电力自动化通信网络和系统

OL/T860 的本部分是从概念性的视角出发，帮助读者理解下述各项基本建模概念和描述方法： a）电力自动化系统的变电站特定信息模型。 b）用于电力自动化的设备功能。 c）在电力自动化系统的设备及配置工具中提供互操作性的通信系统。 DL/T860标准的本部分解释并提供有关DL/T860.74、DL/T860.73、DL/T860.72和DL/T860.5之 系的详细要求，并解释DL/T860.7X的抽象服务和模型如何映射到DL/T860.81定义的具体的通信 DL/T860标准的本部分的概念和模型也能用于描述下述应用中的信息模型和功能： a）水电厂。 b 变电站和变电站之间的信息交换。 c） 配电自动化的信息交换。 d 变电站和控制中心之间的信息交换。 e）计量的信息交换。 f）状态监视和诊断。 g）与设备配置的工程化系统信息交换。 注1：DL/T860标准的本部分所举的例子和摘要是取材于DL/T860的其他部分。这些摘要用以解释概念和方法。 DL/T860标准的本部分的例子和摘要是资料性的。 注2：DL/T860标准的本部分的例子使用在DL/T860.74、DL/T860.73中定义的类名（如逻辑节点类XCBR）和在 DL/T860.72中定义的服务名，仅在DL/T860.74、DL/T860.73、DL/T860.72中定义规范性名字。 注3：本标准不是综合性指导材料，建议首先阅读DL/T860标准的本部分，同时结合阅读DL/T860.74、DL/T860.73 DL/T860.72，并建议也阅读DL/T860.1和DL/T860.5。 注4：DLT860标准的本部分不讨论具体实现

DL/T860.2界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 8.1 信息information 涉及对象的知识例如事实、事件、事情、过程或思想包括概念，上述各项在特定语境有其特定

DL/T860.2界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 8.1 信息information 涉及对象的知识例如事实、事件、事情、过程或思想包括概念，上述各项在特定语境有其特定

信息模型informationmodel 涉及电力自动化系统功能和实现这些功能的设备的知识。 通过本标准的手段景观标准规范范本，使知识变成可视和可访问。模型用抽象的方式描述了实际功能或设备的面向通 信的表示。

信息模型informationmodel

现实事物某些方面的表示。 创建模型的目的是通过探索特定实体或现象的简单表示来帮助理解、描述或预测事物在现 何运转。DL/T860.7X定义的模型着眼于所建模的数据和功能的通信特征。

UTC Universaltimecoordinated国际标准协调时，世界时 VMD Virtualmanufacturingdevice虚拟制造设备 VT Voltagetransformer电压互感器 XML extendedmarkuplanguage扩展超文本标志语言

5DL/T860的概念综述

DL/T860.10定义针对设备和工程工具的一致性测试的方法和案例，包括按照DL/T860.5定义 的要求，设备内的测量评判准则。 可能有超出IECTC57技术委员会范围的各种其他应用领域所定义的对象类，仅当它们按照 DL/T860标准的方法构建时才和图1有关

5.2变电站自动化系统拓扑和通信功能

图1DL/T860建模和映射部分之间关系

图2所示拓扑，DL/T860标准的重点之一是以下述通信手段支持变电站自动功能（括号中的数字指 图2中的内容）： 交换TA和TV的采样测量值（①）； 保护和控制I/O数据的快速交换（②）； 控制信号（③）； 跳闸信号（④）； 一工程和配置（?）； 监控和管理（?）； 和控制中心之间通信（?）； 一时间同步等。 支持其他功能如计量、状态监视，还支持资产管理。 在智能电子设备（IED）中实现许多功能；几种功能可在一个IED中实现，或一个功能在一个IED 中实现，其他功能在另外的IED中实现。IED（如驻留了功能的IED）采用本标准的信息交换机制和其 他IED的功能通信。因此一个功能也可分布在多个IED中实现

