變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信技術(shù)

1、變電站綜合自動化原理變電站綜合自動化原理第六章第六章 變電站綜合自動化系統(tǒng)的變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信技術(shù)通信技術(shù)第六章第六章 變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信技術(shù)變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信技術(shù)6.1 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述6.2 差錯控制原理差錯控制原理6.3 循環(huán)式遠(yuǎn)動通信規(guī)約及其應(yīng)用循環(huán)式遠(yuǎn)動通信規(guī)約及其應(yīng)用DL451-19916.4 問答式遠(yuǎn)動規(guī)約簡介問答式遠(yuǎn)動規(guī)約簡介DL/T634-19976.5 遠(yuǎn)動規(guī)約遠(yuǎn)動規(guī)約DL/T634.5104-20026.6 變電站保護(hù)裝置與控制系統(tǒng)通信規(guī)約變電站保護(hù)裝置與控制系統(tǒng)通信規(guī)約DL/T667-19996.7 變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)系

2、列標(biāo)準(zhǔn)變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)DL/T860簡介簡介河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院3一、遠(yuǎn)動通信的特點：一、遠(yuǎn)動通信的特點：6.1 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述p 為了監(jiān)視和控制電力系統(tǒng)的運行，需要及時把表征各為了監(jiān)視和控制電力系統(tǒng)的運行，需要及時把表征各變電站變電站運行狀態(tài)的運行狀態(tài)的重要信息送到重要信息送到調(diào)度中心調(diào)度中心（遙測、遙信、遙視）；（遙測、遙信、遙視）；p 調(diào)度中心經(jīng)過處理分析，需要對各變電站進(jìn)行經(jīng)濟調(diào)度和自動控制（遙調(diào)度中心經(jīng)過處理分析，需要對各變電站進(jìn)行經(jīng)濟調(diào)度和自動控制（遙控、遙調(diào)）?？亍⑦b調(diào)）。p 涉及到電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信。涉及到電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信

3、。p 電力系統(tǒng)運行的變化過程十分迅速，所以對電力系統(tǒng)運行信息的實電力系統(tǒng)運行的變化過程十分迅速，所以對電力系統(tǒng)運行信息的實時性要求很高。這種實時性要求，一般用時性要求很高。這種實時性要求，一般用允許傳送時間允許傳送時間來衡量。來衡量。p 我國地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)中，最大允許時延指標(biāo)要求是：我國地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)中，最大允許時延指標(biāo)要求是：變位信息、廠站端工作狀態(tài)變化信息變位信息、廠站端工作狀態(tài)變化信息必須在必須在1s內(nèi)內(nèi)送到調(diào)度中心；廠站送到調(diào)度中心；廠站端端遙測信息遙測信息按重要程度分別在按重要程度分別在320s內(nèi)內(nèi)在調(diào)度中心實現(xiàn)更新；在調(diào)度中心實現(xiàn)更新；電能電能等等存儲信息允

4、許存儲信息允許幾分鐘或幾十分鐘幾分鐘或幾十分鐘傳送傳送1次。次。 距離遠(yuǎn)距離遠(yuǎn) 實時性強實時性強 可靠性高可靠性高河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院4二、遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)通信信道：二、遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)通信信道：可簡單的分為可簡單的分為有線信道有線信道和和無線信道無線信道兩大類。兩大類。 電纜信道電纜信道電力線載波信道電力線載波信道光纖信道光纖信道微波中繼信道微波中繼信道衛(wèi)星信道衛(wèi)星信道散射信道散射信道短波信道短波信道有線信道有線信道無線信道無線信道信道信道6.1 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院5三、遠(yuǎn)動通信規(guī)約三、遠(yuǎn)動通信規(guī)約6.1 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述

5、電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述為了保證通信雙方能準(zhǔn)確、有效的通信，在信息發(fā)送端和接收端之間應(yīng)有為了保證通信雙方能準(zhǔn)確、有效的通信，在信息發(fā)送端和接收端之間應(yīng)有一系列的一系列的約定和順序約定和順序，這種規(guī)定和順序稱為，這種規(guī)定和順序稱為通信規(guī)約通信規(guī)約（或（或通信協(xié)議通信協(xié)議）。）。我國電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信規(guī)約有我國電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信規(guī)約有兩種類型兩種類型：一類是循環(huán)式數(shù)據(jù)傳送：一類是循環(huán)式數(shù)據(jù)傳送（Cyclic Digital Transmission）規(guī)約，簡稱）規(guī)約，簡稱CDT規(guī)約規(guī)約；另一類是問答式；另一類是問答式（Polling）數(shù)據(jù)傳送規(guī)約，簡稱）數(shù)據(jù)傳送規(guī)約，簡稱Polling規(guī)約規(guī)約。 CDT規(guī)

6、約規(guī)約適用于適用于點對點信道結(jié)構(gòu)點對點信道結(jié)構(gòu)的兩點間遠(yuǎn)動通信，信息的傳送采用的兩點間遠(yuǎn)動通信，信息的傳送采用循環(huán)同步方式循環(huán)同步方式，數(shù)據(jù)采用，數(shù)據(jù)采用幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)方式組織。方式組織。 CDT規(guī)約規(guī)約以廠站端為主動方以廠站端為主動方傳送數(shù)據(jù)。傳送數(shù)據(jù)。 在調(diào)度或監(jiān)控中心與廠站的遠(yuǎn)動通信中，廠站端周而復(fù)始地按規(guī)約向在調(diào)度或監(jiān)控中心與廠站的遠(yuǎn)動通信中，廠站端周而復(fù)始地按規(guī)約向調(diào)度或監(jiān)控中心傳送各種遙測、遙信、調(diào)度或監(jiān)控中心傳送各種遙測、遙信、SOE等等河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院66.1 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述 Polling規(guī)約規(guī)約適用于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫屈c對點、適用于網(wǎng)

7、絡(luò)拓?fù)涫屈c對點、點對多點、多點共線、多點環(huán)點對多點、多點共線、多點環(huán)形或多點星形形或多點星形的遠(yuǎn)動系統(tǒng)?？捎糜谡{(diào)度或監(jiān)控中心與一個或的遠(yuǎn)動系統(tǒng)?？捎糜谡{(diào)度或監(jiān)控中心與一個或多個廠站多個廠站端端進(jìn)行通信。其通道可以是雙工或半雙工，信息傳輸為進(jìn)行通信。其通道可以是雙工或半雙工，信息傳輸為異步方式異步方式。 Polling規(guī)約規(guī)約以調(diào)度或監(jiān)控中心為主動方以調(diào)度或監(jiān)控中心為主動方進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。RTU或廠站綜或廠站綜合自動化系統(tǒng)只有在調(diào)度或監(jiān)控中心合自動化系統(tǒng)只有在調(diào)度或監(jiān)控中心詢問詢問以后，才能向?qū)Ψ交卮鹦畔?。以后，才能向?qū)Ψ交卮鹦畔ⅰ?調(diào)度或監(jiān)控中心按照一定規(guī)則向各個調(diào)度或監(jiān)控中心按照

