[b]1 引言 [/b]　　筆者曾在《電網技術》發表過2篇文章，即《遠動的無縫通信系統體系》和《IEC61850介紹》，介紹了IEC確定以IEC61850（變電站通信網絡和系統）為基礎，制定電力系統統一的無縫通信系統網絡傳輸協議，以及IEC61850的內容和特點。該協議出版后肯定會在我國等同采用。用專用通信線路實現變電站和控制中心之間的數據交換，應采用IEC60870－5－101。如果有的電力系統需要采用網絡作為通信手段來交換信息，那么從現在開始到無縫通信系統網絡傳輸協議出版這一過渡中，網絡傳輸協議有幾種選擇：①IEC60870－5－101和IEC60870－5－104；②IEC60870－6－TASE．2；③DL／T476。 　　上述幾種選擇方案中第一種選擇無疑最為合適，因為采用IEC60870－5－101的RTU已經比較多，再加上IEC60870－5－104，實現網絡傳輸就更容易，開發工作量小，價格低，性能好，值得推廣（在文［1］中已有介紹）。 　　因為IEC60870－6（TASE．2）協議是調度中心之間交換信息的協議，采用TASE．2作為RTU和控制中心之間的網絡傳輸協議在性能上不能滿足要求，而且TASE．2比較復雜，價格較高，不宜作為變電站和控制中心之間的網絡傳輸協議。有一種意見認為：用在變電站和控制中心之間的TASE．2可以簡化（稱為簡單TASE．2），只需采用TASE．2的數據（DATA）、數據集（DATA－SET）、傳輸集（TRANSFERSET）（對應IEC61850的REPORT－LOG）和DEVICE（對應IEC61850的CONTROL）模型，即采用TASE．2的子集；另一理由是因為TASE．2和IEC61850－8－1都是映射到MMS，因而以后過渡到無縫通信系統體系協議就比較容易。 　　實際情況到底怎么樣？TASE．2和IEC61850－7、－8－1有些什么差別？由TASE．2過渡到無縫通信系統體系協議是否比較容易？會不會推倒重來？本文就這些問題進行分析。 　　IEC將在IEC61850的基礎上制定無縫通信系統體系協議，即變電站和控制中心通過61850通信（Substat ion－Control Centre Communication via61850即IEC61850＋），目前還無法準確說明IEC61850＋的具體內容，只能將IEC61850和IEC60870－6（TASE．2）作一比較。僅就有關數據收集（DATA、DATA－SET）、事件報告（REPORT－LOG（TRANSFERSET））和控制CONTROL（DE－VICE）3種基本遠動任務及數據模型方面進行分析比較。 [b]2 TASE．2與IEC61850的比較 [/b]　　2.1 在工作原理上的主要差別 　　（1）分層和相應服務的差別 　　IEC60870－6是為控制中心之間的數據交換設計的，要求2個控制中心預先建立數據庫和雙邊表，事先知道對方有些什么數據和數據屬性，啟動以后用數據名進行召喚就可以得到這些數據的值，這些數據和屬性并沒有包含廠站屬性和設備屬性，只有和網絡拓撲聯系起來才具有這些屬性，它是面向點的。 　　IEC61850中的服務器由若干邏輯設備組成。一個邏輯設備由若干邏輯節點組成。一個邏輯節點包含若干數據。數據包含若干數據屬性。數據屬性具有各種數據類型、值和功能約束 。IEC61850提供了服務器目錄、邏輯設備目錄、邏輯節點目錄、數據目錄和讀數據定義等各種服務（圖1）。 　　客戶通過服務器目錄服務，就可獲得服務器的各個邏輯設備名；按照各個邏輯設備名依次利用邏輯設備目錄服務，就可獲得相應邏輯設備的各個邏輯節點名；按照各個邏輯節點名依次利用邏輯節點目錄服務，就可獲得相應邏輯節點的各個數據名；按照各個數據名依次利用數據目錄服務，就可獲得相應數據的各個數據屬性名；利用讀數據定義服務就可獲得相應數據的全部數據屬性定義。在剛合上電源以后，在線情況下客戶可以通過這些服務在客戶數據庫中建立對方全部數據的鏡像。這些服務用于檢索設備中整個分層的定義及全部可訪問的信息的定義、全部類的實例的定義。在正常運行階段，利用這些服務可監視各個服務器的變動和投運情況，實現配置管理。 　　要實現這種功能，設備必須是自我描述的。IEC61850規定采用自我描述的方法。IEC61850－7－3、－7－4提供了80多種邏輯節點類及其名字、350多種數據類及其名字和23個公共數據類，并規定了一套數據代碼組成的方法。 　　圖2所示為對象命名的例子。