5.3变电站自动化系统信息模型

图2变电站自动化拓扑例子

信息交换机制主要依赖于准确定义的信息模型。这些信息模型和建模方法是本标准的核心。图3中 描绘了DL/T860所采用的实际设备中公共信息的建模方法。本标准中定义了和其他设备交换的全部可 用信息。模型为电力自动化提供真实世界（电力系统过程、开关的镜像）。 注1：DL/T860的“公共信息”是变电站自动化系统有关各方（用户和制造厂）一致同意广泛接受DL/T860中定义 的信息，并要求在任何种类变电站的IED之间开放式交换信息。 要达到互操作应基于对定义的共同理解。因此数据模型的描述部分包含强制语义表，必须非常小心 地考虑这些语义表。 DL/T860以独立于具体实现（即它采用抽象模型）的方式定义信息和信息交换。标准也采用虚拟化 的概念。虚拟化提供实际设备的一些和其他设备之间信息交换的感兴趣方面的视窗，DL/T860详细定义 了设备互操作性所要求的各个方面。 如DL/T860.5的描述，标准的方法是将应用功能分解为用于交换信息最小实体，合理地分配这些实 本到专用设备（IED）。这些实体称为逻辑节点（如标准化类名为XCBR的断路器类的虚拟表示）。DL/T 860.5从概念性的应用观点出发建模和定义逻辑节点。几个逻辑节点构建逻辑设备（如间隔单元）。总是 在一个IED中实现逻辑设备，因此逻辑设备不包含不同IED的逻辑节点。

图3右侧的实际设备建模为图中部的虚拟模型。在逻辑设备（例如间隔）中所定义的逻辑节点对应 实际设备的功能。在这个例子中逻辑节点XCBR代表右侧间隔的特定断路器。 注2：这个例子中一些逻辑节点可用一个IED或多个IED实现。如一些逻辑节点在用不同IED中实现，它们需要通 过网络交换信息。在逻辑节点内交换信息超出DL/T860标准的范围。 基于它们的功能，逻辑节点包含具有专门数据属性的数据表（如位置）。数据具有结构和定义好的 语义（电力自动化的系统环境中的意义，或者例如更特殊地，变电站自动化系统环境中的意义）。按照 已定义好规则的服务和在DL/T860.5中所描述的性能要求，交换由数据和它们属性所代表的信息。由特 定和具体的通信手段（SCSM，如采用MMS、TCP/IP、以太网和其他通信协议）实现服务。 包含在逻辑设备中的逻辑节点和数据对变电站自动化系统的描述和信息交换达到互操作性是决定 性的。 逻辑设备、逻辑节点和它们所包含的数据需要配置。配置的主要原因是要从标准中选择适当的逻辑 节点和数据，并赋予实例一特定值，例如在逻辑节点（它们的数据）实例和交换机制间具体引用，以及 过程数据初始值

5.4由DL/T860.74中定义的逻辑节点建模应

表1列出了在DL/T860.74中所定义的逻辑节点全部组。定义的约100个逻辑节点覆盖了变电站和 馈线设备绝大多数公共应用。由于保护对于电力系统安全、可靠运行具有重要的影响，保护和有关保护 应用的信息模型的定义是重要的。覆盖的应用还包括许多其他功能如监视、测量、控制和电能质量。

图4逻辑节点信息分类

图5设备的构建（原理）

在DL/T860.74中定义的逻辑节点中特定数据的平均数目约为20个。每个数据（如断路器位置）由 若干数据属性组成。逻辑节点QF中定义断路器的位置（名为Pos见图6）。位置定义为数据。在逻辑节 点中位置是“控制”类目，即通过控制服务可控制位置。

