华北电网电力系统实时动态监测系统通信规范(080922修改.doc

QB 中中 华华 人人 民民 共共 和和 国国 企企 业业 标标 准准 Q XXX XXXX 华北电网电力系统实时动态监测系统传输规约华北电网电力系统实时动态监测系统传输规约 Protocols for Real time Dynamic Monitoring Systems of Power System in North China Grid XXXX XX XX 发布XXXX XX XX 实施 XXXXXXXXXXX 发布 I 目 次 前前 言言 II 1范围范围 1 2规范性引用文件规范性引用文件 1 3术语和定义术语和定义 1 4实时数据传输格式与通信流程实时数据传输格式与通信流程 2 4 1传输报文类型 2 4 2基本传输规则 2 4 3数据帧 4 4 4头帧 5 4 5配置帧 6 4 6命令帧 8 4 7主站 子站间实时传输流程 10 4 8超时规定 14 4 9主站互联实时传输流程 14 5离线数据传输格式和通信流程离线数据传输格式和通信流程 18 5 1离线数据连接 18 5 2传输的信息 18 5 3传输命令帧 19 5 4事件标识帧 22 5 5离线数据帧 24 5 6离线数据传输约定 26 5 7通信流程 26 附录附录 A 资料性附录 资料性附录 华北电网系统数据命名规则华北电网系统数据命名规则 32 附录附录 B 资料性附录 资料性附录 网络管理规定网络管理规定 38 Q XXX XXXX II 前 言 本规范由 XXXXXX 提出并归口 本规范由 XXXXXX 批准 本规范起草单位 XXXXXX XXXXX XXXXX XXXXX 本规范主要起草人 Q XXX XXXX 1 华北电网电力系统实时动态监测系统传输规约华北电网电力系统实时动态监测系统传输规约 1范围 本规范适用于华北电网实时动态监测系统 规定了主站与子站之间 主站与主站 包 括其他计算机系统 之间进行数据通信的报文格式 通信流程 离线数据传输协议和数 据命名规则等内容 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款 凡是注日期的引用文件 其随后所有的修改单 不包括勘误的内容 或修订版均不适用于本部分 然而 鼓励根 据本部分达成协议的各方研究可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件 其最新版本适用于本部分 DL T 663 1999 220 500kV 电力系统故障动态记录装置检测要求 ANSI IEEE C37 111 1999 Common Format for Transient Data Exchange COMTRADE for Power Systems IEEE std C37 118 IEEE standard for synchrophasors for power systems 3术语和定义 3 1 子站 substation 安装在同一发电厂或变电站的相量测量装置和数据集中器的集合 子站可以是单台相 量测量装置 也可以由多台相量测量装置和数据集中器构成 3 2 主站 main station 安装在电力系统调度中心 用于接收 管理 存储和转发动态数据 并进行分析 告 警 决策 控制 的计算机系统 3 3 数据流连接 data connection 子站和主站之间同步相量数据的传输连接 其数据传输是单向的 为子站到主站 子 站作为连接的服务器端 主站作为客户端 3 4 管理连接 command connection 子站和主站之间管理命令 记录数据和配置信息等的传输连接 其传输是双向的 子 站作为连接的服务器端 主站作为客户端 3 5 离线数据连接 offline connection 子站和主站之间历史文件的传输连接 子站作为连接的服务端 主站作为连接的客户 端 Q XXX XXXX 2 4实时数据传输格式与通信流程 4 1传输报文类型 电力系统动态实时监测系统的实时信息交换过程存在 4 种类型报文 数据帧 配置帧 头帧和命令帧 报文类型见表 2 表 1 报文类型 报文类型子站与主站主站与其他主站 数据帧用于传输实时动态数据用于转发实时动态数据 配置帧配置帧 1 CFG 1 描述子站能够上传 数据的名称 数量 转换系数等 配置帧 2 CFG 2 描述子站根据主站 要求 上传数据的名称 数量 转换系 数等 是配置帧 1 的子集 配置帧 1 CFG 1 描述主站转发数据 的名称 数量 转换系数等 配置帧 2 CFG 2 描述其他主站根据 主站要求 上传数据的名称 数量 转 换系数等 是配置帧 1 的子集 命令帧用于对子站通信 记录等行为的控制用于对主站通信行为的控制 头帧用于传输描述性信息 由用户定义用于传输描述性信息 由用户定义 4 2 节到 4 6 节内容以子站为例定义了基本传输规则 数据帧格式 配置帧格式 命 令帧格式和头帧格式 该定义同样适用于主站与其他主站间的通信过程 4 2基本传输规则 先传 后传 4 2 2 MSBLSB DATA 1 FRAMESIZESOCSYNC 2 DATA 2DATA N CHK 8 DC IDCODE 4 FRACSEC 图 1 传输帧结构 在传输过程中 所有帧之间都没有分界符 图 1 