IEC-規(guī)約簡介及應(yīng)用

IEC60870-5-104規(guī)約簡介及在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用摘

要本文著重討論國際電工委員會(huì)IEC發(fā)布的IEC60870-5系列電力系統(tǒng)傳輸規(guī)約配套標(biāo)準(zhǔn)的一部分：IEC60870-5-104傳輸規(guī)約在電網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)傳輸中的應(yīng)用。分析了其傳輸報(bào)文的格式、基本功能和傳輸模式。介紹了103規(guī)約遵循的傳輸規(guī)則，增強(qiáng)性能模式的理論參考模型，F(xiàn)T1.2幀格式和常用的若干種數(shù)據(jù)類型等幾個(gè)方面的內(nèi)容。而后例舉了104規(guī)約和103規(guī)約在變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方法。一、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)過十多年的發(fā)展，我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中不僅在中低壓變電站采用了自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用自動(dòng)化新技術(shù)，從而大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平，增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性，降低了變電站建設(shè)的總造價(jià)，這已經(jīng)成為不爭的事實(shí)。然而，技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的，隨著智能化開關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成熟，以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用，勢必對(duì)已有的變電站自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響，全數(shù)字化的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)即將出現(xiàn)。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)要求站內(nèi)設(shè)備的的信息可充分共享,并通過遠(yuǎn)動(dòng)通信接口實(shí)現(xiàn)與外部系統(tǒng)的信息共享。構(gòu)建一個(gè)快捷、穩(wěn)定、可靠和富有彈性的通信網(wǎng)絡(luò)是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本要求，也是整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行管理自動(dòng)化的根本前提。簡單的串行通信技術(shù)和現(xiàn)場總路線技術(shù)在實(shí)現(xiàn)變電站通信進(jìn)程中的局限性和瓶頸問題讓我們認(rèn)識(shí)到，變電站自動(dòng)化通信系統(tǒng)需要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，更需要寬帶、通用和符合國際標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在寬帶、可擴(kuò)展性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、通用性等方面的綜合評(píng)估中，以太網(wǎng)具備壓倒性的優(yōu)勢，成為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中通信技術(shù)發(fā)展的趨勢。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)通信技術(shù)也在不斷地加強(qiáng)；基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的高速通道已經(jīng)成為電力通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕ǖ?。國際電工委員會(huì)（IEC）公布的基于TCP/IP的IEC60870-5-104遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約適用于調(diào)度主站與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)或調(diào)度與RTU之間以及變電站內(nèi)部基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸。由于以太網(wǎng)的通信容量大和TCP/IP協(xié)議的開放性好，基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸已被認(rèn)為是電力系統(tǒng)自動(dòng)化通信發(fā)展的必然趨勢。因此研究IEC60870-5-104規(guī)約具有重要意義。圍繞IEC60870-5-104遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，對(duì)IEC60870-5-104通信規(guī)約進(jìn)行了研究，分析通信規(guī)約原理，探討了基于IEC60870-5-104規(guī)約的電力監(jiān)控系統(tǒng)與保護(hù)裝置的以太網(wǎng)通信。論述了IEC60870-5-104規(guī)約的研究背景、特點(diǎn)、意義以及在電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用情況；介紹和分析了IEC60870-5-104規(guī)約的基本內(nèi)容、原理，包括應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元(APDU)的類型和結(jié)構(gòu)，重發(fā)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)以及網(wǎng)絡(luò)通信的要點(diǎn)；并且根據(jù)目前在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和微機(jī)保護(hù)的應(yīng)用情況，模擬監(jiān)控計(jì)算機(jī)與智能電子設(shè)備（IED）的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建；通過采用Delphi程序設(shè)計(jì)語言編寫通信程序，討論了基于IEC60870-5-104通信規(guī)約的軟件的實(shí)現(xiàn)；利用Delphi網(wǎng)絡(luò)控件設(shè)計(jì)了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用TCP/IP,通信規(guī)約采用IEC60870-5-104的以太網(wǎng)通信程序，設(shè)計(jì)相應(yīng)的客戶端軟件和服務(wù)器軟件進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，使其符合IEC60870-5-104通信規(guī)約原理要求；運(yùn)用Delphi提供的多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)了主站與多個(gè)子站并行實(shí)時(shí)通信；結(jié)果實(shí)現(xiàn)了規(guī)約要求大部分功能，完成兼容的設(shè)備之間互操作的通信系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，達(dá)到了雙方可靠的進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的目的。1、IEC60870-5-104規(guī)約的研究背景及意義根據(jù)國際電工委員會(huì)制定的IEC60870-5-101和IEC60870-5-104遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約，我國已經(jīng)制定了相應(yīng)的配套標(biāo)DL/T634-1997和DL/T634.5104-2002。IEC60870-5-101遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約已經(jīng)在我國電力系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，國際電工委員會(huì)（IEC）公布的基于TCP/IP的IEC60870-5-104遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約適用于調(diào)度主站與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)或調(diào)度主站與RTU之間以及變電站內(nèi)部基于以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，是IEC60870-5系列標(biāo)準(zhǔn)的配套標(biāo)準(zhǔn)。而IEC60870-5-104作為采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-101的網(wǎng)絡(luò)訪問，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)運(yùn)行的信息傳輸要求不斷提高，變電站內(nèi)信息傳輸方式已逐步走向數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。由于以太網(wǎng)的通信容量大、TCP/IP規(guī)約的開放性好的特點(diǎn)，基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸已被一致認(rèn)為是電力系統(tǒng)自動(dòng)化通信發(fā)展的必然趨勢。因此采用TCP/IP的IEC60870-5-104規(guī)約的以太網(wǎng)通信，與傳統(tǒng)的低速通道的串口通信相比，在實(shí)現(xiàn)兼容的設(shè)備之間互操作具有很大優(yōu)勢。隨著全國電網(wǎng)的逐步連通，電力市場的建立和大電網(wǎng)安全分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和通信調(diào)度的要求，迫切需要建立基于網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)系統(tǒng)，使各相關(guān)主站同時(shí)共享子站的實(shí)時(shí)信息。同時(shí)，能使變電站監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與智能電子設(shè)備IED進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸，在變電站通信中各個(gè)環(huán)節(jié)起至關(guān)重要的作用。IEC60870-5-104規(guī)約不僅能實(shí)現(xiàn)了地區(qū)電力調(diào)度與自動(dòng)化變電站以網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而且可以在變電站內(nèi)站實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)和智能電子設(shè)備（IED）裝置實(shí)時(shí)通信，與常規(guī)CDT協(xié)議相比有明顯的優(yōu)勢，在促進(jìn)電力系統(tǒng)大電網(wǎng)的互連及安全穩(wěn)定運(yùn)行具有積極的意義。因此，研究IEC60870-5-104規(guī)約的原理具有重要的實(shí)際意義。2、IEC60870-5-104規(guī)約的應(yīng)用及發(fā)展在我國，IEC60870-5-104的規(guī)范性文件是DL/T634.5104-2002/IEC60870-5-104:2000.遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng).第5-104部分：傳輸規(guī)約,采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議子集的IEC60870-5-101的網(wǎng)絡(luò)訪問。104規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)利用了國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60870-5的系列文件。規(guī)定了IEC60870-5-101的應(yīng)用層與TCP/IP提供的傳輸功能相結(jié)合。自從IEC60870-5-101出版以來，101規(guī)約在我國得到廣泛應(yīng)用。在電力系統(tǒng)監(jiān)控中起重要作用，而基于TCP/IP傳輸?shù)腎EC60870-5-104是由IEC制定的一個(gè)開放性的國際標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用該規(guī)約傳輸遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)，可以方便不同供應(yīng)商的集成，加快開發(fā)速度和降低開發(fā)成本，已經(jīng)逐步在調(diào)度推廣應(yīng)用。目前在我國的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，往往是多種協(xié)議都有，有CDT、101、104并存的局面，新引進(jìn)的通信系統(tǒng)都采用IEC60870-5-104協(xié)議。隨著歐美一些國家監(jiān)控計(jì)算機(jī)主站與變電站IED的通信已逐步采用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，遠(yuǎn)動(dòng)報(bào)文可以通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)存貯和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備進(jìn)行傳輸。