 树形表示的位置信息(概念性) 11
图7 服务摘录 13
图8 通信映射的示例 14
图9 总结 15
图10 分解和组合过程(概念性) 16
图11 树形描述的XCBR信息 18
图12 构成IED的示例 19
图13 输出和输入模型(原理) 20
图14 输出模型(第1步)(概念性) 22
图15 输出模型(第2步)(概念性) 22
图16 GSE输出模型(概念性) 23
图17 定值数据(概念性) 24
图18 模拟值输入模型(第1步)(概念性) 25
图19 值域和死区值(概念性) 26
图20 模拟值输入模型(第2步)(概念性) 27
图21 报告和日志模型(概念性) 28
图22 数据集成员和报告 29
图23 缓存报告控制块(概念性) 30
图24 缓存时间 31
图25 数据集成员和inclusion-bitstring(包含比特串) 32
图26 日志控制块(概念性) 33
图27 对等数据值发布模型(概念性) 34
图28 统计和历史统计数据概念模型(1) 35
图29 统计和历史统计数据概念模型(2) 36
图30 服务跟踪模型的概念---示例:控制服务跟踪 38
图31 真实世界的设备 39
图32 逻辑节点和数据(IEC 61850-7-2) 40
图33 建模的简单示例 41
图34 基本组件 41
图35 逻辑节点和PICOM 42
图36 逻辑节点连结(符合IEC 61850-7-×系列的外部视角) 42
图37 模式和行为数据(IEC 61850-7-4) 42
图38 对控制操作限制访问的数据(IEC 61850-7-4) 43
图39 用于逻辑节点输入/输出闭锁的数据(IEC 61850-7-4) 44
图40 用于接收仿真信号的数据 45
图80 GOOSE订阅监督状态机 46
图81 SV订阅监督状态机 46
图41 用于测试的输入信号 47
图42 测试模式示例 47
图43 用于扩充日志功能的逻辑节点(GLOG) 48
图44 逻辑设备组件 49
图45 逻辑设备和LLN0/LPHD 50
图46 公共数据类DPL 51
图47 代理/网关(proxy/gateway)中的逻辑设备 52
图79 代理或网关中的逻辑设备(功能性命名) 53
图48 监视外部设备健康状况的逻辑设备 54
图49 逻辑设备管理层次结构 55
图50 ACSI通信方法 56
图51 虚拟化 58
图52 虚拟化和使用 59
图53 信息流和建模 59
图54 GSE模型的应用 60
图55 服务器基本组件 61
图56 应用过程和应用层之间交互(客户端/服务器) 61
图57 服务的示例 62
图58 客户端/服务器和逻辑节点 62
图59 客户端和服务器角色 62
图60 逻辑节点和逻辑节点通信 63
图61 设备内部和设备之间接口 64
图62 不同视角的组件分层(概要) 65
图63 数据类的细化 66
图64 数据对象类实例(概念性) 70
图65 IEC 61850各部分(IEC 61850-7-2、IEC 61850-7-3与IEC 61850-7-4)的关系 71
图66 IEC 61850-7-×的抽象数据模型的示例 73
图67 TrgOp和报告的关系 78
图68 顺序图 80
图69 引用 80
图70 FCD和FCDA的使用 81
图71 对象名和对象引用 82
图72 名字和语义的定义 83
图73 作为类档案库的命名空间 84
图74 全部实例取自单个命名空间中的类 84
图75 取自多个命名空间的实例 85
图76 被继承的命名空间 86
图77 基本命名空间依赖关系 87
图78 其他命名空间依赖关系 89
图79 基本扩展规则图 94
图B.1 控制和继电保护逻辑节点组成一个物理设备的示例 104
图B.2 合并单元和采样值交换(拓扑) 105
图B.3 合并单元和采样值交换(数据) 105
图C.1 逻辑节点的SCL应用(概念性) 106
图C.2 数据的SCL应用(概念性) 107
图E.1 在子功能(逻辑节点)之间的数据交换 109
图E.2 PICOM和客户端/服务器模型之间的关系 109
图F.1 ACSI映射到应用层 110
图F.2 ACSI映射(概念性) 111
图F.3 映射到通信栈/协议集的ACSI 112
图F.4 映射到 MMS(概念性) 112
图F.5 映射方法 113
图F.6 映射到 MMS有名变量的详细描述 114
图F.7 MMS有名变量(过程值)的示例 114
图F.8 使用 MMS有名变量和有名变量表 115
图F.9 MMS信息报告报文 115
图F.10 映射示例 116
图G.1 LGOS/LSVS工程化 117
图G.2 IED配置工具(ICT)实现的LGOS/LSVS工程化 118
图G.3 系统配置工具实现的LGOS/LSVS工程化 119
图H.1 GOOSE/SMV订阅工程化工作流 120