8、一定規(guī)則向各個RTU或廠站綜自系統(tǒng)發(fā)出各種或廠站綜自系統(tǒng)發(fā)出各種詢詢問報文問報文；對方按詢問報文的要求向調(diào)度或監(jiān)控中心回答各種報文。；對方按詢問報文的要求向調(diào)度或監(jiān)控中心回答各種報文。 調(diào)度或監(jiān)控中心也可以按照需要向調(diào)度或監(jiān)控中心也可以按照需要向RTU或廠站綜自系統(tǒng)發(fā)出各種或廠站綜自系統(tǒng)發(fā)出各種控制控制報文報文；對方則按照要求輸出控制信號，并向調(diào)度或監(jiān)控中心反饋相應(yīng)；對方則按照要求輸出控制信號，并向調(diào)度或監(jiān)控中心反饋相應(yīng)的報文。的報文。河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院7CDT規(guī)約與規(guī)約與Polling規(guī)約的特性比較：規(guī)約的特性比較：1、對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊蟛煌?、對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊蟛煌篊D

9、T規(guī)約只適應(yīng)規(guī)約只適應(yīng)點對點的簡單通道點對點的簡單通道；而；而Polling 規(guī)約能適應(yīng)點對點、多個點對點、多點環(huán)形、多點星形等幾乎規(guī)約能適應(yīng)點對點、多個點對點、多點環(huán)形、多點星形等幾乎所有拓?fù)渌型負(fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。2、通道的使用效率不同：、通道的使用效率不同：使用使用CDT規(guī)約進(jìn)行信息傳輸時，調(diào)度或監(jiān)控中心規(guī)約進(jìn)行信息傳輸時，調(diào)度或監(jiān)控中心與廠站之間需連續(xù)不斷的進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，與廠站之間需連續(xù)不斷的進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，始終占用始終占用通道；通道；Polling規(guī)約只有在需要傳送信息時才使用通道，因此允許多個規(guī)約只有在需要傳送信息時才使用通道，因此允許多個RTU或廠或廠站綜自系統(tǒng)站綜自系統(tǒng)

10、分時共享分時共享通道資源。通道資源。3、調(diào)度或監(jiān)控中心與廠站的通信控制權(quán)不同：、調(diào)度或監(jiān)控中心與廠站的通信控制權(quán)不同：采用采用CDT規(guī)約，以規(guī)約，以廠站端為廠站端為主動方主動方，廠站端遠(yuǎn)動信息連續(xù)不斷的送往調(diào)度或監(jiān)控中心，調(diào)度或監(jiān)控，廠站端遠(yuǎn)動信息連續(xù)不斷的送往調(diào)度或監(jiān)控中心，調(diào)度或監(jiān)控中心只發(fā)送遙控、遙調(diào)等命令；若采用中心只發(fā)送遙控、遙調(diào)等命令；若采用Polling規(guī)約，則以規(guī)約，則以調(diào)度或監(jiān)控中調(diào)度或監(jiān)控中心為主動方心為主動方，廠站端只有接收到詢問后，才向調(diào)度或監(jiān)控中心報告。，廠站端只有接收到詢問后，才向調(diào)度或監(jiān)控中心報告。6.1 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述河南理工大學(xué)電氣學(xué)

11、院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院84、對通道質(zhì)量的要求不同：、對通道質(zhì)量的要求不同：采用采用CDT規(guī)約，在信道上連續(xù)傳送信息，某規(guī)約，在信道上連續(xù)傳送信息，某遠(yuǎn)動信息一次傳送沒有成功時，可在下一次傳送中得到補償，信息遠(yuǎn)動信息一次傳送沒有成功時，可在下一次傳送中得到補償，信息刷新時間短，因此刷新時間短，因此對通道的質(zhì)量要求不是很高對通道的質(zhì)量要求不是很高；而采用；而采用Polling規(guī)約規(guī)約的信息傳輸是按需傳送的，即使采用了的信息傳輸是按需傳送的，即使采用了防止報文丟失防止報文丟失和和重傳技術(shù)重傳技術(shù)，其對通道質(zhì)量的要求仍然其對通道質(zhì)量的要求仍然較高較高；5、實現(xiàn)的控制水平不同：、實現(xiàn)的控制水平不同：采集

12、采集CDT規(guī)約的遠(yuǎn)動信息傳輸，數(shù)據(jù)采集以廠規(guī)約的遠(yuǎn)動信息傳輸，數(shù)據(jù)采集以廠站為中心，而采用站為中心，而采用Polling規(guī)約的遠(yuǎn)動信息中心已延伸到調(diào)度或監(jiān)控中規(guī)約的遠(yuǎn)動信息中心已延伸到調(diào)度或監(jiān)控中心，數(shù)據(jù)處理更簡單，并可在更大的范圍內(nèi)控制電網(wǎng)的運行；心，數(shù)據(jù)處理更簡單，并可在更大的范圍內(nèi)控制電網(wǎng)的運行；6.1 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述6、通信控制的復(fù)雜性不同：、通信控制的復(fù)雜性不同：采用采用CDT規(guī)約通信，信息發(fā)送方不考慮信息規(guī)約通信，信息發(fā)送方不考慮信息接收方接受是否成功，僅按照確定的順序組織發(fā)送，接收方接受是否成功，僅按照確定的順序組織發(fā)送，通信控制簡單通信控制簡單；采用采

13、用Polling規(guī)約的通信，信息發(fā)送方需要考慮接收方的接收是否成功，規(guī)約的通信，信息發(fā)送方需要考慮接收方的接收是否成功，采用了采用了防止信息丟失防止信息丟失以及以及等待超時重發(fā)等待超時重發(fā)等技術(shù)，通信控制等技術(shù)，通信控制比較復(fù)比較復(fù)雜雜。 河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院96.1 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述 CDT規(guī)約采用較早，規(guī)約采用較早，1991年已推出最新的部頒規(guī)約年已推出最新的部頒規(guī)約DL451-1991。我國。我國電力系統(tǒng)早期均采用電力系統(tǒng)早期均采用CDT規(guī)約通信。規(guī)約通信。由于由于CDT規(guī)約固有的缺點，到四大電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)工程引進(jìn)時，我規(guī)約固有的缺點，到四

14、大電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)工程引進(jìn)時，我國開始引入了國開始引入了Polling規(guī)約，即規(guī)約，即IEC60870-5系列系列規(guī)約。規(guī)約。 1997年原電力工業(yè)部頒發(fā)了國內(nèi)版本年原電力工業(yè)部頒發(fā)了國內(nèi)版本DL/T634-1997遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)|第第5部分部分:傳輸規(guī)約傳輸規(guī)約|第第101篇篇:基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)。目前，新版目前，新版Polling規(guī)約規(guī)約DL/T 634.5101-2002已得到廣泛應(yīng)用。已得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)世紀(jì)80年代以來，我國從國外引進(jìn)許多自動化系統(tǒng)，并且存在各種各年代以來，我國從國外引進(jìn)許多自動化系統(tǒng)，并且存在各種各樣版本的協(xié)議，使得不同協(xié)議

15、的設(shè)備不能互連的問題越來越嚴(yán)重。樣版本的協(xié)議，使得不同協(xié)議的設(shè)備不能互連的問題越來越嚴(yán)重。通過多年實踐大家逐漸認(rèn)識到，如果傳輸協(xié)議不統(tǒng)一，要實現(xiàn)信息交換通過多年實踐大家逐漸認(rèn)識到，如果傳輸協(xié)議不統(tǒng)一，要實現(xiàn)信息交換就必須進(jìn)行勞民傷財?shù)木捅仨氝M(jìn)行勞民傷財?shù)囊?guī)約轉(zhuǎn)換規(guī)約轉(zhuǎn)換，并且還會導(dǎo)致工期拖延。，并且還會導(dǎo)致工期拖延。目前在國內(nèi)大家普遍接受的實施方案是：近期采用目前在國內(nèi)大家普遍接受的實施方案是：近期采用DL/T 634-5101-2002標(biāo)準(zhǔn)，在通過標(biāo)準(zhǔn)，在通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)那闆r下網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)那闆r下采用采用DL/T 634-5104-2002，將來，將來“變電站變電站到控制中心通過到控制中心通過IE

