IEC 61850符合性測試與驗證介紹 - 台北市電腦商業同業公會 Taipei ...amrstandard.tca.org.tw/upload/201607182004241.pdf · 2016-07-19 · IEC61850特點基於UCA

財團法人台灣電子檢驗中心 Electronics Testing Center, Taiwan

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IEC 61850符合性測試與驗證介紹

葉錫勳

105年7月15日


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簡報目錄一、IEC 61850 標準簡介

二、測試驗證現況

三、標準與測試


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IEC61850的前身 - UCA2.0

UCA(Utility Communication Architecture)由美國電力研究院(EPRI)

與ABB、SIEMENS等國際製造商大廠及一些電力公司聯合制定出來關於公共設施的通訊協定。

不只用於電力系統，也適用於自來水、瓦斯等公共設施之通訊。

採用了MMS(Manufacturing Message Specification)技術、互操作性強、適用範圍廣。

自1988年開始先後有1.0跟2.0的版本

IEC61850特點基於UCA 2.0為基礎去發展出來

提出了3層次的模型架構、抽象通訊服務+服務映射(IEC61850-7系列)、採用配置描述語言(IEC61850-6)

主要用於變電所自動化系統或其內智慧電子裝置(Intelligent

Electronic Devices(IED))間之通訊協定(1.0版)

一、IEC 61850 標準簡介


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IEC 61850之三層架構變電所層(Station level)

間隔層/單元層(Bay/Unit level)

過程層(Process level)


1. 變電所層與間隔層之間的資料交換保護2. 間隔層與遠端監控保護(超出本標準的範

圍)的資料交換保護。3. 間隔層內的資料交換。4. 間隔層與過程層之間的CT 與 VT瞬間資

料交換(特別是樣本)。5. 間隔層與過程層之間的控制資料交換。6. 變電所層與間隔層之間的控制資料交換。7. 變電所層與遠端監控工作站的資料交換。8. 間隔層與間隔層之間資料的直接交換尤

其是針對快速功能如連鎖功能。9. 變電所層內的資料交換。10.變電所層(設備)與遠端監控中心(超出本

標準的範圍)的控制資料交換。


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IEC 61850之三層架構變電所層(Station level)

間隔層/單元層(Bay/Unit level)

過程層(Process level)


SCADA

IED IED IED

CT VT

Ethernet Switch


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標準各部介紹


標準標題說明

61850-1 Introduction and overview 新架構概念及其他部分的內容

61850-2 Glossary 列出所有會用到的詞彙

61850-3 General Requirements 有關品質需求、環境條件、EMC/EMI、溫度範圍…

61850-4 System and project

management

生命週期，如產品版本、停產、停產後的支援…等

61850-5 Communication

requirements

通用的需求、何謂邏輯節點、邏輯通訊連結…等


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標準各部介紹


標準標題說明

61850-6 System configuration

language

變電所內相關設備之配置設定描述語言，主要以XML語法描述。

61850-7 Basics for power utility

automation

7-1: 基本模型7-2: 抽象服務7-3: 共通資料類別7-4: 邏輯節點及資料物件

61850-8 Specific service mapping 對應大部份的服務與模型到MMS及對應GOOSE到乙太網路

61850-9 Specific service mapping

SMV

有關採樣值在網路上之交換對應

61850-10 Conformance testing 符合性測試概念


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待測物 IEC 61850-3(環境品質、EMC/EMI)

乙太網路交換機(Ethernet Switch)

IEC 61850-10(符合性測試)

Server端產品

• 智慧型電子裝置(Intelligent Electronic Device, IED)

為IEC61850三層架構內間隔層設備的統稱，其功能包括了:

保護、監測、控制、量測、通訊

• 人機介面(Human Machine Interface, HMI)

Clinet端產品

• 資料收集與監控系統(Supervisory Control and Data

Acquisition, SCADA)

• 人機介面(Human Machine Interface, HMI)

GOOSE Performance

9-2LE

• 合併單元(Merging Unit, MU)



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UCAIug認可實驗室


實驗室所在國別級別檢測範圍

ABB 瑞士 Level B Server Ed1, GOOSE Performance

ALSTOM 法國企業在英國

Level B Server Ed1/Ed2

南瑞继保(NARI-RELAYS) 大陸 Level B Server Ed1

Schneider Electric 法國企業在大陸

Level B Server Ed1/Ed2

TÜ V Rheinland 德國 Level B Server Ed1

DNVGL Nederland 挪威 Level A Server/Client Ed1/Ed2, GOOSE Performance, 9-2LE

TÜ V SÜ D 德國 Level A Server/Client Ed1/Ed2, 9-2LE

Korea Electrotechnology Research

Institute(KERI)

南韓 Level A Server Ed1/Ed2, Client Ed1

Korea Testing Laboratory(KTL) 南韓 Level A Client Ed1

Central Power Research Institute(CPRI) 印度 Level A Server Ed1

开普检测(KETOP) 大陸 Level A Server Ed1, 9-2LE

資料來源 : UCAIug


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認證產品統計(1/2)

2005年至今所有IEC 61850認證產品數量統計(依產品種類)