由于基于TCP/IP的IEC60870-5-104規(guī)約的開放性好，可靠性高等，在國內(nèi)外電力系統(tǒng)通信和變電站中得到越來越廣泛的應(yīng)用。二、IEC60870-5-104遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約簡介IEC60870-5-104遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約適用于具有串行比特?cái)?shù)據(jù)編碼傳輸?shù)倪h(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和系統(tǒng)，用以對(duì)地理廣域過程的監(jiān)視和控制。制定遠(yuǎn)動(dòng)配套標(biāo)準(zhǔn)的目的是使兼容的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備之間達(dá)到互操作。該標(biāo)準(zhǔn)利用了國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60870-5的系列文件，規(guī)定了IEC60870-5-101的應(yīng)用層與TCP/IP提供的傳輸功能的結(jié)合。TCP/IP框架內(nèi)，可以運(yùn)用不同的網(wǎng)絡(luò)類型，包括X.25，F(xiàn)R(幀中繼)，ATM(異步傳輸模式)和ISDN(綜合服務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))。根據(jù)相同的定義，不同的ASDU（應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元），包括IE60870-5全部配套標(biāo)準(zhǔn)(例如IEC60870-5-102)所定義的ASDU，可以與CP/IP相結(jié)合，不過這些在本標(biāo)準(zhǔn)中沒有進(jìn)一步說明。（注:安全機(jī)制不在本標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)）IEC60870-5-104規(guī)約改變了電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中傳統(tǒng)的利用串口通訊機(jī)制進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，取而代之的是利用Internet技術(shù)進(jìn)行調(diào)度，相比于以前的遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)，更加靈活，簡單，經(jīng)濟(jì)。1、規(guī)約概要IEC60870-5-104協(xié)議的目的將IEC60870-5-101標(biāo)準(zhǔn)用于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)訪問，由于以太網(wǎng)的通信容量大、TCP/IP規(guī)約的開放性好的特點(diǎn)，IEC60870-5-104被認(rèn)為是電力系統(tǒng)通信發(fā)展的必然趨勢。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)主站與IED設(shè)備連接到以太網(wǎng)，IED與監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，通信協(xié)議應(yīng)采用IEC60870-5-104標(biāo)準(zhǔn)。它定義了開放TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口的使用，所使用的參考模型源出于開放式系統(tǒng)互聯(lián)的ISO-OSI參考模型，但它只采用其中的5層，其結(jié)構(gòu)如圖2-1-1所示，圖2-1-2為TCP/IP協(xié)議集RFC2200的標(biāo)準(zhǔn)版本。根據(jù)IEC608770-5-1101從IEC660870--5-5中選選取的應(yīng)用功功能初始化用戶進(jìn)程從IEC608770-5-1101和IEC660870--5-1044中選取的ASDU應(yīng)用層（第7層）AAPCI（應(yīng)用規(guī)約約控制信息）傳輸接口（用用戶到TCP的接口）TCP/IIP協(xié)議子集（RFC22200）傳輸層（第4層）網(wǎng)絡(luò)層（第3層）鏈路層（第2層）物理層（第1層）圖2-1-1定義的遠(yuǎn)動(dòng)配套標(biāo)準(zhǔn)選擇的標(biāo)準(zhǔn)版本RFC793（傳傳輸控制協(xié)議議）傳輸層（第4層）RFC791（互互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）網(wǎng)絡(luò)層（第3層）RFC16611（PPP）RFC8944（在以太網(wǎng)上傳輸輸IP數(shù)據(jù)報(bào)）數(shù)據(jù)鏈路層（第2層）RFC16622（HDLC幀式PPP）X．21IEEE802..3物理層（第1層）圖2-1-2選擇的TCP/IP協(xié)議集RFC2200的標(biāo)準(zhǔn)版本由圖2-1-1可知，IEC60870-5-104實(shí)際上是將IEC60870-5-101與TCP/IP提供的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能相結(jié)合，使得IEC60870-5-101在TCP/IP內(nèi)各種網(wǎng)絡(luò)類型都可使用，包括X2.5、FR（幀中繼）、ATM（異步轉(zhuǎn)移模式）和ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)）。圖中可以看出IEC60870-5-104實(shí)際上處于應(yīng)用層協(xié)議的位置?；赥CP/IP的應(yīng)用層協(xié)議很多，每一種應(yīng)用層協(xié)議都對(duì)應(yīng)著一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口號(hào)，根據(jù)其在傳輸層上使用的是TCP協(xié)議還是UDP協(xié)議，端口號(hào)又分為TCP端口號(hào)和UDP端口號(hào)，其中TCP協(xié)議是一種面向連接的協(xié)議，為用戶提供可靠的、全雙工的字節(jié)流服務(wù)，具有確認(rèn)、流控制、多路復(fù)用和同步等功能，適用于數(shù)據(jù)傳輸；而UDP協(xié)議則是無連接的，每個(gè)分組都攜帶完整的目的地址，各分組在系統(tǒng)中獨(dú)立地從數(shù)據(jù)源走到終點(diǎn)，它不保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，也不提供重新排列次序或重新請(qǐng)求功能。為了保證可靠地傳輸遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)，IEC60870-5-104規(guī)定傳輸層使用的是TCP協(xié)議，因此其對(duì)應(yīng)的端口號(hào)是TCP端口。常用的TCP端口有：ftp文件傳輸協(xié)議，使用21號(hào)端口；telnet遠(yuǎn)程登錄協(xié)議，使用23號(hào)端口；SMTP簡單郵件傳送協(xié)議，使用25號(hào)端口；http超文本傳送協(xié)議，使用80號(hào)端口。IEC60870-5-104規(guī)定本標(biāo)準(zhǔn)使用的端口號(hào)為2404，并且此端口號(hào)已經(jīng)得到IANA（互聯(lián)網(wǎng)地址分配機(jī)構(gòu)，InternetAssignedNumbersAuthority）的確認(rèn)。對(duì)于基于TCP的應(yīng)用程序來說，存在兩種工作模式，即服務(wù)器模式和客戶機(jī)模式。服務(wù)器模式和客戶機(jī)模式是有區(qū)別的。在建立TCP連接時(shí)，服務(wù)器從不主動(dòng)發(fā)起連接請(qǐng)求，它一直處于偵聽狀態(tài)，當(dāng)偵聽到來自客戶機(jī)的連接請(qǐng)求后，則接受此請(qǐng)求，由此建立一個(gè)TCP連接，服務(wù)器和客戶機(jī)就可以通過這個(gè)虛擬的通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。IEC60870-5-104規(guī)定控制站（即監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）作為客戶機(jī)；而被控站（即站端保護(hù)設(shè)備IED）作為服務(wù)器，因此無論是監(jiān)控計(jì)算機(jī)端軟件還是IED端軟件都必然涉及到基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)編程。Microsoft已經(jīng)提供了一個(gè)Windows下的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信的API，這個(gè)API就是Socket接口（套接字）。不但如此，Microsoft還提供了兩個(gè)MFC類，即CasyncSocket類和派生于CasyncSocket的CSocket類，他們完全封裝了TCP/IP協(xié)議，傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層的工作都由他自動(dòng)完成。當(dāng)使用Windows的Socket套接字進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程時(shí)，發(fā)送方將每個(gè)APDU都作為一個(gè)TCP包發(fā)送出去，接收方的Socket套接字接收到一個(gè)完整的TCP包并將其中的APDU解析出來后，將調(diào)用Socket的OnReceive()函數(shù)，在應(yīng)用程序中通過重載此函數(shù)就能接收到一個(gè)完整的APDU，這將顯著簡化編程工作。2、IEC60870-5-104規(guī)約特點(diǎn)104規(guī)約作為一種國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具有實(shí)時(shí)性好、可靠性高、數(shù)據(jù)流量大、便于信息量擴(kuò)充、支持網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，其內(nèi)容和功能涵蓋了保護(hù)方面的定義，它不僅可以應(yīng)用在調(diào)度與變電站端，而且完全適用于變電站內(nèi)的通信網(wǎng)。104規(guī)約的網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層采用TCP/IP協(xié)議，應(yīng)用層協(xié)議采用101規(guī)約的ASDU。為了保證應(yīng)用層ASDU的通信可靠性，包裝了APCI傳輸接口，規(guī)定了應(yīng)答和重發(fā)機(jī)制，引用ITU-TX.25標(biāo)準(zhǔn)。104規(guī)約傳送的信息主要是SCADA的監(jiān)控信息。IEC60870-5-104規(guī)約同屬IEC60870-5系列標(biāo)準(zhǔn)的配套標(biāo)準(zhǔn)，與IEC60870-5-101共享相同的應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用信息元素的定義和編碼，很好保持了標(biāo)準(zhǔn)的兼容性，會(huì)給通信數(shù)據(jù)的處理帶來極大的方便。采用IEC60870-5-104可以使各個(gè)相關(guān)主站同時(shí)共享變電站的實(shí)時(shí)信息，為電網(wǎng)安全分析系統(tǒng)和配調(diào)系統(tǒng)基于統(tǒng)一時(shí)刻的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，為高效和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。但是，104規(guī)約也有其特殊性所在，因?yàn)?04規(guī)約是建立在以太網(wǎng)和TCP/IP之上的，所以存在著虛擬電路連接帶來的一系列問題，由于它的特殊位置，它不可能再采用IEC60870-5-101的鏈路控制信息，IEC-60870-5-104使用應(yīng)用規(guī)約控制信息（APCI）和一整套的傳輸機(jī)制來克服網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟淮_定性。3、一般體系結(jié)構(gòu)104規(guī)約定義了開放的TCP/IP接口的使用，包含一個(gè)由傳輸IEC60870-5-101ASDU的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備構(gòu)成的局域網(wǎng)的例子。包含不同廣域網(wǎng)類型(如:X.25，幀中繼，ISDN，等等)的路由器可通過公共的TCP/IP-局域網(wǎng)接口互聯(lián)(見圖2-3-1)。101應(yīng)用層傳輸接口101應(yīng)用層傳輸接口TCP/IP101應(yīng)用層傳輸接口TCP/IP主站(中心站)網(wǎng)絡(luò)X.25，F(xiàn)R，ISDN..局域網(wǎng)接口終端系統(tǒng)局域網(wǎng)接口路由器（X.25，F(xiàn)R，ISDN..）TCP/IP傳輸接口101應(yīng)用層路由器路由器網(wǎng)絡(luò)X.25，F(xiàn)R，ISDN..路由器(X.25，F(xiàn)R，ISDN..)TCP/IP傳輸接口101應(yīng)用層路由器(X.25，F(xiàn)R，ISDN..)局域網(wǎng)接口局域網(wǎng)接口終端系統(tǒng)無冗余冗余注:局域網(wǎng)接口可能冗余使用單獨(dú)的路由器有以下好處:（1）終端系統(tǒng)無需特殊的網(wǎng)絡(luò)軟件（2）終端系統(tǒng)無需路由功能（3）終端系統(tǒng)無需網(wǎng)絡(luò)管理（4）它使從專門從事于遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的制造商處得到終端系統(tǒng)更為便利（5）它使從非專業(yè)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的制造商處得到適用于各種網(wǎng)絡(luò)的路由器更為便利（6）只需更換路由器即可改變網(wǎng)絡(luò)類型，而對(duì)終端系統(tǒng)沒有影響（7）特別適合于轉(zhuǎn)換原已存在的支持IEC60870-5-101的終端系統(tǒng)（8）易于實(shí)現(xiàn)4、IEC60870-5-104規(guī)約結(jié)構(gòu)IEC60870-5-104規(guī)約使用的參考模型源出于開放式系統(tǒng)互聯(lián)的ISO-OSI參考模型，但是它只采用的5層，其結(jié)構(gòu)表2-3-1所示。