圖中XCBR1是代表斷路器邏輯節點名，Mode是代表XCBR整體狀況的一些屬性的數據名，stVal代表數據屬性名（狀態值）。 　　圖2中，MyLD為邏輯設備名，MyLD／XCBR1為邏輯節點代碼，MyLD／XCBR1．Mode為數據代碼，MyLD／XCBR1．Mode．stVal為數據屬性代碼。 　　從上面的描述可以看到：盡管IEC61850－8－1和TASE．2都采用MMS，但兩者的原理是不同的，在實現時不可能兼容，用服務器目錄、邏輯設備目錄、邏輯節點目錄向采用TASE．2的設備詢問時不可能得到回答，也不可能實現預期的功能。IEC61850所采用的面向對象、面向設備、自我描述等新技術符合技術發展潮流。這些新技求的應用將促進SCADA系統和配置管理技術的發展，將目前的數據采集、監視控制功能向數據管理方向發展。 　　（3）控制過程的區別 　　圖3為TASE．2的控制過程示意圖。 　　控制是選擇／執行過程。TASE．2的控制方式：客戶利用讀服務對要進行控制的對象進行選擇，服務器對＜Device—Name＞—SBO的CheckBackID進行校核，如果允許訪問則肯定響應，并將內部狀態變為ARMED（待命狀態），客戶接著發送操作命令（圖3）就可完成選擇／操作過程。很明顯這種控制過程不能實現返送校核，因為選擇服務采用的是讀服務。 　　IEC61850的控制過程中有一種是和TASE．2的上述過程相同的，它還定義了其他控制過程，如選擇服務是采用寫服務。服務器接收以后以寫響應PDU回答，此MMS的寫響應PDU只包含寫請求服務是否正確接收，它沒有包含返送校核信息，服務器通過硬件形成校核碼，還要通過InformationReport（信息報告）服務送給客戶，客戶比較發送命令的選擇信息和InformationReport服務的返送信息是否一致，才能確定是否發送操作執行命令，真正實現SBO（操作前選擇、返送校核）。見圖4。 　　由上可見，IEC61850－7－2，－8－1的控制過程符合電力系統對控制（斷路器、變壓器分接頭、繼電保護設定等）的要求，具有真正意義上的返送校核。ACSI（抽象通信服務接口）映射到MMS，由于MMS沒有合適的PDU，所以用InformationReport服務傳送校核信息 。InformationReport服務是一種無確認服務。整個過程包括寫請求／寫響應、無確認服務、操作執行，過程雖然稍為復雜一些，但能真正實現返送校核。TASE．2和IEC61850－7－2、－8－1的這2種控制過程完全不同，所采用的MMSPDU完全不同，兩者不可能兼容。 　　（3）報告和記錄傳輸過程的區別 　　服務器發生事件時，按IEC61850－7－2的規定（見圖5），當事件發生時由記錄模塊的記錄處理器立即進行記錄，待該服務器和當地主站關聯時，由報告模塊的報告處理器用InformationReport服務立即向客戶報告，這樣可以加快事件的傳輸。由于Infor－mationReport服務為無確認服務，服務器無法確切知道客戶是否接收到InformationReport服務傳輸的數據，IEC61850－7－2，－8－1還規定客戶可以利用ReadJournal服務從記錄中按時間段或條目段讀記錄。ReadJournal服務是一請求／響應服務 ，傳輸的可靠性比無確認的InformationReport服務高，不會丟失事件。客戶接收了InformationReport后，還可發AckReport進行確認。 [img=500,116]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/dwjs/2001-10/3-2.jpg[/img] [img=500,153]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/dwjs/2001-10/3-3.jpg[/img] 　　按TASE．2的規定（圖6），對于4種類型傳輸集（transfer set）（即數據集傳輸集、時間序列傳輸集、傳輸帳目傳輸集、信息報文傳輸集）的傳輸報告都是僅采用MMS的無確認InformationReport服務。 　　TASE．2和IEC61850的這2種報告傳輸過程是不同的，所采用的MMSPDU也不同，二者不可能兼容。TASE．2僅采用MMS的無確認Information－Report服務，IEC61850采用MMS的無確認Infor－mationReport服務和Read Journal服務，IEC61850事件報告和傳輸記錄的可靠性要比TASE．2的相關功能數據傳輸的可靠性高。 　　