IEC-61850 on standardi "Verkot ja viestintäjärjestelmät ala-asemissa", joka kuvaa tietovirtojen muodot, tiedon tyypit, säännöt sähkölaitoksen elementtien kuvaukselle ja sääntöjoukon tapahtumatiedonsiirtoprotokollan järjestämiseen.
Ensimmäisten digitaalisten laitteiden myötä tiedonsiirtojärjestelmien vaatimukset alkoivat muotoutua. Nämä vaatimukset liittyivät ohjelmisto- ja laitteistoratkaisujen luotettavuuteen, suorituskykyyn ja yhteensopivuuteen.
1960-luvulta lähtien on yritetty luoda järjestelmä, joka täyttää nämä vaatimukset, mutta teknisten vaikeuksien vuoksi tavoitteiden saavuttaminen on ollut vaikeaa.
Liike kohti 100 %:n luotettavuuden, yhteensopivuuden ja taatun tiedonsiirron saavuttamista toteutettiin paitsi tietokone- ja viestintäjärjestelmien modernisoinnilla, myös uusien tiedonsiirtoprotokollien kehittämisellä.
Jokainen valmistaja rakensi järjestelmän niiden tiedonsiirtoprotokollien pohjalta, joita hän piti sopivimpana tietyn ongelman ratkaisemiseen. Käytettiin protokollia, kuten IEC 60870-5 -101/103/104, Modbus , DNP3 jne . Joistakin niistä tuli suositumpia, toisista vähemmän, mutta niin moninaiset ratkaisut johtivat laitteiden yhteensopivuuden ja vaihdettavuuden puutteeseen sekä järjestelmäintegraatioprosessin monimutkaisuuteen.
IEC-61850:n luomisen historia alkoi 1980- luvulla Yhdysvalloissa Detroitissa . Autoja kokoaviin tehtaisiin asennettiin kokoonpanorobotteja, joita ohjattiin MMS . Tämän protokollan käyttö osoittautui varsin onnistuneeksi ja se muodosti jo 90-luvulla perustan UCA2:lle (Utility Communication Architecture), jota käytettiin aktiivisesti Euroopassa sähköteollisuudessa.
Ja lopuksi, vuonna 2003, IEC-61850-standardin ensimmäinen painos ilmestyi.
IEC 61850 -standardin soveltamisalaan kuuluvat sähköaseman sisäiset viestintäjärjestelmät. Tämä on standardijoukko, joka sisältää peer-to-peer- ja asiakas-palvelin-viestintästandardin, sähköasemarakenteen ja konfigurointistandardin, testausmenetelmästandardin, ympäristövaatimusstandardin ja suunnittelustandardin. Täydellinen standardisarja sisältää seuraavat osat:
Standardin tiedonkeruujärjestelmän päävaatimus on varmistaa mikroprosessorielektroniikkalaitteiden kyky vaihtaa teknologista ja muuta tietoa. Standardi määrittelee seuraavat järjestelmävaatimukset:
IEC 61850 on olio-protokolla, joka keskittyy sähköasemien automaatioon ja laajentaa huomattavasti aikaisempien IEC-standardien ominaisuuksia. IEC 61850 -ohjelmistototeutuksen monimutkaisuuden vuoksi, joka sisältää useiden tietoliikennestandardien (MMS ISO 9506, ISO-protokollapino, GOOSE ja GSSE) käyttöönoton, markkinoilla ei käytännössä ole luotettavia valmiita ratkaisuja, jotka mahdollistaisivat vastaanottaa tietoja laitteista, jotka tukevat numeroa 61850.
IEC-61850 suunniteltiin universaaliksi standardiksi, joka virtaviivaistaa eri valmistajien erilaisia suojarele- ja tiedonsiirtojärjestelmiä sähköasemilla.
Standardi osoittautui suhteellisen monimutkaiseksi juuri sen monipuolisuuden vuoksi. Se kuvailee tiedon siirron lisäksi myös sähköjärjestelmien kuvauksen vaatimukset kaikilla tasoilla, järjestelmän tasolta kokonaisuutena aina erillisen releen suoja- ja automaatiopäätteen (RPA) konfigurointiin asti.