图H.2 SCT提供的输入绑定 121
图H.3 ICT提供的输入绑定(用于后期绑定) 122
图I.1 使用标准化DO的私有LN(第2版) 124
图I.2 标准化逻辑节点中使用的标准化数据对象 125
图I.3 第2版设备:IEC 61850-7-4:2007B引入的标准化数据对象 126
图I.4 第2版设备:IEC 61850-7-4:2007B中引入的标准化逻辑节点 127
图I.5 第1版设备:技术报告中的逻辑节点 128
图I.6 第2版设备:技术报告中的逻辑节点 129
图I.7 第2.1版本设备:技术报告中的逻辑节点定义了新CDC 130
图I.8 第2.1版本设备:其他域扩展的标准化LNs 131
图I.9 第2版设备:IEC 61850-7-420:2009中引入的标准化LN 132
图I.10 第2.1版本设备:IEC 61850-7-420:2015中引入的标准化LN 133
图I.11 第2版设备:IEC 61850-7-420:2009引入移动到IEC 61850-7-4:2007的标准化LN 134
图I.12 第2.1版本设备:IEC 61850-7-420:2009引入移动至IEC 61850-7-4:2007的标准化LN 135
图J.1 使用标准化DO的私有LN(第2版) 136
图J.2 标准化LN中使用的标准化DO 137
图J.3 第2版设备:IEC 61850-7-4:2007B中引入的标准化数据对象 138
图J.4 第2版设备:IEC 61850-7-4:2007B中引入的标准化LN 139
图J.5 第1版设备:技术报告中的逻辑节点 140
图J.6 第2版设备:技术报告中的逻辑节点 141
图J.7 第2.1版设备:定义新CDC的技术报告中的逻辑节点 142
图J.8 第2.1版设备:由其他领域扩展的标准化LN 143
图J.9 第2版设备:IEC 61850-7-420:2009中引入的标准化LN 144
图J.10 第2.1版设备:IEC 61850-7-420:2015中引入的标准化LN 145
图J.11 第2版设备:从IEC 61850-7-420:2009引入转移至IEC 61850-7-4:2007的标准化LN 146
图J.12 第2.1版设备:从IEC 61850-7-420:2009引入转移至IEC 61850-7-4:2007的标准化LN 147
表1 逻辑节点组 8
表2 XCBR逻辑节点类(概念性) 17
表3 整数状态定值摘录 24
表4 数据访问方法比较 29
表5 ACSI模型和服务 57
表6 断路器逻辑节点 67
表7 可控双点(DPC) 68
表8 ACSI类定义 72
表9 单点状态公共数据类(SPS) 74
表10 Quality品质组件属性定义 74
表16 DetailQual详细品质属性 75
表11 功能约束(摘要) 77
表12 触发选项 77
表13 通用逻辑节点类定义 78
表14 逻辑节点铭牌公共数据类(LPL)摘要 91
表15 抽象公共数据类(BasePrimitiveCDC)摘要 91
表A.2 公共数据类列表(节选) 101
表K.1 信息用户和信息提供者 148
表K.2 数据模型用例 151
表K.3 服务用例 153
表K.4 数据被禁止的用例 153
表K.5 添加新的基本类型 154
表K.6 使用新FC的DA扩展CDC 155
表K.7 使用现有类型和FC添加新DA 156
表K.8 使用现有类型和FC添加基于新CDC的新DO 157
表K.9 基于现有CDC添加新DO 157
表K.10 重命名DO 158
表K.11 重命名DA、subDO或subDA 158
表K.12 FC的弃用 159
表K.13 DA的弃用 160
表K.14 删除DA 160
表K.15 弃用DO 161
表K.16 使用较弱的存在条件 161
表K.17 使用更强的存在条件 161
表K.18 用枚举值扩展枚举 162
表K.19 修改枚举列表中的枚举值 163
表K.20 弃用枚举列表中的枚举值 163
表K.21 PACKEDLIST的扩展 164
表K.22 扩展名称/参考文献的大小 164
表K.23 添加新的基本类型 165
表K.24 添加新的控制块 165
表K.25 添加新服务 165
表K.26 在控制块中添加新属性 166
表K.27 弃用控制块类 167
表K.28 使用更强的存在条件 167
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件是GB/T 42151《电力自动化通信网络和系统》的第71部分。GB/T 42151已经发布了以下
部分:
---第3部分:通用要求;
---第4部分:系统和项目管理;
---第5部分:功能和装置模型的通信要求;
---第6部分:与智能电子设备相关的电力自动化系统通信配置描述语言;
