iec6083850与电力自动化系统的关系

iec6083850与电力自动化系统的关系

0iec607-5-108研究通过各大单位间通信协议,从各个领域和国家层面相互使用的产品,在社会上逐步确立了“统一”的标准国际电工委员会（iec）制定并发布了所有关于电、电子技术的国际标准。IEC-TC57(第57技术委员会)是IEC下属的一个技术委员会,它主要负责电力系统控制及通信方面的标准化工作。IEC60870-5系列通信标准就是由TC-57中负责起草远动传输规约的第3工作组-WG03基于EPA(增强型)结构而在1990年后逐步制定的通信协议。IEC60870-5-101(下称101规约)是遵循IEC60870-5定义的1个真正可使用的规约,它针对IEC60870-5基本标准中的FT1.2帧格式,对物理层、链路层、应用层、用户进程作了大量具体的规定和定义。我国在1998年5月制定了电力行业标准《DL/T634-1997基本远动任务的配套标准》,非等效采用101规约,并根据国情作部分选择和补充。这些标准的推出,为电力系统产品的互联及我国电力行业与世界同行的技术交流与合作提供了很大的便利。广东中山电力工业局早在1995年即引进西门子公司的调度自动化系统Spectrum,这个系统当时提供了西门子公司内部通信规约8FW及101规约接口。到目前为止,中山市共有39个厂站接入此系统。其中,使用101规约与系统连接的共有32个厂站。经过这几年大量的实际运行,证明101规约具有很多特色,适合在电力系统中推广应用。下面结合中山电力工业局使用101规约的情况,对101规约在应用中的一些问题进行探讨。1应用功能描述1.1服务数据单元apd-apdi101规约应用数据单元之间的关系如图1所示。规约数据单元由规约控制信息和服务数据单元组成。由于101规约未采用应用规约控制信息(APCI),所以在应用层中的应用规约数据单元和应用服务数据单元,以及链路层中的链路服务数据单元是一样的,即APDU=ASDU=LSDU。同时,1个LSDU只包含1个ASDU。1.2材料型报文区结构101规约的ASDU应用服务数据单元即报文的数据区,其一般结构如表1所示。它有数据单元标识,1个或多个信息体和应用服务数据单元的公共时标所组成。1.3级用户数据IEC的101规约的应用用户数据分为1级用户数据和2级用户IEC的数据。其中1级用户数据包括变位遥信、由读数命令所寻址的信息体的数据、子站初始化结束、子站状态变化。2级用户数据包括超过门限值的遥测、子站改变下载参数、水位超过门限值、变压器分接头的变化、事件顺序记录数据和带时标的其他量等。1.4基本应用功能基本应用功能是实现监视和控制功能的传输程序,是应用(用户)过程的一部分。该规约采用了IEC60870-5-5中定义的13种基本应用功能:站初始化、用问答方式(POLLING)收集数据、循环数据传送、收集事件、采用快速—校验—过程的事件收集、总召唤、时钟同步应用功能、命令传输累计值(远程累计、电能脉冲计数量)、装载参数、测试过程、文件传输、在监视方向的文件。2正常报文询问和定位令令发送主站向子站下发的命令常有站初始化、对时、总召唤、一类数据查询、二类数据查询、开关(或刀闸、全站总复归)等,子站回应的报文有确认、遥测量、遥信量等。经过初始化等步骤,主站即可对子站进行正常的报文询问,然后根据回答报文和标志位的不同,发出不同的报文来得到所需的信息。101规约在平衡传输中,询问召唤2级用户数据变化和定时召唤各组返送数据中是否有FT1.2帧长格式控制域中的要求访问位ACD=1。如有,则主站即用“请求1级用户数据”向子站发出请求1级用户数据。101规约在非平衡传输中,则采用快速—校验—过程收集1级用户数据。如果在正常的报文询问过程中,总召唤或对时时间到,可分别进行总召唤和对时。