16、C61850通信通信”，以實現(xiàn)，以實現(xiàn)數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站的建設(shè)目標(biāo)。的建設(shè)目標(biāo)。 電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議體系電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議體系河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院106.1 電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動通信概述電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議體系電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議體系pIEC60870-5系列：遠(yuǎn)動通信協(xié)議體系pIEC61850系列：變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)協(xié)議體系技術(shù)背景技術(shù)背景 隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)調(diào)度運行的隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)調(diào)度運行的信息傳信息傳輸要求輸要求不斷提高，信息傳輸方式已逐步走向數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。不斷提高，信息傳輸方式已逐

17、步走向數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。 同時，為了降低電力通信系統(tǒng)費用，避免多種不兼容標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)及其互同時，為了降低電力通信系統(tǒng)費用，避免多種不兼容標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)及其互相競爭；用戶和制造商都希望制定統(tǒng)一協(xié)調(diào)的體系結(jié)構(gòu)。相競爭；用戶和制造商都希望制定統(tǒng)一協(xié)調(diào)的體系結(jié)構(gòu)。 為此國際電工委員會為此國際電工委員會(IEC)電力系統(tǒng)控制及其通信技術(shù)委員電力系統(tǒng)控制及其通信技術(shù)委員(TC-57) 制制定了一系列定了一系列調(diào)度自動化和變電站自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)調(diào)度自動化和變電站自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)和引，以適應(yīng)和引導(dǎo)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的發(fā)展，規(guī)范調(diào)度自動化及遠(yuǎn)動設(shè)備的技術(shù)性能。導(dǎo)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的發(fā)展，規(guī)范調(diào)度

18、自動化及遠(yuǎn)動設(shè)備的技術(shù)性能。IEC60870-5系列（系列（1）IEC60870-5系列（系列（2）IEC TC57 WG03（遠(yuǎn)動規(guī)約）基本標(biāo)準(zhǔn)（共分5篇）p第 一篇 60870-5-1傳輸幀格式 （1990年）p第 二篇 60870-5-2鏈路傳輸規(guī)則 （1992年）p第 三篇 60870-5-3應(yīng)用數(shù)據(jù)的一般結(jié)構(gòu) （1992年）p第 四篇 60870-5-4應(yīng)用信息元素的定義和編碼 （1992年）p第 五篇 60870-5-5基本應(yīng)用功能 （1995年）它們規(guī)定了傳輸幀格式、鏈路傳輸規(guī)則、應(yīng)用數(shù)據(jù)的一般結(jié)構(gòu)、應(yīng)用信息元素定義和編碼、基本應(yīng)用功能。適用于電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA-

19、 Supervisory Control and Data Acquisition ）中主站和子站（遠(yuǎn)動終端或綜合自動化系統(tǒng)）之間的數(shù)據(jù)通信IECWG03定義的遠(yuǎn)動通信協(xié)議分為兩層，一是鏈路層，由IEC60870-5-1和IEC60870-5-2描述：一是應(yīng)用層，基礎(chǔ)部分由IEC60870-5-3 、 IEC60870-5-4 、 IEC60870-5-5描述。IEC60870-5系列（系列（3）p IEC60870-5-101：基本遠(yuǎn)動任務(wù)基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)。（配套標(biāo)準(zhǔn)。（1995年）年）p IEC60870-5-102：電能累積量傳輸電能累積量傳輸配套標(biāo)準(zhǔn)。配套標(biāo)準(zhǔn)。 （1996年）年）

20、p IEC60870-5-103：繼電保護(hù)繼電保護(hù)設(shè)備信息接口配套標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備信息接口配套標(biāo)準(zhǔn)。 （1997年）年） p IEC60870-5-104：適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪m應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腎EC60870-5-101。 （2000年）年） 將將101規(guī)約應(yīng)用于規(guī)約應(yīng)用于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上。 基本標(biāo)準(zhǔn)是制定和理解配套標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)，配套標(biāo)準(zhǔn)都要引用基本標(biāo)準(zhǔn)。配套標(biāo)準(zhǔn)針對具體應(yīng)用作了具體規(guī)定，使基本標(biāo)準(zhǔn)的原則更加明確。等同采用基本標(biāo)準(zhǔn)和配套標(biāo)準(zhǔn)有利于實現(xiàn)遠(yuǎn)動設(shè)備的互操作性。設(shè)備的互操作性是指來自同一或不同制造商的兩個以上智能電子設(shè)備交換信息、使用信息、正確執(zhí)行規(guī)定功能的能力。為了實現(xiàn)互操作性，要

21、制定傳輸協(xié)議國際和國家標(biāo)準(zhǔn)，還必須由第三方對制造廠生產(chǎn)的智能電子設(shè)備的協(xié)議進(jìn)行測試。為了在兼容的遠(yuǎn)動設(shè)備之間達(dá)到為了在兼容的遠(yuǎn)動設(shè)備之間達(dá)到互換互換的目的，國際電工委員會的目的，國際電工委員會TC-57 技術(shù)技術(shù)委員會又在委員會又在IEC60870-5 系列基本標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)系列基本標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)各種應(yīng)用情況下的不各種應(yīng)用情況下的不同要求同要求制定了一系列的配套標(biāo)準(zhǔn)。制定了一系列的配套標(biāo)準(zhǔn)。IEC60870-5系列（系列（4）p IEC60870-5-101 IEC60870-5-101:1995 DL/T 634-1997 IEC60870-5-101:2002 DL/T 634.5

22、101-2002 遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)|第第5部分部分:傳輸規(guī)約傳輸規(guī)約|第第101篇篇:基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)p IEC60870-5-102 DL/T 719-2000遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng) 第第5部分部分:傳輸規(guī)約傳輸規(guī)約 第第102篇篇:電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)電能累計量傳輸配套標(biāo)準(zhǔn)電能累計量傳輸配套標(biāo)準(zhǔn)p IEC60870-5-103 DL/T 667-1999遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)|第第5部分部分:傳輸規(guī)約傳輸規(guī)約|第第103篇篇:繼電保護(hù)繼電保護(hù)設(shè)備信息接口配套標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備信息接口配套標(biāo)準(zhǔn) p IEC60870-5-104 DL/T 634.5104-2

23、002遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)|第第5部分部分:傳輸規(guī)約傳輸規(guī)約|第第104篇篇:采采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-101的網(wǎng)絡(luò)訪問的網(wǎng)絡(luò)訪問IEC60870-5系列（系列（5）IEC61850系列系列(1) 今天采用網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⒃絹碓蕉啵W(wǎng)絡(luò)的帶寬寬、今天采用網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⒃絹碓蕉?，網(wǎng)絡(luò)的帶寬寬、CPU處理能力強、網(wǎng)處理能力強、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備價格降低使絡(luò)設(shè)備價格降低使利用網(wǎng)絡(luò)來傳輸信息利用網(wǎng)絡(luò)來傳輸信息成為可能。成為可能。 為此，為此，1995年年IEC TC57專門成立了三個工作組（專門成立了三個工作組（WG10/11/12）進(jìn)行新標(biāo)）進(jìn)行新標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，

