CN109347861B - 一种实时动态监测系统通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实时动态监测系统通信方法，该方法使用的协议融合GB/T‑26865.2‑2011协议和IEC60870‑5‑101/104协议，支持相量传输技术，该协议定义命令通道、数据通道、文件通道，三个通道共存，实现同时进行数据传输；该协议定义主站和子站的初始化过程；该协议定义应用服务数据单元。本发明可以通过104规约中的遥信、遥测数据对子站中的部分参数进行配置；可以通过104规约中的遥控功能对子站中的数据进行主动召测，根据26865规约中获取的实时性较好的数据分析子站的实时运行情况，并在特定的情况下对子站进行遥控操作保障子站的安全运行。
Description
技术领域
本发明涉及配电网广域测量控制和保护系统中的数据通信协议技术领域，尤其是一种实时动态监测系统通信方法。
背景技术
为了提高主动配电网的运行可靠安全运行、提高电能质量和电压合格率，在配电自动化的基础上，引入相量测量技术和广域测控和保护系统，将是技术发展的趋势。然而现有的电力动态监测系统通信规约不支持遥控保护和参数配置等功能，无法满足配电网主动调节、控制和保护的要求；而配电自动化广泛使用的IEC60870-5-101(104)，作为电力系统最广泛应用的规约，功能完善通信效率也高，但不支持相量传输技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高GB/T26865通信规约的传输效率，扩展对控制和保护等信息传输的要求，提高对配电网通信多样性的适应能力的实时动态监测系统通信方法。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种实时动态监测系统通信方法，该方法使用的协议融合GB/T-26865.2-2011协议和IEC60870-5-101/104协议，支持相量传输技术，该协议定义命令通道、数据通道、文件通道，三个通道共存，实现同时进行数据传输；该协议定义主站和子站的初始化过程；该协议定义应用服务数据单元。
所述应用服务数据单元由数据单元标识符、一个或多个信息对象组成；应用服务数据单元公共地址的八位位组数目由系统参数所决定，是一个或两个八位位组。
启动所述主站与子站的通信采用TCP作为底层通信协议，主站与子站的通信需要建立两个连接：
3a)数据连接，即实时传输数据报文，传输方向为单向，子站到主站；子站为连接建立的服务端，主站为客户端；
3b)命令连接，即实时传输命令报文和响应命令报文的数据报文，传输内容包括头帧、配置帧、命令帧、应用扩展帧，传输方向为双向；子站为连接建立的服务端，主站为客户端。
所述主站与子站的启动步骤如下：
4a)由主站申请，子站侦听后接受申请，建立命令连接；
4b)由主站申请，子站侦听后接受申请，建立数据连接；
4c)主站通过命令连接发送“上传CFG-1文件”命令，子站接收到“上传CFC-1文件”命令，根据子站当地配置生成CFG-1文件，发送给主站，主站接收CFG-1文件；
4d)主站发送“下传CFG-2文件”命令，子站接收到“下传CFG-2文件”命令并返回肯定确认，主站接收到肯定确认，主站发送CFG-2文件，子站接收到CFG-2文件，子站对CFG-2文件进行有效性检查，如通过检查，子站返回肯定确认，并将CFG-2文件保存在本地作为对应客户端的通信配置文件，若未通过检查，子站返回否定确认并将接收到的CFG-2文件丢弃；
4e)主站通过命令连接发送“上传CFG-2文件”命令，子站接收到“上传CFG-2文件”命令，根据子站当地配置生成CFG-2文件发送给主站，主站接收CFG-2文件；
4f)主站通过命令连接发送“开启实时数据传输”命令，子站根据最近接收到的CFG-2文件通过数据连接定时发送实时数据报文；
4g)主站通过命令连接发送“总召唤“命令，子站通过命令连接上传所有的遥信、遥测数据。
