模型简要设计说明（变电站61850模型MMS开发总结）

目录

1 智能变电站为什么非要用61850协议... 1

2 变电站通信架构... 1

3 61850协议... 1

4 libiec61850开源库... 2

5 从0开始创建MMS模型SERVER. 3

6 结束语... 5

1 智能变电站为什么非要用61850协议

在电力网络高速发展的过去这些年，我国兴建了大批智能变电站，而智能变电站的核心就是信息系统的标准化、统一化，以减少使用电缆和通过移动领域的劳动力把项目执行时间降至最低，由国际电工组织主编的IEC61850通信标准符合信息标准化的特点，且具有国际通用性，在智能变电站中大量推广（不排除个别站仍然使用104协议）。IEC61850规范化了系统和工程管理、功能描述及设备模型、通信要求、通信一致性要求等，对变电站内一次侧、二次侧的生产控制和信息管理有详尽的技术规范要求。

2 变电站通信架构

变电站中对系统进行了站控层、间隔层和过程层分层管理，在不同层级的61850通信模型也不一样，一般站控层使用MMS（Manufacturing Message Specification）、过程层与间隔层使用SV（Sampled Value Transmission IED设备采样值报文）和GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event 面向通用对象的变电站事件报文，IED设备间通用报文），如下图所示。

3 61850协议

协议实现介绍

IEC61850标准中规范了描述一次系统主接线的 SSD（Substation Specification Description 变电站主接线描述）文件、一次主接线图纸和二次系统的 SCD（Substation Configuration Description 变电站配置描述）文件、二次网络中的 MMS 报文、GOOSE 报文、SV 报文、ICD（IED Capacity Description 设备功能描述文件）以及CID（IED Configured Description IED 设备的配置描述），其中CID文件只是SCD文件的子集（CID内容可以在SCD中找到），CID文件就是IED设备创建的抽象模型，也是设备制造厂家需要向变电站提供的配置文件。

IED抽象模型ICD

SCD和ICD都是基于SCL（Substation Configuration Language）语言的XML文件，ICD只是SCD的子集，站控层在收到IED设备上报的数据和通过查询SCD表可以知道上报数据的物理意义。ICD文件中的内容简单介绍如下图（xml中的标签太多，太复杂，不做详细介绍）。

4 libiec61850开源库

libiec61850是github开源免费的c代码库，支持ICD文件的动态和静态生成，模型c代码转换，MMS（server和client）/SV/GOOSE消息报告，各种线程、网络socket封包，以及丰富的api接口可调用、丰富的example可参考， readme详细说明了在windows和linux平台生成可执行文件的具体方法。总之，很好很强大，谁用谁知道！

5 从0开始创建MMS模型SERVER

我们用c做一个完整windows10平台61850中MMS服务器端静态模型程序。

案例分析：某站变压器A相安装了电压测量IED装置，要求实时上传当前电压值指站端平台，此时控制室有厂家的数据集中器（服务器），由集中器统一上报电压值，那么厂家需要为安装的电压监测装置创建模型ICD，并将模型编译进服务器后端程序，站端得到ICD后可以查询服务器实时更新的电压值信息。

开发前环境准备（我的环境）

libiec61850源代码下载，https://github.com/mz-automation/libiec61850，放在本地D盘根目录，并在libiec61850根目录下创建一个build文件夹；

JRE安装，我的版本是10.0.1，

https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jre8-downloads-2133155.html ；

VS2015安装，更高版本的VS需要改CMake的命令，可自行查询；

CMake安装，用于将源码生成VS工程，我的版本是3.16.2，https://cmake.org/download/，安装完成后运行cmd命令窗口，进入D盘的libiec61850文件夹中的build文件夹，输入命令cmake -G "Visual Studio 14 2015 Win64" ..，在build文件夹中生成VS2015的工程（注意命令后面的..不要漏掉了），用VS打开此工程就可以查看、编译所有源码了；

安装IEDScout，作为Client连接Server使用，官方提供有测试版本，我的版本是4.20，https://www.omicronenergy.com.cn/products/iedscout/；

安装XMLSpy，编辑ICD使用，https://www.altova.com/xmlspy-xml-editor；

创建模型

常用创建ICD的工具为XMLSpy，结合案例分析，我们创建1个与相别无关的测量逻辑节点，ICD文件命名为TestModel.icd，如下图所示，MMXN01即为监测A相电压的逻辑节点。

编译模型

拷贝ICD文件至文件夹D:\libiec61850-1.4\tools\model_generator中，启动cmd窗口，进入上述文件夹目录，执行命令java -jar genmodel.jar TestModel.icd，会生成static_model.c和static_model.h两个文件，本例子是基于源码中的server_example_simple例子更改的，所以需要将static_model.c和static_model.h拷贝到server_example_simple的工程文件夹中，并将D:\libiec61850-1.4\build\src\Debug里面的iec61850.dll拷贝至server_example_simple的debug文件夹中。好了，环境都配好了，开始编写业务代码！

模型SERVER端编业务代码

修改server_sample_simple.c文件中的代码，实现每间隔5秒更新一次电压值和时间，代码如下图所示。

编写完代码后，执行VS的build，找到exe启动server，启动后就是个黑框，什么都没有，接下来我们通过ICD去连接server，获取数据。

SERVER模型连接测试

双击我们的TestModel.icd文件，默认会使用IEDScout打开，点击Browser中的Online，连接成功后点击ReadAll，就可以看到读回来的数据了，Over！

6 结束语

61850在未来绝对是在线监测系统必备的通信协议，不带61850的系统被称为“黑户”，领导检查时系统会被“切掉”，导致监测中断，国网对数据的实时监测不断提高要求，数据进内网是厂家必须具备的基本功能。