描述传输帧结构 所有的帧都以 2 个 字节的同步字 SYNC 开始 其后紧随 2 个字节的帧长字段 FRAMESIZE 8 个字节 的数据集中器标识字段 DC IDCODE 4 字节的世纪秒字段 SOC 4 个字节的秒等 分数字段 FRACSEC 所有类型的帧都以 CRC16 的校验字 CHK 结束 CRC16 用 X16 X12 X5 1 多项式计算 其初始值为 0 对多字节字段 其最高位首先传送 传输帧结构的基本字段的详细描述 见表 2 Q XXX XXXX 3 表 2 帧结构定义 编号字段长度 字节 说明 1SYNC2帧同步字 第一字节 AAH 第二字节 帧类型和版本号 Bit 7 保留未来定义 Bits 6 4 000 数据帧 001 头帧 010 配置帧 1 011 配置帧 2 100 命令帧 子站接收的信息 Bits 3 0 协议版本号 二进制表示 1 15 本协议定义 为 3 2FRAMESIZE2帧字节数 16 位无符号整数 0 65535 3DC IDCODE8数据集中器 DC 的标识 IDCODE 对没有配置数据 集中器的子站 本字段与 PMU IDCODE 相同 用 ASCII 码表示 具体表示方法见附录 A 4SOC4世纪秒 UNIX 时间 以 32 位无符号整数表示的自 1970 年 1 月 1 日起始的秒计数 最大范围 136 年 到 2106 年 完成一次循环 计数中不包括闰秒 因此除了闰年 每年 都有相同的秒计数 闰年多 1 天 即 86400 秒 5FRACSEC4秒等分数及时间质量 相量数据中的时标 Bit 31 保留 默认置 0 Bit 30 闰秒方向 1 表示减 0 表示加 本标志位在闰秒 预告置位同时有效 在闰秒发生后保持 24 个小时 Bit 29 闰秒发生标志 闰秒发生后的第 1 秒置 1 保持 24 小时的置位状态 然后置 0 Bit 28 闰秒预告 1 表示本分钟最后一秒为闰秒 0 则正 常 Bits 27 24 表示时间质量 详细描述见表 3 0000 时钟运行正常 Bits 23 00 整数 秒等分数 单位时间由配置帧中的 MEAS RATE 字段指定 同一子站的所有同步相量测量装 置的秒等分数基数是相同的 6DATA 11数据段字节 1 7DATA 21数据段字节 2 8DATA N1数据段字节 N 9CHK2CRC16 校验码 表 3 FRACSEC 时间质量位的定义 编号二进制位十六进制值说 明 11111F时钟失效 时间不可靠 Q XXX XXXX 4 21110E未定义 保留 31101D未定义 保留 41100C未定义 保留 51011B时钟失锁 最大时间偏差 10 s 61010A时钟失锁 最大时间偏差 1 s 710019时钟失锁 最大时间偏差 0 1 s 810008时钟失锁 最大时间偏差 10 2 s 901117时钟失锁 最大时间偏差 10 3 s 1001106时钟失锁 最大时间偏差 10 4 s 1101015时钟失锁 最大时间偏差 10 5 s 1201004时钟失锁 最大时间偏差 10 6 s 1300113时钟失锁 最大时间偏差 10 7 s 1400102时钟失锁 最大时间偏差 10 8 s 1500011时钟失锁 最大时间偏差 10 9 s 1600000时钟锁定状态 正常运行 4 3数据帧 数据帧包含测量信息 数据帧的具体格式见表 4 和表 5 的定义 表 4 数据帧的结构 编号字段长度 说 明 1SYNC2帧同步字 见表 2 2FRAMESIZE2帧字节数 见表 2 3DC IDCODE8DC 的 IDCODE 4SOC4世纪秒 见表 2 5FRACSEC4秒等分数及时间质量 见表 2 6STAT2按位对应含义的状态字 见表 4 7PHASORS4 PHNMR四个字节的定点相量数据 见表 4 8FREQ2用定点数表示的频率偏移量 见表 4 9DFREQ2用定点数表示的频率变化率 见表 4 10ANALOG2 ANNMR模拟量 见表 4 11DIGITAL2 DGNMR开关量 见表 4 重复 6 11 字段根据配置帧中 PMU 的个数 即 NUM PMU 字 段 重复 6 11 字段的内容 12检查字节2CRC16 校验码 表 5 数据帧特殊字节的定义 字段长度说 明 STAT2按位对应含义的状态字 Bit 15 数据可用标志 0 表示可用 1 表示异常 Bit 14 相量测量装置异常 0 表示没有异常 Bit 13 相量测量装置的同步状态 0 表示处于同步状态 Bit 12 数据排序 0 表示按照时间排序 1 表示按照接收顺序排序 Bit 11 相量测量装置触发标志 0 表示没有触发 Bit 10 1 子站配置发生了改变时间小于 1 分钟 0 子站未发生配置改 Q XXX XXXX 5 变 Bits 09 06 保留待用 Bits 06 04 时标异常 000 同步锁信 最好效果 001 持续 10 s 锁信失败 010 持续 100 s 锁信失败 011 持续 1000 s 以上锁信失败 100 持续 1 h 以上锁信失败 101 持续 2 h 以上锁信失败 110 111 未定义 留作扩展 Bits 03 00 触发原因 1111 1001 保留待用 1000 低频振荡 0111 开关量 0110 线性组合 0101 频率变化率越限 0100 