在電力系統(tǒng)自動化中,IEC 61850和IEC 60870-5-104(簡稱104協(xié)議)是兩個常用的通訊協(xié)議。它們都用以進(jìn)行配電站、發(fā)電廠等配電設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊,但設(shè)計目標(biāo)、應(yīng)用領(lǐng)域、通訊系統(tǒng)等方面存在明顯差異。本文將詳解IEC 61850協(xié)議和104協(xié)議,協(xié)助掌握各自的特點和可用領(lǐng)域。
IEC 61850:IEC 61850協(xié)議是為當(dāng)今變電站自動化系統(tǒng)設(shè)計的,旨在為配電站內(nèi)部和配電站中間設(shè)備互操作和數(shù)據(jù)傳輸提供一個統(tǒng)一的通信平臺。
IEC 60870-5-104:104協(xié)議為實時監(jiān)控與控制訂制,尤其適用于輸電網(wǎng)和配網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。其主要目的是給予穩(wěn)定可靠的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。
IEC 61850挑選面向?qū)ο蟮哪P头椒?/strong>,將電力系統(tǒng)的設(shè)備和結(jié)構(gòu)抽象為邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)對象,并界定詳盡的對象模型和服務(wù)接口。提供多種通信服務(wù),包含匯報控制塊(RCB)、采樣值(SV)、一般目標(biāo)導(dǎo)向配電站(GOOSE)等,滿足不同的及時性和可靠性規(guī)定。
IEC 60870-5-104協(xié)議挑選相對簡單的數(shù)據(jù)模型,關(guān)鍵是通過信息目標(biāo)地址標(biāo)識數(shù)據(jù)點。每個數(shù)據(jù)點包括一個或多個特點(如狀況、測量值)。
通信服務(wù):依據(jù)TCP/IP的傳輸層,運用簡單要求-響應(yīng)和不確定的主動報告系統(tǒng),適用于穩(wěn)定性和可靠性要求高的實時監(jiān)控與應(yīng)用。
IEC 61850由于采用規(guī)范化的對象模型和服務(wù)接口,IEC 61850設(shè)備具有很高的互操作性,適用于不同廠家設(shè)備的無縫集成。必須使用專用工程工具和配置語言(SCL)配備適用于大型復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計與實施。
IEC 60870-5-104因為數(shù)據(jù)模型和通信服務(wù)較為簡單,不同廠家的完成可能會有所不同,互操作性較低。配備較為簡單,主要通過環(huán)境變量和主要參數(shù),適宜中小型綜合快速部署與實施。
IEC 61850可用等時同歩及時(IRT)與標(biāo)準(zhǔn)及時(RT)通訊,可滿足高即時規(guī)定的應(yīng)用,如維護(hù)操作、故障測試和同歩測量。適用于冗余配置和擴(kuò)展性,故障可快速切換到預(yù)留方式或設(shè)備,確保系統(tǒng)的連續(xù)操作。
IEC 60870-5-104主要用于實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集,應(yīng)用性要求低,適用于務(wù)必可以信賴地傳送數(shù)據(jù)的場景。依據(jù)TCP/IP協(xié)議的可靠傳輸,確保數(shù)據(jù)的完整性和穩(wěn)定性,欠缺內(nèi)置的多余性與擴(kuò)展性。
IEC 61850包含一些基本的安全機(jī)制,如身份驗證、加密和密鑰管理,以適應(yīng)現(xiàn)代智能能源的安全規(guī)定。隨著智能能源的發(fā)展,IEC 為應(yīng)對日益增長的網(wǎng)絡(luò)安全威脅,61850協(xié)議再次增加新的安全功能。
IEC 60870-5-104協(xié)議自身欠缺內(nèi)嵌安全機(jī)制,依賴于外部網(wǎng)絡(luò)安全措施(如VPN)、IPSec)保證通信安全。因為缺乏內(nèi)置的安全功能,104協(xié)議在面對復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)安全威脅層面相對有限。
IEC 61850和IEC 60870-5-104協(xié)議在設(shè)計目標(biāo)、通訊系統(tǒng)、應(yīng)用領(lǐng)域和安全性等方面存在明顯差異。IEC 61850是專門為當(dāng)今配電站和智能能源設(shè)計的,具有高應(yīng)用性、高可靠性和靈活配置標(biāo)準(zhǔn),適用于繁雜操作和高速傳送數(shù)據(jù)。而IEC 60870-5-104協(xié)議主要用于實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集,重視數(shù)據(jù)的平穩(wěn)可靠傳輸,適用于電力調(diào)度、遠(yuǎn)程控制等場景。