位置Pos比在简单RTU协议中最多是一个简单的“点”的信息多。它具有若干数据属性。数据属 性分为如下几类： a）状态（或测量/计量值、或定值）； b）取代； c）配置、描述、扩展。 数据Pos有约20个通过各种服务可进行访问的数据属性。数据属性Pos.stIVal代表实际断路器的位 置（可以为中间状态、分闸、合闸或故障状态）。 采用控制服务和相关服务参数可对位置Pos进行控制。这些服务参数并不是数据模型的一部分，理 解这一点很重要；它们不代表数据属性。它们仅在命令执行期间“存活”。 位置还有关于发出命令的发起方和控制号的信息（由发起方在请求中给出）。而且位置包含否定控 制响应的原因诊断。品质和时标信息指出当前状态值的有效性，和状态值最近一次改变的时间。 stVal的当前值、品质和时标（与stVal关联的）是可读、报告或记录在IED当地缓冲区日志中。 stVal值和品质可被远方取代。使能取代后，取代值立即生效。 为控制行为的配置定义一些数据属性，例如脉冲配置（单个脉冲或持续脉冲、站空比，以及脉冲个 数）或控制模式（直接、操作前选择等）。 主要由属性名和属性类型定义数据属性，见表2

吾义在DL/T860.73的结尾部分定义。例如：

数据和数据属性名携带着变电站IED的关键性的语义。 如图6所示，位置信息Pos具有许多在其他开关特定应用中建立的数据属性。位置最主要的特性是 放据属性stVal（状态值），它代表4种状态：中间状态/分闸/合闸/故障状态。常用2bits表示的这四种状 态通常称作“双点”信息。为数据Pos（位置）定义的所有数据属性的整个集合称为公用数据类（CDC）。 仅点信息的公用数据类名为DPC（可控双点）。

图6树形位置信息（概念性）

公用数据类提供一种有用的手段以减少标准中数据定义的数量。数据定义不需列出全部属性，仅需 引用公用数据类。公用数据类对保持数据属性定义的一致性也非常有用。改变双点控制CDC特定数据 属性仅需在一个地方，即DL/T860.73的DPC定义中改变即可。 DL/T860.73定义的公用数据类可得到广泛应用。核心的公用数据类分为如下组： 状态信息； 测量值信息； 可控状态信息； 可控模拟信息； 状态置设置； 模拟量设置； 描述信息。

定义逻辑节点、数据、数据属性和服务参数主要是规定完成应用所要求的信息，以及在IED之间 交换。借助于服务定义信息交换。图7给出了服务的摘要。

注：数字1~7所指对应下面所列服务。

操作服务操纵断路器位置的控制特定服务参数（断开或闭合断路器）。报告服务通知另外设备断路 器位置已经改变。取代服务是将特定数据属性设置成和过程无关的值。 DL/T860.72定义的服务种类如下： 获取设备的自我描述（见图7，①）； 快速和可靠的状态信息的对等交换（跳闸、功能或设备的闭锁）（见图7，②）； 任意数据（数据属性）集报告；SOE一一循环和事件触发（见图7，③）； 任意数据（数据属性）集的日志和检索一一循环和事件（见图7，④）； 取代（见图7，?）； 参数定值组处理和设置； 来自传感器的采样值传输； 时间同步； 一文件传输： 一控制设备（操作服务）（见图7，③）： 一在线配置（见图7，?）； 许多服务直接对信息模型的属性进行操作（即对包含在逻辑节点中数据的数据属性进行操作）。由 客户可直接对特定断路器的数据属性Pos的脉冲配置设置新值。直接意味着对客户请求的服务进行操作 且不受IED的特定约束。 其他服务提供了更复杂的性能，它和某些特定状态机的状态有关。要求控制请求遵循数据属性相关 的状态机，例如操作前选择。 也有某些应用特定通信服务提供综合性能模型，它部分自发地工作。报告服务模型描述了操作顺 序，即IED按信息模型中定义的某些触发条件工作（如依据状态值的数据变化发送报告）或按报告服务 模型中定义的条件工作（如周期事件报告）