频率越限 0011 相角差 0010 幅值越上限 0001 幅值越下限 0000 手动 PHASORS4表示两个 16 位的整数 用极坐标表示方式的幅值和相角 先传幅值 用 0 到 65535 的无符号整数表示 再传角度 用 16 位的有符号整数表示 以弧度 104 表示 取值范 围为 104 到 104 FREQ2频率偏移量 即额定频率的差值 单位为 10 3 Hz 取值范围为 32 767 Hz 到 32 767 Hz 用 16 位有符号整数表示 DFREQ2频率变化率 单位为 10 2 Hz s 取值范围为 327 67 Hz s 到 327 67 Hz s 用 16 位有符号的整数表示 ANALOG2模拟量信息 用 16 位有符号的整数表示 可以是采样量 例如控制信 号或者变换器的值 数值的取值范围由使用者自行规定 DIGITAL2开关量状态字 按位对应的状态字 由使用者自行规定 4 4头帧 头帧用于描述相量测量装置 数据源 相量算法 模拟通道滤波器等相关信息 头帧 具有同步字 SYNC 帧长度 FRAMESIZE 数据集中器的标识符 DC IDCODE 世纪秒 SOC 秒等分数 FRACSEC ASCII 字符串 DATA 1 DATA n CRC16 校验码 CHK ASCII 字符串没有固定格式 头帧的字节的定义见表 6 表 6 头帧字节的定义 编号字段长度说 明 1SYNC2帧同步字 见表 2 2FRAMESIZE2帧字节数 见表 2 3DC IDCODE8DC 的 IDCODE 4SOC4世纪秒 见表 2 5FRACSEC4秒等分数及时间质量 见表 2 Q XXX XXXX 6 6DATA 11ASCII 字符串 第 1 个字节 7DATA n1ASCII 字符串 最后一个字节 8CHK2CRC16 校验码 4 5配置帧 配置帧为子站和实时数据提供信息及参数的配置信息 为二进制文件 该帧可以通过 表 5 的 SYNC 的 4 6 位标识 可以定义 2 个配置文件 SYNC 的第 4 位置 0 为配置帧 1 CFG 1 第 4 位置 1 则为配置帧 2 CFG 2 配置帧 1 为子站系统全配置文件 由 子站生成 内容包括子站的所有输出量 配置帧 2 为数据配置文件 建议由主站生成 说明数据帧的实际配置状况 所有字段都应为固定长度 不使用分界符 配置帧字节的 定义见表 7 和表 8 表 7 配置帧字节的定义 序号字段长度说 明 1SYNC2帧同步字 见表 2 2FRAMESIZE2帧字节数 见表 2 3DC IDCODE8DC 的 IDCODE 4SOC4世纪秒 见表 2 5FRACSEC4秒等分数及时间质量 见表 2 6TIME BASE4秒等分数时间的分辨率 宜采用微秒表示 见表 8 7NUM PMU2数据帧包括的 PMU 的数量 见表 8 8STN16站名 16 字节 ASCII 码 见表 8 9PMU IDCODE88 字节 PMU 的标识符 见表 8 10FORMAT2数据帧的数据格式 见表 8 11PHNMR2相量数量 2 字节整数 0 到 32767 见表 8 12ANNMR2模拟量数量 2 字节整数 见表 8 13DGNMR2开关量状态字的数量 2 字节整数 见表 8 14CHNAM16 PHNMR ANNMR 16 DGNMR 测量量的名称 相量 模拟量 开关量用 16 字节 ASCII 码 每次传送的次序相同 见表 8 15PHUNIT4 PHNMR相量通道的转换因子 见表 8 16ANUNIT4 ANNMR模拟通道的转换因子 见表 8 17DIGUNIT4 DGNMR开关量状态字掩码 见表 8 18FNOM2额定频率和标志 见表 8 重复 8 18 字 段 根据配置帧中 PMU 的个数 即 NUM PMU 字段 重复 8 18 字段的内容 19PERIOD2相量传送的周期 见表 8 20CHK2CRC16 校验码 表 8 配置帧特殊字节的定义 字段长度说 明 Q XXX XXXX 7 TIME BASE4数据帧对应的秒等分数 在运算时 FRACSEC 的高字节需清零 以屏 蔽闰秒标志位和保留标志位的影响 数据帧对应的等分秒数 FRACSEC TIME BASE 如 TIME BASE 1 000 000 FRACSEC 单位为微秒 如 TIME BASE 为采样率 如 720 2880 5760 等 数据帧的 FRACSEC 为采样点对应的点计数 NUM PMU2数据帧中包括的 PMU 的数量 每帧最大的数量为 65535 STN16站名为 16 位 ASCII 码 PMU IDCODE 8相量测量装置的硬件标识符 用 ASCII 码表示 具体表示方法见附录 A FORMAT2数据帧的数据格式 16 位标志 Bits 15 5 未用 Bit 4 0 为数据窗最后一点进行时间同步 1 为数据窗第 1 个采样点进行 时间同步 推荐 1 Bit 3 为频率 频率变化 0 16 位整数 1 浮点数 Bit 2 为模拟量 0 16 位整数 1 浮点数 Bit 1 为相量 0 16 位整数 1 浮点数 Bit 0 0 实部 虚部 直角坐标 1 幅度 角度 建议采用极坐标 PHNMR2相量数量为 2 字节整数 ANNMR2模拟量数量为 2 字节整数 DGNMR2开关量状态字的数量为 2 字节整数 开关量状态字通常用 