DIN EN 61850-7-1-2012 Communication networks and systems for power utility automation - Part 7-1 Basic communication structure - Principles and models (IEC 61850-7-1 2011) English .pdf

1、April 2012DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 37DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 33

2、.040.40!$yr_“1867960www.din.deDDIN EN 61850-7-1Kommunikationsnetze und -systeme fr die Automatisierung in derelektrischen Energieversorgung Teil 7-1: Grundlegende Kommunikationsstruktur Grundstze und Modelle (IEC 61850-7-1:2011);Englische Fassung EN 61850-7-1:2011Communication networks and systems f

3、or power utility automation Part 7-1: Basic communication structure Principles and models (IEC 61850-7-1:2011);English version EN 61850-7-1:2011Rseaux et systmes de communication pour lautomatisation des systmes lectriques Partie 7-1: Structure de communication de base Principes et modles (CEI 61850

4、-7-1:2011);Version anglaise EN 61850-7-1:2011Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61850-7-1:2004-12Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 132 SeitenDIN EN 61850-7-1:2012-04 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2011-08-19 angenomme

5、ne Europische Norm als DIN-Norm ist 2012-04-01. Fr DIN EN 61850-7-1:2004-12 gilt eine bergangsfrist bis zum 2014-08-19. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61850-7-1:2009-01. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 952 Netzleittechnik“ der DKE Deutsche Kommission Elek

6、trotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 57 Power systems management and associated information exchange“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability dat

7、e) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierte

8、n Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im

9、normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 600

10、68 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. Das Prsidium des DIN hat mit Prsidialbeschluss 1/2004 festgelegt, dass DIN-Normen, deren Inhalt sich auf internationale Arbeitsergebnisse der Informationsverarbeitung grndet, unt

11、er bestimmten Bedingungen allein in englischer Sprache verffentlicht werden drfen. Diese Bedingungen sind fr die vorliegende Norm erfllt. Da sich die Benutzer der vorliegenden Norm der englischen Sprache als Fachsprache bedienen, wird die Englische Fassung der EN 61850-7-1 verffentlicht. Fr die meis

12、ten der verwendeten Begriffe existieren keine gebruchlichen deutschen Benennungen, da sich die deutschen Anwender in der Regel ebenfalls der englischen Benennungen bedienen. Diese Norm steht nicht in unmittelbarem Zusammenhang mit Rechtsvorschriften und ist nicht als Sicherheitsnorm anzusehen. nderu

13、ngen Gegenber DIN EN 61850-7-1:2004-12 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Beschreibung des Modells fr statistische und historisch-statistische Daten; b) Beschreibung des Konzepts fr Proxies, Gateways, die Hierarchie logischer Gerte und Eingnge logischer Knoten; c) Beschreibung des Modells zur

14、 Zeitsynchronisation; d) Beschreibung des Konzepts verschiedener Testmittel; e) Beschreibung der erweiterten Protokollierungsfunktion; f) Beschreibung der Anwendung von Zahlen fr die Datenerweiterung; DIN EN 61850-7-1:2012-04 3 g) Beschreibung der Anwendung von Namensrumen; h) Beschreibung der Art u

15、nd des Verhaltens von einem logischen Knoten; i) Beschreibung der Anwendung von Bereichs- und Totzonenwerten; j) Beschreibung des Zugangs zu Steuerungsaktionen und Sonstigem. Frhere Ausgaben DIN EN 61850-7-1: 2004-12 DIN EN 61850-7-1:2012-04 4 Leerseite EUROPEAN STANDARD EN 61850-7-1 NORME EUROPENNE

16、 EUROPISCHE NORM October 2011 CENELEC European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung Management Centre: Avenue Marnix 17, B - 1000 Brussels 2011 CENELEC - All rights of exploitation in any form

17、and by any means reserved worldwide for CENELEC members. Ref. No. EN 61850-7-1:2011 E ICS 33.200 Supersedes EN 61850-7-1:2003English version Communication networks and systems for power utility automation - Part 7-1: Basic communication structure - Principles and models (IEC 61850-7-1:2011) Rseaux e

18、t systmes de communication pour lautomatisation des systmes lectriques - Partie 7-1: Structure de communication de base - Principes et modles (CEI 61850-7-1:2011) Kommunikationsnetze und -systeme fr die Automatisierung in der elektrischen Energieversorgung - Teil 7-1: Grundlegende Kommunikationsstru

