ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА ПОДСТАНЦИЯХ

Часть 6

Язык описания конфигурации для связи между интеллектуальными электронными устройствами на электрических подстанциях

IEC 61850-6:2004 Communication networks and systems in substations —

Part 6: Configuration description language for communication in electrical substations related to lEDs

(IDT)

Издание официальное

Москва Стандартинформ 2011

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0 — 2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН ОАО «Научно-технический центр электроэнергетики» на основе собственного аутентичного перевода на русский язык указанного в пункте 4 международного стандарта, который выполнен ООО «ЭКСПЕРТЭНЕРГО»

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 396 «Автоматика и телемеханика»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. № 850-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61850-6:2004 «Сети и системы связи на подстанциях. Часть 6. Язык описания конфигурации для связи между интеллектуальными электронными устройствами на электрических подстанциях (IEC 61850-6:2004 «Communication networks and systems in substations — Part 6: Configuration description language for communication in electrical substations related to lEDs»)

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6    Обращаем внимание на возможность того, что некоторые из элементов настоящего стандарта могут быть предметом патентных прав. МЭК не несет ответственности за идентификацию любого или всехтаких патентных прав

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

©Стандартинформ, 2011

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р МЭК 61850-6-2009

использована функциональная структура согласно МЭК 61346-1, а кодировка обозначения должна соответствовать МЭК 61346-2. В то же время для структуры обозначений IED-устройств должны быть использованы структура продукта согласно МЭК 61346-1 и коды для наименования согласно МЭК 61346-2.

В пределах каждой структуры почти всех объектов язык SCL предусматривает возможность использования двух видов обозначений:

-    имя используется как технический ключ (или его иерархическая часть) для обозначения объекта. Каждый объект в иерархии имеет атрибут name (имя), который однозначно идентифицирует его на данном уровне иерархии. Технические ключи используют в технической документации для построения и обслуживания системы или для автоматической обработки информации, связанной с процессом проектирования и разработки. Язык SCL также использует это обозначение для описания связей между различными объектами модели. В данном случае атрибут, содержащий ссылку, если это возможно, получает имя в виде <Targettype>Name, например daName для ссылки на атрибут DATA. Это имя в большей степени идентично тому, что называется именем в МЭК 61850-7-2;

-    пояснительную часть используют как идентификацию объекта (или ее иерархическая часть) и ее определяет оператор или пользователь. Объект на уровне иерархии имеет атрибут desc, который в пределах иерархической структуры содержит текстовое описание. Текстовая идентификация используется, например, в интерфейсах операторов и руководствах по эксплуатации.

Примечание — Атрибут desc в языке SCL используется в процессе проектирования и разработки и определяет функциональный объект на его иерархическом уровне. Для описания данных согласно серии стандартов МЭК 61850 используется атрибут d объекта DATA, который может быть также считан в режиме онлайн. Содержимое атрибутов desc может использоваться для генерации специфичного для данного проекта (SCD) d-текста из шаблона d-текста (ICD). Однако это не является объектом стандартизации.

Согласно МЭК 61850-7-2 ссылка в языке SCL является уникальной идентификацией объекта, в качестве составного имени которой используется конкатенация всех имен более высоких иерархических уровней, вплоть до уровня объекта. В пределах однолинейной схемы соединения первичного оборудования составное имя задается явным образом. В других ссылках оно используется неявным образом, то есть указываются только отсутствующие части имени. При формировании имен согласно МЭК 61850-7-2 также используется термин instance (экземпляр), в сокращенной форме inst. Эта часть имени по МЭК 61850-7-2 обеспечивает на данном уровне уникальность полного имени (см. примеры в 8.4).

В следующих разделах приводятся описание различных частей модели, их назначение и соответствующее использование. Атрибуты объекта упоминаются, только если это необходимо для понимания модели. Описание дополнительных атрибутов объекта приведено далее при определении языка SCL. Дальнейшая информация по модели серии стандартов МЭК 61850-7 детально представлена в МЭК 61850-7-1 и МЭК 61850-7-2 и поэтому в настоящем стандарте не приведена. Однако модель функциональности первичного оборудования приведена только в настоящем стандарте, и поэтому она описана в объеме, необходимом для использования в пределах настоящего стандарта.

На рисунке 3 показан экземпляр данной модели: простой пример SA-системы распределительного устройства. Имена присвоены в соответствии с серией стандартов МЭК 61346. Распределительное устройство на напряжение 110 кВ с присоединением типа Е1 представляет собой двойную систему шин с двумя присоединениями линий =E1 Q1 и =E1Q3 и шиносоединительным выключателем =E1Q2. IED-устройства уже ассоциированы с функциональностью первичного оборудования (например, контроллер присоединения El Q1SB1 как продукт сопоставлен с присоединением =E1 Q1, а его LN CSWI1 управляет автоматическим выключателем =E1Q1QA1 через LNXCBR1 на IED-устройстве E1Q1QA1B1). Следует обратить внимание на то, что согласно терминам МЭК 61346-1 присоединение является переходным объектом. Это значит, что оно имеет функцию (знак = (равно) на уровне распределительного устройства) и в качестве продукта рассматривается как компонент распределительного устройства. Этот переход виден в описании языка SCL только в структуре имен IED-устройства. Явным образом моделируется только переход на LN. На рисунке 3 знаком - (минус) отмечены обозначения, относящиеся к продукту. Функциональное имя не повторяется. Подсеть связи на уровне станции называется W1. На уровне процесса имеются три дополнительные подсети (технологические шины) — W2, W3, W4. На рисунке можно видеть точки доступа, но их обозначения не показаны. На рисунке также не показаны LD и серверы. В основном это означает, что не показаны динамические соединения, например ассоциации.

= АА1

Рисунок 3 — Пример конфигурации

6.2 Модель подстанции

Модель подстанции (верхняя часть рисунка 2) представляет собой объект, иерархически построенный на функциональной структуре подстанции. Хотя каждый объект вполне автономен, обозначение его ссылки является производным места, которое он занимает в иерархии. Так как LN выполняют функции в законченном контексте подстанции, они могут присоединяться как функциональные объекты на каждом уровне функции подстанции. Как правило, LN контроллера выключателя подключается к коммутирующему устройству; измерительный LN подключается к присоединению, которое поставляет измеряемые значения; LN, связанные с трансформатором, подключаются к соответствующему трансформатору.

Примечание1 — В CIM-модели выводам основных устройств назначаются измеряемые значения. Однако это является топологическим размещением, тогда как размещение на языке SCL в первую очередь служит функциональному присвоению имен. В то же время, если однолинейная топология полностью смоделирована через трансформаторы напряжения VTR и тока CTR и относящиеся к ним узлы сбора данных (TVTR, TCTR), в топологии может быть также найден терминал некоего первичного устройства, которому в соответствии с СIM-моделью принадлежат измеряемые значения.

Назначение модели подстанции:

-    соотнесение LN и его функции с функцией подстанции (компонентом подстанции или оборудования либо подразрядом оборудования);

-    выведение функционального обозначения LN из структуры подстанции.

В модели SCL, аналоге CIM-модели для систем управления производством и распределением электроэнергии, используют следующие объекты подстанции, составляющие (в иерархическом порядке) ее функциональную структуру (дополнительная информация по этим терминам — в МЭК 61850-2).

Substation (подстанция) — Объект, идентифицирующий подстанцию в целом.

VoltageLevel (уровень напряжения) — Идентифицируемая, электрически соединенная часть подстанции, имеющая одинаковый уровень напряжения.

Вау (присоединение) — Идентифицируемый компонент или подфункция распределительного устройства (подстанции) в пределах одного уровня напряжения.

