? ? ? ? IEC 61850標準吸收了多種國際最先進的新技術，并且大量引用了目前正在使用的多個領域內的其他國際標準。IEC 61850標準涉及系統(tǒng)和項目管理、質量保證和系統(tǒng)模型等多個方面。與傳統(tǒng)的IEC 60870 - 5 - 103標準相比，IEC?61850標準不僅僅是一個單純的通信規(guī)約，更是一個十分龐大的標準體系，涉及變電站自動化的設計、開發(fā)、工程、維護等多個方面。

? ? ? ??同IEC 60870 -5系列標準相比，IEC 61850標準具有以下突出的技術特點：

1.信息分層

? ? ? ? ?IEC?61850標準提出了變電站內信息分層的概念，無論從邏輯概念上還是從物理概念上，都將變電站自動化系統(tǒng)分為三個層次，即站控層、間隔層和過程層。IEC?61850定義了層與層之間的通信接口，如圖所示。這些通信接口實現(xiàn)了以下功能：①間隔層和變電站層的保護數(shù)據(jù)交換；②間隔層與遠方保護（不在本標準范圍）之間保護數(shù)據(jù)交換；③間隔層內部數(shù)據(jù)交換；④過程層和間隔層之間采樣值交換；⑤過程層和間隔層之間控制數(shù)據(jù)交換；⑥間隔和變電站層之間控制數(shù)據(jù)交換；⑦變電站層與遠方工程師辦公地數(shù)據(jù)交換;⑧間隔之間直接數(shù)據(jù)交換（如間隔聯(lián)閉鎖功能）；⑨變電站層內部數(shù)據(jù)交換;⑩變電站和遠方控制中心之間控制數(shù)據(jù)交換。

?下圖是遵循IEC 61850信息分層結構構建的數(shù)字化變電站與傳統(tǒng)變電站的結構對比。

如圖（b）所示，數(shù)字化變電站站控層包括監(jiān)控主機、操作員工作站、遠動工作站、工程師工作站、GPS對時裝置等，形成全站監(jiān)控管理中心。站控層提供站內運行人機界面，實現(xiàn)對間隔層設備的管理控制，并通過電力數(shù)據(jù)網(wǎng)與調度中心或集控中心通信。

? ? ? ??間隔層包括繼電保護裝置、測控裝置等二次設備。間隔層設備匯總本間隔過程層實時數(shù)據(jù)信息，通過網(wǎng)絡傳送給站控層設備，同時接收站控層發(fā)出的控制操作命令，實現(xiàn)操作命令的承上啟下傳輸功能。間隔層還具備對一次設備的保護控制和操作閉鎖等功能。

? ? ? ??過程層包括變壓器、斷路器、隔離開關、互感器等一次設備及其所屬的智能組件（如電子式互感器合并單元、斷路器智能終端等）。過程層主要完成模擬量采樣、開關量輸入/輸出和操作控制命令發(fā)送等與一次設備相關的功能。

? ? ? ??IEC 61850的“站控層+間隔層+過程層”的分層模式與傳統(tǒng)的變電站綜 合自動化系統(tǒng)不同。傳統(tǒng)的變電站綜合自動系統(tǒng)釆用“站控層+間隔層”的兩層體系結構，“過程層”功能都是在間隔層設備中實現(xiàn)的。隨著電子式互感器和智能斷路器的工程應用，現(xiàn)代電力技術的發(fā)展趨勢是將越來越多的間隔層功能下放到過程層中去。由此可見，IEC61850標準是個面向未來的標準。

2.信息模型與通信協(xié)議獨立

? ? ? ??IEC 61850標準根據(jù)電力生產(chǎn)過程的特點和要求，總結出電力生產(chǎn)所必需的信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡服務，定義了抽象通信服務接口ACSI（Abstract?Communication?Service?Interface）。ACSI獨立于具體的網(wǎng)絡底層通信協(xié)議（如目前釆用的MMS協(xié)議)和具體的網(wǎng)絡類型(如以太網(wǎng))。當需要與具體的網(wǎng)絡接口時，只需采用特定通信服務映射SCSM?( Specific Communication Service Mapping),由SCSM映射到具體的通信協(xié)議棧。SCSM的內容就是根據(jù)需求將ACSI信息模型和服務映射到具體的通信協(xié)議。

