IEC60870-5-104遠動規(guī)約的設(shè)計及其應(yīng)用.pdf

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1、第34卷第17期繼電器VoI.34No.172006年9月1日RELAYSep.1，200655IEC60870-5-104遠動規(guī)約的設(shè)計及其應(yīng)用鞠陽，張惠剛（南京工程學(xué)院電力系，江蘇南京210013）摘要：闡述了國際電工委員會（IEC）制定的用于電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的基于TCP/IP協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60870-5-104遠動規(guī)約。介紹了IEC60870-5-104的幀格式、參考模型和通信過程，并根據(jù)工程實踐，分析了該規(guī)約的實現(xiàn)方法及實施要點。詳細闡述了該規(guī)約在電網(wǎng)監(jiān)控培訓(xùn)系統(tǒng)中的設(shè)計和應(yīng)用，介紹了設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)和解決方案。最后說明了該規(guī)約在電網(wǎng)調(diào)度

2、自動化系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：IEC60870-5-104；遠動規(guī)約；電網(wǎng)監(jiān)控；TCP/IP協(xié)議中圖分類號：TM734文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1003-4897（2006）17-0055-04RTU與調(diào)度主站通信時，通信規(guī)約則應(yīng)采用0引言IEC60870-5-104標(biāo)準(zhǔn)。目前我國電力自動化系統(tǒng)中普遍采用基于電路1IEC60870-5-104規(guī)約介紹交換方式、獨立占用64kbit/S的低速通道進行串口通信。這種通信方式還不是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，因為網(wǎng)絡(luò)系1.1規(guī)約結(jié)構(gòu)統(tǒng)必須具備對等方式，即各個通信端都是平等的，不IEC60870-5-104協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖1所示，

3、它實際存在主從關(guān)系。隨著全國電網(wǎng)的連通，根據(jù)自動發(fā)上處于應(yīng)用層協(xié)議的位置?；赥CP/IP的應(yīng)用電控制（AGC）技術(shù)的需求、電力市場的建立和大電層協(xié)議很多，每一種應(yīng)用層協(xié)議都對應(yīng)著一個網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)安全分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的要求，迫切需要遠動端口號。IEC60870-5-104在傳輸層采用TCP協(xié)議，信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸以及建立基于廣域網(wǎng)的大電網(wǎng)系其對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)端口號為2404，由IANA（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)統(tǒng)，解決遠動信息一發(fā)多收和信息轉(zhuǎn)發(fā)過程中造成字分配授權(quán)）定義和確認。的延時問題，使各相關(guān)主站同時共享廠站的實時信息，達到實時信息全電網(wǎng)共享，為電網(wǎng)安全分析系統(tǒng)和配調(diào)系統(tǒng)提供基于

4、同一時刻的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)電網(wǎng)高效、安全、經(jīng)濟運行。通過遠動信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸，可徹底改變主站和廠站之間的主從關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)路由器將取代傳統(tǒng)的通信前置機，使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可雙向傳輸，真正實現(xiàn)各個通信終端的網(wǎng)絡(luò)平等。主站可直接同各種配電智能終圖1IEC-60870-5-104規(guī)約的模型結(jié)構(gòu)端單元交換數(shù)據(jù)，并可直接下發(fā)命令控制終端設(shè)備，F(xiàn)ig.1ModeIStructureofIEC60870-5-104protocoI消除了傳統(tǒng)的通信前置機在通信中的“瓶頸”現(xiàn)象。實現(xiàn)遠動信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)年P(guān)鍵是解決RTU和1.2規(guī)約系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的組成IED的網(wǎng)絡(luò)接入問題。目前我國變電站自

5、動化系統(tǒng)規(guī)約定義了用于網(wǎng)絡(luò)的開放TCP/IP接口，網(wǎng)中RTU和IED采用的串口通信協(xié)議大多為絡(luò)可以包括例如傳輸IEC60870-5-101的應(yīng)用服務(wù)IEC60870-5-101和DNP3.0等，這些協(xié)議基本上都數(shù)據(jù)單元的遠動設(shè)備的局域網(wǎng)。包含不同的廣域網(wǎng)遵循基于ISO參考模型的增強性能結(jié)構(gòu)（EPA），僅類型（例如X.25、FR（幀中繼FrameReIay）和綜合用了OSI參考模型7層中的3層（即物理層、鏈路層業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)ISDN（IntegratedServiceDataNet-和應(yīng)用層）實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。而新標(biāo)準(zhǔn)IEC60870-5-work）等）的路由器

6、可能通過公共的TCP/IP局域網(wǎng)104協(xié)議是將IEC60870-5-101標(biāo)準(zhǔn)用于TCP/IP網(wǎng)連接起來，如圖2所示。圖2顯示在某些站具有冗絡(luò)，當(dāng)調(diào)度主站與變電站連接到以太數(shù)據(jù)網(wǎng)，變電站余配置在另外一些站采用非冗余配置。56繼電器號的監(jiān)視功能（S格式）和未編號的控制功能（U格式）。應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元（ASDU）與IEC60870-5-l0l中所定義的ASDU兼容，而且還擴展了類型標(biāo)識為58到64，以及類型標(biāo)識為l07的新ASDU。l.4規(guī)約通信實施過程IEC60870-5-l04包括非常豐富的應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元（ASDU），它不但選取了絕大部分IEC6087

7、0-5-l0l規(guī)約的ASDU，而且還擴展了類型標(biāo)識為58到64，以及類型標(biāo)識為l07的新的ASDU。但在實圖2規(guī)約系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)際使用中，能夠用到的僅僅是其中一小部分。Fig.2SystemstructureofprotocoI其實施過程為：l.3規(guī)約應(yīng)用數(shù)據(jù)單元（APDU）l）TCP連接的建立過程。廠站端RTU作為服傳輸接口（TCP到用戶）是一個定向流接口，它務(wù)器，在建立TCP連接前，應(yīng)一直處于偵聽狀態(tài)并沒有為IEC60870-5-l0l中的ASDU定義任何啟動或等待調(diào)度端的連接請求，當(dāng)TCP連接已經(jīng)建立，則者停止機制。為了檢測出ASDU的啟動和結(jié)束，每

8、應(yīng)持續(xù)地監(jiān)測TCP連接的狀態(tài)，以便TCP連接被關(guān)個APCI包括下列的定界元素：一