Equipment (оборудование) — Аппаратные устройства в пределах распределительного устройства (например, выключатель, разъединитель, трансформатор напряжения, обмотки силового трансфор-

8

ГОСТ Р МЭК 61850-6—2009

матора и т. д.). Электрические соединения между этими основными устройствами показаны на однолинейной схеме распределительного устройства. Эти соединения моделируются объектами узлов связи (ConnectivityNode). Следовательно, каждое основное устройство может содержать на своих выводах ссылки на узлы связи, к которым оно присоединено. На уровне однолинейной схемы, как правило, бывает достаточно одного или двух выводов (соединений).

SubEquipment (подразряд оборудования) — Компонент оборудования, например, к нему можно отнести одну фазу трехфазного оборудования.

ConnectivityNode (узел связи) — Объект узла связи (электрической), соединяющий различные основные устройства. Типичными примерами узла связи могут быть соединительные узлы в пределах присоединения; сборные шины, соединяющие несколько присоединений на одном уровне напряжения; присоединения, соединяющие электрические линии в различных подстанциях. Также см. выше определение Equipment (оборудование).

Terminal (вывод) — Точка электрического соединения основных аппаратных устройств на уровне однолинейной схемы. Вывод может быть соединен с узлом ConnectivityNode. ЯзыкSCL может использовать как явные, так и неявные имена выводов.

PowerTransformer (силовой трансформатор)—Специальное оборудование, которое может размещаться в иерархической структуре ниже уровня подстанции, напряжения или присоединения. В качестве оборудования он содержит обмотки трансформатора, которые, кроме того, могут иметь отношение к устройству регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).

Примечание 2 — Следует обратить внимание на то, что иерархическая структура применяется в основном для функциональных обозначений. Если необходимы подструктуры присоединений, их можно ввести через имена соответствующих присоединений. Если, например, присоединение В1 структурно включает подгруппы присоединений SB1 и SB2, в SCL-модели это может привести к созданию двух присоединений, называемых B1.SB1 и B1.SB2. Если на уровне структуры В1 дополнительно присоединяются LN, тогда В1 может быть введено как третье присоединение.

Уровни функции и подфункции, показанные на рисунке 2, могут быть использованы для обозначений моделей любой необходимой части процесса, не относящейся к первичному оборудованию (например, системы контроля помещений и системы пожаротушения).

6.3 Модель продукта (IED-устройство)

Продукты, состоящие из аппаратных или программных средств, реализуют функции первичного оборудования. Область применения языка SCL со стороны продукта распространяется только на аппаратные средства, называемые IED-устройствами, которые формируют систему автоматизации подстанции, поэтому модель ограничена упомянутыми устройствами. Первичное оборудование как продукт выходит за пределы области применения языка SCL. В целях функционального наименования (functional naming) в структуре подстанции моделируется только функциональная сторона первичного оборудования.

IED-устройство — Устройство автоматизации подстанции, выполняющее через LN функции системы автоматизации. С другими IED-устройствами в составе системы автоматизации оно обычно связывается через систему связи.

Server (Сервер) — Связующий объект в IED-устройстве согласно серии стандартов МЭК 61850-7. Через систему связи и ее единственную точку доступа он обеспечивает доступ к данным LD и LN, содержащихся в сервере.

LDevice (логическое устройство) — LD согласно МЭК 61850-7-2, которое находится в сервере IED-устройства.

LNode (логический узел) — Реализация LN согласно МЭК 61850-5 и МЭК 61850-7-2, которая осуществлена в LD IED-устройства. LN содержит данные (DO), которые запрашивают другие LN, и для выполнения своих функций сам может нуждаться в DO, которые содержат другие LN. Предлагаемые DO (возможности сервера) описаны на языке SCL. Необходимые DO (LN на стороне клиента) определяются посредством реализации функции LN и поэтому сконфигурированы с помощью соответствующего средства конфигурации IED-устройств инженером, который планирует систему. Язык SCL позволяет также выполнить их описание, что позволяет на уровне данных моделировать поток данных, передаваемых между LN.

DO — Данные, содержащиеся в LN, согласно серии стандартов МЭК 61850-7.

Примечание — На рисунке 2 показан объект LN со своим классом LNode. Ссылки или представление экземпляров LN могут выполняться в языке SCL двумя способами. Элемент LNode резидентно находится в структуре подстанции, а элемент LN — в структуре IED-устройства.

9

Кроме того, в настоящем стандарте дополнительно представлены следующие функции IED-устройств:

-    функция маршрутизатора на IED-устройстве. Это функция сети связи, поэтому она описана в 6.4;

-    функция часов для указания на размещение в подсети главных часов.

6.4    Модель системы связи

В отличие от других моделей модель системы связи не является иерархической. Через точки доступа она моделирует логически возможные соединения IED-устройств в подсетях и через подсети. На данном уровне описания подсеть видится только как соединительный узел между точками доступа, а не как физическая структура. LD или клиент IED-устройства присоединяются к подсети через точку доступа, которая может быть физическим портом или логическим адресом (сервером) IED-устройства. LN клиента используют атрибут адреса точки доступа для создания ассоциаций с серверами на других IED-устройствах относительно LN, содержащихся в LD этих IED-устройств.

Хотя подсети моделируют только логически возможные соединения, корреляционные связи с физической структурой могут быть выстроены путем присвоения соответствующих имен подсетей и точек доступа, а также путем отнесения точек доступа к точке (точкам) физического соединения. Точки доступа являются соответствующими элементами (переходными объектами) как данной модели связи, так и физической реализации системы связи. Описание и ведение физической структуры выходит за пределы области применения основного языка SCL.

Subnetwork (подсеть) — Соединительный узел для прямой (на уровне канала) связи между точками доступа. Он может содержать функцию фильтрации телеграмм на уровне моста, но не имеет функции маршрутизации на уровне сети. Все точки доступа, подключенные к подсети, могут связываться со всеми другими точками в той же подсети с тем же протоколом. На уровне SCSM могут быть заданы соответствующие ограничения, например, если стек реализует метод доступа к шине с конфигурацией master—slave (ведущий—ведомый). Подсеть в данном контексте является логическим понятием. Несколько логических подсетей с различными протоколами верхнего уровня могут, например, использоваться на одной и той же физической шине, что позволяет смешивать протоколы верхнего уровня на одном физическом (более низком) уровне.

Access point (точка доступа) — Коммуникационная точка доступа логического устройства (устройств) IED к подсети. На данном уровне логического моделирования имеется в лучшем случае одно соединение между LD и подсетью. Точка доступа может, однако, обслуживать несколько LD, a LN, размещенные в LD, могут использовать несколько точек доступа как клиенты для соединения с различными подсетями. Как правило, LN контроллера выключателя может получать данные с технологической шины (МЭК 61850-9-1, МЭК 61850-9-2) как клиент и предоставлять данные на шину обмена между присоединениями (МЭК 61850-8-1) как сервер. По терминологии серии стандартов МЭК 61850-7 точка доступа может использоваться сервером, клиентом или тем и другим. Кроме того, одна и та же (логическая) точка доступа может поддерживать различные физические порты доступа, например соединение Ethernet и последовательное соединение на основе РРР (Point-to-Point Protocol) с точкой доступа на том же верхнем уровне (TCP/IP) и стем же сервером.

Router (маршрутизатор) — Обычно клиенты, присоединенные к подсети, имеют доступ только к серверам, присоединенным к этой подсети. Функция маршрутизатора расширяет доступ к серверам, присоединенным к другой подсети в другой точке доступа того IED-устройства, которое служит хостом для функции маршрутизатора. Однако маршрутизатор ограничивает доступ к сервисам, использующим сетевой уровень, который не могут пересекать все остальные сервисы, например GSE (genericsubstation event— общее событие на подстанции), выборочные значения и сообщения синхронизации точного времени.

