《电力系统实时动态监测系统技术规范》中的通信规约

1、电力系统实时动态监测系统技术规范中的通信规约A.1.电力系统同步相量测量传输信息格式1A.1.1.传输的信息PMU能够和其他系统进行信息交换.PMU可以和主站交换4种类型的信息：数据帧、配置帧、头帧和命令帧。前三种帧由PMU发出，后一种帧支持PMU与主站之间进行双向的通讯。数据帧是PMU的测量结果；配置帧描述PMU发出的数据以及数据的单位，是可以被计算机读取的文件。头文件由使用者提供，仅供人工读取。命令帧是计算机读取的信息，它包括PMU的控制、配置信息。所有的帧都以2个字节的SYNC字开始，其后紧随2字节的FRAMESIZE字和4字节的SOC时标。这个次序提供了帧类型的辨识和同步的信息。SYN

2、C字的46位定义了帧的类型，细节如表1所示。所有帧以CRC16的校验字结束，而数据帧可以用校验和来结束。CRC16用X16+X12+X5+1多项式计算，其初始值为0(0000H).所有帧的传输都没有分界符。16图1描述帧传输的次序，SYNC字首先传送，校验字最后传送。多字节字最高位首先传送,所有的帧都使用同样的次序和格式。该标准仅定义数据帧、配置帧、头帧和命令帧，以后可以扩充其他的帧。firstransmittedSYNCI|FRAMESIZE|SOCIDATA1MSB2LSB24DATA2DATANCHK2lasttransmitted图D-1帧传输的次序表D-1不同帧的通用字段定义字段字节

3、数说明SYNC2帧同步字第一字节:AAH第二字节：帧类型和版本号Bit7:保留未来定义Bits6-4:000:数据帧001:头帧010:配置帧1011:配置帧2100:命令帧(PMU接收的信息)Bits3-0:版本号，二进制表示(115)FRAMESIZE2帧字节数16位无符号整数.(065535)12003年2月发布的试行版SOC4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（86400秒）。CHK2crc16校验；（数据帧可以使用校验和）161A.1.2.数

4、据帧数据帧包含测量信息，数据帧的具体格式见表D-2和表D-3的定义。表D-2数据帧的结构编号字段长度（字节）说明1SYNC2帧同步字2FRAMESIZE2帧中的字节数3SOC4世纪秒，起始时间从1970年1月1日0时0分开始4FRACSEC4秒等分5STAT2按位对应标志的状态字6PHASORS4xPnum四个字节的定点相量数据，Pnum为相量数量7FREQ2用定点数表示的频率值8DFREQ2用定点数表示的频率变化率9ANALOG2xAnum模拟量，Anum为模拟量数量10DIGITAL2xDnum开关量，Dnum为开关量数量重复5-10字段根据配置帧中NUM_PMU字段定义的相量测量装置个数

5、对字段510的内容进行重复传送11检查字节2CRC16校验表D-3数据帧中特殊的字节定义字段长度（字节）说明FRACSEC4秒等分数，相量数据中的时标Bit31:闰秒，1表示闰秒，0则正常。Bit30:闰秒预告，1表示下一秒为闰秒，0则正常。Bits29-24:保留待用。Bits23-00:整数，秒等分数，单位时间由配置帧中的MEASRATE字段指定。STAT2按位对应的标志Bit15:数据可用标志，0表示可用，1表示异常。Bit14:相量测量装置异常，0表示没有异常。Bit13:相量测量装置的同步状态，0表示处于同步状态。Bit12:数据排序，0表示按照时间排序，1表示按照接收顺序排序。Bi

6、t11:相量测量装置触发标志，0表示没有触发。Bits10-08:保留待用。Bits07-06:时标质量：00=同步精度5阴，或者对应0.1。的角度误差。01=同步精度50ys，或者对应1。的角度误差。=同步精度500ys，或者对应10。的角度误差。=同步精度500ys，或者对应大于10。的角度误差。Bits05-04:时标异常：00=同步锁信，最好效果。01=持续10秒锁信失败。=持续100秒锁信失败。=持续1000秒以上锁信失败。Bits03-00:触发原因。1111-1000:保留待用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

7、值越上限0001:幅值越下限0000:手动PHASORS416位的整数。极坐标表示方式：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，表示为（弧度x104）,取值范围-冗到+冗。FREQ2频率偏移量，同额定频率的差值，表示为（HzX103）。取值范围，-32.767to+32.767Hz。用16位有符号整数表示。DFREQ2频率的变化率，表示为（Hz/secX102）取值范围，-327.67to+327.67Hz/sec。使用16位有符号的整数表示。ANALOG2模拟量信息。使用16位有符号的整数表示。模拟量可以是米样量，例如控制信号或者变换器的值，