Näiden vaatimusten mukaisesti järjestelmä on kuvattu ymmärrettävässä ja standardoidussa muodossa. Kaikki konfigurointitiedot tallennetaan tietyn muotoisiin tiedostoihin. Tämä johtaa siihen, että 61850:een perustuvien järjestelmien kehittäminen on yksinkertaista ja suoraviivaista.
Lisäksi standardi määrittelee vaatimukset sähkömagneettisesta yhteensopivuudesta, laitteiden vaihdettavuudesta jne.
Merkittävä osa standardista on omistettu tiedonsiirtoprotokollille - MMS ja GOOSE.
61850:n mukaan RPA-laitteet (kutsutaan myös englanninkielisestä IED:stä "älykäs elektroniikkalaite") on yhdistetty väylällä, jonka kautta laitteet itse vaihtavat tietoja keskenään ja välittävät tämän tiedon ylemmälle tasolle. Tämä arkkitehtuuri on kätevä siinä mielessä, että prosessiväylän käyttö vähentää merkittävästi kuparijohtojen määrää, mikä yksinkertaistaa järjestelmän konfigurointia, suunnittelua ja toimintaa.
Asemaväylän kautta dataa voidaan välittää ylemmälle tasolle relesuojauspäätteistä operaattorille, lisäksi valvontaviranomaisilla, joilla on asianmukainen käyttöoikeustaso, on mahdollisuus vastaanottaa käyttötietoja miltä tahansa sähköasemalta ja mistä tahansa RPA-päätteestä. Näiden tietojen avulla voit hallita alisteisten palvelujen toimintaa, mikä lisää energialaitosten luotettavuutta kokonaisuutena.
Mahdollisuus tällaiseen joustavaan tietovirtojen konfiguraatioon ilmestyi sen standardin osan ansiosta, joka on omistettu tiedonsiirrolle.
Tärkeimmät tiedonsiirtoprotokollat IEC-61850 standardin mukaan ovat MMS- ja GOOSE-protokollat.
MMS:ää käytetään tiedon siirtämiseen RPA-päätelaitteista SCADA - järjestelmään lisävisualisointia varten, ja GOOSEa käytetään tietojen vaihtamiseen päätelaitteiden välillä.
Protokollien tärkeä ominaisuus on viestien taattu toimitus, ja MMS:n ja GOOSE:n tiedonsiirtonopeus on suurempi kuin muiden tiedonsiirtoprotokollien, kuten esimerkiksi Modbusin .
Yksittäisten järjestelmäkomponenttien vaihdettavuus saavutetaan tiedonsiirtoprotokollien standardoinnilla sekä laitteiden yhteensopivuuden tiukoilla vaatimuksilla.
61850:lle rakennettuja järjestelmiä on helpompi ylläpitää kaapeliviestintälinjojen vähentymisen vuoksi , millä on positiivinen vaikutus koko järjestelmän luotettavuuteen.
Järjestelmäarkkitehtuuri on intuitiivinen, minkä seurauksena kehittäjät ja integraattorit viettävät vähemmän aikaa tietyn objektin arkkitehtuurin ymmärtämiseen, ja tämän seurauksena suunnittelun ja integroinnin kustannukset pienenevät merkittävästi.
Tällaisten järjestelmien ylläpito on yleensä yksinkertaisempaa kuin tavallisten, vaikka se asettaakin hieman erilaisia vaatimuksia henkilöstön kokemukselle.
Haittoja ovat standardin lisääntynyt monimutkaisuus ja uutuus. Kehittäjillä ja integraattoreilla on vähän kokemusta tällaisten järjestelmien rakentamisesta, mutta tämä puute on ilmeisesti väliaikainen.
Toinen 61850:lle rakennettujen järjestelmien haittapuoli on mikroprosessoripohjaisten releen suojalaitteiden kallistuminen, mutta on kuitenkin muistettava, että 61850:n käyttö tarjoaa monia etuja, minkä vuoksi sen pohjalta rakennetaan sähköasemia ympäri maailmaa. 61850 kasvaa.