從圖中可以看出，IEC60870-5-104規(guī)約是將IEC60870-5-101與TCP/IP提供網(wǎng)絡(luò)傳輸功能相結(jié)合，它實(shí)際上處于應(yīng)用層協(xié)議的位置。由于IEC60870-5-101中未采用應(yīng)用規(guī)約控制信息（APCI），因此IEC60870-5-104中的應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元（APDU）相當(dāng)于IEC60870-5-101中的應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元（ASDU），并且IEC60870-5-104還對(duì)應(yīng)用規(guī)約控制信息（APCI）作出了定義，所以APDU是ASDU與APCI的結(jié)合。APCI的控制域定義了防止報(bào)文丟失和重復(fù)的控制信息，以及對(duì)報(bào)文的開始、停止和傳輸連接的監(jiān)控?；赥CP/IP的應(yīng)用層協(xié)議很多,每一種應(yīng)用層協(xié)議都對(duì)應(yīng)著一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口號(hào)。其結(jié)構(gòu)表2-4-1所示。根據(jù)其在傳輸層上使用的是TCP協(xié)議（傳輸控制協(xié)議）還是UDP協(xié)議（用戶數(shù)據(jù)報(bào)文協(xié)議），端口號(hào)又分為TCP端口號(hào)和UDP端口號(hào)，其中，TCP協(xié)議是一種面向的協(xié)議，為用戶提供可靠的、全雙工的字節(jié)流服務(wù)，具有確認(rèn)、流控制、多路復(fù)用和同步等功能，適用于數(shù)據(jù)傳輸，而UDP協(xié)議則是無連接的，每個(gè)分組都攜帶的目的地址，各分組在系統(tǒng)中獨(dú)立地從數(shù)據(jù)源走到終點(diǎn)，它不保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，也不提供重新排列次序或重新請(qǐng)求功能，為了保證可靠地傳輸遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)，IEC60870-5-104規(guī)定傳輸層使用的是TCP協(xié)議，常用的TCP端口有：ftp文件傳輸協(xié)議，使用21號(hào)端口、telnet遠(yuǎn)程登錄協(xié)議，使用23號(hào)端口、SMTP簡單郵件傳送協(xié)議，使用25號(hào)端口、http超文本傳送協(xié)議，使用80號(hào)端口。IEC60870-5-104使用的端口號(hào)是2404，由IANA（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字分配授權(quán)）定義和確認(rèn)。表2-4-1IEC60870-5-104規(guī)約的模型結(jié)構(gòu)物理層（第1層）TCP/IP協(xié)議議子集（RFC22200）鏈路層（第2層）網(wǎng)絡(luò)層（第3層）傳輸層（第4層）應(yīng)用層（第7層）從IEC608700-5-1001和IEC600870-55-104中選取的ASDU應(yīng)用規(guī)約控制信息息APCI（應(yīng)用規(guī)約約控制信息）傳輸接口（用戶到到TCP的接口）用戶進(jìn)程按IEC608770-5-1101來選擇IEC600870-55-104的應(yīng)用功能能初始化注：第5，第6層未用表2-4-2TCP/IP規(guī)約組（RFC2200）選用的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)傳輸層接口（用戶到TCP的接口）物理層（第1層）IEEE802..3X．21數(shù)據(jù)鏈路層（第22層）RFC8944（在以太網(wǎng)上傳輸輸IP數(shù)據(jù)報(bào)）RFC16611（PPP）RFC16622（HDLC幀式PPPP）網(wǎng)絡(luò)層（第3層）RFC791（互互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）傳輸層（第4層）RFC793（傳傳輸控制協(xié)議議）串行線以太網(wǎng)5、IEC60870-5-104規(guī)約網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)它適用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)﹑多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)﹑多點(diǎn)共線﹑多點(diǎn)環(huán)形和多點(diǎn)星形網(wǎng)絡(luò)配置的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中，但它要求在主站和每個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)終端之間采用固定連接的數(shù)據(jù)電路，這意味著必須使用固定的專用遠(yuǎn)動(dòng)通道。IEC60870-5-104規(guī)約的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大致分為三種：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)（圖2-5-1）、廣域網(wǎng)結(jié)構(gòu)（圖2-5-2）和局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)（圖2-5-3）。目前，應(yīng)用最多的還是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，這種模式十分簡單，沒有體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，它是利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式實(shí)現(xiàn)調(diào)度端和廠站端的連接，實(shí)際上是串口連接到網(wǎng)絡(luò)連接的一種過渡；真正能夠體現(xiàn)實(shí)時(shí)信息網(wǎng)絡(luò)訪問的是廣域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，它不僅應(yīng)該包含局域網(wǎng)而且還應(yīng)包含不同類型（X.25，幀中繼，ISDN，ATM等）的廣域網(wǎng)，國家電力數(shù)據(jù)網(wǎng)采用的就是這種結(jié)構(gòu)；而當(dāng)104規(guī)約應(yīng)用在變電站內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)時(shí)，IED設(shè)備作為服務(wù)器端，遠(yuǎn)動(dòng)或監(jiān)控設(shè)備作為客戶端，則采用是局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)。廠站廠站調(diào)度光纖通道接入設(shè)備接入設(shè)備圖2-5-1104規(guī)約點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)客戶端1客戶端1客戶端n端系統(tǒng)網(wǎng)調(diào)省調(diào)……服務(wù)器TCP/IP+IEC104站內(nèi)以太網(wǎng)電力數(shù)據(jù)網(wǎng)圖2-5-2104規(guī)約廣域網(wǎng)結(jié)構(gòu)客戶端客戶端客戶端保護(hù)測量遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控服務(wù)器TCP/IP+IEC104…………站內(nèi)以太網(wǎng)圖2-5-3104規(guī)約局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)6、IEC60870-5-104規(guī)約的幀格式采用FT1.2異步式字節(jié)傳輸?shù)膸袷?，?shù)據(jù)幀有3種格式。（1）單個(gè)字符幀：只包含一個(gè)字符“E5”（一個(gè)8位組）；（2）固定幀：傳送格式及順序?yàn)閱?dòng)字符（10H）控制域（C）鏈路地址域（A）幀校驗(yàn)和（CS）結(jié)束字符（16H）；（3）可變幀長幀：傳送格式及順序?yàn)閱?dòng)字符（68H）LL重復(fù)啟動(dòng)字符（68H）控制域（C）鏈路地址域（A）鏈路用戶數(shù)據(jù)（可變長度）幀校驗(yàn)和（CS）結(jié)束字符（16H）。7、IEC60870-5-104規(guī)約的過程描述（1）當(dāng)主站軟件重新啟動(dòng)或鏈路故障時(shí)，主戰(zhàn)將向子站發(fā)出建立鏈路請(qǐng)求報(bào)文。（2）當(dāng)鏈路建立后，進(jìn)行應(yīng)用數(shù)據(jù)傳送。（3）目前傳送的上行過程數(shù)據(jù)有遙測、遙信和電度量報(bào)文。（4）目前傳送的下行控制命令有總召喚、計(jì)數(shù)量召喚和時(shí)鐘同步命令。8、用IEC60870-5-104傳輸規(guī)約實(shí)施網(wǎng)絡(luò)訪問的主要功能的介紹用IEC60870-5-104傳輸規(guī)約實(shí)施的網(wǎng)絡(luò)訪問有以下主要功能：（1）安全傳輸功能。利用I格式，U格式報(bào)文實(shí)現(xiàn)防止報(bào)文丟失和報(bào)文重復(fù)傳輸；（2）實(shí)時(shí)傳輸功能。傳輸功能和IEC101規(guī)約所實(shí)現(xiàn)的類似，不過在IEC60870-5-104中不召喚1級(jí)、2級(jí)數(shù)據(jù)，子站主要通過定時(shí)發(fā)送全數(shù)據(jù)；（3）測試功能。利用U格式報(bào)文建立主站和子站的測試握手信號(hào)；（4）啟停功能。利用U格式報(bào)文建立啟/停傳輸控制機(jī)制；（5）故障續(xù)傳功能。鏈路故障后采用的新的鏈路實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳，搜尋鏈路故障時(shí)段內(nèi)發(fā)電生產(chǎn)的歷史信息；（6）校時(shí)功能。由于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r(shí)間不確定性，子站段采用GPS校時(shí)。（7）多線程功能。多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)子站端口并行實(shí)時(shí)采訪。9、規(guī)約軟件實(shí)現(xiàn)方案的分析9.1TCP/IP層軟件方案分析利用UNIX網(wǎng)絡(luò)套接字編程，在系統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議棧的基礎(chǔ)上，通過網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸IEC60870-5-104規(guī)約格式的數(shù)據(jù)，如圖2-9-1所示。圖2-9-1TCP/IP層軟件軟件基本流程9.2IEC104-5-104規(guī)約基本報(bào)文格式根據(jù)全國電力系統(tǒng)控制及其通信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)三屆五次會(huì)議和最近出版的國標(biāo)DL/T634.5.104:2002對(duì)IEC60870-5-104規(guī)約的參數(shù)選擇作了如下說明：不采用101規(guī)約中的鏈路地址和短報(bào)文（指單字節(jié)報(bào)文和鏈路確認(rèn)報(bào)文）；不采用召喚一級(jí)數(shù)據(jù)二級(jí)用戶數(shù)據(jù)。兩個(gè)8位位組表示公共地址；兩個(gè)8位位組表示傳送原因；三個(gè)8位位組表示信息體地址；選用7個(gè)字節(jié)時(shí)標(biāo)。定義了啟動(dòng)字符、應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元的長度規(guī)范、可傳輸一個(gè)完整的應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元或者為了控制的目的僅僅傳輸應(yīng)用規(guī)約控制信息域。（1）啟動(dòng)字符：68H（1個(gè)字節(jié)）（2）長度規(guī)范：應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元的最大幀長為249,而控制域的長度是4個(gè)八位位組，應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元的最大長度為253，（即從APDUMAX=255中減去啟動(dòng)和長度8位位組）。（3）控制域：控制域定義抗報(bào)文丟失和重復(fù)傳送的控制信息、報(bào)文傳輸?shù)膯?dòng)和停止、傳輸連接的監(jiān)視?？刂朴虻倪@些類型被用于完成計(jì)數(shù)的信息傳輸?shù)模↖格式）、計(jì)數(shù)的監(jiān)視功能（S格式）和不計(jì)數(shù)的控制功能（U格式）?？刂朴虻男畔翰惶幚?。（4）端口號(hào)：每一個(gè)TCP地址由IP地址和端口號(hào)組成，用于本標(biāo)準(zhǔn)的端號(hào)口為2404。主站和子站均可作為客戶端或服務(wù)端。9.3應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元報(bào)文基本結(jié)構(gòu)應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元由數(shù)據(jù)單元標(biāo)識(shí)符和一個(gè)或多個(gè)信息對(duì)象所組成。數(shù)據(jù)單元標(biāo)識(shí)符在所有應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元中常有相同的結(jié)構(gòu)，一個(gè)應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元中的信息對(duì)象常有相同的結(jié)構(gòu)和類型，它們由類型標(biāo)識(shí)域所定義。

