IEC61850规约详解：入门、建模与面向对象设计

IEC 61850规约是国际电工委员会制定的一套用于电力系统保护自动化通信的标准，其目的是实现变电站内设备间的高效、可靠通信。该规范的引入旨在解决传统通信协议的局限性，如IEC 60870-5系列标准的“面向点”数据描述方式，需要发送端和接收端预先约定数据结构。 IEC 61850的核心在于信息模型，它通过描述对象的特征和参数来代表实体，比如一次主接线图可以作为变电站电路的抽象模型。这种模型的主要目的是支持通信功能，使得不同设备能够理解彼此的意图和状态。在工程应用中，开发者会根据标准提供的组件，选择合适的逻辑节点（LN）和数据实例化，赋予它们具体的值，这个过程被称为模型的组装。 逻辑节点（LN）是物理装置内部执行特定功能的基本单元，如保护功能、断路器操作等，它们由数据和方法构成，是数据交换的核心。逻辑设备（LD）则是由具有共同特性的逻辑节点集合组成，这些逻辑节点共享服务，如GOOSE事件（通用对象-oriented substation event）、采样值交换和定值组等。服务在IEC 61850中扮演了数据交互行为的角色，类似于编程中的对象方法。 智能电子装置（IED）是遵循IEC 61850的设备，它们具备智能化功能，能自主进行通信和响应，增强了变电站自动化系统的灵活性和可靠性。IEC 61850采用面向对象的自描述方法，数据源能够自动描述其内容，无需事先约定，提高了通信的效率和灵活性。 此外，IEC 61850还采用了TCP/IP模型，包括三次握手建立TCP连接和四次挥手释放连接的过程，确保了网络通信的稳定性和可靠性。变电站自动化系统的拓扑结构也被纳入到模型中，这有助于整体监控和管理系统的运行状态。 总结来说，IEC 61850规约通过标准化的信息模型、逻辑节点和设备定义，以及面向对象的通信方式，极大地提升了电力系统保护自动化中的数据交换效率和一致性，为现代变电站的高效运行提供了坚实的技术基础。