16 位布尔型 表示 每一位表示一个开关量的状态 CHNAM16测量量的名称 每个相量 模拟量 开关量用 16 个字节的 ASCII 码 命名 在数据帧中采用相同的传输次序 PHUNIT4相量的转换因子 每个相量 4 个字节 最高字节 0 电压 1 电流 剩余字节 24 位无符号字 单位为 10 5V A 如用浮点数表示 可忽 略 ANUNIT4模拟通道的转换因子 最高字节 保留 其余字节 24 位无符号字 单位为 10 5 DIGUNIT4用两个 16 位字表示 16 个开关量的状态字掩码 第 1 个字表示开关量输入的正常状态 字中的每一位表示相应开关量的 类型 0 常开节点 1 常闭节点 第 2 个字表示是否有效 字中的每一位表示相应开关量的有效性 1 表 示有效 0 表示无效 状态字中的开关量按照从低位到高位的次序和开关量名称相对应 FNOM2额定频率 16 位无符号整数 Bits 15 10 保留 Bit 9 1 数据帧忽略 DFREQ Bit 8 1 数据帧忽略 FREQ Bits 7 1 保留 Bit 0 1 基波 50 Hz Q XXX XXXX 8 PERIOD2相量数据的传送周期为 2 字节的整数 0 32767 表示两次连续的数据 传送之间的时间间隔 大小为基波周期倍数 100 200 即表示每 2 个基 波周期发送一个数据帧 4 6命令帧 4 6 1 命令帧格式 子站或主站均可获得对方发来的命令 并且根据命令进行相应的操作 命令帧的帧结 构见图 2 命令帧字节定义见表 9 先传 后传 4 2 2 MSBLSB FRAMESIZESOCSYNC 2 8 DC IDCODE 4 FRACSEC CMDCHK 2 图 2 命令帧结构 表 9 命令帧字节定义 序号字段长度说 明 1SYNC2帧同步字 见表 2 2FRAMESIZE2帧字节数 见表 2 3DC IDCODE8DC 的 IDCODE 4SOC4世纪秒 见表 2 5FRACSEC4秒等分数及时间质量 见表 2 6CMD2命令字节 7CHK2CRC16 校验码 4 6 2 命令定义 命令帧中的命令 CMD 由 2 个字节构成 命令的定义见表 10 表 10 命令帧命令定义 命令字 Bit主站发送定义子站发送定义 Bits 15 13命令类型 001 否定确认 010 心跳信号 011 系统复位 100 下传 CFG 2 配置文件 101 联网触发 110 保留 111 肯定确认 命令类型 001 否定确认 010 心跳信号 111 肯定确认 Bits 12 4保留 Bits 3 2 1 00001 关闭实时数据 0010 打开实时数据 0011 发送头文件 0100 发送 CFG 1 文件 0101 发送 CFG 2 文件 1000 以数据帧格式接收参考相量 Q XXX XXXX 9 4 6 3 命令帧组帧 依据上述定义的命令帧格式 心跳信号命令帧见表 11 远程复位命令帧见表 12 接 收命令帧正确的肯定确认帧见表 13 出错的否定确认帧见表 14 下传 CFG 2 配置文件命 令见表 15 联网触发命令见表 16 表 11 心跳信号命令帧 SYNCFRAMESIZEDC IDCODESOCFRACSECCMDCRC16 AA 4XXX XXDC 的标识符发令时刻秒等分数及 时间质量 010 XXXXXXXXX 0000XXXX 注 主站定时下发心跳信号 子站在接收到心跳信号后应立即将该心跳信号返回 心跳信号发送间隔不应长于 10 s 对于心跳信号 子站不需要返回确认帧 表 12 远程复位命令帧 SYNCFRAMESIZEDC IDCODESOCFRACSECCMDCRC16 AA 4XXX XXDC 的标识符发令时刻秒等分数及 时间质量 011 XXXXXXXXX 0000XXXX 注 主站通过管理连接向子站下发本命令 子站接收到命令后 装置复位 表 13 肯定确认帧 SYNCFRAMESIZEDC IDCODESOCFRACSECCMDCRC16 AA 4XXX XXDC 的标识符发令时刻秒等分数及 时间质量 111 XXXXXXXXX 0000XXXX 注 主站通过管理连接向子站下发命令或 CFG 2 文件 子站接收主站发送的 下传 CFG 2 配置文件 及 联网 触发 命令时 以及接收到 CFG 2 文件并通过有效性检查时 子站向主站发送肯定确认帧 表 14 否定确认帧 SYNCFRAMESI ZE DC IDCOD E SOCFRACSECCMDCRC16 AA 4X XX XXDC 的标识符发令时 刻 秒等分数 及时间质 量 001 XXXXXXXXX 0000 XXXX 注 主站通过管理连接向子站下发 CFG 2 文件 如子站接收到的 CFG 2 文件不能通过有效性检 查 子站向主站发送否定确认帧 表 15 下传 CFG 2 配置文件命令 SYNCFRAMESI ZE DC IDCOD E SOCFRACSECCMDCRC16 AA 4X XX XXDC 的标识 符 发令时 刻 秒等分数 及时间质 量 110 XXXXXXXXX 0000 XXXX 注 主站通过管理连接向子站下发该命令 子站接收到命令 向主站返回确认帧后 接收配置帧 并保存为子站与该主站数据传输的 CFG 2 文件 表 16 联网触发命令 SYNCFRAMESI ZE DC