IEC规约简介及应用

IEC60870-5-104规约简介及在变电站自动化系统中的应用摘

要本文着重讨论国际电工委员会IEC发布的IEC60870-5系列电力系统传输规约配套标准的一部分：IEC60870-5-104传输规约在电网远动传输中的应用。分析了其传输报文的格式、基本功能和传输模式。介绍了103规约遵循的传输规则，增强性能模式的理论参考模型，FT1.2帧格式和常用的若干种数据类型等几个方面的内容。而后例举了104规约和103规约在变电所综合自动化系统中的实现方法。一、变电站自动化系统的发展经过十多年的发展，我国城乡电网改造与建设中不仅在中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班，而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术，从而大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价，这已经成为不争的事实。然而，技术的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统即将出现。变电站自动化系统要求站内设备的的信息可充分共享,并通过远动通信接口实现与外部系统的信息共享。构建一个快捷、稳定、可靠和富有弹性的通信网络是变电站自动化系统的基本要求，也是整个电力系统运行管理自动化的根本前提。剪简艳单孟的罗串荒行牲通充信拢技陶术篮和塑现印场心总湖路惭线疯技嫁术恩在委实觉现群变支电裤站语通当信树进剪程累中症的同局混限刊性月和哪瓶禁颈诉问还题灵让紫我硬们声认惊识趴到尼，按变掘电错站庄自悬动扫化算通子信日系乡统善需唤要献网请络宾技呆术疗，法更去需帆要失宽奔带椒、漆通勺用南和旅符湿合俱国浅际骄标康准胳的睁网戒络销技眯术王。孕在啦宽诉带湖、泊可港扩录展睛性惯、锦可厌靠波性设、棚经贱济讨性筋、浪通秋用格性阶等御方尊面壳的缎综赵合摄评呜估昨中秩，神以晴太浪网眨具军备姨压利倒滩性于的亩优阀势进，饮成冒为户变战电絮站怖自藏动穴化拣系谎统晓中鸣通秋信妨技伯术除发盗展沿的永趋慧势目。饮随乖着敬计卫算佳机河网蝴络洲技压术屠的眉不杆断费发指展方，膊电逐力康系交统米通宝信易技即术碌也鞠在却不奉断丑地廉加塞强库；启基稳于霉互阔联拥网迅络渴的墨高咬速道通丝道猛已斩经式成期为久电攻力宴通肝信陪和旅数柄据留传朽输汉的菌主嘴要瑞通苦道愈。殖国流际楚电穴工谊委小员绘会宴（犁I如E希C征）席公堡布窃的研基燥于裕T游C架P买/隙I既P越的贪I德E敲C饼看6牛0享8立7构0刑-烘5窄-设1枕0稿4敌远蚕动诞规胞约奥适挠用区于建调泰度部主轿站够与乖变醉电课站川自型动拢化订系挑统狸或倚调亚度申与志R叉T跃U河之心间斧以江及心变偶电技站殖内块部扰基灿于碎以番太阔网毙的屋数剖据捎传伯输怕。毯由渐于壮以巨太登网吩的巴通危信闹容暂量狸大掌和接T伴C塘P也/孕I弟P后协糟议森的绵开治放灯性背好后，妖基俊于赔以习太遭网铲的也数悬据薯传伴输龙已贷被是认志为累是攀电孩力准系剂统窑自切动朽化英通育信捕发绕展判的况必动然葵趋千势吹。逆因拐此显研趋究舟I醋E妹C尤诱6偶0忽8宇7房0掀-强5巷-谷1粱0客4该规奏约壤具骨有敬重龟要燕意薪义奋。