8、数值的取值范围由用户自定义。DIGITAL2开关量状态值。按位对应的状态值，保留给用户自定义使用。A.1.3.头帧该帧应是ASCII码文件，包含了相量测量装置、数据源、数量级、变换器、算法、模拟滤波器等的相关信息。该类帧同样具有SYNC、FRAMESIZE、SOC时标、CRC16，但头16文件数据没有固定的格式。头帧结构如表D-4所示。表D-4头帧的结构编号字段长度（字节）说明1SYNC2帧同步字2FRAMESIZE2帧中的字节数。使用无符号的整数表示。表示范围为（0到65535）3SOC4世纪秒4DATA11ASCII字符串，第一个字节N-1DATAk1ASCII字符串，最后一个字节NCHK

9、2crc16校验A.1.4.配置帧配置帧为PMU和实时数据提供信息及参数的配置信息，为机器可读的二进制文件。该帧可以通过表10.5的SYNC的46位辨识；可以定义2个配置文件：SYNC的第4位置0为CFG-1文件，第4位置1则为CFG-2文件。CFG-1为系统配置文件，包括PMU可以容纳的所有可能输入量，CFG-2为数据配置文件，应该指出数据帧的目前配置状况，所有的字段都应有固定的长度，而且不使用分界符，帧的内容如表D-5，表D-6所示。表D-5配置帧结构序号字段长度（字节）说明1SYNC2同步字2FRAMESIZE2帧字节数3SOC4时标4DFRAME2数据帧格式5MEASRATE4秒等分数

10、，宜米用毫秒表示6NUMPMU2数据帧包括的PMU的数量7STN16站名-16字节ASCII码8IDCODE88字节PMU硬件标识符9FORMAT2数据帧的数据格式10PHNMR2相量数量-2字节整数（0to32767）11ANNMR2模拟量数量-2字节整数12DGNMR2开关量数量-2字节整数13CHNAM16x(PHNMR+ANNMR+DGNMR)相量和通道的名称一每个相量、模拟量、开关量用16字节ASCII码，每次传送的次序相同。14PHUNIT4xPHNMR相量通道的转换因子15ANUNIT4xANNMR模拟通道的转换因子16DIGUNIT2xDGNMR开关量的转换因子17FNOM2额

11、定频率和标志重复7-16字段根据配置帧中NUM_PMU字段定义的相量测量装置个数对字段716的内容进行重复传送18PERIOD2相量传送的周期19CHK2CRC16表D-6配置帧中特殊字节的定义字段长度（字节）说明D_FRAME2数据帧的数据格式，16位的标志，Bits15-1:未用Bit0:数据帧的校验方式,0=CRC16,1=校验和MEAS_RATE4数据帧对应的秒等分数。FRACSEC的高字节置零表示去掉该标志字。数据帧对应的等分秒数=FRACSEC/MEAS_RATE如果MEAS_RATE=1,000,000,FRACSEC单位为微秒；如果MEASRATE为采样率（如720,2880,

12、5760等），数据帧的FRACSEC为采样点对应的点计数。NUMPMU2数据帧中包括的PMU的数量，每帧最大的数量为65535。STN16站名一16位ASCII码IDCODE88字节，PMU的硬件标识，通常存储在ROM中。FORMAT2数据帧的数据格式，16位标志。Bits15-4:未用Bit3:0=数据窗最后一点进行时间同步，1=数据窗第一个采样点进行时间同步Bit2:0=固定的相量,1=旋转的相量Bit1:0=16位整数,1=浮点数Bit0:0=实部/虚部（直角坐标），1=幅度/角度（极坐标）PHNMR2相量数量-2字节整数ANNMR2模拟量数量-2字节整数DGNMR2开关量数量-2字节整

13、数CHNAM16相量和通道的名称一每个相量、模拟量、开关量用16字节ASCII码，每次传送的次序相同。PHUNIT4相量的转换因子。每个相量4个字节；最高位：0=电压；1=电流；最低位：24位无符号字，单位为10-5V/A,（如果用浮点数表示，该字可以忽略）ANUNIT2模拟通道的转换因子DIGUNIT2开关量的转换因子，每个开关量用2个字节表示。Bit4:数字表示的正常状态（0or1）.Bit0:节点的正常状态（0=常开,1=常闭）.FNOM2额定频率（16位无符号整数）Bits1510:保留Bit9:1数据帧忽略DFREQBit8:1-数据帧忽略FREQBits71:保留Bit0:1-基波