24、這在歷史上是很少見的。準(zhǔn)的制定工作，這在歷史上是很少見的。 第第10工作組負(fù)責(zé)工作組負(fù)責(zé)變電站數(shù)據(jù)通信協(xié)議的整體描述和總體功能要求變電站數(shù)據(jù)通信協(xié)議的整體描述和總體功能要求； 第第11工作組負(fù)責(zé)工作組負(fù)責(zé)站級數(shù)據(jù)通信總線站級數(shù)據(jù)通信總線的定義；的定義； 第第12工作組負(fù)責(zé)工作組負(fù)責(zé)控制柜級控制柜級（過程級）數(shù)據(jù)通信協(xié)議的定義。（過程級）數(shù)據(jù)通信協(xié)議的定義。 這幾種模型都是基于這幾種模型都是基于ISO 9506 MMS的，變電站的數(shù)據(jù)通信總線可以的，變電站的數(shù)據(jù)通信總線可以直接直接訪問控制中心，不需要另加網(wǎng)關(guān)（訪問控制中心，不需要另加網(wǎng)關(guān)（Gateway），），是一種將是一種將變電站內(nèi)數(shù)據(jù)通信變

25、電站內(nèi)數(shù)據(jù)通信協(xié)議協(xié)議與與廣域網(wǎng)協(xié)議廣域網(wǎng)協(xié)議組合在一起的體系結(jié)構(gòu)。組合在一起的體系結(jié)構(gòu)。河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院17 TC57在在1999年年9月召開的京都年會的戰(zhàn)略會議（月召開的京都年會的戰(zhàn)略會議（SPAG)上決定在將上決定在將來來510年內(nèi)年內(nèi)TC57的工作重點是制定的工作重點是制定“無縫通信系統(tǒng)體系標(biāo)準(zhǔn)無縫通信系統(tǒng)體系標(biāo)準(zhǔn)”，并，并定名為定名為“變電站和控制中心通過變電站和控制中心通過61850通信通信”，即，即IEC61850協(xié)議協(xié)議. 采用面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)，面向未來通訊的可擴展架構(gòu)，實現(xiàn)采用面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)，面向未來通訊的可擴展架構(gòu)，實現(xiàn)“一一個世界，一種技術(shù)，

26、一個標(biāo)準(zhǔn)個世界，一種技術(shù)，一個標(biāo)準(zhǔn)”的目標(biāo)。的目標(biāo)。IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為基于通用網(wǎng)絡(luò)通信平臺基于通用網(wǎng)絡(luò)通信平臺的變電站自動化系統(tǒng)的變電站自動化系統(tǒng)唯一的國際標(biāo)準(zhǔn)。唯一的國際標(biāo)準(zhǔn)。我國與之配套的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是我國與之配套的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是 DL/T 860規(guī)約規(guī)約是我國建設(shè)是我國建設(shè)數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站的核心技術(shù)之一的核心技術(shù)之一IEC61850系列系列(2)河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院18主要內(nèi)容主要內(nèi)容：研究：研究電子式互感器電子式互感器等數(shù)字化設(shè)備在監(jiān)控系統(tǒng)和繼電保護(hù)中等數(shù)字化設(shè)備在監(jiān)控系統(tǒng)和繼電保護(hù)中的應(yīng)用技術(shù)；研究開發(fā)符合的應(yīng)用技術(shù)；研究開發(fā)符合I

27、EC 61850標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，并具備測量、保護(hù)、控制、，并具備測量、保護(hù)、控制、分析、設(shè)備在線監(jiān)測、狀態(tài)檢修、遠(yuǎn)方監(jiān)視等功能的數(shù)字化分散式變電分析、設(shè)備在線監(jiān)測、狀態(tài)檢修、遠(yuǎn)方監(jiān)視等功能的數(shù)字化分散式變電站自動化系統(tǒng)；研究使用電子式互感器的繼電保護(hù)原理，開發(fā)繼電保護(hù)站自動化系統(tǒng)；研究使用電子式互感器的繼電保護(hù)原理，開發(fā)繼電保護(hù)裝置。裝置。預(yù)期目標(biāo)預(yù)期目標(biāo)：提出基于：提出基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)和電子式互感器的變電站保護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)和電子式互感器的變電站保護(hù)、自動化整體技術(shù)方案；研制出可直接接入電子式互感器等數(shù)字化信號的自動化整體技術(shù)方案；研制出可直接接入電子式互感器等數(shù)字化信號的硬件和軟件平臺，實現(xiàn)變

28、電站自動化、繼電保護(hù)、故障錄波、安全自動硬件和軟件平臺，實現(xiàn)變電站自動化、繼電保護(hù)、故障錄波、安全自動裝置數(shù)字化和一體化，并在示范工程中應(yīng)用；研究制定數(shù)字變電站技術(shù)裝置數(shù)字化和一體化，并在示范工程中應(yīng)用；研究制定數(shù)字變電站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程。數(shù)字化變電站技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程。數(shù)字化變電站技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。 數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站是以變電站一、二次設(shè)備為數(shù)字化數(shù)字化變電站是以變電站一、二次設(shè)備為數(shù)字化對象對象，以高速網(wǎng)絡(luò)通信平，以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺為臺為基礎(chǔ)基礎(chǔ)，通過對數(shù)字化信息進(jìn)行，通過對數(shù)字化信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化，實現(xiàn)，實現(xiàn)信息共享信息共享和和互操作互操作，并以，并以

29、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用智能化策略實現(xiàn)測量監(jiān)視、控制保護(hù)、信息管理等為基礎(chǔ)，采用智能化策略實現(xiàn)測量監(jiān)視、控制保護(hù)、信息管理等自動化功能的變電站。自動化功能的變電站。河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院19數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)及研究現(xiàn)狀數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)及研究現(xiàn)狀電子式互感器應(yīng)用電子式互感器應(yīng)用逐漸接近成熟逐漸接近成熟一次設(shè)備運行狀態(tài)采集一次設(shè)備運行狀態(tài)采集已經(jīng)開展工作已經(jīng)開展工作智能化電器智能化電器正在開展工作正在開展工作IEC61850IEC61850及數(shù)據(jù)建模及數(shù)據(jù)建模已經(jīng)實用化已經(jīng)實用化同步測量及數(shù)據(jù)整合同步測量及數(shù)據(jù)整合已經(jīng)開展工作（已經(jīng)開展工作（ABB/SELABB/SEL

30、）數(shù)字式保護(hù)、測控設(shè)備數(shù)字式保護(hù)、測控設(shè)備已經(jīng)實用化已經(jīng)實用化數(shù)字式計量設(shè)備數(shù)字式計量設(shè)備已經(jīng)開展工作已經(jīng)開展工作IEC61850IEC61850站內(nèi)信息交互站內(nèi)信息交互正在開展工作正在開展工作IEC61850IEC61850站間信息交互站間信息交互正在開展工作正在開展工作IEC61850IEC61850IEC61970IEC61970交互交互正在開展工作正在開展工作智能控制智能控制已經(jīng)開展工作，如：順控已經(jīng)開展工作，如：順控可視化可視化剛開展工作，如：智能報警剛開展工作，如：智能報警基于數(shù)字變電站數(shù)據(jù)的高級應(yīng)用基于數(shù)字變電站數(shù)據(jù)的高級應(yīng)用正在開展工作，如：區(qū)域故障快速正在開展工作，如：區(qū)域故