19、ktur - Grundstze und Modelle (IEC 61850-7-1:2011) This European Standard was approved by CENELEC on 2011-08-19. CENELEC members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national standard without any

20、 alteration. Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CENELEC member. This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other lan

21、guage made by translation under the responsibility of a CENELEC member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management Centre has the same status as the official versions. CENELEC members are the national electrotechnical committees of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, th

22、e Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, the Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom. DIN EN 61850-7-1:2012-04 EN 61850-7

23、-1:2011 Foreword The text of document 57/1121/FDIS, future edition 2 of IEC 61850-7-1, prepared by IEC TC 57, Power systems management and associated information exchange, was submitted to the IEC-CENELEC parallel vote and approved by CENELEC as EN 61850-7-1:2011. This document supersedes EN 61850-7

24、-1:2003. Compared to EN 61850-7-1:2003, EN 61850-7-1:2011 introduces: the model for statistical and historical statistical data, the concepts of proxies, gateways, LD hierarchy and LN inputs, the model for time synchronisation, the concepts behind different testing facilities, the extended logging f

25、unction. EN 61850-7-1:2011 also clarifies the following points: the use of numbers for data extension, the use of name spaces, the mode and behaviour of a logical node, the use of range and deadbanded values, the access to control actions and others. The following dates are fixed: latest date by whi

26、ch the document has to be implemented at national level by publication of an identical national standard or by endorsement (dop) 2012-05-19 latest date by which the national standards conflicting with the document have to be withdrawn (dow) 2014-08-19 Attention is drawn to the possibility that some

27、of the elements of this document may be the subject of patent rights. CENELEC and/or CEN shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. _ Endorsement notice The text of the International Standard IEC 61850-7-1:2011 was approved by CENELEC as a European Standard without

28、any modification. In the official version, for Bibliography, the following notes have to be added for the standards indicated: IEC 61346-1 IEC 61346-2 IEC 61400 series NOTE Harmonized as EN 61346-1. NOTE Harmonized as EN 61346-2. NOTE Harmonized in EN 61400 series (not modified). 2 DIN EN 61850-7-1:

29、2012-04 EN 61850-7-1:2011 CONTENTS INTRODUCTION.9 1 Scope 10 2 Normative references .10 3 Terms and definitions .11 4 Abbreviated terms 12 5 Overview of the IEC 61850 series concepts.12 5.1 Objective.12 5.2 Topology and communication functions of substation automation systems 14 5.3 The information

30、models of substation automation systems15 5.4 Applications modelled by logical nodes defined in IEC 61850-7-4 .16 5.5 The semantic is attached to data19 5.6 The services to exchange information 22 5.7 Services mapped to concrete communication protocols 23 5.8 The configuration of the automation syst

31、em .24 5.9 Summary.24 6 Modelling approach of the IEC 61850 series25 6.1 Decomposition of application functions and information 25 6.2 Creating information models by stepwise composition 26 6.3 Example of an IED composition29 6.4 Information exchange models 29 6.4.1 General .29 6.4.2 Output model .3

32、1 6.4.3 Input model34 6.4.4 Model for statistical and historical statistical data43 6.4.5 Model for system functions.47 7 Application view .49 7.1 General .49 7.2 First modelling step Logical nodes and data 51 7.3 Mode and behaviour of a logical node 54 7.4 Use of measurement ranges and alarms for s

33、upervision functions 54 7.5 Data used for limiting the access to control actions 54 7.6 Data used for blocking functions described by logical nodes .55 7.7 Data used for logical node inputs/outputs blocking (operational blocking)55 7.7.1 General .55 7.7.2 Blocking incoming commands.56 7.7.3 Blocking

34、 process outputs .56 7.7.4 Blocking oscillating inputs 56 7.8 Data used for testing .57 7.8.1 General .57 7.8.2 Multicast signals used for simulation 57 7.8.3 Input signals used for testing58 7.8.4 Test mode .58 7.9 Logical node used for extended logging functions.59 8 Device view60 3 DIN EN 61850-7

35、-1:2012-04 EN 61850-7-1:2011 8.1 General.60 8.2 Second modelling step logical device model60 8.2.1 The logical device concept.60 8.2.2 The device nameplate61 8.2.3 Gateways and proxies62 8.2.4 Logical devices for monitoring external device health63 8.2.5 Logical devices management hierarchy 64 9 Com