IDCOD E SOCFRACSECCMDCRC16 Q XXX XXXX 10 AA 4X XX XXDC 的标识符发令时 刻 秒等分数 及时间质 量 101 XXXXXXXXX 0000 XXXX 注 主站通过管理连接向子站下发该命令 子站接收到命令后 立即启动记录暂态数据文件 并 向主站返回确认帧 4 7主站 子站间实时传输流程 4 7 1 管理连接建立流程 管理连接建立的流程见图 3 步骤如下 a 子站侦听管理连接服务端口 等待主站建立连接的申请 b 主站向子站提出建立管理连接的申请 c 子站接受申请 建立与主站之间的管理连接 主站子站 通过管理连接服务端口向子 站提出建立管理连接申请 侦听管理连接服 务端口 接收到连接申请 如IP地址合法 建立与主站之间的管理连接 图 3 管理连接建立的流程 4 7 2 数据流连接建立流程 数据流连接建立的流程见图 4 步骤如下 a 子站侦听数据流连接服务端口 等待主站建立连接的申请 b 主站向子站提出建立数据流连接的申请 c 子站接受申请 建立与主站之间的数据流连接 主站子站 向子站提出建立数据 流连接的申请 侦听数据流连接服务端口 接收到建立连接申请 如IP地址合 法 建立与主站之间的数据流连接 图 4 数据流连接建立的流程 4 7 3 查询 CFG 1 文件流程 本流程的前提条件是管理连接建立成功 查询 CFG 1 文件的流程见图 5 步骤如下 a 主站通过管理连接发送 上传 CFG 1 文件 命令 b 子站接收到 上传 CFG 1 文件 命令 根据子站当地配置生成 CFG 1 文件 发送给 主站 c 主站接收 CFG 1 文件 Q XXX XXXX 11 主站子站 接收到 上传CFG 1文件 命令 发送 上传CFG 1文件 命令 根据子站配置生成CFG 1文件 发送CFG 1文件 接收CFG 1文件 图 5 查询 CFG 1 文件的流程 4 7 4 下传 CFG 2 文件流程 本流程的前提条件是管理连接建立成功 下传 CFG 2 文件的流程见图 6 步骤如下 a 主站发送 下传 CFG 2 文件 命令 b 子站接收到 下传 CFG 2 文件 命令 返回肯定确认 c 主站接收到肯定确认 d 主站发送 CFG 2 文件 e 子站接收到 CFG 2 文件 f 子站对 CFG 2 文件进行有效性检查 如通过检查 子站返回肯定确认 并将 CFG 2 文件保存在本地 作为对应该客户端的通信配置文件 如未通过检查 子 站返回否定确认 并将接收到的 CFG 2 文件丢弃 主站子站 发送 下传CFG 2文件 命令接收到 下传CFG 2文件 命令 返回肯定确认 接收到CFG 2文件 接收肯定确认 发送CFG 2文件 如未通过检查 返回否定确认 如通过检查 返回肯定确认 将文件保 存在本地 作为客户端的通信配置文件 图 6 下传 CFG 2 文件的流程 4 7 5 查询 CFG 2 文件流程 本流程的前提条件是管理连接建立成功 查询 CFG 2 文件的流程见图 7 步骤如下 a 主站通过管理连接发送 上传 CFG 2 文件 命令 b 子站接收到 上传 CFG 2 文件 命令 根据子站当地配置生成 CFG 2 文件 发送给 主站 c 主站接收 CFG 2 文件 Q XXX XXXX 12 主站子站 接收到 上传CFG 2文件 命令 发送 上传CFG 2文件 命令 根据子站配置生成CFG 2文件 发送CFG 2文件 接收CFG 2文件 图 7 查询 CFG 2 文件的流程 4 7 6 开启实时数据传输流程 本流程的前提条件是管理连接和数据流连接建立成功 开启实时数据传输连接的流程见图 8 步骤如下 a 主站通过管理连接发送 开启实时数据传输 命令 b 子站接收到 开启实时数据传输 命令 c 子站根据最近接收到的 CFG 2 文件 通过数据流连接定时发送实时数据报文 d 主站的数据流连接接收实时数据报文 主站子站 接收到 开启实时数据传输 命令 发送 开启实时数据传输 命令 根据接收到的CFG 2文件 定时发送实时数据报文 接收实时数据报文 图 8 开启实时数据传输的流程 4 7 7 关闭实时数据传输流程 本流程的前提条件是管理连接和数据流连接建立成功 子站通过数据流连接定时发送 实时数据报文 关闭实时数据传输连接的流程见图 9 步骤如下 a 主站发送 关闭实时数据传输 命令 b 子站接收到 关闭实时数据传输 命令 c 子站停止发送实时数据报文 主站子站 接收到 关闭实时数据传输 命令 发送 关闭实时数据传输 命令 定时发送实时数据报文 接收实时数据报文 停止发送实时数据报文 图 9 关闭实时数据传输的流程 Q XXX XXXX 13 4 7 8 联网触发流程 本流程的前提条件是管理连接建立成功 联网触发的流程见图 10 步骤如下 a 主站发送 联网触发 命令 b 子站接收到 联网触发 命令 c 子站返回肯定确认 d 主站接收到子站肯定确认 完成联网触发流程 e 联网触发期间 子站应保持数据传送状态 主站子站 接收到 联网触发 命令 发送 联网触发 命令 返回肯定确认 接收到肯定确认 图 10 联网触发的流程 4 7 9 管理连接状态检测流程 本流程的前提条件是管理连接建立成功 在管理连接正常情况下 状态检测的流程见图 11 步骤如下 a 主站在 5 秒内未从管理连接接收到子站报文 向子站发送 心跳信号 b 子站接收到 