31、障快速識別識別IEC60870-6系列（系列（1）IEC60870-6系列系列：計算機數(shù)據(jù)通信協(xié)議計算機數(shù)據(jù)通信協(xié)議體系體系 IEC TC57 WG07工作組負(fù)責(zé)制定與工作組負(fù)責(zé)制定與ISO和和ITU-T兼容的用于電力系統(tǒng)兼容的用于電力系統(tǒng)控制的計算機數(shù)據(jù)通信協(xié)議，即控制的計算機數(shù)據(jù)通信協(xié)議，即IEC 60870-6 系列標(biāo)準(zhǔn)。系列標(biāo)準(zhǔn)。 該項工作始于己于該項工作始于己于1993年，當(dāng)時從已廣泛應(yīng)用的協(xié)議（如：挪威的年，當(dāng)時從已廣泛應(yīng)用的協(xié)議（如：挪威的ELCOM90、美國西部電網(wǎng)的、美國西部電網(wǎng)的WSCC等）中選擇了等）中選擇了ELCOM90作為藍(lán)本，作為藍(lán)本，開始制定開始制定IEC 國際標(biāo)

32、準(zhǔn)，稱為國際標(biāo)準(zhǔn)，稱為遠(yuǎn)方控制應(yīng)用單元遠(yuǎn)方控制應(yīng)用單元TASE(Tele-control Application Service Element, 后改為后改為TASE.1). 后來發(fā)現(xiàn)該協(xié)議適應(yīng)性較差與后來發(fā)現(xiàn)該協(xié)議適應(yīng)性較差與ISO/ITU-T的兼容性不好，美國和德國堅的兼容性不好，美國和德國堅決反對，強烈要求制定一套與決反對，強烈要求制定一套與ISO/ITU-T兼容性好的協(xié)議，于是美國電科兼容性好的協(xié)議，于是美國電科院院 (EPRI) 急忙開發(fā)了急忙開發(fā)了ICCP ( Inter Control-center Communication Protocol )，于，于96年被納入年被納入I

33、EC體系，稱為體系，稱為TASE.2與與TASE.1并列為國際標(biāo)準(zhǔn)，但互不兼容。一度形成歐洲與美國兩個系并列為國際標(biāo)準(zhǔn)，但互不兼容。一度形成歐洲與美國兩個系列相爭不下的局面。其中列相爭不下的局面。其中TASE.1基于基于 ISO 9072-1/2 ROSE， TASE.2基于基于MMS ( Manufacturing Message Specification )。IEC60870-6系列（系列（2） 由于由于MMS已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，所以已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，所以TASE.2比比TASE.1適應(yīng)性更強、適應(yīng)性更強、更容易實現(xiàn)。更容易實現(xiàn)。 目前，國際電工委員會目前，國際電工委員會TC57委

34、員會已采納委員會已采納TASE.2協(xié)議為協(xié)議為控制中心間控制中心間信息交換的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議信息交換的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。 中國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會也已采納中國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會也已采納TASE.2協(xié)議，將它定義為國家標(biāo)準(zhǔn)以替協(xié)議，將它定義為國家標(biāo)準(zhǔn)以替代原來的我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)代原來的我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議DL476-92。河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院22一、概述：一、概述：6.3 差錯控制原理差錯控制原理 電力系統(tǒng)是一個實時運行的復(fù)雜系統(tǒng)，遠(yuǎn)動信息的實時性、準(zhǔn)確性和可電力系統(tǒng)是一個實時運行的復(fù)雜系統(tǒng)，遠(yuǎn)動信息的實時性、準(zhǔn)確性和可靠性是信息傳輸?shù)幕疽蟆?/p>

35、靠性是信息傳輸?shù)幕疽蟆Ｈ绻麤]有及時正確的遙測、遙信信息，電網(wǎng)調(diào)度人員或監(jiān)控中心運行人如果沒有及時正確的遙測、遙信信息，電網(wǎng)調(diào)度人員或監(jiān)控中心運行人員就不能隨時了解電網(wǎng)的當(dāng)前運行狀態(tài)；員就不能隨時了解電網(wǎng)的當(dāng)前運行狀態(tài)；若遙控、遙調(diào)命令信息不可靠，不僅不能對電網(wǎng)施加安全、優(yōu)質(zhì)的控制，若遙控、遙調(diào)命令信息不可靠，不僅不能對電網(wǎng)施加安全、優(yōu)質(zhì)的控制，甚至還可能導(dǎo)致電網(wǎng)事故的發(fā)生。甚至還可能導(dǎo)致電網(wǎng)事故的發(fā)生。河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院236.3 差錯控制原理差錯控制原理提高信息傳輸質(zhì)量指標(biāo)的設(shè)計考慮包括：選擇質(zhì)量較好的信息傳輸提高信息傳輸質(zhì)量指標(biāo)的設(shè)計考慮包括：選擇質(zhì)量較好的信息傳

36、輸通道，改善信道的特性，降低碼間干擾。通道，改善信道的特性，降低碼間干擾。但是，信息在信道上傳輸?shù)倪^程中，由但是，信息在信道上傳輸?shù)倪^程中，由干擾引起的差錯干擾引起的差錯始終存在，始終存在，必須采用必須采用差錯控制技術(shù)差錯控制技術(shù)。影響信息傳輸影響信息傳輸準(zhǔn)確性、可靠性準(zhǔn)確性、可靠性的主要因素包括：一是的主要因素包括：一是信道特性信道特性引起信息引起信息的的碼間干擾碼間干擾；二是信道上的；二是信道上的噪聲和干擾噪聲和干擾。一、概述：一、概述：河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院24q差錯控制技術(shù)差錯控制技術(shù)就是采用可靠、有效的編碼，以發(fā)現(xiàn)或糾正信號在傳就是采用可靠、有效的編碼，以發(fā)現(xiàn)或糾正

37、信號在傳輸過程中由于噪聲干擾而造成的錯碼的一種方法。也稱輸過程中由于噪聲干擾而造成的錯碼的一種方法。也稱抗干擾編碼抗干擾編碼技術(shù)技術(shù)。q差錯控制方式：差錯控制方式：分為分為檢錯檢錯和和糾錯糾錯兩大類，檢錯即查出信息傳輸過程兩大類，檢錯即查出信息傳輸過程中的錯碼，但中的錯碼，但不能確定錯碼的位置不能確定錯碼的位置；糾錯則是；糾錯則是在檢錯的基礎(chǔ)上在檢錯的基礎(chǔ)上，判，判斷錯碼所在斷錯碼所在位置位置并加以并加以糾正糾正。 6.3 差錯控制原理差錯控制原理一、概述：一、概述：河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院25差錯控制方式：差錯控制方式： v自動要求重傳（自動要求重傳（ARQ）方式）方式發(fā)送端

38、發(fā)送端可可檢錯檢錯的碼的碼判決信號判決信號接收端接收端6.3 差錯控制原理差錯控制原理 發(fā)送端發(fā)送端發(fā)送發(fā)送能夠檢錯能夠檢錯的信息碼。的信息碼。接收端接收端接收該碼后，按編碼規(guī)則檢錯，確定有無誤碼，并將判斷結(jié)果通過接收該碼后，按編碼規(guī)則檢錯，確定有無誤碼，并將判斷結(jié)果通過反饋信道反饋信道傳送給發(fā)送端。傳送給發(fā)送端。如果判斷結(jié)果為誤碼，則發(fā)送端重傳該信息碼，直到接收端無誤碼為止。如果判斷結(jié)果為誤碼，則發(fā)送端重傳該信息碼，直到接收端無誤碼為止。如果判斷結(jié)果為無誤碼，發(fā)送端可繼續(xù)向接收端發(fā)送新的信息碼。如果判斷結(jié)果為無誤碼，發(fā)送端可繼續(xù)向接收端發(fā)送新的信息碼。p 要求信息收發(fā)雙方之間應(yīng)具備要求信息收