Server 576

Client 62

其他Merging Unit 17

GOOSE 6

SCL-SCT 1

總計 662

2005年至今測試實驗室IEC61850產品檢測數量統計

實驗室名稱實驗室級別檢測數量

KEMA 或 DNVGL A 439

TÜ V SÜ D A 47

KERI A 39

KTL A 6

CPRI A 31

KETOP A 18

ABB B 15

AREVA B 12

SCHNEIDER-ELECTRIC B 13

ALSTOM B 11

NARI-RELAYS B 6

2005年至今所有IEC 61850認證產品數量統計(依產品種類與標準版本)

Ed1 Ed2

Server 519 57

Client 48 14

其他 22 2

總計 589 73




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認證產品統計(2/2)

每年IEC 61850認證產品數量統計(依產品別)

所有產品 Server Client 其他

2005年 5 5 0 0

2006年 22 22 0 0

2007年 34 34 0 0

2008年 38 38 0 0

2009年 61 60 1 0

2010年 36 31 3 2

2011年 59 55 3 1

2012年 94 80 7 7

2013年 86 62 19 5

2014年 79 67 9 3

2015年 108 89 16 3

2016年上半年

40 33 4 3

總計 662 576 62 24

每年IEC 61850認證產品數量統計(依標準版本)

所有產品 Ed1 Ed2

2005年 5 5 0

2006年 22 22 0

2007年 34 34 0

2008年 38 38 0

2009年 61 61 0

2010年 36 36 0

2011年 59 59 0

2012年 94 94 0

2013年 86 86 0

2014年 79 71 8

2015年 108 67 41

2016年上半年

40 16 24

總計 662 589 73




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ETC服務 IEC 61850-3 測試服務

符合性測試服務規劃 2016年9月~12月可接受IEC 61850產品免費符合性測試預測服務

提供教育訓練


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測試項目 Basic Association

DataSets

Substitution

Settings Group

Unbuffered Reporting

Buffered Reporting

Logging (Ed.2 or higher)

GOOSE

Control

Time Synchronization

File Transfer

Tracking



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Basic Association

介紹

應用關聯模型(application association model)主要考慮如何實現各種不同類型裝置之間的通訊，其模式包含:

關聯的種類定義(有two-party及multicast兩種類別)

存取控制(access control)概念(如:在Server端如何限制存取)

觀念

應用關聯模型定義:

該服務提供了Client端及Server端之關聯管理(即 two-party application

association)

該服務提供了多點訊息(multicast messaging)之關聯管理(如:GOOSE及Sample Values的傳送)



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Basic Association

two-party application association

該類別主要服務是傳送requests與responses(傳送unconfirmed services及confirmed services)

multicast application association

該類別應能傳送僅單方向的unconfirmed services

※ Application associations 提供可控制存取裝置的機制



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Basic Association

TWO-PARTY-APPLICATION-ASSOCIATION (TPAA) class model

所謂two-party application association類型

應提供雙向連線資訊交換

應是可靠的且端點到端點的資訊流應能被控制(所謂可靠是指應用關聯連線時當無法傳遞資訊在限定時間內會提供評估並告知原因 ; 端點到端點的資訊流控制是指資訊來源的傳送不會超過目地端緩衝區可儲存的大小)

TWO-PARTY-APPLICATION-ASSOCIATION (TPAA) class

attributes

two-party application association類別的屬性

AssociationId

AuthenticationParameter



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Basic Association

Two-party application association services

two-party application association服務

Associate : 建立關聯

Abort : 中斷關聯

Release : 釋放關聯



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Basic Association




Request

• ServerAccessPointReference : 該參數可識別Server

• AuthenticationParameter : 如果該參數非有效值，則服務請求將被拒絕且回傳被拒之適當理由

Response+

• AssociationId : 不同應用關聯則有不同的AssociationId

• Result : 將顯示應用關聯的建立是否成功或失敗

Response–

• ServiceError : 當服務請求失敗時將產生適當的ServiceError





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Basic Association




Abort : 中斷關聯 : 指特定應用關聯於某Client及Server間的連線突然中斷。

Request : 由底層發出(本地端或遠端)或由遠端使用者發出

• AssociationId : 對應到被中斷的關聯

• Reason : 關聯被中斷的理由

Indication(跡象、徵兆)

• AssociationId : 對應已經被中斷之特定關聯

• Reason : 指突然中斷的關聯之原因




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Basic Association





Release : 釋放關聯 : 被用來優雅的中斷特定Client及Server間之連線，這裡的優雅指的是所有服務請求在中斷前都已經完成。

Request

• AssociationId : 指將被釋放之關聯

Response+

• AssociationId : 指已經被釋放之關聯

• Result : 表該關聯已經成功釋放

Response–

• ServiceError : 表釋放關聯請求失敗，產生的錯誤訊息包含了 instance-not-available

parameter-valueinappropriate

parameter-value-inconsistent

failed-due-to-communications-constraint

failed-due-to-server-constraint



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簡報結束敬請指教

資訊與通信技術服務部葉錫勳

E-mail : [email protected]

電話 : (03)3280026轉621

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