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101_104规约在配电网历史数据传输中的应用_刘海龙

随着配电网系统向分布式、智能化的方向发展, 伴随配网模式及通信方式日渐成熟,配网系统对终 端历史数据的需求势在必行,存储在各个终端上的 历史数据也将越来越大,这就势必要在整个配电网 系统历史数据传输上形成统一标准。
4 基于 101、104 规约的历史数据格式定义
4.1 历史数据统筹定义 目前对于配网终端的历史数据存储要求基本都
用户进程
从 IEC 60870-5-4 选用的应用信息元素
应用层
从 IEC 60870-5-3 选用的应用服务数据单元 (第 7 层)
从 IEC 60870-5-2 选用的链路传输规则
链路层
从 IEC 60870-5-1 选用的传输帧格式
(第 2 层)
从 ITU-T 建议中选用
物理层(第 1 层)
图 1 配套标准所选用的标准条文
Abstract According to the telecontrol protocols IECE60870-5-101 and IEC60870-5-104 by IEC, the corresponding companion standards DL/T634.501-2002 and DL/634.5104-2002 have been established in China. Combining with the development need and practical application of the present distribution terminal equipment. Firstly, this paper introduces the fundamental structure of protocol 101 and protocol 104,furthermore, fully discusses the practical use of these protocols in distribution terminal equipment, especially on the breakthrough of history data transmission. The practical engineering proves that protocol 101 and protocol 104 not only meet the need of the real-time data transmission, but also meet the need of transmission of history data including the faults analyzing and solving, load forecasting and transferring. These protocols settle the problem that no particular standard protocol format of history data transmission. They focus on the request from the future distribution development and they are of great applied value.
(Enhanced Perfirmance Architecture)结构,该增强
结构式模型根据 ISO 的 OSI 七层标准模型转化而来。
考虑到传输效率,101 规约使用的参考模型只有 3 层,
即应用层、链路层、物理层[2]。图 1 为增强性能体系
结构(EPA)模型和配套标准所选的标准定义。
从 IEC 60870-5-5 选用的应用功能
Key words:distribution automation system;IEC60870-5-101 protocol;IEC60870-5-104 protocol; transmission of history data
1 引言
配电自动化系统是一种利用现代通信和计算机 技术,对配电网中在线运行设备进行远方监视和控 制的网络系统[1]。目前我国配网系统中,对于远动 规约主要有 101 规约、104 规约和 DNP3.0 规约。101、 104 规约由 IEC 电力系统控制和通信技术委员会制 定的基本远东配套标准:“IEC 60870-5-101-2003
2.2 104 规约结构
IEC60870-5-104 远动规约参考模型源于开放式系
统互联 ISO-OSI 参考模型,只采用 5 层,从图 2 可见,
IEC60870-5-104 规约是将 IEC60870-5-101 与 TCP/IP
提供的网络传输功能相结合。IEC60870-5-104 实际处
于应用层协议,包括 IEC60870-5 全部配套标准所定义
3 历史数据传输应用的需求
历史数据作为配网终端的一种数据类型,能够 反映电网供电及设备相应时刻的运行情况,通过对 实时数据统计分析得出的历史数据,可以使管理人 员轻松掌握电网的运行情况,更准确的对线路故障 类型做出判断及处理,对线路负荷做出预测,更好 的实施配网拓扑结构的分析,优化网络,提高供电 质量及供电可靠性等[4]。但在早前配网项目实施中, 由于种种原因,历史数据在实际应用中往往被忽视, 也没有形成统一数据格式定义及规约标准,所以很 多终端设备厂家对历史数据处理很简单,要么设备 厂家自定义数据格式及传输规约,只能与自身系统 连接,推广也受到很大程度限制。