通过定义“101：应用扩展帧”将IEC60870-5-101/104协议的相关内容融入到GB/T-26865.2-2011协议中；应用扩展帧为传输帧类型，应用扩展帧的SYNC同步字段的bit6-bit4定义为101，通过管理管道传送。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：本发明可以通过104规约中的遥信、遥测数据对子站中的部分参数进行配置；可以通过104规约中的遥控功能对子站中的数据进行主动召测，根据26865规约中获取的实时性较好的数据分析子站的实时运行情况，并在特定的情况下对子站进行遥控操作保障子站的安全运行。
附图说明
图1是传输帧的基本结构；
图2是主站和子站的启动过程；
图3是遥控执行过程；
图4是循环数据传输顺序图。
具体实施方式
一种实时动态监测系统通信方法，该方法使用的协议融合GB/T-26865.2-2011协议和IEC60870-5-101/104协议，支持相量传输技术，该协议定义命令通道、数据通道、文件通道，三个通道共存，实现同时进行数据传输；该协议定义主站和子站的初始化过程；该协议定义应用服务数据单元。
所述应用服务数据单元由数据单元标识符、一个或多个信息对象组成；应用服务数据单元公共地址的八位位组数目由系统参数所决定，是一个或两个八位位组。
如图2所示，启动所述主站与子站的通信采用TCP作为底层通信协议，主站与子站的通信需要建立两个连接：
3a)数据连接，即实时传输数据报文，传输方向为单向，子站到主站；子站为连接建立的服务端，主站为客户端；
3b)命令连接，即实时传输命令报文和响应命令报文的数据报文，传输内容包括头帧、配置帧、命令帧、应用扩展帧，传输方向为双向；子站为连接建立的服务端，主站为客户端。
如图2所示，所述主站与子站的启动步骤如下：
4a)由主站申请，子站侦听后接受申请，建立命令连接；
4b)由主站申请，子站侦听后接受申请，建立数据连接；
4c)主站通过命令连接发送“上传CFG-1文件”命令，子站接收到“上传CFC-1文件”命令，根据子站当地配置生成CFG-1文件，发送给主站，主站接收CFG-1文件；
4d)主站发送“下传CFG-2文件”命令，子站接收到“下传CFG-2文件”命令并返回肯定确认，主站接收到肯定确认，主站发送CFG-2文件，子站接收到CFG-2文件，子站对CFG-2文件进行有效性检查，如通过检查，子站返回肯定确认，并将CFG-2文件保存在本地作为对应客户端的通信配置文件，若未通过检查，子站返回否定确认并将接收到的CFG-2文件丢弃；
4e)主站通过命令连接发送“上传CFG-2文件”命令，子站接收到“上传CFG-2文件”命令，根据子站当地配置生成CFG-2文件发送给主站，主站接收CFG-2文件；
4f)主站通过命令连接发送“开启实时数据传输”命令，子站根据最近接收到的CFG-2文件通过数据连接定时发送实时数据报文；
4g)主站通过命令连接发送“总召唤“命令，子站通过命令连接上传所有的遥信、遥测数据。
通过定义“101：应用扩展帧”将IEC60870-5-101/104协议的相关内容融入到GB/T-26865.2-2011协议中；应用扩展帧为传输帧类型，应用扩展帧的SYNC同步字段的bit6-bit4定义为101，通过管理管道传送。
该协议同时具有GB/T-26865.2-2011协议的特点和IEC60870-5-101/104具有的特点，适合配电网微型多功能相量测量单元和配电自动化终端FTU、DTU的控制和保护功能的需求；同时能够提高配电网广域测量控制和保护系统WAMCPS的功能和性能。
所述协议支持相量传输技术，该协议定义了命令通道、数据通道、文件通道，三个通道可以共存，可以实现同时进行数据传输。该协议可以实现遥控、保护、参数配置等功能，满足配电网主动调节、控制和保护功能。
“101：应用扩展帧”即为融合协议增加的内容，原有协议GB/T-26865.2-201没有定义“101：应用扩展帧“的内容，通过定义“101：应用扩展帧“将IEC60870-5-101/104协议的相关内容融入到了协议GB/T-26865.2-201中。
