Стандарт МЭК 61850 Информационная модель устройства

Рис. 3. Использование  наборов данных.

При описании информационной модели устройства в нотации МЭК 61850-6 для размещения описаний наборов  данных используется системный логический узел LLN0. Наличие логического узла LLN0 является обязательным для каждого  логического устройства. При этом не в каждом логическом устройстве могут размещаться наборы данных, поэтому при проектировании и  наладке коммуникаций по МЭК 61850 требуется  внимательно проверять размещение наборов данных в логических устройствах. Информацию по тому, в каком логическом устройстве должны размещаться наборы данных обычно предоставляет производитель  в сопроводительной документации. Подробнее  информация об этом будет рассмотрена  в будущих публикациях, затрагивающих  язык конфигурирования SCL, описанный  шестой главой стандарта.

СВОБОДНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ  ЛОГИЧЕСКИХ УЗЛОВ

Стандарт МЭК 61850 описывает  требования к системам передачи данных, а не к прикладным функциям устройств  релейной защиты, автоматики и учёта  на подстанции. Поэтому стандарт не описывает требования по составу  и распределению логических узлов (функций) между устройствами, но зато даёт инструменты для организации  связей между ними, как бы они  не были распределены.

Рассмотрим пример классической системы, состоящей из измерительного преобразователя, устройства защиты, АУВ, коммутационного аппарата и АРМ. На рис. 4 (а) показано распределение  логических узлов в такой системе  и коммуникации между ними при  выполнении различных функций. Так, от логических узлов измерительных  трансформаторов тока и напряжения данные передаются в логический узел дистанционной защиты. Передача данных от узлов TCTR и TVTR узлу PDIS может осуществляться по протоколу МЭК 61850-9-2 (SV). По факту  срабатывания дистанционной защиты команда отключения коммутационного  аппарата может передаваться на устройство АУВ посредством быстрого сообщения  по протоколу МЭК 61850-8-1 (GOOSE). Данные в АУВ поступают на логический узел управления коммутационным аппаратом CSWI, который, будучи реализован в рамках одного устройства вместе с логическим узлом силового выключателя XCBR будет  активировать привод выключателя для  выполнения команды отключения. Данные о срабатывании защиты, отключения выключателя от защиты, а также  команды оперативного управления между  устройством РЗА и АРМ передаются в виде отчётов, либо по механизму  «запрос-ответ» по протоколу МЭК 61850-8-1 (MMS). Как видно, протоколы, описанные  стандартом МЭК 61850, позволяют реализовать  все необходимые коммуникации в  данной схеме.

Рассмотрим другую схему  — когда функции защиты и АУВ  совмещены в одном устройстве, а привод коммутационного аппарата снабжён контроллером с поддержкой МЭК 61850 (см. рис. 4 (б)). Отличие данной схемы от предыдущей заключается  в том, что логический узел CSWI перемещается из устройства управления коммутационным аппаратом в устройство защиты. Узлы PDIS и CSWI расположены в одном устройстве и данные между ними передаются по внутренней связи. Срабатывание дистанционной  защиты будет активировать команду  отключения в логическом узле CSWI, который, в свою очередь, будет передавать эту команду на логический узел силового выключателя XCBR, например, посредством  быстрого GOOSE-сообщения.

а)

 
 
б)

Рис. 4. Свободное  распределение логических узлов.

Таким образом, можем видеть, что архитектура построения информационной модели вместе с описанными стандартом МЭК 61850 коммуникационными протоколами  позволяют реализовывать распределённые функции с участием различных  логических узлов вне зависимости  от того, расположены эти узлы в  рамках одного физического устройства, или в разных физических устройствах.

На практике такой подход позволяет, в частности, реализовывать  централизованные системы защиты и  управления, а также обеспечивать динамическое распределение функций  между устройствами, что может  быть полезно с целью повышения  надёжности систем релейной защиты и автоматики.

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОННОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ ЭЛЕМЕНТОВ  ДАННЫХ СТАНДАРТА МЭК 61850

С расширением области  применения стандарта МЭК 61850, за последние  годы значительно увеличилось число  классов логических устройств и  классов данных [2]. При этом описания структуры классов логических узлов  и классов данных присутствуют в  различных главах стандарта МЭК 61850, разработка которых ведется  различными рабочими группами.

Для того, чтобы сосредоточить информацию о моделях данных стандарта МЭК 61850 в одном месте рабочая группа 10 Международной Электротехнической Комиссии (МЭК) занимается разработкой UML-модели, которая будет включать в себя описание структуры всех логических узлов, объектов данных и общих классов данных.

Конечной целью данной работы является разработка стандарта  в виде электронной базы данных, включающей в себя описание моделей  элементов; такая электронная база данных может быть непосредственно  использована при разработке программного обеспечения и интеллектуальных электронных устройств (ИЭУ). Это  означает, что вместо того, чтобы  просматривать сотни страниц  стандарта в поисках необходимо элемента (логического узла, объекта  данных или класса данных), пользователь сможет оперативно найти и просмотреть  структуру соответствующей модели в веб-браузере. Использование электронных  версий моделей позволит повысить качество разрабатываемых устройств. Кроме  того, в рамках этой электронной  базы данных становится возможным и  планируется реализовать функциональность идентификации ошибок, допущенных при  разработке стандарта, их утверждения  и корректировки.

За последние два года была подготовлена сама UML-модель. Поскольку  процедура подготовки модели представляла из себя в большей степени механическую работу, требовалось произвести тщательную сверку реализации модели с текстом самого стандарта. В ходе этого процесса был обнаружен целый ряд неточностей в самом стандарте, которые были скорректированы в соответствии с утвержденной процедурой. Почти полностью завершена обработка глав 7-3 и 7-4 стандарта. Продолжается работа над главами 7-410 и 7-420.

Сейчас представляется возможным  сформировать главы 7-3 и 7-4 стандарта  МЭК 61850 непосредственно на основе имеющейся UML-модели. На первом этапе планируется  публикация редакции 2.1 глав 7-4 и 7-3 путем  автоматического их формирования из UML-модели. Редакция 2.1 будет основана на редакции 2.0, однако в новой редакции будет произведена корректировка всех утвержденных ошибок и неточностей предыдущей редакции. Эта работа должна быть завершена до конца 2012 года. Начиная с этого момента времени, UML-модель станет основой для ведения дальнейшей редакторской работы.

CПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. «Протоколы связи в электроэнергетике. Предпосылки для создания стандарта МЭК 61850». Новости ЭлектроТехники №3 (75), 2012.
2. «Стандарт МЭК 61850. Структура документа». Новости ЭлектроТехники №4 (76), 2012.
3. IEC 61850-7-1 (International Standard). Communication Networks and Systems in Substations — Part 7-1: Basic communication structure for substation and feeder equipment — Principles and models.
4. IEC 61850-7-2 (International Standard). Communication Networks and Systems in Substations — Part 7-2: Basic communication structure for substation and feeder equipment — Abstract communication service interface (ACSI).
5. IEC 61850-7-3 (International Standard). Communication Networks and Systems in Substations — Part 7-3: Basic communication structure for substation and feeder equipment — Common data classes.
6. IEC 61850-7-4 (International Standard). Communication Networks and Systems in Substations — Part 7-4: Basic communication structure for substation and feeder equipment — Compatible logical node classes and data classes.