[科普中国]-逻辑节点

IEC61850 技术是与电力系统相关的唯一标准的通信技术。实现该技术的关键是具有研究价值的面向对象的建模方法。

每个功能由逻辑节点的最小功能单位组成，只有逻辑节点才可进行数据交换。逻辑节点由多个代表特定功能的数据组成，每个数据又包含多个表征该数据特征的数据属性。1

面向对象的建模方法定义了实现不同功能的逻辑节点模型，包括数据的基本类型和数据属性的基本类型；定义了每类逻辑节点需要的数据或数据类。IEC61850 为避免重复定义具有相同结构的数据或数据属性，定义了公共数据类和公共数据属性类。在工程实践中，只要分析出IED 具有的功能由哪些LN 实现，通过对逻辑节点的Data 和DA 设计，即可实现整个IED 模型的设计。由此可见，设计IED 需要的LN 模型是IED 建模的核心。

Mod、 Beh 、 Health 和 NamPlt 这 4 个数据项是公共逻辑信息，是每个逻辑节点必须具有的数据项。 MV（ Measurement Value）表示该数据是测量值。2

A 自动控制 （2）

C 监控 （5）

G 通用功能 （3）

I 接口和存档 （4）

L 系统逻辑 （2）

M 计量和测量 （8）

P 保护功能 （28）

R 保护相关功能（10）

S 传感器和监视（4）

T 仪用互感器 （2）

X 开关设备 （2）

Y 变压器及相关 （4）

Z 其他设备 （15）

根据IEC61850 面向对象的建模技术，首先，需要将通信电源的功能进行分解。通信电源由交流配电单元、整流部分、直流配电单元、蓄电池组组成。交流配电单元将市电接入，经过切换送入系统，经分配后的交流电一部分供开关整流器使用，一部分供用户使用。整流部分将由交流配电单元提供的交流电转换为48 V 或24 V 的直流电，供给直流配电单元。直流配电单元完成直流的分配，并控制接入备用电池组。当交流输入正常时，蓄电池组充电；当交流输入异常时，蓄电池组作为备用电源供电。经分析，可将通信电源的功能分为交流侧状态检测及控制、整流器运行状态检测及控制、蓄电池组检测、直流侧状态检测及控制四大功能。设计模型时，把通信电源作为一个IED ，将其具有的4个子功能设计为4 个逻辑设备，通过分析每个逻辑设备具有的功能，设计需要的逻辑节点类型。

交流侧模型设计交流侧需要测量交流输入电压、电流、频率，指示交流输入的缺相、防雷故障、进线开关位置、电网电压过高或高低等状态信息，控制进线开关状态。IEC61850 定义的逻辑节点类MMXU（Measurement）可实现反应电网运行状态的电流、电压、功率等。

MMXU 类描述见图所列。

标准未定义特定的逻辑节点类实现交流侧的功能，因此可采用继承GGIO 类的方法实现。交流侧GGIO 类见表3 所列。2

整流侧需要检测整流模块的运行参数，包括输出电压、输出电流、开关机状态、均浮充状态；采集交流输入电压过低或过高、缺相、防雷故障报警，采集整流模块故障、开关机状态等指示信息；控制整流模块的均浮充、开关及模块电压升降等。由于标准未定义特定逻辑节点类实现该功能，继续采用继承GGIO 类的方法实现。整流侧GGIO类见表4 所列。2

直流配电单元需要检测的模拟量有系统的输出总电流、输出总电压、母线对地绝缘电阻等，采集的报警量有各直流配电输出熔断器通断状态等。控制量有母线的进线开关位置。采用GGIO类的属性类型为MV 的V 、A 、R 分别表示系统输出总电压、系统输出总电流、母线对地绝缘电阻，用属性类型为SPS 的Alm1 表示其中一个报警量，用属性类型为SPC 的Ctr 表示母线进线开关的分合控制。直流侧GGIO 类见表5 所列。2

蓄电池组的功能包括测量蓄电池组输出电压、输出电流、蓄电池组的环境温度、内阻、剩余容量；测量单节电池温度、电压；指示蓄电池组的充放电状态、电池组电压过高或过低；控制蓄电池放电开关分合与检测开关位置及熔丝报警。ZBAT（Z Battery ）可较好地实现对蓄电池组的输出电压、输出电流及充放电状态的检测。其他功能采用扩展GGIO 类实现。采用属性类型为MV 的数据表示其他测量值。ZBAT 类见表6 所列。2

逻辑网络的每一链路有一个名字和标识符，代理Messenger使用它们确定自己的路由。每一逻辑节点有一名字，并提供了供所有驻留在它上面的Messenger访问的公共存储空间。这一存储空间，即节点变量区域，同时被作为节点唯一的数据库和代理Messenger之间的通信通道。3