5.7服务映射到具体通作

另外，映射到其他通信栈是可能的。然而，为了不危害互操作性，在标准中被接受的映 是最少的。

DL/T860.6规定文件格式，此格式用于描述与通信有关的IED配置和IED参数、通信系统配置、开 （功能）结构以及它们之间的关系。这种格式的主要目的是使不同厂家的IED配置工具和系统配置 之间IED能力描述和变电站自动化系统描迷述的交换能够兼容。 已定义的语言称为变电站配置描述语言（SCL）。该配置语言基于扩展标记语言（XML）第1版。 为了支持工程过程，SCL应能描述： a）用单线图描述的系统规范，将逻辑节点分配到单线图中的部件和设备以指出所需的功能； b 按如下内容预配置IED： 逻辑节点、数据集和报告控制块定义； 所支持的服务：GOOSE，采样值，日志，文件处理。 C 预配置IED，IED可以无语义，也可以是为一定结构的过程部分预配置了语义，例如双母线 GIS馈线； d）与特定过程层功能和一次设备绑定的所有IED的完整的过程层配置，特别在子网中利用访问点 连接和可能的访问路径为所有可能的客户进行配置： e 如上述d)，（或在客户或在服务器侧）如果IED不能动态构建关联或报告连接，在数据层的逻 辑节点间额外地配置所有预定义关联和客户、服务器连接。 SCL的作用域着重于下述各项： 1）变电站自动化系统功能规范（上述a））； 2）IED能力描述（上述b）和c）)； 3）变电站自动化系统描述（上述d）和e））。 上述各项将支持以标准化的方法进行系统设计、通信设计和在配置工具中对其进行描述

图9为本章的总结。四个主要基本组成部件为 a）变电站自动化系统特定信息模型： b）信息交换方法； c）映射到具体通信协议； d）变电站IED配置。 这4个基本组成部件彼此高度独立。信息和表示、信息交换服务分离。信息交换服务和具体通信协 议集分离。这意味着按照特定的和灵活的规则定义新的逻辑节点和数据，信息模型容易扩充，以满足其 他应用领域的要求。随着现代通信技术的发展，可能采用不同的通信栈。但为使得互操作性简单，一个 时期应只选用一个栈。选用的栈见DL/T860.8×和DL/T860.9×。 第6章将详细讨论这4种基本组成部件的梗概。

6DL/T860的建模方法

6.1应用功能和信息的分解

如DL/T860.5所描述，DL/T860标准的通用方法是将应用功能分解为最小实体，这些最小实体用 于通信。将这些实体合理地分配到专用设备（IED）。这些实体称为逻辑节点。在DL/T860.5中从应用 观点出发定义了逻辑节点的要求。 基于它们的功能，这些逻辑节点包含带专用数据属性的数据。按照定义好的规则和DL/T860.5提出 的性能要求，通过专用服务交换由数据和数据属性所代表的信息。 分解过程（得到大多数公共逻辑节点）和组合过程（用逻辑节点构成设备）如图10所示。为支持 大多数公共应用，以容易理解和都能接受的方式定义了在逻辑节点中所包含的数据类。 选择功能的一小部分（断路器模型的摘录）作为例子解释分解过程。在断路器的许多属性中，断路 器有可被控制和监视的位置属性和防止跳闸的能力（例如在服务情况下由操作员闭锁分闸）。位置包含 些信息，它代表位置的状态，具有状态值（合闸、分闸、中间或故障状态），值的品质（好、坏等）， 立置最近改变的时标。另外，功能提供控制操作的能力：控制值（合闸、分闸）。保持谁控制操作的日 志，发起方保存最近发出控制命令实体的信息。控制序号为最近控制命令顺序号。

在位置（状态等）下组成的信息代表一个可多次重复使用的非常通用的四个状态值公共组，类似的 还有“闭锁分闸”的两状态值的组信息。这些组称为公用数据类（CDC)： 一四状态可重复使用的类定义为可控双点（DPC）； 一两状态可重复使用的类定义为可控单点（SPC）。 DL/T860.73定义了状态、测量值、可控状态、可控模拟量、状态设置、模拟量设置等许多公用数 据类。

