配电网自动化通信的基本要求

5.2配电网自动化通信的基本要求通信系统的性能指标故障和停电时的配网自动化系统通信能力配电网自动化的通信规约故障和停电时的配网自动化系统通信能力配电网自动化系统对通信有较高的要求，一般都会配备蓄电池作为备用电源，以保证故障和停电时配电网自动化系统的通信能力。当10kV配电网出现故障时，配电网自动化终端（FTU、DTU、TTU）将无法从线路获取操作电源，因为配电网终端和故障指示器通信终端要求配备蓄电池。变电站自动化馈线自动化用户自动化配电主站开关柜DTUFTUTTU其他设备子站及通信网络相关系统故障和停电时的配网自动化系统通信能力当10kV配电网出现故障时自动化终端将失去外接电源DTU及其通信系统蓄电池当配电网开闭所和环网柜，为了保证分合闸能够正常操作，需要配置DTU及通信系统蓄电池、开关储能蓄电池，其中DTU及通信系统的蓄电池要求能正常供电48小时以上，开关储能蓄电池能提供至少8次分合闸储能的电能。故障和停电时的配网自动化系统通信能力部分通信终端采用光伏组件向蓄电池供电，以保证能够持续供电。故障和停电时的配网自动化系统通信能力5.2配电网自动化通信的基本要求通信系统的性能指标故障和停电时的配网自动化系统通信能力配电网自动化的通信规约一、电力负荷管理系统数据传输规约规约规定了电力负荷管理系统中主站和终端之间进行数据传输的帧格式、数据编码及传输规则。配电网自动化的通信规约IEC于2000年推出IEC60870-5-104规约。国内，电力系统控制及其通信标准技术委员会于2002年推出DL/T634.5104-2002规约，等同采用IEC60870-5-104规约。国家能源局于2009年发布DL/T634.5104-2009规约代替DL/T634.5104-2002规约。二、IEC60870-5-104规约1.规约概要配电网自动化的通信规约一个IEC60870-5-104数据帧称为应用规约数据单元APDU（ApplicationProtocolDataUnit），由应用规约控制信息APCI（ApplicationProtocolControlInformation）和应用服务数据单元ASDU（ApplicationServiceDataUnit）组成。2.应用规约数据单元的结构配电网自动化的通信规约APCI的启动字符为68H，表示一个数据帧的开始；APDU长度为控制域开始到本帧结束的总字节数；4个八位控制域表示收发编号，前两字节为发送序号N（S），后两字节为接收序号N（R），用于检测报文丢失和报文重复传输。2.应用规约数据单元的结构配电网自动化的通信规约APDU分成3种报文格式，即I格式、S格式和U格式。I格式报文用于带编号的信息传输，其结构是一个包含APCI和ASDU的完整的APDU；S格式报文只含有一个APCI，不含ASDU，收到I格式报文，若无I格式报文发给对方，则发S格式报文进行确认；U格式报文也只含有一个APCI，用于传输过程的控制，如启动子站进行数据传输（STARTDT），停止子站数据传输（STOPDT），TCP链路测试（TESTFR）等。2.应用规约数据单元的结构配电网自动化的通信规约通信双方采取了防止报文丢失和重复传输的机制及超时时间限制措施。对于I格式报文，馈线监控终端每发送一个I格式报文，其发送序号应加1，主站软件每接收到一个与其接收序号相等的I格式报文后，其接收序号也应加1。反之亦然。每次重新建立TCP连接后，主站软件和配电终端的接收序号和发送序号都应清零，3.发送和接收序号的维护配电网自动化的通信规约4.应用服务数据单元的结构配电网自动化的通信规约一个应用服务数据单元内全部信息对象有相同的结构类型和格式类型标识语义01H遥信07H子站或配电远方终端状态0fH电度值2eH遥控分合2fH遥控升降31H同期操作64H总召唤65H电度量召唤67H对时69H复位命令72H查询/固化定值4.应用服务数据单元的结构（1）类型标识配电网自动化的通信规约1字节，其最高位用于确定信息对象的排列方式。最高位为“1”表示同类信息是顺序排列的，仅需指出第一个信息对象地址。最高位为“0”表示同类信息不是顺序排列的，每个信息对象地址均要给出。低7位用于确定ASDU内包含的信息对象数量，最多127个。4.应用服务数据单元的结构（2）可变结构限定词配电网自动化的通信规约低6位是传送原因序号；P/N=0,肯定确认，P/N=1,否定确认；T=0，未试验，T=1，试验。源发地址：标明响应来自哪个主站的召唤。一般源发地址不用时置为0。4.应用服务数据单元的结构（3）传送原因配电网自动化的通信规约5.2配电网自动化通信的基本要求通信系统的性能指标故障和停电时的配网自动化系统通信能力配电网自动化的通信规约通信系统的性能指标配电网通信具有以下特点：1.终端数量极大;2.分散分布，覆盖面广；3.通道距离相对较短；4.网络结构复杂；5.现场电磁干扰强，工作环境恶劣。配电自动化通信应结合地区配电网规模及应用需求，与配电网运行管理体制相适应，统筹利用专网通信和公网通信，满足配电自动化、计量采集等各类业务对通信通道的要求，提高配电网供电质量和运行管理水平。通信系统的性能指标01有效性02可靠性03适应性04经济性05保密性06标准性07维修性08工艺性通信系统的性能指标01有效性指通信系统传输消息的“速率”问题，即快慢问题。通信系统必须具有双向通信能力，例如开关的状态采集、控制等。通信系统的性能指标01有效性1.数据传输速率