2.2 TASE．2和IEC61850同一種性質的服務映射到同一種MMS PDU（MMS協議數據單元），但選擇項和功能不同 　　TASE．2的DATA模型定義了讀數據值（Get Data Value）和設置數據值（Set Data Value）服務，IEC61850也定義了GetDataValues和SetDataValues服務，這二者的差別在于：這兩項服務是讀數據和寫數據，都是映射到MMS－PDU Read和Write上，但是二者之間在MMS－PDU Read和Write選擇項的選擇不同，其功能也有差別。 　　TASE．2僅允許1次讀、寫1個數據名的數據，所以規定只能采用變量規范（VariableSpecification）的枚舉表（即VariableListName），而IEC61850，1次可以選擇下述選擇器的1個或多個選擇器：數據代碼（Data－Reference）、數據屬性代碼（DataAttribute－Reference）、數據代碼．功能約束（（ Data－Referenc e.FuctionalConstraint）、邏輯節點代碼．功能約束（LNRef．FunctionalConstraint），IEC61850的選擇器除了DataAttribute－Reference選擇器1次只能讀／寫1個量之外，其它選擇器都可以讀／寫多個數據屬性。IEC61850的選擇器比TASE．2的類型多且靈活方便。例如按照功能約束可以選擇讀實時信息，刷新數據庫，也可以選擇功能約束為配置，采集邏輯設備和邏輯節點的配置信息，實現系統設備在線配置管理。可以采集IEC的運行情況，還可以了解電力系統一次設備的運行情況和參數。IEC61850除了實現數據采集功能之外，還擴充了數據管理、配置管理等功能，可以在電力系統中采用瀏覽器技術，對一次、二次設備進行在線監視和管理，因為采用網絡后其帶寬比較寬，所以能實現更多功能。 　　類似情況還發生在如下的服務上： 　　GetDataDirectory（對應TASE．2的讀數據值名（GetData Value Names））、GetDataSetValues（對應TASE．2的讀數據集元素值（Get Data Set Element Values））和SetDataSetValues（對應TASE.2的Set Data Set Element Values）。TASE.2和IEC61850同一種性質的服務映射到同一種MMS PDU，選擇項和功能不同，也不能兼容。 　　2.3 TASE．2和IEC61850所定義的數據模型差別比較大 　　統一數據模型是實現無縫通信系統的一個重要內容，即實現公共信息模型（CIM）。對于SCADA／EMS，統一實時數據模型減少了網關和數據對象的格式轉換。TASE．2由于早已出版而且已經被廣泛采用，和CIM接口只能采用適配器進行轉換。IEC61850正在制定過程中,正在和制定中的IEC61970（EMS／SCADA Application Program In－terface）的CIM進行協調 ，實現統一的CIM。 　　3 結束語 　　IEC61850－7，－8－1是基于UCA2．0制定的，IEC61850－7在UCA2．0的基礎上采用了自我描述、面向對象和設備、分層、抽象通信服務接口等新技術。本文僅就基本遠動任務的3個方面（即數據收集、事件報告、控制）進行分析。從上面的分析知道IEC60870－6（TASE．2）和IEC61850－7，－8－1在工作原理上及映射到MMS的PDU或者PDU的選擇項與功能方面存在著程度不同的差別。所以按照TASE．2國際標準編寫程序的RTU不可能和按照IEC61850－7－2、－8－1開發的主站聯通，這一點同將TASE．2用在變電站的間隔層時它不可能和按照IEC61850協議規定開發的變電站當地主站聯通起來一樣。TASE．2和將來制定的IEC61850＋接口也會發生類似的問題。目前按照TASE．2協議規定開發變電站和控制中心通信協議，只能說是為將來按照IEC61850＋協議規定開發程序作了技術培訓的準備，當控制中心按IEC61850＋協議實現時，變電站按TASE．2實現的通信協議可能還得換成IEC61850＋的協議才能和控制中心聯接起來。 　　將變電站—控制中心通過IEC61850通信（61850＋）作為無縫通信系統協議的主要原因 ，請參見文獻。 [b]參考文獻 [/b]　　［1］譚文恕．變電站通信網絡和系統協議IEC61850介紹［J］．電網技術，2001，25（9）．