心跳信号 c 子站立即返回 心跳信号 d 主站接收到 心跳信号 确认管理连接正常 主站子站 接收到 心跳信号 发送 心跳信号 立即返回 心跳信号 接收到 心跳信号 图 11 管理连接正常情况下状态检测的流程 4 7 10管理连接异常情况下的状态检测流程 本流程的前提条件是管理连接建立成功 管理连接异常情况下 状态检测的的流程见图 12 步骤如下 a 主站在 5 秒内未从管理连接接收到子站报文 向子站发送 心跳信号 b 主站等待 5 秒未收到子站发出的报文 再次发送 心跳信号 c 主站再等待 5 秒仍未收到子站发出的报文 关闭管理连接 Q XXX XXXX 14 主站子站 等待5秒未从管理连接接收到子 站报文 发送 心跳信号 等待5秒未接收到子站报文 再 次发送 心跳信号 等待5秒未从管理连接接收到任 何报文 关闭管理连接 图 12 管理连接异常情况下状态检测的流程 4 7 11关闭管理连接流程 本流程的前提条件是管理连接建立成功 关闭管理连接的流程如图 13 步骤如下 a 主站执行关闭管理连接操作 b 子站感知到主站的关闭管理连接操作 执行关闭管理连接操作 主站子站 关闭管理连接 感知到主站的关闭管理连接操作 关闭管理连接 图 13 关闭管理连接的流程 4 7 12关闭数据流连接流程 本流程的前提条件是数据流连接建立成功 关闭管理连接的流程如图 14 步骤如下 a 主站执行关闭数据流连接操作 b 子站感知到主站的关闭数据流连接操作 执行关闭数据流连接操作 主站子站 关闭数据流连接 感知到主站的关闭数据流连接操 作 关闭数据流连接 图 14 关闭数据流连接的流程 4 8超时规定 数据流连接超时 在正常通信过程中 子站按照设置定时向主站发送数据帧报文 如 果主站在规定时间内 不超过 5 s 没有接收到子站上传的数据帧 则应认为数据流连接 异常 应该关闭当前的数据流连接 然后重新开始数据流连接建立过程 管理连接超时 在正常的通信过程中 主站定时 5 s 发送 心跳 命令来检测管 理连接的连通状态 子站则返回 心跳 报文作为回应 如果主站在规定时间内 15 s 没有接收到子站的回应 则认为管理连接异常 如果子站在规定时间 15 s 内没有 接收到主站的任何命令 则认为管理连接异常 双方应关闭当前的管理连接 然后重新 Q XXX XXXX 15 开始管理连接的建立过程 4 9主站互联实时传输流程 4 9 1 通信连接建立流程 通信连接建立的流程见图 15 步骤如下 a 数据服务端侦听服务端口 等待客户端建立实时通信连接的申请 b 客户端向服务端提出建立实时通信连接的申请 c 服务端接受申请 建立与客户端之间的实时通信连接 此时不能发送实时数据报 文 数据客户端数据服务端 提出建立实时 通信连接申请 侦听服务端口 接收到连接申请 如为 合法申请则建立与客户 端间的实时通信连接 图 15 实时通信连接建立的流程 4 9 2 查询 CFG 1 文件流程 本流程的前提条件是通信连接建立成功 查询 CFG 1 文件的流程见图 16 步骤如下 a 客户端发送 上传 CFG 1 文件 命令 b 服务端接收到 上传 CFG 1 文件 命令 根据服务端当地配置生成 CFG 1 文件 发 送给客户端 c 客户端接收 CFG 1 文件 数据客户端数据服务端 接收到 上传CFG 1文件 命令 发送 上传CFG 1文件 命令 根据数据服务端配 置生成CFG 1文件 发送CFG 1文件 接收CFG 1文件 图 16 查询 CFG 1 文件的流程 4 9 3 查询 CFG 2 文件流程 本流程的前提条件是通信连接建立成功 查询 CFG 2 文件的流程见图 17 步骤如下 a 客户端发送 上传 CFG 2 文件 命令 b 服务端接收到 上传 CFG 2 文件 命令 根据服务端当地配置生成 CFG 2 文件 发 送给客户端 c 客户端接收 CFG 2 文件 Q XXX XXXX 16 数据客户端数据服务端 接收到 上传CFG 2文件 命令 发送 上传CFG 2 文件 命令 根据数据服务端配置 生成 CFG 2文件 发送CFG 2文件 接收CFG 2文件 图 17 查询 CFG 2 文件的流程 4 9 4 下传 CFG 2 文件流程 本流程的前提条件是通信连接建立成功 下传 CFG 2 文件的流程见图 18 如未通过检查 返回否定确认 丢弃已接收的文件 数据客户端数据服务端 发送 下传CFG 2文件 命令 接收到 下传CFG 2文件 命令 回复肯定确认 接收到CFG 2文件 检查文件 接收到肯定确认 发送CFG 2文件 如通过检查 返回肯定确认 将文件保存为本地配置 图 18 下传 CFG 2 文件的流程 下传 CFG 2 文件的步骤如下 a 客户端发送 下传 CFG 2 文件 命令 b 服务端接收到 下传 CFG 2 文件 命令 返回肯定确认 c 客户端接收到肯定确认 d 客户端发送 CFG 2 文件 e 服务端接收到 CFG 2 文件 f 服务端对 CFG 2 文件进行有效性检查 通过检查 服务端返回肯定确认 将 CFG 2 文件保存在本地 作为对应该客户端的通信配置文件 未通过检查 服务端返 回否定确认 将接收到的 CFG 2 文件丢弃 4 9 5 开启实时数据传输流程 本流程的前提条件是通信连接建立成功 开启实时数据传输的流程见图 19 步骤如下 a 客户端发送 开启实时数据传输 