IEC 60870—5—101远动规约在电力系统中的应用

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摘 要 文章分析了远动归约在电力系统中的应用，简述了数据传输过程并有针对的提出了相应问题的解决方案。

关键词 iec 60870-5-101；电力系统；配网自动化系统

中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0136-01

随着我国相关技术能力的提高，越来越多的厂家进入中压保护系统生产环节，而国内外不同厂家的设备经常采用不同的通讯归约，这就给中压系统的集成、维保、运保等带来各种不便，给配网自动化设置了诸多障碍。

IEC标准委员会适时制定了60870-5系列传输规约及配套标准，建立起通用的标准平台。其中IEC60870-5-101建立了数据采集和监控系统主站和子站的报文传输格式及一系列的传输功能，本文就101规约的应用及主要注意事项进行探讨。

1 配网自动化及规约简介

1.1 配网自动化系统

典型的配网自动化系统由主站、子站、智能终端及通信系统组成，以上部分共同构成了对中压系统全面的遥控、遥信、遥测、遥调、智能控制模拟及优化管理等强大功能。完成上述功能的基础之一即为各个信息交换节点采用相同的通信规约。

由于系统实时监控的特性就是识别系统故障，给出处理系统故障的建议，并能够对故障进行精确定位，同时对非故障区实现供电恢复。

1.2 标准规约的特点

1）标准帧格式：本规约完全应用IEC60870-5-1标准中FT1.2帧的格式，包含固定帧和可变帧2种格式，提供汉明距离为4的分组码。

2）链路传输规则：本标准规定了窗口尺寸为1的非平衡方式传输的链路传输规则，适用各种网络配置（包括点对点、多个点对点）。对于点对点和多个点对点，增加子站事件启动触发传输的内容，所谓窗口尺寸为1，即主站向子站触发一次传输服务，或者成功地完成或者报告产生差错，之后才能开始下一轮的传输服务。

3）增强性能结构模型：规约使用EPA增强性能结构 —模型2，模型仅包含物理层、链路层和应用层。

2 配网自动化系统数据传输的特点和方式

配网自动化系统要求数据传输准确及时间响应迅速，解决方案是为不同数据赋予不同传输优先级和不同响应时间。与当前应用的调度系统不同，配网系统不但具有规模庞大、智能设备的总类与数量繁多，而且设备层检测的信息量多、种类复杂、地域分布广。

配网自动化系统对传输的各类信息优先级进行了优化，将立即传输的信息归属到高优先级数据（1级数据），一般信息分配较低的优先级（2级数据）。在平衡传输情况下，若2级数据占用了传输通道，则重要信息就无法传输，那么1级数据上传将不得不延迟。

3 规约在数据通信中的应用

配网子站系统通过RS-485总线实现对现场装置的数据采集，并将数据上送到主站。针对电力系统高速发展导致的数据量的不断增大，IEC采用以太网的通信容量大并且TCP/IP协议的开放性好的特点，引入IEC 60870-5-104规约将本标准应用到以太网络。

4 101规约在应用方面需解决的问题

4.1 总召唤如何有效使用

总召唤的功能是收集子站的所有数据的最新信息。如配网系统初始化后主站仍有信息缺失，也采用总召刷新主站实时库。总召是系统占用带宽最大的功能操作，总召不适于频繁使用。建议的做法为：当控制站完成初始化后或者异常情况下如一个通信链路出现故障后恢复情况，控制站仅发出一次总招呼指令。如果仍有少部分数据没有更新，那么采用“读”指令进行数据更新。如果有较多数据未刷新，则通过召唤分组数据来实现刷新。

在总召执行过程中，子站有时会出现遥信突变的情况，此时总召传输的信息可能因此而成为过时信息，此时，子站应立即发送总召结束帧，结束本次总召唤！率先处理突发事件，处理过程结束后主站重新进行总召唤，这样系统不但能实时处理突发事件，同时又保证了终端设备状态的正确更新。

4.2 数据传输优先级

数据传输实时性就是保证重要数据迅速到达主站！因此遥信变位事件采用“2次传输”原则，即受控站首次传输无时标变位信息，之后在通信空闲时传输带时标的SOE数据。不带时标信息用于主站系统的显示、告警，时标信息用于事故追忆、分析。

规约中设置了一个用于控制优先级的标识位-ACD，用于控制1级和2级数据的传输。另外还规定了2种自发上送的1级数据类型：即状态变化（COS）和SOE数据，在发生事故时，现场所有的状态变位和模拟量数据需迅速上传！此时的大量SOE数据及有可能导致缓冲区溢出，为了保证SOE数据的完整性及实时性，优先级抢先机制需被采用，在此时动态控制SOE数据的优先级，优先级可以高于变化的模拟量。

4.3 遥测越限值

为了提高通信效率，控制站在请求二级数据时，若被控子站二级数据无效时可以采用一级数据回答。变化遥测值的上送正是采用这种方式，所以遥测量的越限门槛值设定就需要重点考量！过度的传输遥测数据将占有大量的带宽，这将影响重要信息上传的实时性。因此，将遥测量进行分组，划分主次成为必须，对于次级数据设定较高的门槛值，对于主要数据合理设定门槛值，这样既能准确反映设备的实施信息，又能达到控制站数据分析的要求。

5 结论

标准规约在电力系统中的广泛应用，不但解决了配网自动化系统数据的准确、迅速采集，通过系统集成实现故障的实时处理，维保、运保的提前预知，而且解决了不同厂家智能系统之间由于规约的不同而造成的兼容性差、维护量大的缺点，并且逐步解决了孤岛变电站接入智能系统问题，使得电网不同系统之间直接通信得以轻松实现。同时，对于电力系统用户，由于规约的相同省去了大量的精力考虑不同规约之间转换问题，以及由于终端设备规约不同而导致的维护工作量大的问题。对于生产厂家，由于无需考虑支持多种不同规约的情况，可以将更多的资源应用于提高保护设备的性能及质量上。另外开放型国际标准规约的使用也将国内相关产品推向国际市场。

参考文献

[1]IEC 60870-5-101，Companion standard for basic telecontrol tasks[S].

[2]DL/T 634.5101-2002/IEC 60870-5 101：2002基本远动任务配套标准[S].

[3]谭文恕.关于配电自动化系统的传输规约[J].电力系统自动化，1999，23（16）：37-39.

作者简介

何平（1976-），男，辽宁沈阳人，工程师，本科，研究方向：电力系统。