在電力系統自動化中,IEC 61850和IEC 60870-5-104(簡稱104協議)是兩個常用的通訊協議。它們都用以進行配電站、發電廠等配電設備之間的數據通訊,但設計目標、應用領域、通訊系統等方面存在明顯差異。本文將詳解IEC 61850協議和104協議,協助掌握各自的特點和可用領域。
IEC 61850:IEC 61850協議是為當今變電站自動化系統設計的,旨在為配電站內部和配電站中間設備互操作和數據傳輸提供一個統一的通信平臺。
IEC 60870-5-104:104協議為實時監控與控制訂制,尤其適用于輸電網和配網的遠程控制和監控。其主要目的是給予穩定可靠的遠程數據傳輸。
IEC 61850挑選面向對象的模型方法,將電力系統的設備和結構抽象為邏輯節點和數據對象,并界定詳盡的對象模型和服務接口。提供多種通信服務,包含匯報控制塊(RCB)、采樣值(SV)、一般目標導向配電站(GOOSE)等,滿足不同的及時性和可靠性規定。
IEC 60870-5-104協議挑選相對簡單的數據模型,關鍵是通過信息目標地址標識數據點。每個數據點包括一個或多個特點(如狀況、測量值)。
通信服務:依據TCP/IP的傳輸層,運用簡單要求-響應和不確定的主動報告系統,適用于穩定性和可靠性要求高的實時監控與應用。
IEC 61850由于采用規范化的對象模型和服務接口,IEC 61850設備具有很高的互操作性,適用于不同廠家設備的無縫集成。必須使用專用工程工具和配置語言(SCL)配備適用于大型復雜系統的設計與實施。
IEC 60870-5-104因為數據模型和通信服務較為簡單,不同廠家的完成可能會有所不同,互操作性較低。配備較為簡單,主要通過環境變量和主要參數,適宜中小型綜合快速部署與實施。

IEC 61850可用等時同歩及時(IRT)與標準及時(RT)通訊,可滿足高即時規定的應用,如維護操作、故障測試和同歩測量。適用于冗余配置和擴展性,故障可快速切換到預留方式或設備,確保系統的連續操作。
IEC 60870-5-104主要用于實時監控和數據采集,應用性要求低,適用于務必可以信賴地傳送數據的場景。依據TCP/IP協議的可靠傳輸,確保數據的完整性和穩定性,欠缺內置的多余性與擴展性。
IEC 61850包含一些基本的安全機制,如身份驗證、加密和密鑰管理,以適應現代智能能源的安全規定。隨著智能能源的發展,IEC 為應對日益增長的網絡安全威脅,61850協議再次增加新的安全功能。
IEC 60870-5-104協議自身欠缺內嵌安全機制,依賴于外部網絡安全措施(如VPN)、IPSec)保證通信安全。因為缺乏內置的安全功能,104協議在面對復雜的網絡安全威脅層面相對有限。
IEC 61850和IEC 60870-5-104協議在設計目標、通訊系統、應用領域和安全性等方面存在明顯差異。IEC 61850是專門為當今配電站和智能能源設計的,具有高應用性、高可靠性和靈活配置標準,適用于繁雜操作和高速傳送數據。而IEC 60870-5-104協議主要用于實時監控和數據采集,重視數據的平穩可靠傳輸,適用于電力調度、遠程控制等場景。