命令 b 服务端接收到 开启实时数据传输 命令 Q XXX XXXX 17 c 服务端根据最近接收到的 CFG 2 文件 定时发送实时数据报文 d 客户端接收实时数据报文 数据客户端数据服务端 接收到 开启实时数据传输 命令 发送 开启实时数据传输 命令 根据已接收到的CFG 2文件 定 时发送实时数据报文 接收实时数据报文 图 19 开启实时数据传输的流程 4 9 6 停止实时数据传输流程 本流程的前提条件是通信连接建立成功 停止实时数据传输连接的流程见图 20 数据客户端数据服务端 接收到 关闭实时数据传输 命 令 停止发送实时数据报文 发送 关闭实时数据传输 命令 定时发送实时数据报文 图 20 停止实时数据传输的流程 a 关闭实时数据传输连接的步骤如下 b 服务端定时发送实时数据报文 c 客户端接收实时数据报文 d 客户端发送 关闭实时数据传输 命令 e 服务端接收到 关闭实时数据传输 命令 f 服务端停止发送实时数据报文 4 9 7 通信连接状态检测流程 本流程的前提条件是通信连接建立成功 通信连接状态检测的流程见图 21 步骤如下 a 服务端定时发送实时数据报文 b 发送实时数据报文被阻塞 或失败 c 等待 5 秒后 不能恢复发送 关闭实时通信连接 Q XXX XXXX 18 数据客户端数据服务端 定时发送实时数据报文 发送实时数据报文被阻塞或失败 等待5秒后 关闭实时通信连接 图 21 通信连接状态的检测流程 4 9 8 关闭实时通信连接流程 本流程的前提条件是通信连接建立成功 客户端与服务端均可主动关闭实时通信连接 客户端关闭实时通信连接的流程见图 22 服务端关闭实时通信连接的流程见图 23 数据客户端数据服务端 关闭实时通信连接 感知到对端关闭通 信连接的操作 关 闭实时通信连接 图 22 客户端关闭实时通信连接流程 数据客户端数据服务端 关闭实时通信连接 感知到对端关闭通 信连接的操作 关 闭实时通信连接 图 23 服务端关闭实时通信连接流程 5离线数据传输格式和通信流程 5 1离线数据连接 在管理连接和数据流连接之外 主站和子站之间另外建立一条 TCP 连接 作为离线 数据的传输管道 离线数据连接仅在主站取离线数据的过程中保持连通状态 传输过程 结束之后将断开 通过离线数据传输管道 子站将实时记录数据和暂态录波数据传输给主站 其中子站 作为 TCP 连接的服务端 主站作为 TCP 连接的客户端 5 2传输的信息 子站存储的离线数据包括动态记录数据文件 暂态数据文件和事件标识数据 本协议定义了 4 种帧格式 即传输命令帧 事件标识帧 传输数据帧和文件目录帧 帧结构格式与定义见图 24 表 17 Q XXX XXXX 19 先传 后传 4 2 2 MSBLSB DATA 1 FRAMESIZESOCSYNC 2 DATA N CHK 8 DC IDCODE 图 24 离线数据传输帧基本格式 表 17 离线数据传输帧结构定义 编号字段长度 字节 说明 1SYNC2帧同步字 第一字节 55H 第二字节 帧类型和版本号 Bit 7 保留未来定义 Bits 6 4 000 传输数据帧 001 事件标识帧 010 文件目录帧 100 传输命令帧 Bits 3 0 协议版本号 二进制表示 1 15 本协议定义 为 3 2FRAMESIZE2帧字节数 16 位无符号整数 0 65535 3SOC4世纪秒 UNIX 时间 以 32 位无符号整数表示的自 1970 年 1 月 1 日起始的秒计数 最大范围 136 年 到 2106 年 完成一次循环 计数中不包括闰秒 因此除了闰年 每年 都有相同的秒计数 闰年多 1 天 即 86400 秒 4DC IDCODE8数据集中器 DC 的标识 IDCODE 对没有配置数据 集中器的子站 本字段与 PMU IDCODE 相同 用 ASCII 码表示 具体表示方法见附录 A 6DATA 11数据段字节 1 7DATA N1数据段字节 N 8CHK2CRC16 校验码 5 3传输命令帧 传输命令帧指定子站与主站之间传送离线数据的要求 包括传送动态记录数据文件的 类型 数据记录的起止时刻要求和传输控制信息 离线数据传输命令帧的结构见图 24 字节定义见表 18 特殊字节定义见表 19 命令 说明见表 20 Q XXX XXXX 20 先传 后传 4 2 2 MSBLSB FRAMESIZESOCSYNC 2 8 DC IDCODECMD CHK 2 CMD PARAS N 图 24 传输命令帧结构 表 18 离线数据传输命令帧字节的定义 序号字段长度说 明 1SYNC2帧同步字 见表 17 2FRAMESIZE2帧字节数 见表 17 3SOC4世纪秒 见表 17 离线数据传输命令发生时刻的 SOC 4DC IDCODE8DC 的 IDCODE 5CMD2命令字节 见表 19 6CMD PARASN命令参数字节 见表 19 7CHK2CRC16 校验码 表 19 离线数据传输命令帧特殊字节的定义 字段长度说 明 CMD2 命令字 低字节 LoByte 命令含义 字节取值见表 20 高字节 HiByte 保留 默认为 0 x00 CMD PARA S N 命令参数字段 根据 CMD 字段的不同有不同的定义 见 4 3 命令参 数字段说明 表 20 离线数据传输命令帧命令说明 编号命令 命令传输方 