數(shù)據(jù)單元標(biāo)識(shí)符的結(jié)構(gòu)如下：

（1）一個(gè)8位位組表示類型標(biāo)識(shí)；

（2）一個(gè)8位位組表示可變結(jié)構(gòu)限定詞；

（3）兩個(gè)8位位組表示傳送原因；

（4）兩個(gè)8位位組表示應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元公共地址；

（5）三個(gè)8位位組表示信息體地址。

報(bào)文類型標(biāo)識(shí)如下表1和表2所示。

在應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元中，其數(shù)據(jù)單元標(biāo)識(shí)符的第二個(gè)8位位組定義為可變結(jié)構(gòu)限定詞，如圖2-9-2所示。

圖2-9-2在可變結(jié)構(gòu)限定詞

在可變結(jié)構(gòu)限定詞中，SQ＝0表示由信息對(duì)象地址尋址的單個(gè)信息元素或綜合信息元素。應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元可以由一個(gè)或者多個(gè)同類的信息對(duì)象所組成；SQ=1表示同類的信息元素序列（即同一種格式測量值），由信息對(duì)象地址尋址。信息對(duì)象地址是順序信息元素的第一個(gè)信息元素的地址，后續(xù)信息元素的地址是從這個(gè)地址起順序加1。N是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，它定義了信息對(duì)象的數(shù)目。在順序信息元素的情況下每個(gè)應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元僅安排一種信息對(duì)象。

9.4IEC60870-5-104規(guī)約的過程描述

當(dāng)主站軟件重新啟動(dòng)或鏈路故障時(shí)，主站將向子站發(fā)出建立鏈路請(qǐng)求報(bào)文。當(dāng)鏈路建立后，進(jìn)行應(yīng)用數(shù)據(jù)傳送。

目前傳送的上行過程數(shù)據(jù)有遙測、遙信和電度量報(bào)文。目前傳送的下行控制命令有總召喚、計(jì)數(shù)量召喚和時(shí)鐘同步命令。

9.4關(guān)鍵技術(shù)和解決方案

（1）防止報(bào)文丟失和重復(fù)傳輸?shù)募夹g(shù)難點(diǎn)

1）I格式說明

未被確認(rèn)的I格式應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元的最大數(shù)目為K：當(dāng)未確認(rèn)I格式的APDU達(dá)到K個(gè)時(shí)，發(fā)送端停止發(fā)送。

接收端在接收了W個(gè)應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元以后確認(rèn)。

控制域的笫一個(gè)8位位組的第1位為零，定義了I格式。I格式應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元常常包含應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元。I格式的控制信息如圖2-9-3所示。

圖2-9-3I格式

2）報(bào)文

若報(bào)文為68401000002，則表示發(fā)送1個(gè)報(bào)文接收2個(gè)報(bào)文，且W=100，K=100。

3）抗報(bào)文丟失和重復(fù)傳送的保護(hù)

對(duì)于每個(gè)方向和每個(gè)應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元，發(fā)送站將發(fā)送序號(hào)（N（S））加1,接收站將接收序號(hào)（N（R））也加1。接收站確認(rèn)每一個(gè)應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元或者應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元的序號(hào)，哪個(gè)應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元被可靠接收，就返回這個(gè)被正確接收的順序號(hào)。發(fā)送站在緩沖區(qū)內(nèi)保存所發(fā)送的應(yīng)用規(guī)約數(shù)據(jù)單元，直到它收到和它自己的發(fā)送序號(hào)一樣的接收序號(hào)，這個(gè)接收序列號(hào)是對(duì)所有發(fā)送序列號(hào)小于或等于該號(hào)的APDU的有效確認(rèn)，這時(shí)就可以刪除緩沖區(qū)里已正確傳送過的APDU。

（2）鏈路故障后采用續(xù)傳方式，搜尋歷史數(shù)據(jù)

解決方案就是利用TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)故障續(xù)傳的功能，雙方重新建立一條鏈路，這條鏈路占用5001端口，它們之間實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)傳輸，調(diào)度方通過發(fā)送故障時(shí)間標(biāo)志給RTU，子站端通過得到的信息，從其歷史數(shù)據(jù)庫中提取斷路時(shí)的歷史數(shù)據(jù)傳送給主站端。

（3）實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)子站端口并行實(shí)時(shí)采訪

解決方案就是采用UNIX多線程技術(shù)來建立多個(gè)端口線程，并與各個(gè)子站建立鏈接，并發(fā)接收數(shù)據(jù)。

三、IEC60870-5-103繼電保護(hù)規(guī)約概況1、IEC-870-5-103規(guī)約的傳輸規(guī)則傳輸規(guī)約IEC-870-5-103繼電保護(hù)設(shè)備信息接口配套標(biāo)準(zhǔn)采用FT1.2異步式字節(jié)傳輸(Asynchronousbytetransmission)的幀格式，對(duì)物理層，鏈路層，應(yīng)用層和用戶進(jìn)程作了大量的具體的規(guī)定和定義，詳細(xì)說明了繼電保護(hù)設(shè)備的信息接口。它適用于具有編碼的位串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦^電保護(hù)設(shè)備（或間隔單元）和控制系統(tǒng)交換信息。

《IEC60870-5-2：鏈路傳輸規(guī)約》確定了鏈路層的標(biāo)準(zhǔn)鏈路傳輸過程：啟動(dòng)站的鏈路層僅在前一次所接收的報(bào)文傳輸請(qǐng)求或者成功地完成或者帶差錯(cuò)指示地結(jié)束，才能夠接收一個(gè)新的報(bào)文傳輸?shù)恼?qǐng)求。103規(guī)約采用窗口尺寸為1的非平衡方式傳輸?shù)逆溌穫鬏斠?guī)則，即由控制系統(tǒng)向繼電保護(hù)設(shè)備觸發(fā)一次傳輸服務(wù)，或者成功的完成，或者報(bào)告產(chǎn)生差錯(cuò)，之后才能開始下一輪的傳輸服務(wù)，對(duì)于發(fā)送/確認(rèn)，請(qǐng)求/響應(yīng)傳輸服務(wù)在傳輸過程中受到干擾，用等待-超時(shí)-重發(fā)的方式發(fā)送下一幀，發(fā)送/確認(rèn)和請(qǐng)求/響應(yīng)這兩種服務(wù)由一系列在請(qǐng)求站和響應(yīng)站之間的不可分割的對(duì)話要素所組成。2、IEC870-5-103規(guī)約的參考網(wǎng)絡(luò)模型和幀格式執(zhí)行IEC870-5-103繼電保護(hù)設(shè)備信息接口配套標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱103規(guī)約）依據(jù)的網(wǎng)絡(luò)模型是增強(qiáng)性能結(jié)構(gòu)EPA(EnhancedPerformanceArchitecture)。該結(jié)構(gòu)是根據(jù)ISO的OSI七層標(biāo)準(zhǔn)模型轉(zhuǎn)化而來的。因?yàn)?03規(guī)約考慮到傳輸?shù)男?，即使遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)在有限的帶寬下獲得特別短的反應(yīng)時(shí)間，使用的參考模型只有三層。如圖1所示。