Clock (часы) — Главные часы в данной подсети, которые служат для синхронизации внутренних часов всех IED-устройств, присоединенных к этой подсети.

Маршрутизаторы и часы присоединены к подсети через соответствующие точки доступа.

6.5    Моделирование резервирования

Для повышения безопасности или готовности системы на разных ее уровнях может быть введено резервирование.

-    Внутреннее резервирование IED-устройства. Этот вопрос выходит за рамки серии стандартов МЭК 61850 и, следовательно, не описывается на языке SCL. Резервирование скрыто в аппаратно-программной (HW/SW) части IED-устройства и внешне проявляется только при возникновении сообщения об ошибке в случае какой-либо неисправности. Для индикации этих ошибок может потребоваться введение данных, специфичных для IED-устройства.

-    Резервирование на уровне системы связи. Оно лежит ниже уровня, описанного в основном языке SCL. Даже если система связи дублируется, но находится ниже уровня адресации, предоставляемой для

ю

ГОСТ Р МЭК 61850-6-2009

логической точки доступа, этот случай выходит за пределы области применения языка SCL. Если вопрос резервирования возникает при отображении стека, должны быть указаны дополнительные параметры, специфичные для уровня SCSM. При их отсутствии (если необходимо) может быть введен набор частных параметров Р, например, в точках доступа. Из-за частной природы параметров резервирование на их основе может оказаться неуспешным для IED-устройств разных изготовителей. Типичным примером является сеть Ethernet с кольцевой топологией на основе коммутаторов. Она обеспечивает резервирование при отказе одного коммутатора в кольце, однако ее не видно в файле SCD.

- Резервирование на уровне приложения. Оно моделируется на языке SCL. Типичным примером является основное и резервное IED-устройство релейной защиты (названные условно защита магистрального провода 1 и магистрального провода 2). Каждый экземпляр IED, обеспечивающий резервирование приложения, явным образом смоделирован и имеет собственное имя. В файле SCD также моделируются любые дополнительные подсети связи, представленные явным образом. Любую координацию резервных функций выполняют LN, которые реализуют эти функции.

7 Типы файлов описания на языке SCL

Файлы языка SCL служат для обмена данными между различными средствами управления конфигурацией — возможно, от разных изготовителей. Обмен данными на языке SCL решает по меньшей мере четыре различные задачи, поэтому для обмена информацией между средствами программирования применяют четыре вида файлов SCL с различными расширениями. В то же время содержимое каждого файла должно подчиняться правилам языка конфигурации подстанции SCL, которые определены в разделе 8 настоящего стандарта. Каждый файл должен содержать указание на версию и номер версии, что позволит различать различные версии одного и того же файла. Это значит, что каждое средство программирования должно хранить информацию о версии и номере ревизии последнего экспортированного файла или снова считывать последний имеющийся файл, чтобы определить его версию.

Примечание — Версия идентифицирует версии файла SCL, а не версии моделей данных, применяемые со средством программирования. Версии моделей данных определяются средствами программирования.

Различают следующие типы файлов SCL:

Файл MCD для описания возможностей IED-устройства (IED Capability Description)

Передача данных из средств управления конфигурацией IED-устройства в средства управления конфигурированием системы (соответствует перечислениям Ь) и с) в разделе 5). Этот файл описывает возможности IED-устройства. Он должен содержать ровно одну IED-секцию (раздел) для того IED-устрой-ства, возможности которого описываются. Имя IED должно представлять собой шаблон (TEMPLATE). Кроме того, файл должен содержать необходимые шаблоны типов данных, включая определения типов LN, и может содержать дополнительную секцию Substation, где имя подстанции должно представлять собой шаблон. Если задан шаблон подстанции, привязка экземпляров LN к основному оборудованию указывает на предопределенную функциональность. Любая подстанция, в которой используется это IED-устройство, должна согласовываться с соответствующей топологической частью подстанции (например: LN CSWI, привязанному к оборудованию типа CBR, разрешено только управление выключателем; CILO, привязанный к разъединителю, реализует соответствующую логику блокировки). Может существовать дополнительная секция Communication, определяющая по умолчанию возможные адреса для IED-устройства.

Файл *.SSD для описания системной спецификации (System Specification Description)

Передача данных из утилиты системной спецификации в средства конфигурирования системы. Этот файл описывает однолинейную схему подстанции и необходимые LN. Он должен содержать секцию описания подстанции, необходимые шаблоны типа данных и определения типов LN. Если LN, размещенные в секции Substation, еще не размещены в IED-устройстве, ссылка на IED-имя (значение атрибута iedName для элемента LNode) должна быть None (отсутствует). Если LN в секции Substation не привязан к IED-устройству, а также не имеет заданного типа, то в соответствии с МЭК 61850-7-4 определяется только обязательная часть этого LN. Если часть SA-системы уже известна, она может дополнительно размещаться в секциях IED и Communication.

Файл *.SCD для описания конфигурации подстанции (Substation Configuration Description)

Передача данных из средств управления конфигурацией системы в средства управления конфигурацией IED-устройства (соответствует перечислениям d) и е) в разделе 5). Этот файл содержит все IED-устройства, секцию конфигурации связи и секцию описания подстанции.

11

Файл *.СЮ для описания сконфигурированного IED-устройства (Configured IED Description)

Передача данных из средств управления конфигурацией IED-устройства в IED-устройство. Описывает инстанцируемые IED-устройства в рамках проекта. Секция Communication содержит текущий адрес IED-устройства. Может существовать секция Substation, относящаяся к данному IED-устройству, тогда значения ее имени должны быть назначены в соответствии с именами, специфичными для проекта. Это файл SCD, который может быть разобран до уровня, известного рассматриваемому IED-устройству. Если применяется сжатие, предпочтение должно быть отдано методам, соответствующим RFC 1952.

Более формальное определение большинства ограничений для данных частей приводится в синтаксисе XML schema в приложении F. Следует обратить внимание на то, что в схеме могут быть описаны не все ограничения в отношении имен IED-устройств и подстанции, упомянутые выше. Чтобы понять элементы, из которых состоит схема, необходимо обратиться к разделам 8 и 9 настоящего стандарта. Вместе с тем следует обратить внимание на то, что это формальное определение дается исключительно в информационных целях и не относится к нормативному определению языка SCL. Кроме того, в схеме могут быть описаны не все упомянутые выше ограничения в отношении имен IED-устройства и подстанции.

IED-устройство, которое, как считается, реализует сервер в соответствии с серией стандартов МЭК 61850, должно сопровождаться файлом ICD или специальной утилитой, способной генерировать файл ICD. Оно может использовать файл SCD, сопровождаемый соответственно утилитой, которая может использовать файл SCD для конфигурирования коммуникационной части IED-устройства из этого файла SCD сучетом ограничений, заявленных в файле ICD.

8 Язык SCL

8.1 Метод спецификации

Язык SCL создан на основе языка XML (см. [10] — [14]).

Определение его синтаксиса описано как W3C XML schema. В остальных разделах приведено определение соответствующей XML schema для языка SCL и объяснено ее использование в тексте с иллюстрированием подходящими (неполными) примерами использования объявленных специальных возможностей. Также предъявлены дополнительные письменные требования, ограничения и отношения к объектной модели, которая должна использоваться или проверяться путем считывания приложения или построения файла SCL. Полное нормативное определение XML schema приведено в приложении А. В приложении А также приведено формальное определение тех ограничений, которые легко формулируются в XML schema. Ограничения в отношении объектной модели, которые отсутствуют или не могут быть легко сформулированы в XML schema, дополнительно описаны в соответствующих разделах.

