МЭК 61850 – набор стандартов «Сети и системы связи на подстанциях», которые описывают архитектуру сетей на подстанциях. Эти стандарты обеспечивают совместимость работы АСУ-оборудования различных производителей.

В МЭК 61850 определены абстрактные сервисы взаимодействия и классы данных так, чтобы эти спецификации не зависели от конкретных стеков протоколов, интерфейсов и ОС. Стандарт также определяет требования к надежности передачи данных.

Первая часть стандарта была опубликована в 2003 году.

МЭК 61850 состоит из разделов:

• 1 Introduction and overview – введение и общий обзор;

• 2 Glossary – глоссарий терминов;

• 3 General requirements – основные требования;

• 4 System and project management – управление системой и проектированием;

• 5 Communication requirements for functions and device models – требования к связи для функций и моделей устройств;

• 6 Configuration language for communication in electrical substations related to IEDs – язык описания конфигурации связи между микропроцессорными электронными устройствами подстанций;

• 7 Basic communication structure – Principles and models – основная структура связи для оборудования подстанции и питающей линии (4 части);

• 8-1 Specific communication service mapping (SCSM) – Mappings to MMS (ISO 9506-1 and ISO 9506-2) and to ISO/IEC 8802-3 – описание специфического сервиса связи (SCSM) – описание передачи данных по протоколу MMS (ИСО/МЭК 9506 – часть 1 и часть 2) и по протоколу ИСО/МЭК 8802-3;

• 9-2 Specific communication service mapping (SCSM) – Sampled values over ISO/IEC 8802-3 – описание специфического сервиса связи (SCSM) – выборочные значения по ИСО/МЭК 8802-3;

• 10 Conformance testing – проверка на совместимость.

В качестве общей шины для обмена по протоколам МЭК 61850 выбрана сеть Ethernet.

Одна из основных задач стандарта МЭК 61850 – определение единого базового набора терминов и связывающей их информационной модели.

В стандарте есть понятие логического узла LN (Logical Node) – это наименьшая часть функции, которая может обмениваться данными.

Логические узлы разделены на группы. Всего стандарт предусматривает девятнадцать групп логических узлов.

Обозначение каждого логического узла состоит из четырех символов: первый символ обозначает группу логического узла, остальные три формируются как аббревиатура обозначаемой функции.

Например, PDIF – дифференциальная защита, XCBR – выключатель, MMXU – измерительное устройство и т.п.

Каждый логический узел содержит один или несколько объектов данных, каждый объект данных имеет стандартизированную структуру.

Например, логический узел XCBR содержит такие обязательные объекты данных, как:

• Loc – режим управления (локальный/дистанционный);

• OpCnt – счетчик операций;

• Pos – положение;

• BlkOpn – блокировка команд отключения выключателя;

• BlkCls – блокировка команд включения выключателя;

• CBOpCap – возможность срабатывания выключателя.

Для объектов данных задается функциональное ограничение FC (Functional Constraint), которое определяет, какие сервисы ACSI применимы к этому объекту данных. Например, для объекта Loc задано функциональное ограничение ST – информация о состоянии. Соответственно, данный объект клиент может читать, но не может записывать.

Список основных функциональных ограничений по ГОСТ Р МЭК 61850-7-2, используемых в среде Полигон, приведен в Приложении Б.

Объект данных Loc имеет структуру класса SPS (Single Point State), которая в свою очередь содержит такие обязательные атрибуты, как:

• stVal – состояние (bool);

• q – качество;

• t – временная метка.

Таким образом, полное уникальное имя атрибута данных внутри логического устройства LD (Logical Device) состоит из следующих полей:

• Имя логического устройства LD;

• Логический узел LN

  ;

• Функциональное ограничение FC;

• Объект данных;

• Атрибут.

Для описания информационной модели МЭК 61850 используется стандартизированный язык SCL (Substation Configuration Language), основанный на языке разметки XML.

Основные типы файлов SCL:

• .ssd – топология подстанции (однолинейная схема);

• .icd – функциональные возможности интеллектуального электронного устройства IED (Intelligent Electronic Device);

• .cid – описание функционала IED (для каждого устройства свой файл, поставляемый производителем);

• .scd – полное описание подстанции.

Модели абстрактного интерфейса сервиса связи ACSI (Abstract Communication Service Interface) по стандарту МЭК 61850 определяют набор сервисов, которые позволяют IED функционировать в сети аналогично соответствующим функциям энергосистемы.

Стандарт МЭК 61850 описывает преобразование абстрактных сервисов в сетевые протоколы.

В стандарте предусматривается два вида цифровых шин:

• Шина подстанции – обмен между АРМ, серверами и IED;

• Шина процесса – обмен между полевыми устройствами и IED.

МЭК 61850 описывает следующие протоколы сетевого взаимодействия:

• MMS – клиент-серверная технология (АРМ – клиент, IED – сервер), обеспечивающая обмен некритичными ко времени передачи данными (уровень шины подстанции);

• GOOSE – технология, основанная на модели подписчик-издатель, для обмена критичными ко времени передачи (высокоприоритетными) данными между IED (уровень шины подстанции);

• SV (Sampled Value) – цифровая информация от ТТ и ТН (уровень шины процесса).

Для организации обмена между устройствами используются наборы данных DS (DataSet). Каждый DS имеет свое имя, в него помещаются ссылки на передаваемые атрибуты. Такие наборы данных используются для формирования отчетов для передачи на АРМ операторов или организации обмена между IED.

Для осуществления телеуправления стандарт определяет следующие модели управления:

• Сценарий 1: Прямое управление с нормальной безопасностью (direct-operate);

• Сценарий 2: SBO управление с нормальной безопасностью (operate-once или operate-many);

• Сценарий 3: Прямое управление с улучшенным уровнем безопасности (direct-operate);

• Сценарий 4: SBO управление с улучшенным уровнем безопасности (operate-once или operate-many).

Поддерживаемые сервисы ACSI по ГОСТ Р МЭК 61850-7-2 в среде Полигон приведены в Приложении А.