國內(nèi)103規(guī)約選用傳輸幀格式是IEC6087052鏈路傳輸規(guī)則中描述的FT1.2格式。該數(shù)據(jù)幀有3種規(guī)約：單個(gè)字符幀，只包含一個(gè)字符“E5”（一個(gè)8位位組）；固定幀長幀，如圖2；可變幀長幀，如圖3所示。

固定幀長幀格式用于繼保設(shè)備與系統(tǒng)之間傳輸?shù)拇_認(rèn)幀、忙幀和詢問幀之用。可變幀長幀格式用于控制系統(tǒng)與繼保設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)之用。其中，上圖2和圖3中展開的數(shù)據(jù)幀中，報(bào)文長度L包括控制域、地址域和用戶數(shù)據(jù)區(qū)的八位位組的個(gè)數(shù)，為二進(jìn)制數(shù)；幀校驗(yàn)和是控制、地址和用戶數(shù)據(jù)區(qū)八位位組的算術(shù)和。3、IEC870-5-103規(guī)約常用的信息體元素類型由圖4可以看到，103規(guī)約報(bào)文中最重要部分信息體是由包含功能類型和信息序號(hào)的信息體標(biāo)識(shí)單元，信息體元素和信息體時(shí)標(biāo)（任選）三部分組成。

在任何一幀包含了信息體的數(shù)據(jù)報(bào)文中，僅從信息體標(biāo)識(shí)（2個(gè)字節(jié)）即可判斷出該報(bào)文中傳遞的數(shù)據(jù)基本類型，確定是遙信，遙測，電度還是遙控點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。這是由于103規(guī)約為各種不同基本類型的數(shù)據(jù)規(guī)定了不同的功能類型和信息序號(hào)。

本配套標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種信息序號(hào)：兼容范圍和專用范圍。兼容范圍信息序號(hào)包含了繼電保護(hù)設(shè)備和間隔單元的一些基本信息內(nèi)容。專用范圍的類型、標(biāo)識(shí)功能類型和信息信號(hào)是考慮到國內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)和使用的繼電保護(hù)設(shè)備在硬件方面可能發(fā)生較難適應(yīng)的問題而特殊處理的。對(duì)于大于本標(biāo)準(zhǔn)所定義的信息內(nèi)容和數(shù)量則采用通用分類服務(wù)的方式來傳輸信息，需要占用比較大的內(nèi)存來定義各種目錄和條目。