14、=50Hz0-基波=60HzPERIOD2相量数据的传送周期-用2字节整型字（0-32767），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X100,200即表示每2个基波周期发送一个数据帧。IDCODE：8字节，相量测量装置的硬件标识符，正常情况在ROM中。表D-7IDCODE的格式说明IDCODE字节定义备注第0字节FFH第12字节按照中华人民共和国行政区划标识的数字编码第34字节相量测量装置安装的厂站编号待定义第5字节相量测量装置的生产厂家编号第67字节相量测量装置的产品编号DIGUNIT：开关量通道的换算因数；每个开关量通道2字节，第0（最低位）位表示开关量的类型（0=常开节点

15、，1=常闭节点），第4位表示开关量正常状态的定义。表D-8DIGUNIT的定义bit4bit0说明11常闭节点；正常状态用1表示10常开节点；正常状态用1表示01常闭节点；正常状态用0表示00常开节点；正常状态用0表示A.1.5.命令帧格式子站和主站可以获得对方发来的指令，并且根据指令进行相应的操作。命令帧格式如图D-2所示。通过帧中8个字节的IDCODE同产品中预先存储的身份码校验，确定是否为该产品所需要接收并执行的指令。CMD是2字节的命令，其格式定义如表D-9所示。firstSYNCFRAMESIZESOCIDCODECMDCHK1血transmitted小、，ctransmittedM

16、SB2LSB24822图D-2命令消息帧格式表D-9接收的命令（CMD）定义命令字Bit定义Bits154为用户使用保留Bits32100001关闭实时数据0010打开实时数据0011发送头文件0100发送CFG1文件0101发送CFG2文件1000以数据帧格式接收参考相量本标准在对表D-9中Bits15-4的用户保留部分进行扩展，如表D-10所示。表D-10命令帧扩展定义命令字Bit主站发送定义子站发送定义Bits1513命令类型101启动暂态记录命令类型111确认命令111确认命令Bits1210辅助控制确认命令：被确认的命令类型其它：000Bits94保留Bits32100001关闭实时

17、数据0010打开实时数据0011发送头文件0100发送CFG1文件0101发送CFG2文件1000以数据帧格式接收参考相量表D-11接收命令帧正确的确认命令SYNCFRAMESIZESOCIDCODECMDCRC16第1帧AA4XXXXX发令时刻目标方IDCODE111,XXX,000,000,0000XXXX表D-12启动暂态记录命令SYNCFRAMESIZESOCIDCODECMDCRC16第1帧AA4XXXXX发令时刻目标方IDCODE101,000,000,000,0000XXXX注：暂态记录时间长度在本地配置中规定。A.2.子站主站通信流程定义：数据流管道：子站和主站之间，或者相量测

18、量装置和数据集中器之间实时同步数据的传输通道。其数据传输方向是单向的，为子站到主站，或者相量测量装置到数据集中器管理管道：子站和主站之间，或者相量测量装置和数据集中器之间管理命令、记录数据和配置信息等的传输通道。其数据传输方向是双向的。A.2.1.系统启动或重建(数据流管道和管理管道均未建立)子站启动过程建立数据流管道：向主站提出建立数据流管道的申请，得到主站确认后建立数据流管道;等待主站发送“开启实时数据”命令后开始实时数据传输。建立管理管道：等待主站建立管理管道的申请；接收并确认主站建立管理管道的申请后，建立与主站之间的管理管道；通过管理管道，接收和发送管理命令等，根据主站下发的命令分别处理；子站禁止接收网络上其它地址建立管理管道的申请。主站启动过程建立数据流管道：等待子站建立数据流管道的申请；接收并确认子站建立数据流管道的申请后，建立与子站之间的数据流管道；通过数据流管道接收子站的数据流。建立管理管道：建立了数据流管道后，主站向子站提出建立管理管道的申请；得到子站确认后，建立与子站之间的管理管道；通过管理管道与子站传输控制命令、记录文件和配置信息等。A.2.2.数据流管道重建(数据流管道故障断开，管理管道正常)子站：等待主站发送“开启实时数据”命令。主站提出建立数据流管道的申请，得到主站确认后建立数据流管道。通过数据