Чтобы сохранить синтаксис сжатым и расширяемым, по необходимости применяют типовые средства XML schema, тем самым вводится структура наследования элементов схемы. Структура наследования основных элементов языка SCL показана на рисунке 4 в виде схемы UML. Схемы UML могут также показывать отношения включения между элементами языка SCL. Следует иметь в виду, что эти отношения являются отношениями между элементами языка SCL, а не между объектами, представленными элементами и показанными на рисунке 2. Тем не менее была сделана попытка сохранить отношения элементов XML настолько близкими к отношениям объекта, насколько это возможно.

В схеме используются следующие соглашения в отношении присваивания имен:

-    имена типов схемы начинаются со строчной буквы t (например, tSubstation);

-    определения группы атрибутов начинаются с акронима ад (например, agAuthorization);

-    имена атрибутов начинаются со строчной буквы (нижний регистр клавиатуры) (например, name);

-    имена элементов начинаются с прописной буквы (верхний регистр клавиатуры) (например, Substation).

Почти все элементы языка SCL являются производными от базового типа tBaseElement (см., например, рисунок 4), что позволяет добавлять к элементу пояснительный текст Text и секции Private частный. Он также позволяет добавлять дополнительные подразряды элементов и атрибуты из других пространств имен (иных, чем целевое пространство имен http://www.iec.ch/61850/2003/SCL)—такие элементы, однако, должны сначала появиться среди всех подразрядов элементов. Это позволяет легко выполнить расширения модели, в том числе частные.

Имеется следующий уровень типов элементов, базирующихся на tBaseElement:

-    tUnNaming добавляет дополнительный атрибут описания desc;

-    tNaming добавляет дополнительный атрибут описания desc и обязательный атрибут имени name;

-    tIDNaming добавляет атрибут описания desc и обязательный атрибут идентификатора id.

ГОСТ Р МЭК 61850-6-2009

Во всехпредыдущихтипахбеэсявляется нормализованной строкой XML (XML normalizedString), то есть строкой, не содержащей управляющих символов возврата каретки, перевода строки или символа табуляции. Его значением по умолчанию является пустая строка. Атрибуты name и id относятся к типу tName, то есть являются также строками, не содержащими управляющих символов возврата каретки, перевода строки или символа табуляции, но они не могут оставаться пустыми.

Созданные отношения наследования для объектов энергосистемы показаны на схеме UML (см. рисунок^. В связи с отношениями наследования атрибутов или групп атрибутов при определении элемента непосредственно определяются не все атрибуты. Тем не менее в последующих разделахтакже содержится описание наследуемых атрибутов (возможно, со ссылкой на предыдущее описание).

Для улучшения сегментации и многократного использования вся схема SCL разделена на несколько файлов, содержащих описания типов (таблица 1).

Таблица 1 — Файлы, входящие в определение XML schema языка SCL

Имя файла Описание SCL_Enums.xsd Перечислимые типы, применяемые в XML schema SCL_BaseSimpleTypes.xsd Простые базовые типы, применяемые другими компонентами SCL_BaseTypes.xsd Определения составных базовых типов, применяемых другими компонентами SCL_Substation.xsd Определение синтаксиса в отношении подстанции SCL_Communication.xsd Определение синтаксиса в отношении связи SCLJED.xsd Определение синтаксиса в отношении IED-устройства SCL_DataTypeTemplates.xsd Определение синтаксиса в отношении шаблона типа данных SCL.xsd Определение синтаксиса основной схемы SCL, которое определяет корневой элемент каждого файла SCL

В дальнейших разделах, содержащих определение схемы, предполагается, что файл определения схемы SCL начинается следующим образом:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<xs:schema targetNamespace="http://www.iec.ch/61850/2003/SCL" xmlns:scl="http://www.iec.ch/61850/2003/SCL" xmlns="http://www.iec.ch/61850/2003/SCL" xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"

elementFormDefault-'qualified" attributeFormDefault-'unqualified" finalDefault-'extension" version="n.n">

Здесь n.n указывает версию языка SCL. Для настоящего стандарта это 1.0.

Схема заканчивается тегом </xs:schema>

В следующих разделах и подразделах эта часть схемы не повторяется. Полное определение схемы с указанием содержимого всех приведенных выше файлов см. в приложении А.

UML-схема, приведенная на рисунке 4, дает общее представление о структуре схемы SCL.

Базовый элемент языка SCL является производным от типа схемы tBaseElement, который позволяет, например, содержать определения Private и Text. Кроме того, элемент языка SCL должен содержать один элемент Header (заголовок) типа tHeader и может содержать элементы Substation типа tSubstation, секцию Communication типа tCommunication, элементы IED-устройства типа tIED и секцию DataTypeTemplates типа tDataTypeTemplates. Все типы этих элементов рассмотрены в следующих разделах.

Для некоторых случаев важен используемый значениями формат данных. Во всех случаях, когда это возможно, схема определяет тип данных и, следовательно, их кодировку (лексическое представление). Но даже в тех случаях, когда это невозможно, должно быть использовано кодирование типа данных в соответствии с XML schema. Все значения элементов являются строками XML schema, если иное не выражено явным образом; все значения атрибутов являются нормализованной строкой типа XML schema (XML normalizedString), то есть в них не допускаются символы табуляции и управляющие символы возврата каретки и перевода строки. Дальнейшие ограничения сформулированы в настоящем стан-

13

дарте, а также в серии стандартов МЭК 61850 (в основном в серии стандартов МЭК 61850-7, МЭК 61850-8-1, МЭК 61850-9-1 и МЭК 61850-9-2). Ссылка на любые типы данныхХМ1_ schema оформляется префиксом xs:. Например, xs:decimal для кодирования десятичных чисел. Для удобства в таблице 42 приведены общие сведения о кодировании большинства типов, применяемых с языком SCL.

Рисунок 4 — Общее представление о схеме SCL в виде схемы UML

8.2 Расширения языка SCL

8.2.1    Общая часть

Базовый язык SCL, как определено в настоящем стандарте, предназначен для специальных целей, описанных в разделе 5. Однако для выполнения дополнительных задач проектирования и разработки он может быть использован с большими или меньшими расширениями — например, дополнительными атрибутами. Кроме того, для уровня SCSM он оставляет несколько определений, зависимых от стека связи. Возможности расширения языка SCL рассмотрены в 8.2.2 — 8.2.7.

8.2.2    Расширения модели данных

Расширения модели данныхза счет использования семантически новых LN и DO подчиняются правилам, установленным в серии стандартов МЭК 61850-7 для расширений, и определяются применением языка SCL как метаязыка модели данных, то есть идентификация элементов модели данных не появляется в самом синтаксисе языка. Область имен классов LN, атрибуты DATA и CDC описываются на языке SCL путем заявления соответствующих значений пространств имен в соответствующих атрибутах DATA. Если необходимы дополнительные базовые типы данных, они должны быть определены как расширение схемы.

8.2.3    Дополнительная семантика для существующих элементов синтаксиса

Некоторые языковые элементы SCL, такие, как desc и Text, имеют слабо выраженную семантику, которая может быть расширена за счет некоторых приложений. Некоторые элементы, такие, как элемент параметра Р, были специально оставлены открытыми. Семантика (дополнительная семантика) этих элементов должна быть определена на уровне SCSM. Это выполняется путем определения значения type (тип) для параметра Р с собственной семантикой.

8.2.4    Ограничения типов данных

Использование типов данных на основе XML schema на синтаксическом уровне позволяет ограничить диапазон некоторыхзначений. Ограничение использует один из разрешенных подтипов для типов, определенных в этом базовом языке.