39、發(fā)雙方之間應(yīng)具備雙向通道雙向通道，并協(xié)調(diào)收發(fā)過程。收發(fā)雙方都，并協(xié)調(diào)收發(fā)過程。收發(fā)雙方都必須對所發(fā)送或接收的信息進(jìn)行暫存，以用于重新發(fā)送或無錯碼時采用。必須對所發(fā)送或接收的信息進(jìn)行暫存，以用于重新發(fā)送或無錯碼時采用。p ARQ方式按編碼規(guī)則完成檢錯，方式按編碼規(guī)則完成檢錯，由重傳完成糾錯由重傳完成糾錯，其，其準(zhǔn)確性、可靠性很準(zhǔn)確性、可靠性很高高，但，但實時性受影響實時性受影響，效率不高。，效率不高。河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院26v循環(huán)傳送檢錯方式循環(huán)傳送檢錯方式發(fā)送端發(fā)送端可可檢錯檢錯的碼的碼接收端接收端6.3 差錯控制原理差錯控制原理 發(fā)送端發(fā)送端把信息進(jìn)行編碼后發(fā)送出去把信息

40、進(jìn)行編碼后發(fā)送出去 接收端接收端接收到數(shù)據(jù)后經(jīng)檢錯譯碼器判斷有無誤碼接收到數(shù)據(jù)后經(jīng)檢錯譯碼器判斷有無誤碼 如果沒有誤碼，則該信息碼可用如果沒有誤碼，則該信息碼可用 如果有誤碼，則該組數(shù)碼棄之不用如果有誤碼，則該組數(shù)碼棄之不用 同一信源的信息被同一信源的信息被周期性的循環(huán)傳送周期性的循環(huán)傳送，可待下次循環(huán)時再接收該信息，可待下次循環(huán)時再接收該信息，如果無錯就可以采用如果無錯就可以采用p 不需要反饋信道不需要反饋信道，具有檢錯方式簡單，易于實現(xiàn)的特點。，具有檢錯方式簡單，易于實現(xiàn)的特點。河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院27v前向糾錯（前向糾錯（FEC）方式）方式v混合糾錯（混合糾錯（HEC

41、）方式）方式發(fā)送端發(fā)送端可可糾錯、檢錯糾錯、檢錯的碼的碼判決信號判決信號接收端接收端發(fā)送端發(fā)送端可可糾錯糾錯的碼的碼接收端接收端6.3 差錯控制原理差錯控制原理 發(fā)送端的信息經(jīng)信道譯碼器進(jìn)行發(fā)送端的信息經(jīng)信道譯碼器進(jìn)行糾錯編碼糾錯編碼，形成可糾錯的碼字發(fā)送出去，形成可糾錯的碼字發(fā)送出去;在接收端，把接收到的數(shù)碼經(jīng)信道譯碼器進(jìn)行在接收端，把接收到的數(shù)碼經(jīng)信道譯碼器進(jìn)行糾錯譯碼。糾錯譯碼。p 其優(yōu)點是其優(yōu)點是不需要反饋信道不需要反饋信道，缺點是譯碼器比較復(fù)雜。，缺點是譯碼器比較復(fù)雜。是是FEC與與ARQ兩種方式的綜合兩種方式的綜合發(fā)送端發(fā)送的碼字不僅能夠發(fā)送端發(fā)送的碼字不僅能夠檢錯檢錯，還具有一定

42、的，還具有一定的糾錯糾錯能力能力接收端收到數(shù)碼后，接收端收到數(shù)碼后，首先進(jìn)行糾錯首先進(jìn)行糾錯；如果錯誤太多，超過了糾錯能力，但；如果錯誤太多，超過了糾錯能力，但譯碼器能夠檢測出誤碼時，可通過譯碼器能夠檢測出誤碼時，可通過反饋反饋信道，要求對方重發(fā)。信道，要求對方重發(fā)。p HEC要求有反饋信道，并要求發(fā)送的碼組及接收端的信道譯碼器具有一要求有反饋信道，并要求發(fā)送的碼組及接收端的信道譯碼器具有一定的糾錯能力。定的糾錯能力。河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院28n上述差錯控制中所使用的碼有檢錯碼和糾錯碼之分，實際上兩者之間上述差錯控制中所使用的碼有檢錯碼和糾錯碼之分，實際上兩者之間沒有本質(zhì)的差

43、別，經(jīng)常是同一種碼既可作為檢錯碼也可作為糾錯碼。沒有本質(zhì)的差別，經(jīng)常是同一種碼既可作為檢錯碼也可作為糾錯碼。n在電力系統(tǒng)在電力系統(tǒng)循環(huán)式遠(yuǎn)動循環(huán)式遠(yuǎn)動通信中，對于通信中，對于遙測遙信信息遙測遙信信息的傳送通常采用的傳送通常采用循循環(huán)傳送檢錯環(huán)傳送檢錯方式；方式；n問答式遠(yuǎn)動問答式遠(yuǎn)動通信中的遙測遙信信息的傳送也多采用通信中的遙測遙信信息的傳送也多采用檢錯譯碼檢錯譯碼方式；方式；n為了提高可靠性，對于為了提高可靠性，對于遙控遙控都采用都采用返送重傳返送重傳方式。方式。 6.3 差錯控制原理差錯控制原理差錯控制的實際應(yīng)用：差錯控制的實際應(yīng)用： 河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院29差錯控制編

44、碼：差錯控制編碼：n 差錯控制差錯控制就是按照某種規(guī)律就是按照某種規(guī)律編碼編碼，使接收端的檢錯、糾錯能力得以實，使接收端的檢錯、糾錯能力得以實現(xiàn)?，F(xiàn)。n 在一組信息碼元的基礎(chǔ)上，增加部分與在一組信息碼元的基礎(chǔ)上，增加部分與信息碼元信息碼元具有某種相關(guān)性的具有某種相關(guān)性的校校驗碼元驗碼元，使原來本不相關(guān)的信息序列，轉(zhuǎn)化為具有某種規(guī)律性的碼元，使原來本不相關(guān)的信息序列，轉(zhuǎn)化為具有某種規(guī)律性的碼元序列。序列。n 編碼過程：編碼過程：設(shè)要傳送設(shè)要傳送k位信息，編碼器按一定的規(guī)則在位信息，編碼器按一定的規(guī)則在k位信息碼位信息碼根據(jù)根據(jù)規(guī)則附加規(guī)則附加r位校驗碼位校驗碼，構(gòu)成，構(gòu)成n=k+r位的位的碼字碼

45、字。n 附加附加r位校驗碼的位校驗碼的編碼規(guī)則編碼規(guī)則很多，不同的規(guī)則就形成了不同的很多，不同的規(guī)則就形成了不同的編碼方式編碼方式。6.3 差錯控制原理差錯控制原理河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院30 碼的性能要好，能檢出或糾正最可能出現(xiàn)的錯碼類型；碼的性能要好，能檢出或糾正最可能出現(xiàn)的錯碼類型； 編碼效率要高，即所加的校驗位要少；編碼效率要高，即所加的校驗位要少； 實現(xiàn)編碼譯碼的方法要簡便。實現(xiàn)編碼譯碼的方法要簡便。6.3 差錯控制原理差錯控制原理n 編碼規(guī)則的選擇標(biāo)準(zhǔn)：編碼規(guī)則的選擇標(biāo)準(zhǔn)：河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院31二、部頒二、部頒CDT規(guī)約中的循環(huán)碼規(guī)約中的循環(huán)碼