在数据通信中常常用时间间隔相同的波形来表示一位二进制数字。这个间隔被称为码元长度，而这样的时间间隔内的信号称为二进制码元。同样n进制的信号也是等长的，并被称为n进制码元。通信系统每秒传输数据的二进制位数被定义为比特率。单位为bit/s。把每秒传输码元的数目定义为波特率。单位为baud。通信系统的性能指标01有效性1.数据传输速率

若单比特信号的传输速率为9600bit/s，则其波特率为9600baud，它意味着每秒可传输9600个二进制位。如果每个码元由2个二进制位组成，当传输速率为9600bit/s时，则其波特率只有4800baud。在讨论信道特性，特别是传输频带宽度时，通常采用波特率；在涉及系统实际的数据传输能力时，则使用比特率。通信系统的性能指标01有效性2.频带利用率单位频带内的传输速度。单位为bit·s-1·Hz-1，即每赫兹带宽所能实现的比特率。3.协议效率协议效率是指所传输的数据包中的有效数据位与整个数据包长度的比值。4.通信效率数据帧的传输时间同用于发送报文的所有时间之比。用于发送报文的所有时间包括竞用总线或等待令牌的排队时间，数据帧的传输时间，以及用于发送维护帧等的时间之和。通信系统的性能指标02可靠性指通信系统传输消息的“质量”问题，即好坏问题。配电系统的通讯设备大多暴露在室外，需承受各种恶劣的自然条件的影响和电磁的干扰，同时还要考虑到维护方便，因此要求有高度的可靠性，并且主干线上停电时不影响通讯。当通信出现错误时，会出现误码。通信系统的性能指标02可靠性误码率是衡量数字通信系统可靠性的指标。它是二进制码在数据传输系统中被传错的概率，数值上近似为式中，N为传输的二进制码元总数；Ne为被传输错的码元数。理论上应有N→∞。实际使用中，N应足够大，才能把Pe

作为误码率。采取差错控制，降低误码率。通信系统的性能指标03适应性指通信系统使用时的环境条件。由于配电网架空线路的设备大多为架空布置，因此对于雷雨、大风、潮湿、风沙等恶劣天气或者环境需要有一定的适应性。通信系统的性能指标04经济性指系统的成本问题，通讯系统的投资不能太大，以免影响配电自动化系统的总体经济效益。通信系统的性能指标05保密性指系统对所传信号的加密措施，这点对军用系统显得更加重要。通信系统的性能指标05保密性指系统对所传信号的加密措施，这点对军用系统显得更加重要。曼