根据现场设备与主站的配合及调试使用情况，可进行定时启动总召唤功能，设置时间为5--20分钟，一般常用推荐为15分钟，同时为了兼顾现场实时联调数据需要，也可手动下发总召唤命令，以便于终端设备将全遥信，全遥测数据立即上传，而无需等待下个总召唤周期的到来，提高效率。遥控过程包括：控制站发送遥控选择命令，被控站发送遥控选择确认报文，控制站发送遥控执行/取消命令，被控站发送遥控执行/取消确认报文，被控站发送遥控执行完成报文。另外，主站下发撤消命令报文，子站只需要响应撤销确认命令。遥控过程中，可以插入设点、总召唤以及遥信变位事件。具体流程见图3。
循环遥测遥信数据传输方面，PMU中遥测和遥信数据，分为时间断面要求苛刻的遥测、遥信数据(变化较快的部分)和数据断面不要求的传统SCADA遥测遥信数据两部分，前者采用26865.2的和相量一起传输的方式，相关配置信息在配置帧配置1和配置2中体现；后者参考SCADA通信规约IEC 101/104的采用通信调度机制，相关参数信息不出现在配置文件(配置帧)中，使用总召唤/分组召唤/周期传输/遥测遥信变化传输的通信调度机制，数据元素组成参照101/104的应用协议数据单元ASDU，包换类型标识，可变结构限定词，传送原因，公共地址、信息对象地址，数据值和可选的时标部分。对传统SCADA遥测遥信数据，主要采用周期传送和变化传送结合传输方式。传送周期、变化阈值设定等作为系统参数。主要流程图见图4。
综上所述，本发明可以通过104规约中的遥信、遥测数据对子站中的部分参数进行配置；可以通过104规约中的遥控功能对子站中的数据进行主动召测，根据26865规约中获取的实时性较好的数据分析子站的实时运行情况，并在特定的情况下对子站进行遥控操作保障子站的安全运行。
Claims (3)
1.一种实时动态监测系统通信方法，其特征在于：该方法使用的协议融合GB/T-26865.2-2011协议和IEC60870-5-101/104协议，支持相量传输技术，该协议定义命令通道、数据通道、文件通道，三个通道共存，实现同时进行数据传输；该协议定义主站和子站的初始化过程；该协议定义应用服务数据单元；所述主站与子站的启动步骤如下：
4a)由主站申请，子站侦听后接受申请，建立命令连接；
4b)由主站申请，子站侦听后接受申请，建立数据连接；
4c)主站通过命令连接发送“上传CFG-1文件”命令，子站接收到“上传CFC-1文件”命令，根据子站当地配置生成CFG-1文件，发送给主站，主站接收CFG-1文件；
4d)主站发送“下传CFG-2文件”命令，子站接收到“下传CFG-2文件”命令并返回肯定确认，主站接收到肯定确认，主站发送CFG-2文件，子站接收到CFG-2文件，子站对CFG-2文件进行有效性检查，如通过检查，子站返回肯定确认，并将CFG-2文件保存在本地作为对应客户端的通信配置文件，若未通过检查，子站返回否定确认并将接收到的CFG-2文件丢弃；
4e)主站通过命令连接发送“上传CFG-2文件”命令，子站接收到“上传CFG-2文件”命令，根据子站当地配置生成CFG-2文件发送给主站，主站接收CFG-2文件；
4f)主站通过命令连接发送“开启实时数据传输”命令，子站根据最近接收到的CFG-2文件通过数据连接定时发送实时数据报文；
4g)主站通过命令连接发送“总召唤“命令，子站通过命令连接上传所有的遥信、遥测数据；
所述应用服务数据单元由数据单元标识符、一个或多个信息对象组成；应用服务数据单元公共地址的八位位组数目由系统参数所决定，是一个或两个八位位组。
2.根据权利要求1所述的实时动态监测系统通信方法，其特征在于：启动所述主站与子站的通信采用TCP作为底层通信协议，主站与子站的通信需要建立两个连接：
3a)数据连接，即实时传输数据报文，传输方向为单向，子站到主站；子站为连接建立的服务端，主站为客户端；
3b)命令连接，即实时传输命令报文和响应命令报文的数据报文，传输内容包括头帧、配置帧、命令帧、应用扩展帧，传输方向为双向；子站为连接建立的服务端，主站为客户端。
3.根据权利要求1所述的实时动态监测系统通信方法，其特征在于：通过定义“101：应用扩展帧”将IEC60870-5-101/104协议的相关内容融入到GB/T-26865.2-2011协议中；应用扩展帧为传输帧类型，应用扩展帧的SYNC同步字段的bit6-bit4定义为101，通过管理管道传送。
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