---第7-1部分:基本通信结构 原理和模型;
---第7-2部分:基本信息和通信结构 抽象通信服务接口(ACSI);
---第7-7部分:用于工具的IEC 61850相关数据模型机器可处理格式;
---第8-1部分: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。
本文件等同采用IEC 61850-7-1:2020《电力自动化通信网络和系统 第7-1部分:基本通信结
构 原理和模型》
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国电力企业联合会提出。
本文件由全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会(SAC/TC82)归口。
本文件起草单位:中国电力科学研究院有限公司、国网电力科学研究院有限公司、国家电网有限公
司国家电力调度控制中心、中国南方电网电力调度控制中心、天津津轨汇海科技发展有限公司、国网
浙江省电力有限公司、北京四方继保自动化股份有限公司、许继集团有限公司、国网江苏省电力有限公
司、国电南京自动化股份有限公司、国网天津市电力公司、积成电子股份有限公司、江苏宏源电气有限责
任公司、国网四川省电力公司电力科学研究院、国网冀北电力有限公司、东方电子股份有限公司、长园深
瑞继保自动化有限公司、国网山西省电力公司、南京南瑞继保电气有限公司、上海思源弘瑞自动化有限
公司。
本文件主要起草人:李劲松、李文琢、沈健、常乃超、李金、周斌、唐永建、杜奇伟、任雁铭、廖泽友、
彭志强、窦仁晖、任振兴、郑翔、姚楠、张海燕、陈建、朱晓磊、王永福、杨松、郑永康、王化鹏、韩锴、盛福、
刘永新、魏洁茹、王佩琪、黄新平、黎强、魏丽峰、葛立青、葛欢、杨斌。
引 言
GB/T 42151《电力自动化通信网络和系统》旨在为电力自动化系统中的所有装置提供互操作。拟
由以下部分构成。
---第1部分:概论。目的在于介绍本文件的概貌。
---第2部分:术语。目的在于列出本文件所使用术语和定义。
---第3部分:通用要求。目的在于介绍通信网络的总体要求,重点是质量要求。
---第4部分:系统和项目管理。目的在于描述对系统和项目管理过程的要求以及对工程和试验
所需的专用支持工具的要求。
---第5部分:功能和装置模型的通信要求。目的在于规定电力自动化系统各功能的通信要求。
---第6部分:与智能电子设备相关的电力自动化系统通信配置描述语言。目的在于以某种兼容
的方式交换智能电子设备的能力描述,以及在不同厂家提供的工具之间交换电力自动化系统
描述。
---第7部分:电力自动化系统基本通信结构。目的在于通过定义分层的类模型和这些类所提供
的服务来实现装置之间的通信。
---第8部分:特定通信服务映射SCSM。目的在于提供变电站站控层和间隔层内以及站控层和
间隔层之间的通信映射。
---第9部分:特定通信服务映射SCSM。目的在于提供变电站间隔层和过程层内以及间隔层和
过程层之间的通信映射。
---第10部分:一致性测试。目的在于规定实现一致性测试的标准技术及提出性能参数时要使用
的特定测量技术。
本文件概述了电力自动化系统(如保护设备、断路器、变压器、变电站的主站等)之间通信和交互的
体系结构。
本文件是详述电力自动化分层通信体系架构规范集的一部分,选择此体系结构是为了提供类(表示
分层信息模型)和服务的抽象定义,从而使规范不依赖于特定协议栈、实现和操作系统。
IEC 61850的目的是实现由不同供货商提供的智能电子设备(IED)之间的互操作性,更准确地
说,是由电力自动化各系统所完成功能之间的互操作性,这些功能常驻在由不同供货商提供的设备(物
理设备)中。可互操作的功能可以代表过程(例如断路器)或者变电站自动化功能(例如保护功能)的接
口。本文件以功能的简单例子描述用于IEC 61850中的概念和方法。
本文件描述了IEC 61850其他部分之间的关系,最后定义了如何实现互操作性。
注:互换性是指能够替换来自同一供应商或不同供应商的设备,使用相同的通信接口,至少提供相同的功能,而不
会对系统的其余部分产生影响的能力。如果功能的差别是可接受的,替换也要求在系统中作某些修改。互换
性隐含功能甚至设备的标准化,这两者都超出IEC 61850的范围。互换性遵守IEC 61850的互操作性的规定。
本文件适用于电力自动化行业中从事通信标准化和系统标准化的所有相关人员,它提供关于
IEC 61850-7-4、IEC 61850-7-3、IEC 61850-7-2、IEC 61850-6以及IEC 61850-8-1的穊述和介绍。
电力自动化通信网络和系统
第7-1部分:基本通信结构 原理和模型
1 范围
本文件描述用......
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