是不小于 1 个月存储量,对于一些特殊工程,存储 时间可能要不小于 6 个月。面对庞大数据量,首先 要对历史数据进行一个统筹规划,对其进行分类定 义,形成标准格式,这样才能在标准规约基础上建 立起历史数据传输的统一格式。根据 101 标准规约 对文件的定义我们将历史数据以文件为单位进行统

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技术与应用
筹规划、分类,每类历史数据定义好特定的文件格 式,每个文件下又定义有相应的节,节下面又有相 应的段,而所有文件定义出一个完整的文件目录, 这样可将纷繁冗杂的历史数据按照树形结构进行合 理统筹规划。
下面以一天的定点数据为例进行说明。假设一 天 24h,终端每 6min 进行一次定点数据记录存储, 那么 24h 总定点数据为 24×10=240 份,这 240 份的 定点数据可以定义为一个文件,而每个定点数据可 以定义为文件中的一节,在 101 规约中每帧报文信 息元素字节数不能超过 264,一帧报文传不完这一 节数据,还可以将节下分出若干段,这样即使数据 量再大也可以很清晰的将其规划好,做到有序上传。 图 3 所示为历史数据树状结构图。
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子集的 IEC60870 5 101 网络访问”。本文结合实际工 程应用,先介绍了 101、104 规约的基本架构与应用, 同时对历史数据传输部分规约进行了定义和解析。
2 101、104 规约介绍
2.1 101 规约结构
IEC60870-5-101 远 动 规 约 参 考 模 型 是 EPA
的 ASDU,可与 TCP/IP 相结合。基于 TCP/IP 应用层
协议多,每一种协议对应一个网络端口号,根据其在
传输层上使用 TCP 协议(传输控制协议)还是 UDP
协议(用户数据报文协议),端口号又分为 TCP 端口
和 UDP 端口,为保证可靠传输数据,IEC60870-5-104
规定传输层使用 TCP 协议,其对应端口号是 TCP 端
关键词:配电网;101 规约;104 规约;历史数据传输
Application of IEC60870-5-101/104 Protocol in the History Data Trasmission of Distribution Automation System
Liu Hailong Lou Yingjun Ou Yangqi Tian Weiwei (Zhuhai XJ Electric Co.,Ltd, Zhuhai, Guangong 519060)
(1)统计数据:分为日统计数据、月统计数据, 监测对象主要以配电变压器为主。
(2)报警数据:分为装置异常报警和线路异常 报警。
(3)极值数据:包括日极值数据和月极值数据。 (4)无功补偿数据:在装置具备无功投切功能 时记录电容器操作时的相关数据。 (5)遥控操作记录:在对开关进行分/合操作时, 记录下遥控操作过程及遥控点号和时间。 (6)故障记录:在线路发生故障时记录下相应 线路的故障电压、故障电流及时间等。
遥控设备和系统.第 5 部分:传输协议.第 101 节:基 本遥控工作的副标准”,“IEC 60870-5-104-2006 遥控设备和系统.第 5-104 部分:传输协议。使用标 准传输轮廓的 IEC 60870-5-101 所列标准的网络存 取”以及我国制定的电力行业标准:“DL/T 634.51012002 远动设备及系统 第 5-101 部分:传输规约 基本 远动任务配套标准”,“DL/T 634.5104-2002 远动设备 及系统 第 5104 部分:传输规约 采用标准传输协议
从 IEC60870-5-101 和 IEC60870-5-104 中选取的 ASDU APCI(应用规约控制信息) 传输接口(用户到 TCP 的接口)
应用层 (第 7 层)
TCP/IP 协议子集(RFC2200)
传输层(第 4 层) 网络层(第 3 层) 链路层(第 2 层)
注: 第 5,第 6 层未用
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101、104 规约在配电网 历史数据传输中的应用
刘海龙 娄英俊 欧阳琪 田巍巍
(珠海许继电气有限公司,广东 珠海 519060)
摘要 据国际电工委员会制定 IEC60870-5-101 和 IEC60870-5-104 远动规约,及我国配套标准 DL/T634.5101-2002 和 DL/634.5104-2002 规约,结合目前配电网终端设备发展需求及实际应用。本 文先介绍 101、104 规约基本架构,并详细说明 101、104 规约在配网终端设备中的实际应用,特 别在历史数据传输应用中有新突破。经实际工程检验证明,101、104 规约不仅很好满足配电网实 时数据传输要求,更用于故障分析处理和负荷预测转移历史数据的传输要求,解决目前对于历史 数据传输没有特定标准规约格式的现状,着眼于配电网未来发展,具有很高应用价值。
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