随着现代电网结构日趋复杂，电网容量不断扩大，实时信息传送量成倍整多，对调度自动化系统和厂站自动化系统的数据通信提出了更高的要求。变电站自动化系统的传输规约和传输网络的标准化，是实现可靠快速通信的保证。
在IEC61850标准在国内未开始之前，国内变电站自动化系统通信规约的情况是：一个普通的变电站使用的产品可能是南瑞、东方电子、许继、四方、ABB、GE；采用的规约可能是CDT、60870-5-101、102、103、104、Tase2。几乎每个产品供应商都具有一套自己的标准，整个电网里运行的规约就可能达到上百种。不同厂家的设备不能兼容，需要进行协议转换，增加了工程和培训费用，影响了电力系统综合自动化的发展。
2002年通过的IEC61850变电站通信网络和系统的国际标准草案，IEC61850通信协议为在各种自动化系统内部准确、快速地收集、处理并传送从发电厂、变电站到最终用户接口的各种实时信息，提供了一种解决方案。
对于IEC61850标准的技术以及应用研究，我们今天来详细聊聊，便于大家对此有更深入的理解和认识。
一、IEC61850标准的背景与意义
变电站综合自动化是电气工程应用中快速发展的一个领域，它可以对变电站实施有效的管理、维护和降低资金投入。智能电子设备（IED）是变电站自动化系统中最重要的基本单元。所有IED通过变电站内部的通信网络互联，可以完成远程控制、操作以及监测等功能。然而，由于不同厂商的IED之间没有一个统一的通信标准，因此很难实现完全整合的可互操作的变电站自动化系统。为了解决这一问题，IECTC57制定了IEC 61850标准。
IEC61850标准的目标在于形成一个标准的开放变电站自动化通信体系，使来自不同制造厂商的IED之间有良好的互操作性和互换性，从而减少在规约转换时造成的大量人力物力浪费，并且适应通信技术的迅速发展，提高了可靠性，降低了重复投资以及维护成本。
二、IEC61850标准的技术特点
1.系统分层技术：
①IEC61850标准明确了变电站自动化系统的三层结构，即变电站层、间隔层和过程层，以及各层之间的接口意义。这种分层结构使得系统的结构更加清晰，功能更加模块化。
②变电站层主要负责提供站内运行人机界面，实现对间隔层设备的管理控制，并与调度中心或集控中心通信。间隔层则包括继电保护装置、测控装置等二次设备，负责汇总本间隔过程层实时数据信息，并传递给变电站层，同时接收控制操作命令。过程层则包括变压器、断路器、隔离开关等一次设备及其所属的智能组件，负责完成模拟量采样、开关量输入输出等操作控制命令发送。
智能变电站自动化系统应用场景
2.面向对象的建模技术：
①IEC61850标准采用面向对象技术，建立统一的设备和系统模型。通过基于XML的SCL（变电站配置描述语言）来全面描述设备和系统，实现设备的自描述、自诊断和即插即用功能。
②这种建模技术使得信息模型具有继承性、可复用性等特点，方便了系统的集成和维护。同时，XML技术的引入也使得配置文件更加直观和易于管理。
3.抽象服务通信接口技术：
①IEC61850标准为实现无缝的通信网络，提出了抽象通信服务接口（ACSI）。该接口技术独立于具体的网络应用层协议和具体的网络类型，可充分适应TCP/IP以及现场总线等各类通信体系。
②通过特定通信服务映射（SCSM），ACSI可以映射到具体的通信协议栈上，实现了与不同网络接口的兼容。这种技术使得IEC61850标准能够应对未来可能出现的更加符合电力生产特点的通信网络，提高了标准的开放性和可扩展性。
三、IEC61850标准的应用
IEC61850标准在电力系统中的应用广泛且深入，它不仅可以应用于变电站自动化系统，还可以扩展到其他领域，如风力发电、电能质量等。在应用IEC61850标准的数字化变电站技术方面，我国将其作为十一五重点研究课题，旨在标准制定和产品研发方面追赶国际先进水平。
通过应用IEC61850标准，电力系统可以实现不同厂家智能电子设备（IED）之间的互操作和信息共享，提高系统的可靠性和稳定性。同时，IEC61850标准还可以降低系统的维护成本和提高工作效率。
IEC61850标准在电力系统中的应用广泛，主要包括以下几个方面：
1.变电站自动化系统：
IEC61850标准使得不同厂家的智能电子设备能够实现互操作和信息共享，提高了系统的可靠性和稳定性。
通过应用IEC61850标准，变电站自动化系统可以实现模块化设计，便于系统的扩展和维护。
2.数字化变电站：
基于IEC61850标准的数字化变电站具有数字化的一次设备、网络化的二次装置和全站统一的标准平台。数字化变电站能够实现信息的共享和互操作，提高了系统的自动化水平和运行效率。
配电自动化系统应用场景
3.电网调度和控制中心：
IEC61850标准不仅应用于变电站内部，还扩展到电网调度和控制中心之间的通信。
通过应用IEC61850标准，电网调度和控制中心可以实时获取变电站的运行数据，实现远程监控和控制。
电力保护和控制系统应用场景
四、IEC61850标准的发展与挑战
随着电力系统的不断发展和智能化水平的提高，IEC61850标准也在不断发展和完善。然而，在应用过程中也面临一些挑战。
1.技术更新迅速
网络通信技术和电力系统技术都在不断更新和发展，IEC61850标准需要不断适应这些新技术的发展。通过采用特定通信服务映射（SCSM），IEC61850标准可以方便地映射到新的通信协议栈上，保持其开放性和灵活性。
2.设备兼容性
不同厂家的智能电子设备可能存在兼容性问题，需要加强设备测试和认证工作。因此IEC61850一致性测试是确保设备兼容性的重要手段。通过这样的测试，可以有效地避免由于设备间通信不兼容导致的问题，提升整个电力系统的智能化水平，降低维护成本，并为智能电网的发展打下坚实的基础。因此，IEC61850一致性测试是电力系统现代化进程中不可或缺的一部分。
3.人员培训：
随着IEC61850标准的广泛应用，也需要对相关人员进行专业培训。通过培训，深入理解IEC61850标准，掌握IEC61850的测试技能，提高相关人员的技术水平和操作能力，确保系统的安全稳定运行。
总之，IEC61850标准作为变电站自动化通信领域的国际标准具有重要的意义和作用，在电力系统中的应用场景也越来越广泛且深入。它不仅提高了设备的互操作性和系统的可靠性，还促进了技术创新和资源配置的优化。随着该标准的不断推广和应用，它将为构建更加安全、高效、智能的电力体系贡献力量，推动电力行业的不断发展和进步。
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