哀围长绕照I日E墙C绸虾6醋0侍8改7情0孩-僚5洞-盾1衫0惭4偶远丧动催规赌约筒在敲电坝力壳系腐统沾中抓的梅应见用伤，简对唐I时E椅C躺撞6垃0亡8朱7器0凉-麻5戴-坡1待0种4冬通保信翠规柿约咽进政行总了耀研层究才，禽分忠析蜘通榜信荡规顾约宁原沙理东，户探建讨狸了士基呢于远I好E辜C宗蛛6皮0端8气7真0摊-势5剥-怀1贞0按4箱规梯约请的怪电膛力纱监洗控扯系辣统兔与政保隙护磁装钓置叨的肯以居太企网材通晃信貌。炊论把述家了梨I潜E厌C酱死6瑞0谣8贝7醋0驰-赴5尘-援1为0创4烈规毯约权的关研资究要背童景誉、创特星点蹲、多意饺义拉以丛及海在炎电愉力春系战统达自粱动码化矿的丝应比用滚情能况腊；浓介络绍态和监分推析勇了梢I框E锅C示乐6问0宁8中7丽0品-额5跨-漆1翁0尤4凝规晨约母的酒基摆本岂内很容崇、翼原眯理贺，及包川括驰应圈用星规吐约兔数住据得单掉元受(穿A娃P吉D翼U火)嫂的斗类永型章和柳结控构港，添重条发御机清制平的街实房现近以安及钱网烛络陆通句信禾的叼要洽点目；租并庙且青根蒸据得目衡前漫在享变膊电燕站嗽自赞动妄化纹系巡统武和穴微启机遇保久护声的才应悄用牛情冠况穴，姿模选拟弯监需控扎计插算屯机牢与月智诸能亏电漆子牛设术备道（毅I业E虾D南）智的社通芝信贞网储络也构加建搬；素通侍过宵采以用规D跑e颈l氏p博h岸i口程革序的设惠计虹语项言转编百写执通泪信消程热序致，请讨偿论旺了码基感于载I佣E路C僚哑6吊0堡8揭7钢0么-匠5允-指1斜0油4统通断信阳规短约网的价软救件炊的检实慧现索；才利乳用此D吸e右l茧p幕h约i裁网冰络锻控渗件料设汗计滴了疲一列个惊网羡络功协颤议润采稻用商T筐C紫P链/欢I本P雨,封通喉信通规吉约茄采逮用泡I舰E绿C德朽6垮0彼8牧7迟0娃-糟5秘-昆1材0仁4窗的保以俯太略网析通迈信昼程搂序溉，宗设穗计阅相肉应扁的劫客张户准端蜓软启件鉴和冰服逐务披器掘软常件覆进包行沟系核统脆联坊调军，笨使重其缴符区合邀I弹E存C丹这6喘0昌8牢7傅0劣-侍5背-逗1划0倾4滋通祝信播规洽约猴原迷理监要耍求览；安运道用逝D设e跃l黑p硬h差i门提筒供赴的告多座线窝程储技崇术视实摆现沙了兆主研站完与式多伤个番子膀站瓣并俊行刃实嚼时裤通话信丸；揪结腾果鸟实饶现斯了同规兰约纹要湿求隐大距部迟分挎功搭能宪，巷完娃成禽兼秆容也的界设旱备号之鲜间付互潜操摆作嫌的务通明信裁系帝统添软梢件炊的乳设邻计彻，盯达声到阿了粉双常方例可勿靠吹的暂进棍行粱数恩据货交揭换贩的份目晚的各。清1读、墓I死E禾C武吹6树0炸8逝7良0筛-四5惰-酿1文0辽4辛规绕约菜的这研男究居背押景怒及傻意谋义侧根恋据锤国臣际哗电券工些委剧员肃会景制烦定矮的径I锐E境C稀6让0泪8甲7坊0最-胃5变-利1快0符1茫和搏I装E通C脖6袄0矩8隐7西0衔-纸5他-悬1仇0颈4满远弯动辟规矿约两，代我销国圣已闹经彼制施定芽了旋相挑应剑的畅配设套壳标池D拴L出/赶T熔6睁3鞭4扛-览1称9区9扰7钞和膊D劲L镇/来T懒6惕3甚4怨.誉5煎1膝0剂4租-组2浑0造0芳2淘。惊I差E莲C衰6软0偶8夹7修0涨-紫5惭-警1堂0甲1景远蹦动霉规绿约轮已陵经吼在训我第国喉电番力敞系道统略中贯得呢到椒了雾较砌为抹广讯泛久的思应锯用术，驱国境际杨电鹊工后委青员领会勒（晶I它E公C辉）拖公虽布菊的幻基蓬于活T孔C迹P该/犬I匀P减的弯I蝶E末C偷饰6路0慎8仁7液0央-阔5图-武1糊0吧4蒸卧远批动蓝规婶约会适跪用剪于瘦调并度唱主霜站聚与疯变胸电竹站列综床合垦自馋动诚化冲系扑统慎或流调酬度抄主谅站书与怜R跳T援U强挥之耻间吃以捡及向变其电辛站刺内佩部坚基逼于社以浇太堤网乱传宝输团数助据时，叹是策I聋E垮C钩6雁0专8付7某0抢-纠5多系劈列万标度准掉的斯配父套改标径准姿。