8.2.5    Пространства имен XML

Всем элементам тегов могут быть добавлены теги (подтеги) и атрибуты. При этом они должны принадлежать заданному пространству имен XML с семантикой, заданной для всех этих элементов. Использованные пространства имен должны быть определены в главном теге (SCL). Это пространство имен не должно

ГОСТ Р МЭК 61850-6-2009

быть таким же, как и целевое пространство имен схемы SCL. Для частных пространств имен применяется аббревиатура внутреннего пространства имен, которая начинается со знака е. Пример стандартного расширения для компоновки однолинейной схемы или схемы связи приведен в приложении С. Пространством имени URI данной версии базового языка SCL, которое по умолчанию будет использоваться как пространство имени во всех файлах SCL, является:

xmlns:scl="http://www.iec.ch/61850/2003/SCL"

Все средства программирования, соответствующие настоящему стандарту, должны иметь возможность импортировать файл SCL с определениями пространств имен и по меньшей мере по умолчанию интерпретировать базовый язык SCL как пространство имен. Пространства имен, отличные от базового языка SCL и не опознанные средством программирования, будут игнорироваться. Это, в частности, означает, что инструмент программирования IED-устройства, который экспортирует данные своего собственного пространства имен XML в файл ICD, не ориентирован на то, что данная информация должным образом хранится в файле SCD, поступающем из утилиты конфигуратора системы или другой утилиты изготовителя IED-устройства.

Примечание1 — SCL-схема построена таким образом, что если в заголовке указаны частные пространства имен, но соответствующие схемы неизвестны, XML-верификатор все же способен выполнить правильную проверку файла (у частей, которые не определены в SCL-схеме, верификатор, как правило, только проверяет, верно ли они сформированы).

Примечание 2 — SCL-схемой предусмотрено, чтобы элементы из частных пространств имен появлялись в файле SCL перед элементами, определенными в SCL-схеме.

8.2.6 Части Private

Для небольших расширений при изготовлении или выполнении специального проекта могут быть использованы части Private (частные). Преимуществом частей Private является сохранение содержимого данных при обмене данными между средствами программирования.

Сущности данных Private появляются на нескольких уровнях SCL. Содержимое этих XML-элементов, как видно из SCL, — прозрачный текст. Если часть Private содержит XML-данные, то она должна использовать явным образом пространство имен, которое не может быть пространством имен SCL. Элемент Private позволяет также делать ссылки на другие файлы через URL на своем атрибуте source (источник).

Данные в рамках средств утилит необходимо обрабатывать следующим образом. Частные данные принадлежат утилите в соответствии с ее категорией (например, генератору изображения). Владелец данных имеет право изменять их содержимое, и, как правило, только он способен их интерпретировать. Все остальные средства программирования, считывающие частные данные, должны сохранять их содержимое при импорте SCL и восстанавливать их в том же самом месте, если создается или экспортируется файл SCL, содержащий эту часть.

Частные данные, предназначенные для различных целей, должны различаться по значению своего атрибута type (тип). Если его используют изготовители, значение этого атрибута type должно начинаться с части строки, определяемой изготовителем.

Элементы Private имеют тип схемы tPrivate, который определяется следующим образом: <xs:complexType name="tPrivate" mixed="true">

<xs:annotation>

<xs:documentation xml:lang="en"> Allows an unrestricted mixture of character content, element content and attributes from any namespace other than the target namespace, along with an optional Type attribute¹). </xs:documentation>

</xs:annotation>

<xs:complexContent mixed="true">

<xs:extension base="tAnyContentFromOtherNamespace">

<xs:attribute name="type" type="xs:normalizedString" use="optional"/>

<xs:attribute name="source" type="xs:anyURI" use="optional"/>

</xs:extension>

</xs:complexContent>

</xs:complexType>

Атрибуты элемента Private определены в таблице 2.

Таблица 2 — Атрибуты элемента Private

Атрибут Смысл, назначение type Позволяет различать частное назначение содержимого элементов. В type должно быть включено имя изготовителя или название средства программирования, подтверждающее его уникальность source URL (ссылка) некоего файла, содержащего частную информацию. Программа обработки сохраняет только URL, а не содержимое файла (содержимое остается там, где было; сохранение содержимого не является функцией программы обработки)

8.2.7    Другой синтаксисXML

Для другого XML-файла в целях расширения модели данных SCL дополнительными объектами или атрибутами может применяться совершенно новый стандартизированный или частный синтаксис на основе языка XML. В этом случае в таком новом XML-файле будут определены ссылки на объект, которые содержатся в модели SCL, и при идентификации объектов должна соблюдаться философия присвоения имен, изложенная в настоящем стандарте. Для связи с такими дополнительными XML-файлами может быть использован атрибут source элемента Private.

8.2.8    Краткое заключение: применимость настоящего стандарта для управления расширениями

Инструментальное средство (утилита), заявленное как соответствующее настоящему стандарту, должно, как минимум, управлять расширениями следующим образом:

-    импортировать и экспортировать основной синтаксис SCL как пространство имен XML по умолчанию; понимать все части основного синтаксиса в отношении возможностей рассматриваемых IED-устройств и ожидаемой функциональности средств программирования;

-    хранить все данные в частных секциях и все элементы текста из импорта в экспорт (если они не модифицированы специально в средствах программирования). Хранить все данные IED-устройств, которые не участвуют в процессе, если экспортируется SCD-файл.

-    принимать синтаксически корректные расширения пространств имен XML при импорте без сообщения об ошибке, даже если игнорируется соответствующее содержимое.

8.2.9    Пример расширения

Приведенный фрагмент SCL-файла показывает, как можно использовать расширения на основе частного пространства имен XML для дополнительных атрибутов XML, дополнительных элементов и для XML-элементов в пределахчасти данных элемента Private.

<?xml version="1.0"?>

<!-Пример расширенного файла:

-    с элементом Private

-    с использованием расширений из других пространств имен

<SCL xmlns="http://www.iec.ch/61850/2003/SCL" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.iec.ch/61850/2003/SCL SCL.xsd" xmlns:ext="http://www.private.org">

<Header id="SCL Example T1-1" nameStructure="IEDName"/>

<Substation name="baden220_132" ext:myAttribute="my extension attribute">

<ext:MyElement>This is my extension element</ext:MyElement>

<Private ext:hello="bla bla">This is my private element <ext:dummy>with sub-elements</ext:dummy> and a privately defined attribute</Private>

<PowerTransformer name="T1" type="PTR">

Следует обратить внимание на то, что все элементы (выше MyElement) из других пространств имен (выше ext), кроме пространства имен SCL, по умолчанию должны стоять перед любыми элементами SCL.

8.3 Общая структура

Документ SCL—XML начинается cXML-элемента prolog (пролог), затем следуют определенные ниже элементы. Prolog содержит идентификацию версии XML и применяемую кодировку символов. Предпочтительной является кодировка формата UTF-8. В элементе SCL содержится часть полного определения SCL:

ГОСТ Р МЭК 61850-6-2009

Содержание

1    Область применения....................................... 1

2    Нормативные ссылки....................................... 1

3    Термины и определения..................................... 2

4    Сокращения........................................... 2

5    Предполагаемый процесс разработки и проектирования с использованием языка SCL....... 2

6    Объектная модель SCL...................................... 5

6.1    Общие сведения....................................... 5

6.2    Модель подстанции...................................... 8

6.3    Модель продукта (IED-устройство)............................... 9

6.4    Модель системы связи.................................... 10

6.5    Моделирование резервирования............................... 10

7    Типы файлов описания на языке SCL............................... 11

8    Язык SCL............................................. 12

8.1    Метод спецификации..................................... 12

8.2    Расширения языка SCL.................................... 14

8.3    Общая структура....................................... 16

8.4    Обозначение объекта и сигнала................................ 17

9    Элементы синтаксиса языка SCL................................. 21

9.1    Заголовок........................................... 21

9.2    Описание подстанции..................................... 23

9.3    Описание IED-устройства................................... 36

9.4    Описание системы связи................................... 61

9.5    Шаблоны типа данных..................................... 66

Приложение А (обязательное) Синтаксис языка SCL: определение XML schema.......... 78