6.2用逐步合成方法创建信息模型

图10分解和组合过程（概念性）

DL/T860.5X×、DL/T860.74××、DL/T860.73、DL/T860.72按照DL/T860.5所定义的要求定义 了如何对电力自动化应用的信息和通信建模。建模采用逻辑节点（和代表它们的大量语义的定义的数据） 作为基本组成部件去合成电力自动化系统的可视信息，这些模型用于描述由应用产生和使用的信息以及 和其他IED信息交换。 在DL/T860.74X×中细化并更精确地定义DL/T860.5中所介绍的逻辑节点和数据类。在各种电力 自动化应用领域专家和建模专家共同努力下定义这些逻辑节点和数据类。采用面向对象的方法定义逻辑 节点和它们的数据的内容（语义）和形式（语法）。 注：在DL/T860.74建模和定义的逻辑节点类和数据类满足DL/T860.5所列的要求。 用公用数据类定义（电力自动化域一特定）数据类（见图10下半部）。这些数据类（在DL/T860.74 中定义）为特例化的公用数据类，例如数据类Pos（为DPC的特例）继承DPC相应公用数据类的全部

数据属性，即stVal，q，t等。在DL/T860.74最后部分定义了Pos类语义。 逻辑节点集合几个数据类以构成特定功能。XCBR逻辑节点代表实际断路器的公共信息。可重复使 用XCBR去描述各种产品和类型的断路器的公共信息。 DL/T860.74定义约几十个逻辑节点、几百个数据名。XCBR逻辑节点包含约15个数据类。表3给 出了XCBR逻辑节点的主要描述。

表3XCBR逻辑节点类（概念性）

T860.74每项定义 量节点表还定义了表中的数据 释这些内容

图11中介绍标上“开关位置”（名=Pos）的内容。 DL/T860.7×用表的形式定义逻辑节点类和数据类（见DL/T860.74）、公用数据类（见DL/T860.73） 和服务模型（见DL/T860.72）。数据类和数据属性形成分层结构如图11所示。数据类Pos的数据属性 安功能分组（状态、取代、配置等）。 数据属性有标准化名和标准化类型。在图的右侧是相应的引用（对象引用）。这些引用用于标识树 形信息的路径信息。

图11树形XCBR信息

XCBR是这些逻辑节点的根。对象引用XCBR引用整个树。XCBR包含数据，例如Pos和Mode。 在DL/T860.74中精确定义数据Pos（位置）（见描述的摘要）。 数据描述见表4。

位置Pos的内容约有20个数据属性和7个可控参数。属性取自公用数据类DPC（双点控制）。DPC 中定义的数据属性部分为强制项，其他为选项。只有在特定应用要求这些数据属性时，才由数据对象继 承那些数据属性。例如，如位置不要求支持取代，则在Pos数据对象中不要求数据属性subEna、subVOal、 subQ和subID 访问数据属性的信息交换服务利用分层树。用数据属性XCBR.Pos.ctIModel定义它所支持的控制服 务类型。状态信息可以作为名为AlarmXCBR的数据集的一个成员（CBR.Pos.stVal）被引用。数据集可 以由名为Alarm的报告控制块引用。可以配置报告控制块，每次断路器状态改变时（由分闸变成合闸或 合闸变成分闸）向特定计算机发送报告

6.3IED合成的例子

图12表示不同逻辑节点构成IED的例子。包含的逻辑节点为PTOC（定时限过电流保护）、PDIS （距离保护）、PTRC（跳闸控制）、XCBR（断路器）。第1种情况表示有两种功能的保护设备用连线和断 路器连接。第2种情况表示有两种功能的保护设备通过网络向断路器LN传送跳闸报文。第3种情况表 示分别在两个专门设备内的两种功能同时在同一个故障时动作，独立地通过网络向断路器LN（XCBR） 传送跳闸报文。

图12构成IED的例子

在第2、3种情况下，拥有XCBRLN的IED可集成到实际断路器中，也可以和情况1一样用硬线 和断路器相连，但这些超出DL/T7860的范围。按照DL/T860标准的变电站自动化系统用XCBRLN表 示实际断路器。 IED合成非常灵活，可满足当前和将来的需要。

在DL/T860.72中定义的服务用以交换包含在DL/T860.74中的分层模型的信息。信息交换的方法 （图12）主要分为3类： a）输出模型； b）输入模型； c）在线管理和自我描述模型。 每种模型都定义了一些服务。服务对通常包含在逻辑节点中的数据、数据属性和其他属性进行操作。 注1：服务对数据实例操作。为增加可读性在DL/T860标准的本部分中多数地方省去名词“实例”。 输出模型服务可以仅对内部过程有影响，也可以通过过程接口向过程发出输出信号，或改变数据属 性状态值而触发报告。如果过程接口是一个符合DL/T860的IED，这个服务直接向过程发送输出信号。 注2：名词“输入”是指从过程到IED方向，“输出”是指IED到过程方向