實(shí)現(xiàn)這些信息的傳輸有兩種方法：參照兼容范圍定義方法，按距離保護(hù)、過流保護(hù)、變壓器差動(dòng)保護(hù)和線路保護(hù)四種功能類型來定義各種信息的信息序號(hào)；按設(shè)備來定義繼電保護(hù)信息的信息序號(hào)，如線路保護(hù)1、變壓器1、母線1等，將繼電保護(hù)信息分類給予信息序號(hào)。4、IEC60870-5-104規(guī)約與103規(guī)約的比較IEC60870-5-103協(xié)議是用于控制系統(tǒng)與繼電保護(hù)設(shè)備信息交換中的繼電保護(hù)設(shè)備的信息接口配套標(biāo)準(zhǔn)，物理層采用光纖傳輸或EIARS-485接口。103協(xié)議傳送的信息主要針對(duì)繼電保護(hù)的相關(guān)信息，101協(xié)議和104協(xié)議傳送的信息主要為SCADA的監(jiān)控信息。103協(xié)議和104協(xié)議共享相同的應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用信息元素的定義和編碼。IEC60870-5系列標(biāo)準(zhǔn)和103協(xié)議已被我國作為優(yōu)先采用的標(biāo)準(zhǔn)在推廣；104協(xié)議由于制定較晚，因此沒有103協(xié)議應(yīng)用的廣泛。四、IEC60870-5-103、104規(guī)約在電廠信息系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用1、繼電保護(hù)信息系統(tǒng)應(yīng)用中存在問題目前我省已投入的微機(jī)型保護(hù)設(shè)備考慮得較多的是本身的繼電保護(hù)功能，在數(shù)據(jù)的綜合利用方面考慮的較少，在繼電保護(hù)信息處理方面還處于比較落后的階段。主要表現(xiàn)在以下一些方面。1.1變電站內(nèi)的保護(hù)裝置一般都是分散式地獨(dú)立進(jìn)行工作，其在運(yùn)行中產(chǎn)生的信息輸出到自己的打印機(jī)進(jìn)行打印，輸出到打印機(jī)的信息往往一般都用代碼表示其內(nèi)部的狀態(tài)，對(duì)于運(yùn)行人員來說難以直觀理解；打印結(jié)果以硬拷貝的形式保存，不易于長期保存和進(jìn)行檔案管理及數(shù)據(jù)共享。1.2運(yùn)行人員往往根據(jù)設(shè)備發(fā)出的接點(diǎn)信號(hào)來檢查相應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行情況，缺乏一個(gè)統(tǒng)一且方便的管理后臺(tái)設(shè)備向運(yùn)行人員提供友好的用戶界面。1.3調(diào)度中心與當(dāng)?shù)仉姀S、變電站的聯(lián)系不緊密，調(diào)度中心的運(yùn)行人員通常只能靠變電站、電廠就地的運(yùn)行人員的口頭匯報(bào)或簡單的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)進(jìn)行事故處理。由于種種原因，口頭匯報(bào)往往差錯(cuò)率較高，拖延了事故處理時(shí)間。1.4發(fā)生故障后需要保護(hù)專業(yè)人員到現(xiàn)場將保護(hù)報(bào)告打印后，再送到調(diào)度端進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，如果遇到較大范圍的故障，則需要多個(gè)變電所或電廠的相關(guān)數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)分析時(shí)間上的延誤。1.5電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，大量報(bào)警信號(hào)同時(shí)涌入控制中心，使調(diào)度人員無所適從，嚴(yán)重地影響了重大事故的處理和系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間。1.6目前國產(chǎn)保護(hù)記錄的數(shù)據(jù)只能以打印的形式供調(diào)度端使用，保護(hù)內(nèi)部的數(shù)據(jù)只能通過專用的設(shè)備到現(xiàn)場取得；進(jìn)口保護(hù)的數(shù)據(jù)可以通過遠(yuǎn)傳功能送至調(diào)度端，但每一種保護(hù)的故障分析軟件只能分析對(duì)應(yīng)保護(hù)的動(dòng)作行為，造成主站端多種分析軟件并存，又互不通用，記錄下的數(shù)據(jù)無法共享。1.7電網(wǎng)未建立統(tǒng)一的繼電保護(hù)管理系統(tǒng)，繼電保護(hù)人員每天面對(duì)諸如電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、保護(hù)配置、設(shè)備投退、運(yùn)行方式變化等各種大量未經(jīng)處理的信息，需對(duì)它們進(jìn)行正確的分析、處理和統(tǒng)計(jì)，工作繁重，并且上下級(jí)局之間、局與各廠站之間存在著許多重復(fù)性數(shù)據(jù)錄入、維護(hù)工作。1.8隨著變電所逐步實(shí)現(xiàn)無人值班以及運(yùn)行管理水平的提高，對(duì)保護(hù)裝置的遠(yuǎn)方狀態(tài)監(jiān)控，遠(yuǎn)方定值校對(duì)，遠(yuǎn)方修改定值等需求將越來越大。1.9為此，各廠站建立新信息系統(tǒng)的要求也越來越迫切。繼電保護(hù)及故障信息處理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)根據(jù)國內(nèi)的類似系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，該系統(tǒng)采用主站/子站模式是比較成熟的方案，由于福建省電網(wǎng)目前的主要調(diào)度機(jī)構(gòu)分省調(diào)通中心和各地區(qū)調(diào)度，因此會(huì)出現(xiàn)多主站對(duì)應(yīng)多子站的模式，具體方案如下，為了避免混淆，將設(shè)在電廠的故障信息系統(tǒng)成為主站，設(shè)在省調(diào)通中心的故障信息系統(tǒng)稱為輔站，設(shè)在各變電站的故障信息系統(tǒng)稱為子站。省調(diào)主站省調(diào)主站光纖網(wǎng)絡(luò)地調(diào)輔站n500kV廠站側(cè)子站1220kV廠站側(cè)子站1500kV廠站側(cè)子站n220kV廠站側(cè)子站n光纖網(wǎng)絡(luò)：MODEM通道：網(wǎng)絡(luò)通道方案優(yōu)點(diǎn)是調(diào)通中心端和地調(diào)端分工明確，責(zé)任清晰，任何一個(gè)調(diào)度端的故障均不會(huì)影響到其他調(diào)度端的功能實(shí)現(xiàn)，主站和輔站的軟件總體上是一致的，有利于系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)。系統(tǒng)的缺點(diǎn)是調(diào)通中心端主站擔(dān)負(fù)的通訊量較大，隨著系統(tǒng)的發(fā)展，調(diào)通中心端主站應(yīng)考慮足夠的系統(tǒng)容量?？紤]到繼電保護(hù)及故障信息處理系統(tǒng)是一個(gè)準(zhǔn)實(shí)時(shí)的系統(tǒng)，隨著電力系統(tǒng)以及寬帶網(wǎng)絡(luò)通道的發(fā)展應(yīng)用，通訊對(duì)系統(tǒng)性能的影響將逐步減?。涣硗猓收闲畔⑻幚硐到y(tǒng)要求得到子站的信息準(zhǔn)確可靠，經(jīng)過地調(diào)輔站的轉(zhuǎn)發(fā)后，無法滿足這個(gè)要求；因此，本工程中我們采用了這方案。繼電保護(hù)及故障信息處理系統(tǒng)總體要求a)無論該故障信息系統(tǒng)出現(xiàn)何種情況，絕對(duì)不能影響繼電保護(hù)和故障錄波器的安全、可靠及獨(dú)立運(yùn)行。b)系統(tǒng)要同時(shí)考慮繼電保護(hù)專業(yè)人員、調(diào)度人員、現(xiàn)場運(yùn)行人員、檢修人員、管理人員的需求。c)系統(tǒng)既要滿足電網(wǎng)故障情況下對(duì)故障信息和繼電保護(hù)動(dòng)作信息的快速采集、傳送和分析應(yīng)用，又要實(shí)現(xiàn)日常運(yùn)行中對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)和故障錄波器的監(jiān)測功能。d)系統(tǒng)整體技術(shù)水平應(yīng)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。3、主站（輔站）的功能要求和配置考慮到中心端主站和地調(diào)端的輔站在功能和結(jié)構(gòu)上有很多相似之處，以下“主站”的稱謂中均包括了主站和輔站。主站的基本功能：3.1主站端應(yīng)包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理模塊（或中心），當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，首先接收各子站上傳的故障跳閘簡要報(bào)告。在調(diào)度員工作站和繼保專業(yè)人員工作站中以圖形畫面方式和語音提示方式推出事故報(bào)警提示和故障跳閘簡要報(bào)告。并且在全網(wǎng)接線圖上對(duì)應(yīng)的站點(diǎn)及故障線路將以動(dòng)態(tài)閃爍的方式快速直觀地顯示故障站點(diǎn)和故障線路。簡要的故障跳閘報(bào)告應(yīng)包括：變電站名稱、故障線路、斷路器編號(hào)、故障時(shí)間、故障類型、重合閘時(shí)間、重合閘是否成功這些簡要信息量。所有的簡單故障報(bào)告均記錄至主站端數(shù)據(jù)庫。3.2在傳送故障簡要報(bào)告以后，接收各子站上傳的故障詳細(xì)信息。其中包括保護(hù)裝置的具體動(dòng)作信息，如具體啟動(dòng)的元件等，還包括故障描述、故障測距等。除了將故障測距結(jié)果送至調(diào)度員工作站以外，其他信息送至繼保專業(yè)工作站。所有的信息將記錄至主站端數(shù)據(jù)庫。3.3繼電保護(hù)和故障錄波裝置記錄的詳細(xì)波形數(shù)據(jù)的傳送，應(yīng)根據(jù)用戶設(shè)定，決定主站是否向子站發(fā)出命令，以便使子站向主站傳送故障的詳細(xì)波形數(shù)據(jù)；還應(yīng)該事先設(shè)定具體傳送時(shí)間安排，應(yīng)盡量避免大量的波形數(shù)據(jù)傳送，占用太多主站端通訊資源。3.4正常情況下，對(duì)廠站端的繼電保護(hù)裝置、故障錄波裝置的運(yùn)行狀況和整定參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，對(duì)運(yùn)行設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行查詢。采用與電氣一次接線圖方式一致的圖形化管理和圖形化信息發(fā)布。通過點(diǎn)擊電網(wǎng)地理接線圖上任意一個(gè)分站，可調(diào)出該分站電氣主接線圖、保護(hù)／故障錄波器配置圖等；通過點(diǎn)擊電網(wǎng)地理接線圖上某一線路可調(diào)出該線路的保護(hù)配置、線路參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、整定值、CT變比、歷史事件等信息。雙擊保護(hù)裝置或故障錄波裝置圖標(biāo)，可再彈出保護(hù)裝置的具體情況匯總，以便于繼保人員監(jiān)測裝置。3.5主站系統(tǒng)中應(yīng)具備較完善的數(shù)據(jù)庫功能。將系統(tǒng)發(fā)生的故障時(shí)間、類型、地點(diǎn)、保護(hù)動(dòng)作情況、故障時(shí)的模擬量等信息，以及正常運(yùn)行時(shí)設(shè)備狀態(tài)變更、異常情況記錄至數(shù)據(jù)庫中。具備數(shù)據(jù)庫管理功能，能將各變電站送來的各種信息進(jìn)行處理，并能方便地進(jìn)行不同條件的查詢，如按各種編號(hào)（如單位、廠站、線路等）、設(shè)備型號(hào)、報(bào)告類型（動(dòng)作報(bào)告、啟動(dòng)報(bào)告、告警報(bào)告等）、時(shí)間段等多種條件查詢，并能實(shí)現(xiàn)查詢后的轉(zhuǎn)存?zhèn)浞?、統(tǒng)計(jì)分析、打印歷史記錄等工作。3.6數(shù)據(jù)庫采用商用型關(guān)系數(shù)據(jù)庫。主要考慮方便地與其他系統(tǒng)互連，使系統(tǒng)具備開放性和可開發(fā)性。同一個(gè)數(shù)據(jù)（或?qū)嶓w）在數(shù)據(jù)庫中的地址具有惟一性，不可以重復(fù)出現(xiàn)，以節(jié)約資源。在特殊情況下，為了提高系統(tǒng)的處理效率和可靠性，可適當(dāng)存在數(shù)據(jù)的冗余，但應(yīng)嚴(yán)格保證數(shù)據(jù)的安全性、一致性、可靠性、實(shí)時(shí)性和可維護(hù)性。