高而离I矛E笋C怒6萄0球8瞒7朗0催-交5栗-隔1葛0岭4协作贤为讽采路用袄标骗准榨传澡输适协塘议雨子穗集坛的盘I酸E陆C拌6焰0付8赖7庆0粪-赏5掩-袖1振0演1图的妇网缺络比访纽问警，猜随泄着械计斩算爱机扰网特络信和集通播信注技医术昂的吵不痰断匹发生展雁，俯电延力煮系斥统浑运公行室的很信随息要传衬输遗要项求返不莲断垄提柿高借，鞋变狐电发站茫内员信准息肠传垂输窜方壳式创已招逐刻步棵走霸向氏数译字触化或和兴网无络旅化着。蜻由选于俱以角太偶网雨的蹄通懒信稳容聋量铅大殊、彩T妄C蜘P蹄/编I蓬P竞彻规耻约拍的克开叫放本性省好惜的伶特沉点什，寸基载于影以腰太倡网娘的浪数敞据洒传任输找已州被宏一甜致党认规为累是赤电聪力抛系陶统划自乔动朱化斗通突信舟发饮展打的呜必俊然汤趋杀势抓。性因形此墙采奏用净T睬C那P阀/霸I跌P话的皱I榆E底C呢灰6假0别8挪7相0兵-宜5葬-碍1拌0飞4说规缘约现的洁以墨太狼网傍通迁信尼，稻与茫传组统战的剂低预速馒通架道腐的马串所口绘通犁信耳相命比棋，研在街实霞现例兼差容杀的帜设碎备碰之肝间鉴互故操娇作凑具持有门很弦大出优钢势度。盾随犁着谷全括国脏电寨网撕的劳逐讽步签连集通假，喜电叨力萝市可场焰的莲建抖立挥和劈大端电羊网扇安寺全络分俩析蜂系听统捆数挤据浊准嫂确则性碌和朱通腥信傍调飘度淘的笋要茅求喘，匀迫端切鞭需己要凤建造立职基根于龄网旅络柜的谅电供网碗系优统低，桂使接各给相耕关蹲主歉站宿同银时惠共夹享改子颈站话的巷实碍时椒信离息忍。乌同腔时斧，早能闯使挎变筑电匪站采监弟控给计漆算口机药系涛统辰与炒智秤能刻电嘴子讯设闪备婶I侦E件D更进匀行鬼可竹靠针的膜数塑据钱传征输抵，鹅在俭变藏电君站稿通恒信汇中气各贸个四环趣节版起肾至低关损重睁要量的描作邮用掠。叼I哲E币C苹俘6泄0斜8盒7炸0酷-抓5争-菊1脱0丧4团规剥约沸不仔仅则能搂实芽现酬了罢地坟区辽电深力散调债度傅与对自难动节化域变攻电区站认以牙网兼络葬方悔式深进疯行辩数森据虹通师信萍，固而渐且颈可循以拥在续变声电局站恩内鸟站岩实吃现羊监采控削系月统漠和于智海能渴电详子票设腹备练（材I怪E摘D籍）首装背置睁实框时但通疑信伐，生与酬常尸规桑C船D将T座协领议撤相歪比置有农明埋显混的乏优挪势钞，允在郑促息进迹电港力般系渡统露大峡电粘网漫的其互乏连腔及不安货全暴稳贡定印运轰行钟具梨有豆积反极赤的斜意户义功。怪因净此望，牵研景究惨I沾E汽C努边6阿0黎8岩7自0型-惨5域-熊1剧0迹4播规钱约劈的咬原怨理吨具还有鸦重据要鲜的留实夺际核意收义伪。阳2柳、新I繁E钥C基璃6呼0两8掏7食0醒-灾5孕-庆1兵0匹4撒规框约朽的熊应眼用粉及菌发窃展亿在吩我坦国施，栗I里E芽C第欧6逃0脚8粪7念0犁-故5层-宏1她0丑4喉的址规症范蛾性设文怎件搞是谋D茂L缝/析T伞6录3乎4员.牲5津1倍0瞒4额-爆2鉴0枯0疏2太/稿I座E爽C斯兔6同0岸8员7协0惹-闸5俘-厦1寨0趴4垒:来2犯0旨0农0活.据远鸦动史设缸备谦及挤系海统巷.宅第莲5秘-夹1袜0百4毅部学分警：始传电输炼规睁约记,给采直用糕标爸准功传钻输该协灯议带子术集擦的菠I令E唉C皮堤6奥0严8腥7霉0坚-杰5麻-哗1爷0千1央的雕网承络垦访里问庄。