А.1 Базовые типы......................................... 78

А.2 Синтаксис Substation..................................... 90

А.З Шаблоны типа данных..................................... 95

А.4 Возможности и структура IED-устройства........................... 98

А.5 Подсети связи........................................ 107

А.6 Основной язык SCL...................................... 111

Приложение В (обязательное) Перечисления SCL согласно МЭК 61850-7-3 и МЭК 61850-7-4 ....    113

Приложение С (справочное)    Примеры расширения    синтаксиса................... 119

С.1 Синтаксис расширения для координат разметки чертежей................... 119

C. 2 Синтаксис расширения для технического обслуживания.................... 120

Приложение D (справочное)    Пример................................. 122

D. 1 Пример спецификации..................................... 122

D.2 Пример содержимого файла SCL............................... 124

Приложение Е (справочное) Определение XML schema вариантов языка SCL............ 134

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

ссылочным национальным стандартам Российской Федерации.......... 141

Библиография............................................ 142

ГОСТ Р МЭК 61850-6-2009

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<SCL xmlns="http://www.iec.ch/61850/2003/SCL" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation=" http://www.iec.ch/61850/2003/SCLSCL.xsd">

<!-- здесь идут секции Header/Substation/IED/Communication/DataTypeTemplates, как определено в разделе 9-->

</SCL>

где SCL.xsd — конкретный файл, содержащий определение схемы SCL.

Следует обратить внимание: для XML-процессора это предполагает, что определение схемы SCL (то есть файлы, перечисленные в таблице 1) находится в том же каталоге, в котором находится SCL-файл экземпляра. Если это не так, то здесь должен быть указан полный путь к схеме. В качестве альтернативы большинство XML-процессоров допускают ручное задание положения схем (за пределами документа экземпляра).

Элемент SCL должен содержать секцию Header и по меньшей мере одну из следующих секций: Substation, Communication, IED, DataTypeTemplates, —для которых ниже приведено пояснение. Секции Substation и IED могут появиться несколько раз. Рисунок 4 дает общее представление в виде UML-схемы. Корректное определение XML schema приводится далее.

<xs:element name="SCL">

<xs:complexType>

<xs:complexContent>

<xs:extension base="tBaseElement">

<xs:sequence>

<xs:element name="Headef type="tHeader">

<xs:unique name="uniqueHitem">

<xs:selector xpath="./scl:History/scl:Hitem"/>

<xs:field xpath="@version"/>

<xs:field xpath="@revision"/>

</xs:unique>

</xs:element>

<xs:element ref="Substation" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>

<xs:element ref="Communication" minOccurs="0"/>

<xs:element ref="IED" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>

<xs:element re1="DataTypeTemplates" minOccurs="0"/>

</xs:sequence>

</xs:extension>

</xs:complexContent>

</xs:complexType>

Все элементы являются производными типа tBaseElement и поэтому наследуют возможность содержания элементов Text и Private, а также могут содержать элементы и атрибуты из других пространств имен. Элементы, являющиеся производными подтипов tUnNaming.tNaming и tIDNaming, дополнительно наследуют атрибут desc.

8.4 Обозначение объекта и сигнала

Модель SCL допускает два вида обозначения объекта:

1)    технический ключ, который используется в технических чертежах и для идентификации сигнала. Он содержится в атрибуте name как идентификация каждого объекта. Если это значение используется как ссылка на объект, оно содержится в имени атрибута, которое начинается со строки, обозначающей тип ссылки на целевой объект, и заканчивается строкой "Name». Технический ключ используется с языком SCL для ссылок на другие объекты. Следует обратить внимание на то, что в иерархии объектов имя является относительной идентификацией;

2)    текстовое обозначение, ориентированное на пользователя. Оно находится в атрибуте desc. Атрибуты не могут содержать управляющих символов возврата каретки, перевода строки или символа табуляции. Семантика desc в иерархии объекта также должна быть относительной.

Кроме того, для добавления пояснительных текстовых сведений может быть использован тег общего описания Text. Значение этихданныхдалее специально не раскрывается. Каждое средство программирования должно хранить импортированные текстовые данные для экспорта.

8.4.1 Обозначения объектов в иерархии объектов

Для иерархически структурированных объектов структуры подстанции и структуры продукта атрибуты name и desc каждого объекта содержат только ту часть, которая определяет объект на данном уровне

17

Введение

Серия стандартов МЭК61850 состоит из следующих частей, объединенных общим названием «Сети и системы связи на подстанциях»:

Часть 1. Введение и краткий обзор

Часть 2. Словарь терминов

Часть 3. Общие требования

Часть 4. Управление системой и проектом

Часть 5. Требования к связи для функций и моделей устройств

Часть 6. Язык описания конфигурации для связи между интеллектуальными электронными устройствами на электрических подстанциях

Часть 7-1. Базовая структура связи для подстанции и линейного оборудования — Принципы и модели Часть 7-2. Базовая структура связи для подстанции и линейного оборудования—Абстрактный интерфейс услуг связи (ACSI)

Часть 7-3. Базовая структура связи для подстанции и линейного оборудования — Классы общих данных

Часть 7-4. Базовая структура связи для подстанции и линейного оборудования — Совместимые классы логических узлов и классы данных

Часть 8-1. Специфическое отображение сервиса связи (SCSM) — Схемы отображения на MMS (ISO 9506-1 и ISO 9506-2) и на ISO/IEC 8802-3

Часть 9-1. Специфическое отображение сервиса связи (SCSM) — Выборочные значения в пределах последовательного однонаправленного многоточечного канала связи типа «точка-точка»

Часть 9-2. Специфическое отображение сервиса связи (SCSM) — Выборочные значения в соответствии с ИСО/МЭК 8802-3

Часть 10. Проверка соответствия

В настоящем стандарте рассматривается язык описания конфигурации IED-устройств на электрических подстанциях. Этот язык называется Substation Configuration description Language (SCL) — язык описания конфигурации подстанции. Он служит для описания конфигурации IED-устройств и систем связи согласно МЭК 61850-5 и серии стандартов МЭК 61850-7. Этот язык позволяет выполнить формальное описание отношений между системой автоматизации подстанции (SAS-системой — Substation Automation System) и подстанцией (распределительным устройством). На уровне приложения могут быть описаны сама топология распределительного устройства и отношение его структуры к функциям SA-системы (логическим узлам), сконфигурированным на IED-устройствах.

Язык SCL позволяет совместимым способом пересылать описание конфигурации IED-устройств на специальное средство программирования связи и прикладных систем и возвращать описание конфигурации всей системы на средства управления конфигурацией IED-устройств. Его основное назначение состоит в том, чтобы обеспечить возможность взаимного обмена данными конфигурирования систем связи между средствами управления конфигурацией IED-устройств и средствами управления конфигурацией систем от различных изготовителей.

В МЭК 61850-8-1, МЭК 61850-9-1 и МЭК 61850-9-2 рассматривается отображение серии стандартов МЭК 61850-7 в специальных стеках связи. Они могут, исходя из внутренней необходимости, расширить эти определения за счет дополнительных частей либо за счет простого ограничения возможных способов использования значений объектов.

IV

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА ПОДСТАНЦИЯХ Часть 6

Язык описания конфигурации для связи между интеллектуальными электронными устройствами на электрических подстанциях

Communication networks and systems in substations.