36、munication view.66 9.1 General.66 9.2 The service models of the IEC 61850 series.66 9.3 The virtualisation.68 9.4 Basic information exchange mechanisms .69 9.5 The client-server building blocks71 9.5.1 Server .71 9.5.2 Client-server roles .72 9.6 Logical nodes communicate with logical nodes.73 9.7 I

37、nterfaces inside and between devices.74 10 Where physical devices, application models and communication meet.75 11 Relationships between IEC 61850-7-2, IEC 61850-7-3 and IEC 61850-7-4.76 11.1 Refinements of class definitions.76 11.2 Example 1 Logical node and data class.77 11.3 Example 2 Relationshi

38、p of IEC 61850-7-2, IEC 61850-7-3, and IEC 61850-7-4 80 12 Formal specification method .82 12.1 Notation of ACSI classes .82 12.2 Class modelling.82 12.2.1 Overview .82 12.2.2 Common data class .83 12.2.3 Logical node class .86 12.3 Service tables .88 12.4 Referencing instances .88 13 Name spaces .9

39、2 13.1 General.92 13.2 Name spaces defined in the IEC 61850-7-x series93 13.3 Specification of name spaces 96 13.3.1 General .96 13.3.2 Specification97 13.4 Attributes for references to name spaces .98 13.4.1 General .98 13.4.2 Attribute for logical device name space (ldNs) 98 13.4.3 Attribute for l

40、ogical node name space (lnNs).99 13.4.4 Attribute for data name space (dataNs) 99 13.4.5 Attribute for common data class name space (cdcNs) .99 14 Common rules for new version of classes and for extension of classes99 14.1 General.99 14.2 Basic rules 100 14.3 Rules for LN classes 100 14.3.1 Use of s

41、tandardized LN classes . 100 14.3.2 Extensions to standardized LN classes made by third parties 101 4 DIN EN 61850-7-1:2012-04 EN 61850-7-1:2011 14.3.3 New LN classes .101 14.3.4 New versions of standardized LN classes made by name space owners101 14.4 Rules for common data classes and control block

42、 classes 101 14.4.1 New common data classes and control block classes102 14.4.2 New versions of standardized common data classes.102 14.4.3 New versions of control block classes.102 14.5 Multiple instances of LN classes for dedicated and complex functions.102 14.5.1 Example for time overcurrent102 1

43、4.5.2 Example for PDIS 102 14.5.3 Example for power transformer.103 14.5.4 Example for auxiliary network.103 14.6 Specialisation of data by use of number extensions103 14.7 Examples for new LNs .103 14.8 Example for new Data104 Annex A (informative) Overview of logical nodes and data 105 Annex B (in

44、formative) Allocation of data to logical nodes 108 Annex C (informative) Use of the substation configuration language (SCL)111 Annex D (informative) Applying the LN concept to options for future extensions 113 Annex E (informative) Relation between logical nodes and PICOMs117 Annex F (informative) M

45、apping the ACSI to real communication systems 118 Bibliography .126 Annex ZA (normative) Normative references to international publications with their corresponding European publications.127 Figure 1 Relations between modelling and mapping parts of the IEC 61850 series 13 Figure 2 Sample substation

46、automation topology 15 Figure 3 Modelling approach (conceptual) 15 Figure 4 Logical node information categories18 Figure 5 Build-up of devices (principle).19 Figure 6 Position information depicted as a tree (conceptual)20 Figure 7 Service excerpt 22 Figure 8 Example of communication mapping .23 Figu

47、re 9 Summary .25 Figure 10 Decomposition and composition process (conceptual) .26 Figure 11 XCBR1 information depicted as a tree.28 Figure 12 Example of IED composition .29 Figure 13 Output and input model (principle) 30 Figure 14 Output model (step 1) (conceptual) 31 Figure 15 Output model (step 2)

48、 (conceptual) 32 Figure 16 GSE output model (conceptual) 32 Figure 17 Setting data (conceptual)33 Figure 18 Input model for analogue values (step 1) (conceptual).35 Figure 19 Range and deadbanded value (conceptual).36 Figure 20 Input model for analogue values (step 2) (conceptual).37 Figure 21 Repor

49、ting and logging model (conceptual).38 Figure 22 Data set members and reporting .38 5 DIN EN 61850-7-1:2012-04 EN 61850-7-1:2011 Figure 23 Buffered report control block (conceptual).39 Figure 24 Buffer time .40 Figure 25 Data set members and inclusion-bitstring41 Figure 26 Log control block (conceptual) 42 Figure 27 Peer-to-peer data value publishing model (conceptual) .43 Figure 28 Conceptual model of s