CN101783811A - 变电站自动化监控的数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了变电站自动化监控的数据传输方法：变电站监控主机首先与通讯服务器建立TCP/IP连接；通讯服务器将接收到的RTU数据经过数据过滤后进行分帧处理，以103规约报文中遥信、遥测或保护动作帧形式主动上传至后台主机。监控主机对RTU设备执行遥控操作时，通讯服务器接收到命令，转换成RTU能够识别的报文发送至相应的通信口，RTU设备执行操作功能。通讯服务器可独立于后台主机自动运行，监控主机故障不会影响通讯服务器的正常工作；采用标准的IEC 60870-5-103的通讯规约可与其它系统进行数据交换；减少通讯服务器与后台SCADA系统间网络数据流量。

Description

变电站自动化监控的数据传输方法

一、技术领域：

本发明涉及变电站自动化监控进行数据交换的一种方法，具体说是变电站监控主机对不同规约RTU设备数据进行实时显示处理并将监控主机指令准确、及时传送到RTU设备的一种数据交换的方法。

二、背景技术：

目前，变电站监控主机与通讯服务器连接方式主要有两种方式，其一通过端口映射方式将通讯服务器串口映射为主机系统的串口，使用者可通过系统Windows或Linux直接操作通讯服务器串口发送与接收数据。此方式的主要缺陷是：当监控主机故障时，通讯服务器会停止工作，通讯服务器不能独立于主机运行，系统的可靠性大大降低。其二通讯服务器与监控主机间通过以太网交换数据，RTU设备数据采集到通讯服务器后，通过自定义本的数据格式与监控主机进行数据交换，由于自定义的数据格式各单位不同，实现数据共享增加技术难度，因此该方法兼容性较差。

三、发明内容：

本发明的目的在于克服现有方法的缺陷，设计一种通过以太网技术来进行数据交换，对于上行数据通讯服务器将RTU数据转换成IEC60870-5-103规约上传到变电站监控主机，对于下行数据监控主机以IEC 60870-5-103格式将命令发送至通讯服务器，通讯服务器再以RTU设备能够接收的规约转发至RTU，由RTU执行相应的动作的变电站自动化监控的数据传输方法。其特征在于：变电站监控主机首先建立TCP服务器端口并通过UDP包命令发送广播命令，通知通讯服务器建立TCP连接，当通讯服务器接收UDP命令后，登录到监控主机相应端口，通讯服务器将接收到的RTU数据经过数据过滤后，将已发生变化的数据进行分帧处理，以103规约报文中遥信、遥测或保护动作帧形式主动上传至后台主机。监控主机对RTU设备执行遥控操作时，以103规约格式将命令发送至通讯服务器，通讯服务器接收到命令，检索RTU的地址及型号，转换成RTU能够识别的报文发送至相应的通信口，RTU设备执行相应的操作功能，变电站的单台通讯服务器可连接1-255个RTU设备。实施该技术后的明显效果是：通讯服务器可独立于后台主机自动运行，监控主机故障不会影响通讯服务器的正常工作；采用标准的IEC 60870-5-103的通讯规约可与其它系统进行数据交换；减少通讯服务器与后台SCADA系统间网络数据流量。单台通讯服务器可连接更多RTU设备，实现变电站有效的自动化监控，维护电网和设备安全。

四：具体实施方式

以RTU设备电动机综合保护装置、线路保护装置为例，对本发明作进一描述：

变电站监控主机连接变电所内的通讯服务器，变电所通讯服务器连接电动机综合保护装置，电动机综合保护装置分路连接终端的电动机。

电动机综合保护装置是集测量、保护、控制、通讯于一体的智能化装置。通讯服务器与电动机保护装置以RS485总线连接，通讯介质采用屏蔽双绞线，通讯规约采用MODBUS RTU；线路保护装置是馈线终端的保护、监测、控制的智能化装置，通讯服务器与线路保护装置以RS485总线连接，通讯介质采用屏蔽双绞线，通讯规约采用MODBUSRTU。通讯服务器与后台采用100M以太网连接，通讯介质为超五类网线(UDP)，通讯规约为IEC 60870-5-103。

数据流过程如下：

1.监控主机发送UDP报文命令，通讯服务器接收到此命令后与主机通过SOCKET命令字与后台主机系统建立以太网连接。

2.无论是否与后台主机成功连接，通讯服务器与RTU间的通信均正常进行。

3.通讯服务器接收到RTU的数据后，将该数据与上一次数据进行比较，若数据发生变化，则将此数据进行标记并记录在内存中。

4.监控主机与通讯服务器间以太网连接成功后，通讯服务器将已发生变化的数据以103报文格式重新打包，并发送至后台主机。

5.监控主机以103报文将遥控指令发送至通讯服务器，通讯服务器接收到指令后，通过解包、检索后将遥控命令以RTU规约格式发送至RTU设备执行遥控操作。

通讯服务器接收到报文数据后，根据规约点表计算出三相电流、三相电压、功率等测量值以及断路器、接触器分合状态，保护动作状态，将此次值与上次值进行比较，如果数据发生变化，测量值则以103规约应用数据单元上传至后台主机系统，遥信则以103规约应用数据单元8上传至后台主机系统。后台主机系统通过处理以友好的人机界面呈现数据的变化，如果在某个线路上发生故障，变电所通讯服务器自动上报数据至监控主机，人机界面呈现数据显示并报警。由值班人员对故障进行处理，实现变电站有效的自动化监控，维护电网和设备安全。

Claims (2)

1.变电站自动化监控的数据传输方法，其特征在于：变电站监控主机首先建立TCP服务器端口并通过UDP包命令发送广播命令，通知通讯服务器建立TCP连接，当通讯服务器接收UDP命令后，登录到监控主机相应端口，通讯服务器将接收到的RTU数据经过数据过滤后，将已发生变化的数据进行分帧处理，以103规约报文中遥信、遥测或保护动作帧形式主动上传至后台主机，监控主机对RTU设备执行遥控操作时，以103规约格式将命令发送至通讯服务器，通讯服务器接收到命令，检索RTU的地址及型号，转换成RTU能够识别的报文发送至相应的通信口，RTU设备执行相应的操作功能。

2.根据权利要求1所述的变电站自动化监控的数据传输方法，其特征在于：变电站的单台通讯服务器可连接1-255个RTU设备。