Part 6. Configuration description language for communication in electrical substations related to lEDs

Дата введения — 2011 — 01— 01

1    Область применения

Настоящий стандарт из серии стандартов МЭК61850 определяет формат файлов описания конфигурации специфичных для систем связи интеллектуальных электронных устройств (IED-устройств), а также параметров IED-устройств, конфигурации систем связи, структур (функций) распределительного устройства и отношений между ними. Основное назначение этого формата — совместимый обмен описаниями возможностей IED-устройств и SA-системы между средствами программирования IED-устройств и средствами программирования систем различных изготовителей.

Определяемый язык называется языком описания конфигурации подстанции (SCL). IED-устройства и модель системы связи на языке SCL соответствуют МЭК 61850-5 и серии стандартов МЭК 61850-7. В соответствующих частях серии стандартов МЭК 61850 могут потребоваться определяемые на уровне SCSM расширения или правила использования.

Язык конфигурирования создан на основе расширенного языка разметки XML версии 1.0. Настоящий стандарт не определяет индивидуальные реализации или продукты средствами языка, а также не налагает ограничений на реализацию сущностей и интерфейсов в пределах вычислительной системы. Настоящий стандарт не определяет формат загрузки данных конфигурации в IED-устройства, хотя он может быть использован для части данных конфигурации.

2    Нормативные ссылки

Нормативные ссылки, приведенные в настоящем разделе, являются неотъемлемой частью настоящего стандарта. Для датированных ссылок применяется только редакция, на которую имеется ссылка. Для недатированных ссылок применяется последнее издание указанного нормативного документа (включая все поправки).

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

МЭК 61850-7-1:2003 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 7. Базовая структура связи для подстанции и линейного оборудования. Раздел 1. Принципы и модели

IEC 61850-7-1:2003, Communication networks and systems in substations — Part 7-1: Basic communication structure for substation and feeder equipment — Principles and models

МЭК 61850-7-2:2003 Сети и системы связи на подстанциях—Часть 7-2: Базовая структура связи для подстанции и линейного оборудования—Абстрактный интерфейс услуг связи (ACSI)

IEC 61850-7-2:2003, Communication networks and systems in substations — Part 7-2: Basic communication structure for substation and feeder equipment—Abstract communication service interface (ACSI)

МЭК 61850-7-3:2003 Сети и системы связи на подстанциях— Часть 7-3: Базовая структура связи для подстанции и линейного оборудования — Классы общих данных

IEC 61850-7-3:2003, Communication networks and systems in substations — Part 7-3: Basic communication structure for substation and feeder equipment — Common data classes

Издание официальное

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины с соответствующими определениями, приведенные в МЭК61850-2.

4 Сокращения

В настоящем стандарте применяют словарь и сокращения, приведенные в МЭК 61850-2. Нижеприведенные сокращения либо специфичны для настоящего стандарта, либо имеют особое значение для его понимания и повторены здесь для удобства. BDA    Basic Data Attribute, that is not structured CIM    Common Information Model for energy management applications DAI    Instantiated Data Attribute DO    DATA in IEC 61850-7-2, data object type or instance, depending on the context DOI    Instantiated Data Object (DATA) DTD    Document Type Definition for an XML document FCD    Functionally Constrained Data FCDA    Functionally Constrained Data Attribute ID    Identifier IED    Intelligent Electronic Device LD    Logical Device LDInst    Instantiated Logical Device LNInst    Instantiated Logical Node LPHD    Logical Node PHysical Device MSV    Multicast Sampled Value MsvID    ID for MSV (Multicast Sampled Value) RCB    Report Control Block SCL    Substation Configuration description Language SCSM    Specific Communication Service Mapping SDI    Instantiated Sub DATA; middle name part of a structured DATA name

Атрибут основных данных, не структурирован Общая информационная модель для прикладных решений в области управления энергией Атрибут инстанцируемых данных DATA по МЭК61850-7-2, в зависимости от контекста —тип или экземпляр объекта данных Объект инстанцируемых данных (DATA) Определение типа документа для документа на языке XML Функционально связанные данные Атрибут функционально связанных данных Идентификатор Интеллектуальное электронное устройство Логическое устройство Инстанцируемое логическое устройство Инстанцируемый логический узел Физическое устройство логического узла Многоадресные выборочные значения Идентификатор ID для MSV Блок управления отчетами Язык описания конфигурации подстанции Специфическое отображение сервиса связи Инстанцируемый подмодуль DATA; средняя именная часть в структурированном имени модуля DATA

---

UML    Unified Modelling Language according to http://www.omg.org/uml URI    Universal Resource Identifier USV    Unicast Sampled Value UsvID    ID for USV XML    Extensible Markup Language

Универсальный язык моделирования в соответствии с http://www.omg.org/uml Универсальный идентификатор ресурсов Одноадресные выборочные значения Идентификатор ID для USV Расширенный язык разметки

---

5 Предполагаемый процесс разработки и проектирования с использованием языка SCL

Разработка и проектирование системы автоматизации подстанции могут начинаться с закрепления устройств с заранее определенными функциональными возможностями за компонентами распределительного устройства, продуктами или функциями. Также они могут начинаться с проектирования функциональности процесса. В этом случае функции закрепляются за физическими устройствами позднее исходя из функциональных возможностей устройств и возможностей их конфигурации. Зачастую предпочтение отдается комбинированному подходу: типичная часть процесса (например, присоединение электрической линии) конструируется заранее, а полученный результат используется позднее по мере необходимости в функциональности процесса. Это значит, что средства языка SCL должны давать возможности создания следующих описаний:

а) системной спецификации в терминах однолинейной схемы и закрепления логических узлов (LN) за частями и оборудованием однолинейной схемы для обозначения необходимой функциональности;

2

ГОСТ Р МЭК 61850-6-2009

b)    заранее сконфигурированных IED-устройств с фиксированным числом LN, но без привязки к индивидуальному процессу — они могут относиться только к общей части функций процесса;

c)    заранее сконфигурированных IED-устройств с заранее сконфигурированной семантикой для части процесса определенной структуры, например для элегазового распределительного устройства с двойной системой шин;

d)    полной конфигурации процесса со всеми IED-устройствами, привязанными к индивидуальным функциям процесса и к основному оборудованию, которая расширена соединениями сточками доступа и возможными путями доступа в подсетях для всех возможных клиентов;

e)    дополнительно к описанию d) — описания конфигурирования процесса со всеми предопределенными ассоциациями и соединениями «клиент — сервер» между LN на уровне данных. Это необходимо в тех случаях, когда IED-устройство не способно создать динамические ассоциации или соединения для генерации отчетов (как на стороне клиента, так и на стороне сервера).

Описание е) является законченным. Описания d) и е) являются результатом разработки и проектирования SA-системы. Описание а) является входом функциональной спецификации в разработку и проектирование SA-системы, а описания Ь) и с) — возможными результатами, полученными после предварительной разработки и проектирования IED-устройств.

Область применения языка SCL, определенного в настоящем стандарте, четко ограничена следующими задачами:

1)    функциональная спецификация SA-системы [описание а)];

2)    описание возможностей IED-устройства [описания Ь) и с)];

3)    описание SA-системы [описания d) и е)].

Целью применения языка SCL является стандартизация системного проектирования, систем связи и описания спроектированных систем связи для средств конфигурирования устройств.

Эта цель достигается путем определения объектной модели, описывающей IED-устройства, коммуникационные соединения между ними и их сопоставление с первичным оборудованием, а также путем определения стандартизированного способа описания представления данной модели в файле для обмена между средствами конфигурирования. Полученная объектная модель могла бы (возможно, с некоторыми дополнениями) служить также основой для других задач, связанных с проектированием и разработкой. По этой причине и в связи с дополнительными требованиями на уровне SCSM настоящий стандарт рассматривает определенный здесь язык как модель ядра и определяет стандартизированные способы расширения данной модели ядра на уровне SCSM, а также позволяет решить другие задачи (проектирование и разработка).