向 命令参数类型 低字节取 值 命令说明 1CMD LDFLOW主站 子站CMD PARAS 20 x01传送动态记录数据文件 2CMD XFFILE主站 子站CMD PARAS 30 x02主站下发文件 3 CMD LDTRINDEX主站 子站CMD PARAS 20 x03传送事件标识数据 附 事件信息 4 CMD LDFILEDES主站 子站CMD PARAS 20 x04主站召唤子站的文件目 录 5 CMD LDTR主站 子站CMD PARAS 20 x05传送暂态数据 按起止 时刻索引 6 CMD LDTRET主站 子站CMD PARAS 20 x06传送暂态数据 按发生 时刻索引 7CMD LDFILE主站 子站CMD PARAS 30 x07召唤子站文件 8CMD ACK主站 子站CMD PARAS 10 x08确认帧 9 CMD USEABLE主站 子站CMD PARAS 10 x09当前空闲 接受传输请 求 10CMD UNUSEABL主站 子站CMD PARAS 10 x0A当前状态忙 不接受传 Q XXX XXXX 21 E输请求 11CMD CONTINUE主站 子站CMD PARAS 40 x0B断点续传 5 3 1 命令参数类型说明 a 类型 1 CMD PARAS 1 离线数据传输命令帧中 CMD 对应的命令参数为类型 1 CMD PARAS 1 时 CMD PARAS 字段无效 长度 N 0 即无参数 b 类型 2 CMD PARAS 2 命令参数类型 2 CMD PARAS 2 的定义见表 21 表 21 命令参数类型 2 的定义 字段长度说 明 CONTENT LEN2 帧长控制字 16 位无符号整数 子站上传离线数据报文中文件数据相关字段的帧长度上限 为 0 x0000 时 子站可忽略 帧长控制字 CPS2 流量控制字 16 位无符号整数 表示子站每秒上传事件标识 帧或离线数据帧的数量 PARA14命令参数 1 命令内容不同时含义也不同 见表 24 PARA24命令参数 2 命令内容不同时含义也不同 见表 24 c 类型 3 CMD PARAS 3 命令参数类型 3 CMD PARAS 3 的定义见表 22 表 22 命令参数类型 3 的定义 字段长度说 明 CONTENT LEN2 帧长控制字 16 位无符号整数 表示传输离线数据帧的长度上 限 为 0 x0000 时 子站可忽略 帧长控制字 CPS2 流量控制字 16 位无符号整数 表示每一秒传输文件数据帧的 数量 PARA1432 位无符号整数 保留 PARA2432 位无符号整数 保留 FILENAME64 传输文件的名称 以 0 结尾的 ASCII 字符串 无效位置 0 每 发送一次 召唤子站文件 命令 对方只传送一个指定的文件 d 类型 4 CMD PARAS 4 命令参数类型 4 CMD PARAS 4 的定义见表 23 表 23 命令参数类型 4 的定义 字段长度说 明 FILENAME64 传输文件的名称 以 0 结尾的 ASCII 字符串 无效位置 0 每发送一次 召唤子站文件 命令 对方只传送一 个指定的文件 PARA14 32 位无符号整数 文件续传的起点 即从文件开始到 断点处的字节数 e 命令的参数字段的定义 Q XXX XXXX 22 命令的参数字段的定义见表 24 表 24 命令的参数字段的定义 编号命令参数字段参数字段定义 PARA1 32 位无符号整数 查询动态数据的起始时刻 以 SOC 表示 1CMD LDFLOW PARA2 32 位无符号整数 查询动态数据的终止时刻 以 SOC 表示 PARA1保留 PARA2保留 2CMD XFFILE FILENAM E 文件名 PARA1 32 位无符号整数 查询事件标识的起始时刻 以 SOC 表示 3 CMD LDTRIND EX PARA2 32 位无符号整数 查询事件标识的终止时刻 以 SOC 表示 PARA1 32 位无符号整数 查询暂态数据文件记录数据的起始 时刻 以 SOC 表示 4 CMD LDFILEDE S PARA2 32 位无符号整数 查询暂态数据文件记录数据的终止 时刻 以 SOC 表示 PARA1 32 位无符号整数 查询暂态数据的起始时刻 以 SOC 表示 5CMD LDTR PARA2 32 位无符号整数 查询暂态数据的终止时刻 以 SOC 表示 PARA132 位无符号整数 事件发生时刻的 SOC 6CMD LDTRET PARA232 位无符号整数 事件发生时刻的毫秒数 0 999 PARA1保留 PARA2保留 7CMD LDFILE FILENAM E 文件名 8CMD ACK无参数 9CMD USEABLE无参数 10 CMD UNUSEAB LE 无参数 FILENAM E 64 字节的 ASCII 字符串 无效位置 0 11 CMD CONTINU E PARA132 位无符号整数 文件续传的起点 5 4事件标识帧 事件标识帧用来上传子站记录的事件标识 事件标识帧的结构见图 25 字节定义见表 25 附加字段类型 1 及类型 2 的定义分别 见表 26 及表 27 Q XXX XXXX 23 先传 后传 4 2 2 MSBLSB ET TYPE FRAMESIZESOCSYNC 2 ET SOCET MS CHK 8 DC ID