數(shù)據(jù)庫的安全性應(yīng)滿足以下要求：數(shù)據(jù)庫是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的核心和基礎(chǔ)，其安全性應(yīng)該放在非常重要的位置。就其安全性可以分為內(nèi)部安全性和外部安全性。內(nèi)部安全性是指在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或授權(quán)用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作、更新數(shù)據(jù)庫時(shí)，不應(yīng)該造成數(shù)據(jù)的破壞與丟失。外部安全性一方面是指防止非授權(quán)用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)、窗體、表格和模塊進(jìn)行非法操作。因此，要求數(shù)據(jù)庫具有用戶級(jí)安全設(shè)計(jì)，不同級(jí)（或組）別的用戶在打開數(shù)據(jù)庫時(shí)對(duì)其進(jìn)行身份驗(yàn)證，使其對(duì)數(shù)據(jù)庫享有不同的操作權(quán)限。外部安全性另一方面是指防止外部程序的非法進(jìn)入、應(yīng)用程序的潛在錯(cuò)誤、計(jì)算機(jī)病毒程序或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件故障對(duì)數(shù)據(jù)的破壞。另外，從數(shù)據(jù)庫保密性要求應(yīng)防止低級(jí)別用戶或非法用戶對(duì)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移、推導(dǎo)或竊取。為此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上考慮與DMIS或MIS系統(tǒng)的連接采用防火墻隔離。3.7主站端應(yīng)具備設(shè)備臺(tái)帳管理及綜合統(tǒng)計(jì)分析功能，臺(tái)帳管理應(yīng)將管轄內(nèi)的所有保護(hù)設(shè)備列入臺(tái)帳，包括具體保護(hù)設(shè)備的各種統(tǒng)計(jì)內(nèi)容以及根據(jù)子站上傳的保護(hù)裝置運(yùn)行信息；記錄每套主站的年運(yùn)行小時(shí)數(shù)；根據(jù)用戶要求統(tǒng)計(jì)出各種保護(hù)的動(dòng)作率，包括各種型號(hào)保護(hù)、各種類型保護(hù)和各個(gè)廠家的保護(hù)運(yùn)行動(dòng)作情況；另外根據(jù)故障發(fā)生的類型和地區(qū)，統(tǒng)計(jì)出全省或地區(qū)的故障發(fā)生概率等，采用目前電力系統(tǒng)中通用的報(bào)表形式輸出結(jié)果，同時(shí)考慮將統(tǒng)計(jì)結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫。3.8該系統(tǒng)應(yīng)具備可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。系統(tǒng)應(yīng)提供一個(gè)電力系統(tǒng)元件庫，包括斷路器、變壓器、發(fā)電機(jī)等元件。當(dāng)增加子站時(shí)，只要通過在配置文件中增加對(duì)子站的描述，以及通過圖形編輯，修改（如添加、刪除等）電網(wǎng)地理接線圖和各變電站電氣主接線圖（利用元件庫中元件以搭積木的方式生成），方便地增加和修改子站信息。同時(shí)為了日常維護(hù)，系統(tǒng)應(yīng)提供最常使用的編輯功能。3.9主站端應(yīng)具有故障綜合分析軟件，以統(tǒng)一的平臺(tái)軟件完成下列功能：求出故障量的有效值、峰值、直流分量等數(shù)據(jù)；求出各故障序分量的大小及相位，能以向量圖和波形兩種方式輸出；通過比較故障錄波記錄的數(shù)據(jù)對(duì)保護(hù)的動(dòng)作行為進(jìn)行人工的判斷。軟件應(yīng)能夠識(shí)別不同保護(hù)裝置的波形文件以及COMTRADE格式的錄波數(shù)據(jù)。3.10利用故障錄波器記錄的故障線路雙端的故障數(shù)據(jù)，并結(jié)合線路的參數(shù)輔助繼保專業(yè)人員進(jìn)行故障距離的分析和計(jì)算。3.11主站端應(yīng)具備信息WEB發(fā)布功能，通過與調(diào)度中心的調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)可靠相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和交換。故障信息系統(tǒng)為不同權(quán)限的用戶提供不同的數(shù)據(jù)、頁面、圖形和功能供領(lǐng)導(dǎo)和安監(jiān)人員使用。WEB發(fā)布的信息主要包括各類保護(hù)動(dòng)作情況的綜合信息、重大事故后的保護(hù)動(dòng)作綜合信息。目前發(fā)布的信息應(yīng)經(jīng)過繼保專業(yè)人員的人工干預(yù)。3.12位于省調(diào)度中心的故障信息主站系統(tǒng)應(yīng)能夠與即將投入運(yùn)行的福建省安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、福建省功角監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行通信，并將安控系統(tǒng)和功角監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行信息存入數(shù)據(jù)庫。3.13主站端應(yīng)定時(shí)自動(dòng)檢查與子站的通訊情況，將檢查結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫。如果存在兩個(gè)通道，在主通道發(fā)生故障，自動(dòng)地將通道切換為備用通道。3.14主站端應(yīng)對(duì)用戶設(shè)定不同的權(quán)限，主要包括三個(gè)層次：第一層為繼保專業(yè)人員；第二層為運(yùn)行人員；第三層為領(lǐng)導(dǎo)和安監(jiān)人員。3.15主站端應(yīng)包括一套繼電保護(hù)定值管理和遠(yuǎn)方校對(duì)功能系統(tǒng)。主要功能包括對(duì)調(diào)度負(fù)責(zé)范圍內(nèi)的保護(hù)設(shè)備的定值單管理，包括調(diào)度下發(fā)的每個(gè)工程各階段定值單的管理，以便于繼保專業(yè)人員對(duì)繼保設(shè)備定值的增加、修改、存儲(chǔ)、查詢。另外，對(duì)調(diào)度端數(shù)據(jù)庫中最新的定值與現(xiàn)場的設(shè)備中的定值進(jìn)行校對(duì)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)兩者之間的不對(duì)應(yīng)，避免發(fā)生保護(hù)的誤動(dòng)和拒動(dòng)。3.16對(duì)于未安裝故障信息系統(tǒng)的廠站，調(diào)度端主站應(yīng)能夠與廠站原有的故障錄波器通訊并取得故障數(shù)據(jù)，針對(duì)不同的故障錄波裝置的故障數(shù)據(jù)格式，包括COMTRADE格式和錄波裝置的專用格式，主站端應(yīng)具有相應(yīng)的措施予以處理。3.2主站端配置及結(jié)構(gòu)繼電保護(hù)及故障信息處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)考慮采用一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)段，該網(wǎng)段可以采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)的冗余配置或采用單網(wǎng)結(jié)構(gòu)。通過網(wǎng)關(guān)/Web服務(wù)器連接到調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)(DMIS)，實(shí)現(xiàn)與其它子系統(tǒng)的通信。網(wǎng)關(guān)/Web服務(wù)器前暫設(shè)置防火墻，配置Web瀏覽器功能，調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)用戶的訪問將通過網(wǎng)關(guān)/Web服務(wù)器的Web功能實(shí)現(xiàn)，避免外部網(wǎng)絡(luò)用戶直接接觸繼電保護(hù)系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全。主站端包括福建調(diào)通中心端和我廠的主站。從功能上說，主站的功能是一樣的，但考慮到調(diào)通中心負(fù)責(zé)的是全省的保護(hù)設(shè)備，數(shù)量多，另外從重要性、安全可靠性及投資角度出發(fā)考慮，在調(diào)通中心端的網(wǎng)絡(luò)采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)的配置，數(shù)據(jù)服務(wù)器、通訊服務(wù)器均考慮采用雙重化配置（此費(fèi)用我廠不考慮），我廠端采用單網(wǎng)結(jié)構(gòu)，服務(wù)器只考慮單重配置。由于本系統(tǒng)的開放性，在條件成熟時(shí)，如我廠端負(fù)責(zé)的設(shè)備數(shù)量增加，我廠對(duì)該系統(tǒng)的可靠性、安全性要求提高后，再將調(diào)端的設(shè)備配置為雙重化。中心端配置如下：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器2臺(tái)，主頻不低低于PIII800配置，硬盤盤不小于200G(SCSSI)，1G內(nèi)存，雙雙以態(tài)網(wǎng)卡，17”彩顯。通訊服務(wù)器2臺(tái)，主頻不不低于PIII800配置，硬盤盤不小于200G，512M內(nèi)存存，2個(gè)雙以態(tài)網(wǎng)網(wǎng)卡，17”彩顯。磁盤陣列36GG6X6GGWEB服務(wù)器兼網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(包含防火墻墻功能)1臺(tái)，主頻不不低于PIII800配置，硬盤盤不小于200G，256M內(nèi)存存，17”彩顯。撥號(hào)服務(wù)器（或采采用MODEMMPOLLL）2臺(tái)。調(diào)度員工作站1臺(tái)，主頻不低低于PIV1GG配置，硬盤盤不小于400G，512M內(nèi)存存，雙以太網(wǎng)網(wǎng)卡，21”彩顯。保護(hù)工程師工作站站3臺(tái)，主頻不低低于PIV1GG配置，硬盤盤不小于400G，512M內(nèi)存存，雙以太網(wǎng)網(wǎng)卡，可讀寫寫光盤機(jī)，221”彩顯。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包包括網(wǎng)卡、Switcch-HUBB）1套網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)11臺(tái)，A3激光打印機(jī)機(jī)。UPS電源11臺(tái)。30000VAh操作系統(tǒng)軟件按計(jì)計(jì)算機(jī)配置。商用數(shù)據(jù)庫軟件。2套主站端系統(tǒng)軟件（包包括應(yīng)用軟件件）1套福建調(diào)通中心端繼繼電保護(hù)及故故障信息處理理系統(tǒng)主站配配置見圖2。至MIS系統(tǒng)通信服務(wù)器1數(shù)據(jù)處理服務(wù)器A調(diào)度員工作站撥號(hào)服務(wù)器至MIS系統(tǒng)通信服務(wù)器1數(shù)據(jù)處理服務(wù)器A調(diào)度員工作站撥號(hào)服務(wù)器光纖網(wǎng)絡(luò)500kV廠站側(cè)子站1電話網(wǎng)絡(luò)調(diào)通中心主站系統(tǒng)繼保工程師工作站（3臺(tái)）網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)服務(wù)器兼網(wǎng)關(guān)(具備防火墻功能)磁盤陣列數(shù)據(jù)處理服務(wù)器B通信服務(wù)器2圖2：調(diào)通中心主站端端系統(tǒng)配置圖圖調(diào)度端輔站配置如如下：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器1臺(tái)，主頻不低低于PIII800配置，硬盤盤不小于200G(SCSSI)，1G內(nèi)存，以以態(tài)網(wǎng)卡，117”彩顯 。通訊服務(wù)器1臺(tái)，主頻不不低于PIII800配置，硬盤盤不小于200G，512M內(nèi)存存，以太網(wǎng)卡卡，17”彩顯 。