如果主站有遥控命令下发,则遥控命令报文优先于1、2级用户数据和总召唤、对时命令而发送。程序流程示意图如图2所示。3波和备通道中山电力局调度自动化主站与子站之间都有主、备双通道。一般主通道是微波,备通道是载波。通信方式为点对点的四线全双工方式。实际运行表明,101规约具有响应迅速、传送的信息量大且内容详细的特点,对遥测量更新和断路器、隔离开关、保护动作信号的变位信息等均可快速、准确地做出反应。3.1测值的上传101规约用24位来表示1个遥测值的大小。前15位描述遥测量的大小,第16位是遥测值的符号位SIGN。若SIGN=0,则遥测值为正数。反之,则为负数。第17～24位是品质描述位。遥测值的传送方式有3种。即,越限自发传送(SPO)、所有遥测值的周期循环传送(PER/CYC)、所有遥测值响应总召唤的传送(INTROGEN)。由此,可以保证遥测量可及时得到刷新,保持良好的时效性。3.2点带和点不带时标的遥信101规约用8位来表示1个遥信量的状态。101规约的遥信量可分为4种。即,单点不带时标的遥信、单点带时标的遥信、双点不带时标的遥信、双点带时标的遥信。遥信量的采集方式共有3种。即,变位自发传送(SPO)、背景扫描循环传送(BACK)、响应总召唤的传送(INTROGEN)。由此可见,可以保证遥信状态准确、及时上送主站。主站的前置机收到此报文后即进行COS和SOE处理,然后就送至后台和调度。3.3累计值的确定101规约用40位来表示1个累计值的大小。前32位描述累计值的大小,后8位是品质描述位。累计值按1个特定的周期时间累计。101规约规定累计值的传送方式为:主站向子站发送冻结命令不清零,然后召唤冻结的累计值,召唤周期由主站决定。3.4控制器发送命令控制101规约用8位来表示1个遥控命令的性质。101规约的遥控可分为单点遥控、双点遥控。在远动系统中往通过发出命令以改变运行设备状态。101规约规定遥控命令的传输过程可以是直接控制执行,也可以是带返送/校核的选择、执行命令。4关于问题的讨论4.1设置代次恶意发送服务的越限门槛值,避免了前站和主站之间的遥测量在实际运行过程中,曾经出现过部分变电站某些排序在后面的遥测量不刷新的情况,从而使调度员无法对电网的运行状态作出正确的分析和调度。针对这个问题,我们研读厂家资料及101规约条文,最后把问题的焦点集中在主站及子站配置参数设置的合理性上。我们原来配置子站参数时,把101规约许可的遥测值上送3种方式全都配齐,而且设置所有遥测越限门槛值为1(遥测值取值范围为-32768～32768。同时在主站设置总召唤时间间隔为1min。结果我们在研究主站及子站通信的报文时,发现越限上送的遥测量非常频繁。在这中间又夹杂着周期循环传送的遥测值及其它遥信信息、对时信号。这些就导致某些排序在后面的遥测量还来不及上送主站时,下1次的总召唤时间到,遥测量又按排序顺序从头开始传送。所以,就出现了部分变电站某些排序在后面的遥测量不刷新的问题。为此,我们采用3种方法来解决此问题。即,①在子站配置参数中,除了各电压等级的母线电压越限门槛值设为1外,其它遥测量的越限门槛值设为4。以此减少不重要遥测量的越限上送次数。②在保证主站遥测值正常刷新的情况下,关掉其中1种名为所有遥测值周期循环传送(PER/CYC)方式。以此减少某些遥测量的重复传送和占用通道。③把主站的总召唤时间间隔延长至3min。上述3项措施实施1段时间后的实际运行情况表明,“部分遥测值不刷新的问题”得到了很好的解决。4.2遥信信号不佳在系统运行中,主站曾经几次只收到开关发生重合闸过程中的“合闸”信号,却收不到“分闸”位置信号。而系统又未采集“重合闸动作”的保护遥信信号。所以导致调度员无法判断开关是否重合过。现场分析表明,这主要是由子站中所设置的遥信滤波时间和重合闸动作时间、开关的动作时间的配合不佳所导致。经过理论分析和试验,我们设定遥信滤波时间为