Рисунок 1 показывает, как происходит обмен данными на языке SCL в вышеупомянутом процессе проектирования и разработки. Затененные текстовые поля над пунктирной линией показывают, где используются файлы языка SCL. Текстовое окно IED capabilities (возможности IED-устройств) соответствует упомянутым описаниям Ь) и с), текстовое окно System specification (системная спецификация)—описанию а), текстовое окно Associations — описанию d) или е).

Конфигуратор IED-устройств (IED Configurator) — это специальная утилита, определяемая изготовителем и способная импортировать или экспортировать файлы, которые определены в настоящем стандарте. Конфигуратор IED-устройств предоставляет настройки, специфичные для IED-устройств, генерирует IED-зависимые файлы конфигурации или загружает IED-конфигурацию в IED-устройства.

IED-устройство может рассматриваться как совместимое стребованиями стандарта из серии стандартов МЭК 61850 только в том случае, если:

-    его сопровождает файл SCL, в котором содержится описание возможностей устройства, или специальная программа, которая может сгенерировать этот файл из IED-устройства;

-    оно может напрямую использовать системный файл SCL для определения своей конфигурации связи (в том случае, когда в этом устройстве возможна настройка, то есть, как минимум, для него необходимы адреса) или его сопровождает специальная программа, которая может импортировать системный файл SCL для задания этих параметров данному IED-устройству.

Конфигуратор системы (System Configurator) — это специальная программа на уровне системы, независимая от IED и способная импортировать или экспортировать файлы конфигурации, определенные в настоящем стандарте. Она должна быть способна импортировать файлы конфигурации с нескольких IED-устройств и используется в процессе конфигурирования для формирования общей информации, относящейся к различным IED-устройствам. Кроме того, конфигуратор системы генерирует файл конфигурации,

3

ГОСТ Р МЭК 61850-6-2009

с использованием языка SCL будут хранить определенные изготовителем внутренние параметры IED-устройств, а также то, как они соотносят их с моделью данных серии стандартов МЭК 61850. Ряд аспектов SA-системы выходит за рамки серии стандартов МЭК 61850 (например, соответствие логических данных и контактов на физических модулях).

6 Объектная модель SCL

6.1 Общие сведения

Язык SCL в полном объеме описывает следующую модель:

-структура основной (энергетической) системы — используемые функции основного оборудования и его соединения. Это позволяет обозначить все рассматриваемое коммутационное оборудование как функции автоматизации подстанции, структурированные согласно МЭК61346-1;

-    система связи — способы подключения IED-устройств к подсетям и сетям и точки их доступа к среде передачи (порты связи);

-    связь на уровне приложения — способы формирования наборов данных для отправки, способы инициации отправок IED-устройствами, выбор сервиса и необходимые входные данные от других IED-устройств;

-    на уровне отдельного IED-устройства—логические устройства, сконфигурированные на IED-устрой-стве; LN, имеющие класс и тип и принадлежащие каждому логическому устройству; отчеты и содержимое ихданных; доступные (заранее сконфигурированные) ассоциации; данные, подлежащие регистрации;

-    определения типов инстанцируемых LN. Согласно серии стандартов МЭК 61850-7 LN имеют обязательные, дополнительные и определенные пользователем данные DATA (в настоящем стандарте применено сокращение DO), а также дополнительные сервисы. Поэтому LN не являются инстанцируемыми. В настоящем стандарте инстанцируемые LNTypes и DOTypes определены как шаблоны, которые содержат действительно реализованные данные DO и сервисы;

-    отношения между инстанцируемыми LN и IED-устройствами, в которых они содержатся, с одной стороны, и (функциональными) компонентами распределительного устройства — с другой.

В соответствии стребованиями МЭК 61850-7-4 язык SCL позволяет специфицировать определенные пользователем данные DO как расширение стандартных классов LN, а также LN, полностью определенных пользователем. Это значит, что необходимые атрибуты пространства имен определяются в типах LN, и их значение появляется в файле SCL.

Файл SCL в упорядоченной форме описывает экземпляр модели с использованием стандартизированного синтаксиса. Однако его семантика может быть полностью понята только через ссылку на саму модель, то есть он независим от синтаксиса. Поэтому в данном разделе дано общее представление о модели с использованием нотации UML. В последующих разделах приведено формальное описание экземпляра модели на языке SCL.

На рисунке 2 показана объектная модель UML. Необходимо обратить внимание на то, что сточки зрения моделирования она не закончена, то есть на ней не показаны родительские классы, из которых могли появиться потомки классов, отсутствуют атрибуты и т. д. Если речь идет о компоненте подстанции, модель ограничивается теми типами конкретных объектов, которые используются в экземпляре файла SCL, и использует их в основном в целях функционального обозначения. Кроме того, ниже уровня DATA (DO) у нее нет структурно определенных в МЭК 61850-7-2 уровней, описание которых на языке SCL приведено в разделе DataTypeTemplates.

Объектная модель имеет три основные части:

1    Подстанция (Substation): эта часть описывает первичное оборудование (технологическихустройств) согласно МЭК 61346-1, соединения на уровне однолинейной схемы (топология), а также функции и обозначение оборудования.

2    Продукт (Product): под продуктом понимаются все объекты, относящиеся к продуктам SA-системы, например IED-устройства и реализации LN.

3    Связь (Communication): в этой части находятся типы объектов, относящиеся к связи (такие, как подсети и точки доступа к среде передачи), и приведено описание коммуникационных соединений между IED-устройствами в качестве основы для трактов связи между LN как клиентами и серверами.

5

Кроме того, раздел DataTypeTemplates (шаблоны типа данных) позволяет тип-ориентированным (то есть многократно используемым) способом определить, спецификация каких данных и атрибутов действительно имеется в IED-устройстве. Тип LN по приведенному определению является инстанцируемым шаблоном данных LN.

Более подробная информация о модели, содержащаяся в языке SCL, например структура в пределах LN, приведена в серии стандартов МЭК 61850-7.

Части модели Substation и Product образуют иерархии, которые используются при присвоении имен и согласно серии стандартов МЭК 61346 могут быть отображены на функциональную структуру и структуру продукта. Часть модели Communication содержит реализуемые маршрутизаторами на IED-устройстве коммуникационные соединения IED-устройств с подсетями и между подсетями, а также размещение в подсетях главных часов для синхронизации точного времени. Моделирование шлюзов здесь специально не рассматривается. Шлюз, который является сервером (по МЭК 61850), должен моделироваться как любое другое IED-устройство, совместимое стребованиями серии стандартов МЭК 61850. Промежуточный объект данных (Proxy DO) в LN физического устройства позволяет определить, является ли размещенное в физическом устройстве LPHD логическое устройство (LD) образом другого IED-устройства или оно принадлежит данному IE D-устройству. Шлюз, как клиент, соответствующий требованиям серии стандартов МЭК61850, должен содержать LN телемеханического интерфейса ITCI.

Как видно на рисунке 2, LN является переходным объектом и служит для соединения различных структур. Это значит, что экземпляр LN как продукт имеет также функциональный аспект в функциональности первичного оборудования, а как клиент или сервер обладает коммуникационным аспектом в системе автоматизации подстанции.

Функциональные объекты подстанции, а также объекты, относящиеся к продукту, иерархически структурированы. Каждый объект верхнего уровня состоит из объектов нижнего уровня. Эта иерархия отражена в структуре обозначения объектов в соответствии с МЭК 61346-1. В объектах подстанции должна быть

1

Допускается неограниченное смешивание содержания символа, содержания элемента и атрибутов любого пространства имен, кроме целевого пространства имен, наряду с дополнительным атрибутом типа.

15