WEB服務(wù)器兼網(wǎng)網(wǎng)關(guān)1臺(tái)，軟件包包含防火墻軟軟件。主頻不不低于PIII800配置，硬盤盤不小于200G，256M內(nèi)存存，以太網(wǎng)卡卡2個(gè)，17”彩顯 。撥號(hào)服務(wù)器（或采采用MODEMMPOLLL）1臺(tái)。調(diào)度員工作站1臺(tái)，主頻不低低于PIV1GG配置，硬盤盤不小于400G，256M內(nèi)存存，以太網(wǎng)卡卡，21”彩顯。保護(hù)工程師工作站站2臺(tái)，主頻不低低于PIV1GG配置，硬盤盤不小于400G，256M內(nèi)存存，以太網(wǎng)卡卡，可讀寫光光盤機(jī)，21”彩顯。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包包括Switcch-HUBB等）1套網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)11臺(tái)，A3激光打印機(jī)機(jī)。UPS電源11臺(tái)。30000VAh操作系統(tǒng)軟件按計(jì)計(jì)算機(jī)配置。商用數(shù)據(jù)庫軟件。1套主站端系統(tǒng)軟件（包包括應(yīng)用軟件件）1套我廠端的繼電保護(hù)護(hù)及故障信息息處理系統(tǒng)主主站配置見圖圖3。調(diào)度員工作站撥號(hào)服務(wù)器光纖網(wǎng)絡(luò)調(diào)度員工作站撥號(hào)服務(wù)器光纖網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)絡(luò)地調(diào)輔站系統(tǒng)保護(hù)工作站數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通信服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)WEB服務(wù)器兼網(wǎng)關(guān)防火墻至MIS系統(tǒng)4、廠站端子站的功功能要求和配配置廠站端子站的功能能要求：4.1完成與廠廠站內(nèi)微機(jī)保保護(hù)裝置、故故障錄波裝置置的通信，包包括與各種裝裝置間通信規(guī)規(guī)約的轉(zhuǎn)換，為為了減少對(duì)已已經(jīng)運(yùn)行設(shè)備備的修改，子子站和現(xiàn)有設(shè)設(shè)備之間采用用原有裝置支支持的通信規(guī)規(guī)約。4.2應(yīng)具備專專門的裝置能能夠采集非微微機(jī)保護(hù)或不不具備通訊能能力的其他裝裝置的動(dòng)作信信息，將采集集量送至子站站中。4.3子站對(duì)各各裝置實(shí)時(shí)查查詢，對(duì)各保保護(hù)裝置的動(dòng)動(dòng)作事件、保保護(hù)裝置的自自檢信號(hào)等，以以及相關(guān)的波波形及時(shí)收集集并按照重要要性在就地?cái)?shù)數(shù)據(jù)庫分級(jí)記記錄，在當(dāng)?shù)氐亟o出明確的的提示信息。4.5保護(hù)裝置置的動(dòng)作信息息應(yīng)主要包括括保護(hù)動(dòng)作后后的簡要故障障信息和詳細(xì)細(xì)的保護(hù)動(dòng)作作信息，并根根據(jù)事先的設(shè)設(shè)定，將不同同電壓等級(jí)的的保護(hù)信息自自動(dòng)傳送至不不同的調(diào)度端端主站。一般般情況下，220kV及以上的保保護(hù)信息傳送送至調(diào)通中心心和地調(diào)端，110kV及以下電壓壓等級(jí)信息僅僅傳送至地調(diào)調(diào)端輔站。傳傳送順序按先先傳送簡要故故障信息，然然后傳送詳細(xì)細(xì)保護(hù)動(dòng)作信信息。兩者之之間的時(shí)間間間隔按照不同同的通道方案案進(jìn)行設(shè)定。4.6在故障處處理結(jié)束以后后，信息管理理系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)動(dòng)地讀取保護(hù)護(hù)裝置記錄的的故障波形文文件和故障錄錄波裝置記錄錄的事件文件件。故障錄波波裝置記錄的的事件文件內(nèi)內(nèi)容包括完整整的故障前、故故障中、故障障后的模擬量量、開關(guān)量信信息，為了統(tǒng)統(tǒng)一各種錄波波裝置文件格格式的不同，子子站端應(yīng)將錄錄波文件統(tǒng)一一轉(zhuǎn)換為IEEE標(biāo)準(zhǔn)COMTRRADE格式，并同同時(shí)保留原有有的文件。容容量較大的波波形文件和錄錄波數(shù)據(jù)文件件均由主站端端發(fā)出命令后后，調(diào)用這些些數(shù)據(jù)。4.7子站端應(yīng)配配置實(shí)時(shí)的數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以以滿足電力系系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性性要求。該系系統(tǒng)主要存放放本站內(nèi)所有有保護(hù)、錄波波的記錄數(shù)據(jù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)據(jù)庫應(yīng)該在人人機(jī)訪問界面面上與商用數(shù)數(shù)據(jù)庫保持一一致。4.8子站端可根根據(jù)信息的重重要性確定其其優(yōu)先級(jí)，保保證重要信息息首先傳送。各各種信息的重重要等級(jí)按保保護(hù)動(dòng)作信息息、保護(hù)記錄錄波形數(shù)據(jù)、保保護(hù)啟動(dòng)信息息、保護(hù)裝置置的變位、操操作的順序安安排。所有操操作、動(dòng)作事事件、修改均均要記錄到事事件表中，便便于事后分析析查閱。子站站端能夠能夠夠同時(shí)對(duì)多個(gè)個(gè)主站發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)、響應(yīng)請(qǐng)請(qǐng)求。4.9子站能夠夠?qū)ρb置的定定值以及參數(shù)數(shù)進(jìn)行調(diào)閱、校校核和修改。可可查閱各裝置置的歷史記錄錄和當(dāng)前狀況況，可設(shè)置是是否允許修改改保護(hù)定值及及區(qū)號(hào)。遠(yuǎn)方方主站也可以以通過子站實(shí)實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能能。4.10系統(tǒng)采采用GPS的軟對(duì)時(shí)及及接點(diǎn)對(duì)時(shí)相相結(jié)合的方式式，子站可通通過通信方式式對(duì)各裝置下下發(fā)對(duì)時(shí)命令令，以校正時(shí)時(shí)鐘的年、月月、日、時(shí)、分分。硬接點(diǎn)對(duì)對(duì)時(shí)利用GPS的分脈沖和和秒脈沖對(duì)裝裝置精確對(duì)時(shí)時(shí)，使得子站站的事件具有有統(tǒng)一時(shí)標(biāo)。一一個(gè)子站內(nèi)的的GPS時(shí)鐘接收裝裝置僅需要一一臺(tái)，可以利利用原有的故故障錄波柜中中的設(shè)備，再再另外增加錄錄波脈沖接點(diǎn)點(diǎn)的擴(kuò)容設(shè)備備。4.11信息的的安全管理。子子站對(duì)信息的的刪除、修改改都設(shè)置權(quán)限限管理，對(duì)撥撥號(hào)及網(wǎng)絡(luò)的的通信進(jìn)行安安全校核，非非授權(quán)用戶將將拒絕使用。4.12子站端應(yīng)應(yīng)定時(shí)自動(dòng)檢檢查與主站的的通訊情況，將將檢查結(jié)果存存入數(shù)據(jù)庫。如如果存在兩個(gè)個(gè)通道，在主主通道發(fā)生故故障，自動(dòng)地地將通道切換換為備用通道道。4.13可設(shè)置保保護(hù)的檢修、故故障等狀態(tài)，當(dāng)當(dāng)保護(hù)在檢修修狀態(tài)時(shí)，與與它相關(guān)的動(dòng)動(dòng)作信息自動(dòng)動(dòng)屏蔽，不進(jìn)進(jìn)行任何處理理。5、子站端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)及配置由于各廠站的具體體保護(hù)、控制制方式不同，子子站端的系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)相應(yīng)有有所不同；根根據(jù)福建電力力設(shè)計(jì)院完成成的《220kV變電站自動(dòng)動(dòng)化（無人值值班）改造總總體規(guī)劃及實(shí)實(shí)施方案》，采采用綜合自動(dòng)動(dòng)化方式進(jìn)行行改造。5.1與常規(guī)控制制方式配合如如下：EthernetEthernetRS232子站主機(jī)保護(hù)設(shè)備1多串口卡RS232保護(hù)設(shè)備nEthernet故障錄波1故障錄波n這方案的優(yōu)點(diǎn)是傳傳送數(shù)據(jù)的速速度快，尤其其對(duì)提高傳送送故障錄波記記錄的波形數(shù)數(shù)據(jù)有較大好好處，缺點(diǎn)是是要求故障錄錄波支持以太太網(wǎng)通訊方式式，而且增加加了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備備，投資相對(duì)對(duì)大。從故障錄波設(shè)備的的技術(shù)發(fā)展上上看，越來越越多的錄波設(shè)設(shè)備支持以太太網(wǎng)傳輸方式式，因此在我我省建設(shè)繼電電保護(hù)和故障障錄波管理系系統(tǒng)中，子站站端功能上能能夠支持以太太網(wǎng)傳輸方式式。5.2與綜合自動(dòng)動(dòng)化系統(tǒng)的配配合現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)站控層網(wǎng)絡(luò)保護(hù)管理機(jī)1保護(hù)設(shè)備1-1通訊控制器故障信息系統(tǒng)子站故障信息系統(tǒng)主站故障錄波器1故障錄波器n保護(hù)設(shè)備1-2保護(hù)管理機(jī)n保護(hù)設(shè)備n-1保護(hù)設(shè)備n-2保護(hù)工程師站根據(jù)繼電保護(hù)設(shè)備備自身的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通訊能力，以以及綜合自動(dòng)動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)形態(tài)態(tài)的情況，繼繼電保護(hù)設(shè)備備和綜合自動(dòng)動(dòng)化系統(tǒng)的連連接有不同的的方式，同時(shí)時(shí)也造成了故故障信息系統(tǒng)統(tǒng)的接入方式式不同。在考考慮方案時(shí)，首首先應(yīng)排除對(duì)對(duì)現(xiàn)有保護(hù)、錄錄波等裝置等等進(jìn)行較大更更換，如：將將所有232、285等通信接口口全部更換為為以太網(wǎng)，或或?qū)υ性O(shè)備備增加232串口的要求求，因?yàn)檫@樣樣做無論是投投資還是對(duì)電現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)站控層網(wǎng)絡(luò)保護(hù)管理機(jī)1保護(hù)設(shè)備1-1通訊控制器故障信息系統(tǒng)子站故障信息系統(tǒng)主站故障錄波器1故障錄波器n保護(hù)設(shè)備1-2保護(hù)管理機(jī)n保護(hù)設(shè)備n-1保護(hù)設(shè)備n-2保護(hù)工程師站保護(hù)通過保護(hù)管理理機(jī)與監(jiān)控系系統(tǒng)聯(lián)系，保保護(hù)工程師站站不再擔(dān)負(fù)故故障信息系統(tǒng)統(tǒng)子站，另設(shè)設(shè)故障信息系系統(tǒng)子站，子子站與保護(hù)管管理機(jī)直接通通訊，取得保保護(hù)的相關(guān)信信息，保護(hù)管管理機(jī)擔(dān)負(fù)同同時(shí)向監(jiān)控系系統(tǒng)和故障信信息系統(tǒng)傳送送數(shù)據(jù)的任務(wù)務(wù)。故障信息息系統(tǒng)與監(jiān)控控系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)獨(dú)立，便于系系統(tǒng)的調(diào)試；；兩個(gè)系統(tǒng)分分界處位于保保護(hù)管理機(jī)中中，每個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)僅需考慮與與保護(hù)管理機(jī)機(jī)的配合，從從軟件開發(fā)、調(diào)調(diào)試、維護(hù)上上比較方便，因因此這種方式式是比較理想想的方案。5、電廠故障信息系統(tǒng)統(tǒng)地位及作用用電廠繼電保護(hù)及故故障信息處理理系統(tǒng)是由設(shè)設(shè)在調(diào)度端的的主站（包括括省調(diào)端和地地調(diào)端）和若若干設(shè)在變電電站、發(fā)