? ? ? ??眾所周知，變電站自動化系統(tǒng)有30年或者更長的生命周期，其功能變化很少，通常情況是隨著需求的增加而增加部分功能。相比之下網(wǎng)絡通信技術發(fā)展迅猛，今后可能會出現(xiàn)更加符合電力生產(chǎn)特點的通信網(wǎng)絡。若將來根據(jù)需要選用另一種協(xié)議替換目前的MMS,只要改變具體的SCSM即可，并不需改變IEC61850已經(jīng)定義好的各種信息模型。同理，IEC 61850若要對信息模型進行擴充、升級，也不需要改變已釆用的底層通信協(xié)議。特定通信服務映射SCSM 的應用為IEC 61850帶來了足夠的開放性。

? ? ? ??如圖所示，IEC61850-7-1/2/3/4定義了電力生產(chǎn)所必需的信息模型和傳輸服務，可以在較長時間內保持穩(wěn)定性；IEC61850-8-1和IEC61850-9-2負責將信息模型和服務映射到到具體的通信網(wǎng)絡。這種體系 架構大大提升了標準應對通信技術發(fā)展的能力，只需改變IEC?61850-8-1?IEC?61850-9-2,就可以選用最合適的通信技術來為變電站自動化系統(tǒng)功能提供支持。

?3.數(shù)據(jù)自描述

? ? ? ??IEC 60870-5系列標準采用“面向點”的數(shù)據(jù)描述方法。變電站自身的信息模型在報文中只是一個個沒有明顯含義的數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)包都需要發(fā)送端和接收端事先約定，并一一對應，這樣才能正確反映現(xiàn)場設備的狀態(tài)。在工程驗收時，必須將每一個信息點動作一次才能驗證其正確性。一旦有任何無論多么微小的調整，如間隔擴充或改造，從站內監(jiān)控系統(tǒng)到調度端相應的數(shù)據(jù)點都必須作相應的增補和修改。這是一項耗費大量資金和時間的工作。由于技術的不斷發(fā)展，變電站內新的應用功能不斷涌現(xiàn)，需要傳輸?shù)男畔⒉粩嘣黾?/span>，已經(jīng)定義好的協(xié)議可能無法傳輸這些新的信息，因而使新功能的應用受到限制，所以面向點的數(shù)據(jù)描述方法已不大適應技術發(fā)展的需要。

? ? ? ??與IEC 60870 -5系列標準采用面向點的數(shù)據(jù)描述方法不同，IEC 61850標準對信息釆用面向對象的自描述方法。面向對象的數(shù)據(jù)自描述在數(shù)據(jù)源就對數(shù)據(jù)本身進行自我描述，沒有預先約定的限制，傳輸?shù)浇邮辗降臄?shù)據(jù)都帶有自我說明，能馬上建立數(shù)據(jù)庫，不需要再對數(shù)據(jù)進行工程物理量對點、標度轉換等工作，使得現(xiàn)場的驗證工作大大簡化，同時也簡化了數(shù)據(jù)庫的管理和維護工作。

? ? ? ??數(shù)據(jù)采用面向對象自我描述方法后雖然使傳輸開銷增加，但是由于網(wǎng)絡技術的發(fā)展，網(wǎng)絡傳輸速率不斷提高，面向對象自我描述方法的實現(xiàn)成為可能。

4.面向對象的數(shù)據(jù)統(tǒng)一建模

? ? ? ??IEC 61850標準采用面向對象的建模技術，使得信息模型具有繼承性、可復用性等特點。根據(jù)IEC 61850標準，智能電子設備IED的信息模型為分層的結構化的類模型。信息模型的每一層都定義為抽象的類，封裝了相應的屬性和服務。屬性描述了這個類的所有實例的外部可視特征；而服務提供了訪問（操作）類屬性的方法。從建模層次上分，每個IED包含一個或多個服務器,每個服務器本身又包含一個或多個邏輯設備，邏輯設備包含邏輯節(jié)點，邏輯節(jié)點包含數(shù)據(jù)對象。數(shù)據(jù)對象則是由數(shù)據(jù)屬性構成的公用數(shù)據(jù)類的命名實例。

? ? ? ??通過上述面向對象建模技術的運用，IEC 61850構建起結構化的信息模型，并通過釆用標準化命名的兼容邏輯節(jié)點類和兼容數(shù)據(jù)類對變電站自動化語義進行了明確約定，這些都為應用IEC 61850標準的IED實現(xiàn)良好的互操作提供了有力保證。