图中圆圈内的数字用于6.4.2，6.4.3和相关图中作为描述

图13输出和输入模型（原理）

为输入模型定义一些服务。传输输入信息的服务直接从过程接口输入信息或在IED内进行计算。 有一些服务可在某种程度上用于远方管理IED，例如定义数据集、为引用设置为特定值或使能报告 控制块发送特定报告。信息模型（逻辑节点和数据类）和服务模型（如报告和日志）提供一些手段重新 得到关于信息模型和服务【该服务对信息模型（自我描述）进行操作］的综合信息。 下面仅概念性地描述输入和输出模型。模型中包含的信息和服务的细节在DL/T860.74、DL/T 860.73、DL/T860.72中定义。

6.4.2.1控制模型概念

图14描述控制模型概念。此例子是带有可控数据对象XCBR.Pos的断路器逻辑节点（XCBR）（见 图15）。发送控制服务请求给可控数据对象。服务请求包含服务参数如控制值，请求的发起方，发起方 发送请求的时间及其他。数据属性XCBR.Pos.ctIModel（在图15中给出）指出采用的控制服务的类型。 在控制服务请求完成改变实际设备位置之前，需满足某些条件，例如，当地/远方开关处于“远方”位置、 互锁模式（CILO）已释放此操作时才能产生输出。需满足下述条件链： 断路器的当地/远方行为（数据对象XCBR.Loc）和/或逻辑设备（LD）的当地/远方行为（数据 对象LLNO.LOc）； 在站级的控制权限（数据对象LLNO.LocSta）； 一断路器的输出信号没有被过程闭锁或不为下述项闭锁： ·由断路器的模式信息（数据对象XCBR.Mod）闭锁。 ·或者跟随外部控制请求（数据对象XCBR.BIkOpn和/或XCBR.BlkCls）所闭锁。 注：对于逻辑节点的可控数据没有特定数据例如BlkOpn和BlkCls，闭锁控制输出信号指示可能是CmdBlk。 ·设备的校验条件。 ·在公用数据类DPC（DL/T860.73的可控双点）定义的可控数据的其他属性例如互锁

图14输出模型（第1步）（概念性）

所有条件满足之后，所有校验都是肯定的，可调理输出信号并控制实际设备（断路器中未显示 实际断路器状态改变引起以数据属性XCBR.Pos.stVal所建模的状态信息改变。状态改变发送 务响应。结束命令完成控制过程

钢结构标准规范范本图15输出模型（第2步）（概念性）

T860标准描述，另一部分由当地应用定义，但这些超出DL/T860的范围。 注2：在某些情况下，可能发送许多GOOSE报文。例如由继电保护检出故障；SCSM在数据链路层过滤这些报 以防止ED 讨载。

6.4.2.3数据属性和控制块

图16GSE输出模型（概念性）

分层信息模型的许多数据属性可由写服务设置，例如SetDataValues和SetDataSetValues。设置数据 属性值通常仅受应用约束。 各种控制块例如定值组控制块（SGCB）、缓存报告控制块（BRCB）、日志控制块（LCB）都有控制 块属性，通常可将这些属性设置成特定值。在DL/T860.72中定义了设置控制块属性值的服务。设置控 制块属性值受相应控制块状态机的约束。 控制块运转依赖于属性集的值。这些可由SCL文件或其他当地手段配置。 其他IED可以读所有控制块属性

6.4.2.4定值数据和定值组控制块

在DL/T860.74定义的某 需要对输出数据值进行特殊处理，例如 控制过电流保护逻辑节点PVOC （见图17）。定值数据（如AVCrV、TmACrv、TmMult，等） 定值组，每个组有许多数据。 相同数目的值

电力标准规范范本图17定值数据（概念性）