46、同步字同步字控制字控制字信息字信息字1信息字信息字n圖圖6-12 循環(huán)遠(yuǎn)動規(guī)約的循環(huán)遠(yuǎn)動規(guī)約的幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)字節(jié)字節(jié)1字節(jié)字節(jié)2字節(jié)字節(jié)3字節(jié)字節(jié)4字節(jié)字節(jié)5校驗碼校驗碼圖圖613 循環(huán)遠(yuǎn)動循環(huán)遠(yuǎn)動規(guī)約的規(guī)約的字結(jié)構(gòu)字結(jié)構(gòu)6.3 差錯控制原理差錯控制原理p 1991年年11月原電力工業(yè)部頒布了循環(huán)式遠(yuǎn)動傳送規(guī)約月原電力工業(yè)部頒布了循環(huán)式遠(yuǎn)動傳送規(guī)約DL451-1991。p 該規(guī)約規(guī)定的數(shù)據(jù)該規(guī)約規(guī)定的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)如下圖如下圖6-12所示。所示。p 每個每個字字均為均為6個字節(jié)個字節(jié)。除同步字外，。除同步字外，控制字和信息字的第控制字和信息字的第6個字節(jié)為個字節(jié)為校驗校驗碼字節(jié)碼字節(jié)。n (k

47、=40位位)信息碼信息碼 + (r=8位位)校驗碼校驗碼構(gòu)成構(gòu)成(n=k+r=48位位)碼字碼字。河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院32CDT規(guī)約的校驗碼：規(guī)約的校驗碼：6.3 差錯控制原理差錯控制原理p 對長度為對長度為 k 位的信息碼位的信息碼，按一定規(guī)則添加，按一定規(guī)則添加 r 位校驗碼（位校驗碼（CRC校驗碼）校驗碼），組，組成長度為成長度為n=k+r 的二進(jìn)制序列的二進(jìn)制序列Cn1 , Cn2 , , C1 , C0的碼字。的碼字。1x6+1x5+0 x4+0 x3+1x2+0 x+1= x6+x5+x2+1 在在CRC編碼理論中，利用編碼理論中，利用碼多項式碼多項式進(jìn)行進(jìn)行碼

48、組碼組的描述和運算。的描述和運算。 一個一個n位位的的碼組碼組可用一個可用一個最高冪次為最高冪次為(n-1)的的碼多項式碼多項式進(jìn)行描述，碼組中進(jìn)行描述，碼組中各碼元作為碼多項式的各碼元作為碼多項式的系數(shù)系數(shù)。 例如例如7位碼組位碼組 1100101 可表示表示為：可表示表示為：p CDT規(guī)約利用規(guī)約利用CRC(Cyclic Redundancy Check)進(jìn)行校驗。進(jìn)行校驗。河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院33CRC編碼及校驗原理：編碼及校驗原理：6.3 差錯控制原理差錯控制原理 采用采用CRC進(jìn)行編碼和校驗時，發(fā)送方和接收方事先約定一個進(jìn)行編碼和校驗時，發(fā)送方和接收方事先約定一個

49、生成多項式生成多項式g(x) ，并且，并且g(x)的最高項和最低項的系數(shù)必須為的最高項和最低項的系數(shù)必須為1。 發(fā)送方先為發(fā)送方先為原始數(shù)據(jù)塊原始數(shù)據(jù)塊生成生成帶帶CRC校驗碼校驗碼的的碼字碼字，并使該碼字的碼多項，并使該碼字的碼多項式能式能被被g(x)除盡除盡；發(fā)送此碼字，接收方用收到的碼字也除以；發(fā)送此碼字，接收方用收到的碼字也除以g(x) ，如果能，如果能除盡，表明傳輸正確，否則，表示傳輸有錯，請求重發(fā)。除盡，表明傳輸正確，否則，表示傳輸有錯，請求重發(fā)。 p 根據(jù)要傳送的根據(jù)要傳送的k位二進(jìn)制信息碼位二進(jìn)制信息碼，按照，按照一定的一定的規(guī)則規(guī)則產(chǎn)生一個產(chǎn)生一個r位位CRC校驗碼校驗碼，附

50、在原始信息后邊，構(gòu)成一個新的附在原始信息后邊，構(gòu)成一個新的n=k+r位二進(jìn)制碼序列（碼字）。位二進(jìn)制碼序列（碼字）。p CRC校驗碼如何生成？滿足什么樣的規(guī)則？校驗碼如何生成？滿足什么樣的規(guī)則？p 這個這個規(guī)則規(guī)則，在差錯控制理論中稱為，在差錯控制理論中稱為“生成多項式生成多項式”。 編碼和檢錯過程：編碼和檢錯過程：河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院34 首先將原信息碼首先將原信息碼(k位位)左移左移r位位(k+r=n)，即相當(dāng)于將信息碼多項式，即相當(dāng)于將信息碼多項式m(x)乘以乘以xr，得到新的多項式，得到新的多項式xrm(x) 用生成多項式用生成多項式g(x) 用用模模2除除該多項式

51、，其所得該多項式，其所得余式設(shè)為余式設(shè)為r(x)。 CRC校驗碼生成方法：校驗碼生成方法：6.3 差錯控制原理差錯控制原理T(x)=xrm(x)-r(x) l T(x)：編碼后的：編碼后的帶帶CRC校驗位的碼多項式校驗位的碼多項式l r(x)：CRC校驗碼多項式校驗碼多項式，且多項式次數(shù)為，且多項式次數(shù)為(r-1)次次 當(dāng)使用當(dāng)使用CRC校驗碼進(jìn)行差錯控制時，除了為校驗碼進(jìn)行差錯控制時，除了為g(x)的整數(shù)倍的差錯的整數(shù)倍的差錯多項式多項式不不能被檢測外能被檢測外，其它差錯均能被查出。，其它差錯均能被查出。CRC校驗碼的差錯控制效果取決于校驗碼的差錯控制效果取決于g(x)的階數(shù)的階數(shù)，階數(shù)越高

52、，效果越好。，階數(shù)越高，效果越好。 設(shè)原始設(shè)原始k位信息碼多項式為為位信息碼多項式為為(k-1)次多項式次多項式m(x) ；設(shè)；設(shè)生成多項式生成多項式g(x)的次數(shù)的次數(shù)為為r且比且比m(x)的階數(shù)低。的階數(shù)低。河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院356.3 差錯控制原理差錯控制原理目前，常用的生成多項式目前，常用的生成多項式g(x)有兩種，分別是：有兩種，分別是： CRC-16x16+x15+x2+1 CCITT x16+x12+x5+1 CDT規(guī)約采用：規(guī)約采用：CRC-8 x8+x2+x1+1 河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院36模模2運算：運算：6.3 差錯控制原理差錯控制

53、原理模模2運算是一種二進(jìn)制算法，運算是一種二進(jìn)制算法，是是CRC校驗技術(shù)中的核心部分。校驗技術(shù)中的核心部分。與四則運算與四則運算相同相同，模，模2運算也包括模運算也包括模2加、模加、模2減、模減、模2乘、模乘、模2除四種除四種二進(jìn)制運算。而且，模二進(jìn)制運算。而且，模2運算也使用與四則運算相同的運算符。運算也使用與四則運算相同的運算符。與四則運算與四則運算不同不同的是的是模模2運算不考慮運算不考慮進(jìn)位進(jìn)位和和借位借位，即模，即模2加法是不帶進(jìn)加法是不帶進(jìn)位的二進(jìn)制加法運算，模位的二進(jìn)制加法運算，模2減法是不帶借位的二進(jìn)制減法運算。減法是不帶借位的二進(jìn)制減法運算。因此，因此，這種加減運算實際上就是

