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基于libIEC61850开源库的电力通讯可行性分析
日期:2019-03-22 12:43  点击:1137
 马祖富
(ABB中压产品技术中心 福建省厦门市 361006)

摘要:IEC61850是目前变电站自动化领域最为完善的通信标准,而MMS(Manufacturing Message Specification)是实现IEC61850的关键,libIEC 61850库是利用MMS实现IEC 61850的重要方法。介绍了ACSI与MMS之间的映射关系,详细解析libIEC 61850实现映射的过程。最后,编写应用程序说明libIEC 61850的使用及测试方法,验证了映射过程的正确性。
关键词:IEC61850;MMS;libIEC 61850库;ACSI

0 引言
智能化是目前世界电力发展的新趋势,发展智能电网已成为世界各国的共识。2009年国家电网公司在“2009特高压输电技术国际会议”上就提出了名为“坚强智能电网”的发展规划,分为三个阶段稳步推进,并计划于2020年全面建成统一的“坚强智能电网”。
为了满足电力系统自动化的需求,早在2002-2005年之间IEC TC57就相继颁布了IEC61850规约(第一版)的14个分册。该规约是迄今为止变电站自动化领域最为完善的通信标准,也是未来智能电网发展的方向。IEC61850采用分层结构、面向对象建模等新技术,IEC61850中的抽象通信服务接口ACSI直接映射到制造报文规范MMS。目前符合IEC61850标准的智能产品层出不穷,如ABB的615系列,南瑞继保的PCS系列,许继的DTM、DBM系列等。各个公司均推出了符合IEC61850的标准库,以应用到具体的IED中,如SISCO公司的MMS—Ease Lite,以及开源的libIEC61850(C语言)和openIEC61850(Java语言)。
libIEC61850(以下简称lib)采用标准C语言编写,提供了一种基于IEC61850的MMS标准协议的具体实现。同时支持MMS服务、GOOSE服务、SV服务等。libIEC61850符合IEC61850第二版且向下兼容,以其开源、低成本、代码结构清晰、占用内存少、社区维护快等优点而得以推广使用。
1 IEC61850与MMS的映射关系
1.1 ACSI核心服务到MMS服务的映射
1.1.1 ACSI服务
如文献[1]所述,IEC 61850总结了电力生产过程的特点和要求,在IEC61850-7-2/3/4中,对现实世界变电站进行抽象、归纳,建立了一个分层的、面向对象的数据模型。同时,在通讯服务方面设计了ACSI,使得数据模型和对应的服务独立于底层通讯协议和网络类型,所建的数据模型可以更好地适应通讯技术的飞速发展。
ACSI采用虚拟的观点描述和表示设备的所有行为,定义了相关通讯服务、通讯对象、通讯的参数[2]。ACSI提供的数据模型有:服务器、逻辑设备、逻辑节点、数据、数据集、取代、定值组控制块、GSE、报告控制块、时钟对时、关联等。ACSI通过分离应用过程提供特殊通信服务用以变电站内通信,但它仅仅是一个概念性的接口,没有特定的报文格式和编解码语法,本身不具备任何通信功能。目前,IEC61850选择将ACSI映射到应用层协议MMS。
1.1.2 MMS服务及特殊通讯服务映射SCSM
制造报文规范MMS是国际标准化组织制定的用于工业控制系统的通信协议。他通过对实际设备进行面向对象建模的方法,实现了网络环境下不同制造商设备之间的互操作。MMS规范位于ISO/OSI参考模型的应用层,由6部分组成。核心部分是第一部分服务规范和第二部分协议规范部分,其他属于伴同规范。
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