IEC60870-5-104远动规约的设计及其应用.pdf

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1、第34卷第17期继电器VoI.34No.172006年9月1日RELAYSep.1，200655IEC60870-5-104远动规约的设计及其应用鞠阳，张惠刚（南京工程学院电力系，江苏南京210013）摘要：阐述了国际电工委员会（IEC）制定的用于电网调度自动化系统的基于TCP/IP协议的国际标准IEC60870-5-104远动规约。介绍了IEC60870-5-104的帧格式、参考模型和通信过程，并根据工程实践，分析了该规约的实现方法及实施要点。详细阐述了该规约在电网监控培训系统中的设计和应用，介绍了设计中的关键技术和解决方案。最后说明了该规约在电网调度

2、自动化系统中的广泛应用前景。关键词：IEC60870-5-104；远动规约；电网监控；TCP/IP协议中图分类号：TM734文献标识码：B文章编号：1003-4897（2006）17-0055-04RTU与调度主站通信时，通信规约则应采用0引言IEC60870-5-104标准。目前我国电力自动化系统中普遍采用基于电路1IEC60870-5-104规约介绍交换方式、独立占用64kbit/S的低速通道进行串口通信。这种通信方式还不是网络系统，因为网络系1.1规约结构统必须具备对等方式，即各个通信端都是平等的，不IEC60870-5-104协议结构如图1所示，

3、它实际存在主从关系。随着全国电网的连通，根据自动发上处于应用层协议的位置。基于TCP/IP的应用电控制（AGC）技术的需求、电力市场的建立和大电层协议很多，每一种应用层协议都对应着一个网络网安全分析系统数据准确性的要求，迫切需要远动端口号。IEC60870-5-104在传输层采用TCP协议，信息的网络传输以及建立基于广域网的大电网系其对应的网络端口号为2404，由IANA（互联网数统，解决远动信息一发多收和信息转发过程中造成字分配授权）定义和确认。的延时问题，使各相关主站同时共享厂站的实时信息，达到实时信息全电网共享，为电网安全分析系统和配调系统提供基于

4、同一时刻的准确数据，进而实现电网高效、安全、经济运行。通过远动信息的网络传输，可彻底改变主站和厂站之间的主从关系，网络路由器将取代传统的通信前置机，使网络数据可双向传输，真正实现各个通信终端的网络平等。主站可直接同各种配电智能终图1IEC-60870-5-104规约的模型结构端单元交换数据，并可直接下发命令控制终端设备，Fig.1ModeIStructureofIEC60870-5-104protocoI消除了传统的通信前置机在通信中的“瓶颈”现象。实现远动信息网络传输的关键是解决RTU和1.2规约系统体系结构的组成IED的网络接入问题。目前我国变电站自

5、动化系统规约定义了用于网络的开放TCP/IP接口，网中RTU和IED采用的串口通信协议大多为络可以包括例如传输IEC60870-5-101的应用服务IEC60870-5-101和DNP3.0等，这些协议基本上都数据单元的远动设备的局域网。包含不同的广域网遵循基于ISO参考模型的增强性能结构（EPA），仅类型（例如X.25、FR（帧中继FrameReIay）和综合用了OSI参考模型7层中的3层（即物理层、链路层业务数据网络ISDN（IntegratedServiceDataNet-和应用层）实现数据传输。而新标准IEC60870-5-work）等）的路由器

6、可能通过公共的TCP/IP局域网104协议是将IEC60870-5-101标准用于TCP/IP网连接起来，如图2所示。图2显示在某些站具有冗络，当调度主站与变电站连接到以太数据网，变电站余配置在另外一些站采用非冗余配置。56继电器号的监视功能（S格式）和未编号的控制功能（U格式）。应用服务数据单元（ASDU）与IEC60870-5-l0l中所定义的ASDU兼容，而且还扩展了类型标识为58到64，以及类型标识为l07的新ASDU。l.4规约通信实施过程IEC60870-5-l04包括非常丰富的应用服务数据单元（ASDU），它不但选取了绝大部分IEC6087

7、0-5-l0l规约的ASDU，而且还扩展了类型标识为58到64，以及类型标识为l07的新的ASDU。但在实图2规约系统体系结构际使用中，能够用到的仅仅是其中一小部分。Fig.2SystemstructureofprotocoI其实施过程为：l.3规约应用数据单元（APDU）l）TCP连接的建立过程。厂站端RTU作为服传输接口（TCP到用户）是一个定向流接口，它务器，在建立TCP连接前，应一直处于侦听状态并没有为IEC60870-5-l0l中的ASDU定义任何启动或等待调度端的连接请求，当TCP连接已经建立，则者停止机制。为了检测出ASDU的启动和结束，每

8、应持续地监测TCP连接的状态，以便TCP连接被关个APCI包括下列的定界元素：一