54、邏輯上的這種加減運算實際上就是邏輯上的異或運算異或運算，加法和減法等價加法和減法等價。 河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院37CRC校驗例程：校驗例程：6.3 差錯控制原理差錯控制原理例如，要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息碼為例如，要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息碼為1101 0110 11， 生成多項式為生成多項式為g(x) =x4+x+1首先在發(fā)送數(shù)據(jù)塊的末尾加首先在發(fā)送數(shù)據(jù)塊的末尾加4個個0（左移（左移4位），得到位），得到1101 0110 11 0000，然后用然后用g(x)的位串的位串10011去模去模2除，得到余數(shù)位串除，得到余數(shù)位串1110（校驗碼）（校驗碼）再用再用1101 0110 11 0000減

55、去減去余數(shù)位串余數(shù)位串1110，得到位串，得到位串1101 0110 11 1110，將，將其對應(yīng)的多項式稱為其對應(yīng)的多項式稱為T(x)，顯然，顯然，T(X)能被能被g(x)除盡。除盡。這樣，一旦接收到的碼組不能被同樣的這樣，一旦接收到的碼組不能被同樣的g(x)的位串除盡，那么一定有傳輸?shù)奈淮M，那么一定有傳輸錯誤。錯誤。 河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院38最新部頒最新部頒CDT遠(yuǎn)動通信規(guī)約適應(yīng)于遠(yuǎn)動通信規(guī)約適應(yīng)于點對點通道點對點通道的的調(diào)度中心與廠站之間調(diào)度中心與廠站之間的數(shù)據(jù)通信，也適用于的數(shù)據(jù)通信，也適用于調(diào)度中心之間調(diào)度中心之間實時數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)通信。實時數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)通信。1、C

56、DT規(guī)約主要性能：規(guī)約主要性能： 以以幀幀為單位組織數(shù)據(jù)，且為單位組織數(shù)據(jù)，且?guī)L可變幀長可變； 區(qū)分循環(huán)量、隨機量和插入量。子站數(shù)據(jù)區(qū)分循環(huán)量、隨機量和插入量。子站數(shù)據(jù)循環(huán)傳送循環(huán)傳送，而變位信息、對，而變位信息、對時信息和遙控返校等重要信息時信息和遙控返校等重要信息優(yōu)先插入傳送優(yōu)先插入傳送。 確定了確定了上行信息上行信息的傳送順序和傳送周期，如表的傳送順序和傳送周期，如表6-3所示；所示；6.4 循環(huán)式遠(yuǎn)動通信循環(huán)式遠(yuǎn)動通信(CDT)規(guī)約及其應(yīng)用規(guī)約及其應(yīng)用河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院396.4 循環(huán)式遠(yuǎn)動通信規(guī)約及其應(yīng)用循環(huán)式遠(yuǎn)動通信規(guī)約及其應(yīng)用表表6 -3上行信息上行信息的

57、傳送順序和傳送周期的傳送順序和傳送周期隨機隨機隨機量，隨機量，事件順序記錄事件順序記錄E定時定時電能脈沖電能脈沖計數(shù)值計數(shù)值D2定時定時遙信遙信狀態(tài)信息狀態(tài)信息D1 20S一般遙測信息一般遙測信息C 6S次要遙測信息次要遙測信息B 3S重要重要遙測遙測信息信息A建議傳送周期建議傳送周期傳送信息類型傳送信息類型幀幀 類類 別別 規(guī)定了主站到子站的規(guī)定了主站到子站的控制命令控制命令傳送方式和優(yōu)先順序。傳送方式和優(yōu)先順序。 雖是遠(yuǎn)動規(guī)約，但許多雖是遠(yuǎn)動規(guī)約，但許多智能裝置智能裝置上送上送當(dāng)?shù)乇O(jiān)控信息當(dāng)?shù)乇O(jiān)控信息也使用了也使用了CDT規(guī)約。規(guī)約。河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院402、幀系列：

58、、幀系列：由于信息分幀傳送，必存在不同信息幀的排列順序和排列方式問題。由于信息分幀傳送，必存在不同信息幀的排列順序和排列方式問題。CDT規(guī)約規(guī)定了規(guī)約規(guī)定了4種幀系列，分別記為種幀系列，分別記為A1、A2、A3、A4，其中，其中A2幀幀系列系列應(yīng)用較為廣泛。應(yīng)用較為廣泛。 6.4 循環(huán)式遠(yuǎn)動通信規(guī)約及其應(yīng)用循環(huán)式遠(yuǎn)動通信規(guī)約及其應(yīng)用S1 S1S1 S2ABACABAABACABAEABACABAABACABAABACABAD1ABACABA D2CDT規(guī)約的規(guī)約的A2幀系列幀系列EE在傳送過程中，當(dāng)在傳送過程中，當(dāng)E幀（幀（SOE）出現(xiàn)時，在箭頭處所指方框處插入并傳送，）出現(xiàn)時，在箭頭處所指方

59、框處插入并傳送，且連送且連送3遍遍 SOE采用采用幀插入方式幀插入方式傳送傳送D1幀（遙信）、幀（遙信）、D2幀（電能量）所要求的傳送周期決定了幀（電能量）所要求的傳送周期決定了S1的重復(fù)次數(shù)。的重復(fù)次數(shù)。河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院413.1、同步字、同步字(B1B6)規(guī)約采用的同步字是規(guī)約采用的同步字是3組組EB90H，共共6個字節(jié)。個字節(jié)。由于向信道發(fā)送時由于向信道發(fā)送時低字節(jié)先送低字節(jié)先送，高字節(jié)后送；字節(jié)內(nèi)，高字節(jié)后送；字節(jié)內(nèi)低位先送低位先送，高位，高位后送，故實際組裝的后送，故實際組裝的6個同步字節(jié)應(yīng)是個同步字節(jié)應(yīng)是3組組D709H。 11101011100100001

60、101011100001001EB90D7096.4 循環(huán)式遠(yuǎn)動通信規(guī)約及其應(yīng)用循環(huán)式遠(yuǎn)動通信規(guī)約及其應(yīng)用3、幀結(jié)構(gòu)：、幀結(jié)構(gòu)：同步字同步字控制字控制字信息字信息字1信息字信息字nCDT規(guī)約的規(guī)約的幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)每個每個字字均為均為6個字節(jié)個字節(jié)p 同步字也稱報文頭，規(guī)律字符易分辯同步字也稱報文頭，規(guī)律字符易分辯p 報文解讀從同步字開始報文解讀從同步字開始河南理工大學(xué)電氣學(xué)院河南理工大學(xué)電氣學(xué)院423.2、控制字、控制字(B7B12)q 由控制字節(jié)、幀類別字節(jié)、信息字?jǐn)?shù)字節(jié)、源站址字節(jié)、目的站址字由控制字節(jié)、幀類別字節(jié)、信息字?jǐn)?shù)字節(jié)、源站址字節(jié)、目的站址字節(jié)和校驗碼字節(jié)共節(jié)和校驗碼字節(jié)共6個字節(jié)