芹1植0丙4收规估约朗标通准冠利炉用艰了遭国顷际倡标游准贞I乌E变C视邀6拌0野8敲7腾0留-剃5来的凶系添列则文鲁件笔。乖规衫定罢了炮I豆E润C胜汤6喇0姻8柴7简0厌-燕5身-停1赤0惕1豆的赌应仁用榨层容与棋T屠C飞P脸/悬I挣P要提克供此的快传绝输躲功敌能卧相六结触合泛。付自芦从油I算E多C韵岔6艳0妙8封7堂0企-已5激-认1份0搜1休出稿版荐以禾来纪，耀1隆0烦1肯规牛约乡在棒我叛国愿得营到息广皱泛迹应井用储。耗在寺电画力异系饰统栗监精控龙中蛾起隶重摇要循作邻用嘉，像而症基钱于博T钻C吹P芽/看I初P更传耍输踪的廉I侧E散C公挂6惰0遣8练7掉0凶-党5心-勤1等0邮4鞠是邪由粉I犹E罚C率制询定评的省一恳个丙开国放漠性吩的足国全际演标帐准吹，卷应闯用孔该女规去约朴传妨输乞远茂动羊数必据况，窝可躺以屿方胃便商不砖同各供悠应形商识的怠集游成击，食加摩快并开项发门速劳度啄和枝降爽低散开府发歪成跳本议，拼已红经撑逐笛步摄在努调盗度耽推拥广田应著用伯。剂目粉前速在蕉我齐国莲的亲变痰电庄站逝自狭动暴化乏系内统学中义，询往沙往材是后多嚷种幕协御议努都乓有星，死有明C嘱D授T宫、械1京0予1彻、托1软0刑4玉并脆存颂的暖局潜面坐，狮新汉引军进糠的请通梢信位系概统散都只采者用容I提E熔C甘呈6戒0屿8趋7曲0裕-丰5队-还1五0且4累协堆议岂。汤随术着社欧事美酿一睁些谊国凯家歌监膏控勿计腔算玩机碰主很站轮与尸变强电充站盈I趁E领D持的竹通园信叠已浴逐招步居采终用仓以钥太纪网炕数投据雀传击输漆，驻远绝动鬼报鸭文配可僵以途通芽过踏数君据激网唤络饺存陵贮供和略转壁发泪设搂备咏进库行虎传希输危。艘由食于数基通于丹T肚C似P钞/醋I炸P庭的娃I近E惧C百扰6奖0差8作7颗0侮-朋5漏-骡1伪0利4陪规肤约守的女开殃放飘性台好越，肯可衔靠色性尘高惧等折，投在骂国臂内故外值电济力德系烫统辉通篇信往和淘变阻电受站漏中责得芦到丙越焦来喝越钢广肺泛潜的凳应避用灰。圣二持、金代I虏E收C笛蜡6索0金8撕7渣0想-养5尝-燃1氏0旅4润决远叮动舰规矮约追简莲介碍彻晕傲夸I第E为C鸣淹6稻0特8摘7健0菊-叹5济-蛇1理0劈4题凭远态动控规短约介适写用支于逆具锁有纵串个行歇比滴特司数翅据胶编危码赌传厚输棒的甚远低动墙设肝备软和止系籍统懂，邮用认以萍对胀地册理资广猫域标过煎程搅的倡监晒视促和盾控臭制浴。克制墨定撑远候动窄配茎套原标券准扑的扔目毙的穴是喂使档兼桂容诸的野远姜动屯设始备艘之连间湿达简到猫互吼操艘作替。纪该烂标编准介利知用圈了填国豪际票标晨准科库I罚E悟C拿馒6前0咸8距7蒸0恢-猾5机斩的诵系糟列钓文史件腹，羞规势定传了租旧I队E菠C霸执6素0胖8挑7考0缸-滑5愚-莫1衫0苹1抵悉的洪应斗用泊层壶与裕佛T扭C缎P会/遮I坑P词火提忙供恰的牧传蓝输誉功赢能蔬的浸结丑合弯。拒T胜C影P上/童I合P扰连框输架遗内叙，唱可元以渗运改用兰不厦同掉的西网畜络铺类铅型和，殖包染括邻月X轿.臭2护5惭，湾F利R珍(帜帧茎中技继陵)靠，杆A当T秃M般(筑异咱步遮传约输搂模坊式术)洪和际挂I穗S站D挽N遍(全综继合确服刻务昌数便据段网积络螺)部。苍帝根阁据负相担同霜的载定狼义挖，灯不坏同踏的扯尺A挥S樱D丝U袋（帖应释用满服诸务筹数摊据肤单覆元撒）喝，联包常括稍木I封E吊6住0坊8旬7宅0听-扇5伶毁全努部威配爽套除标剥准痕(好例在如奸努I病E陕C雄矩6淋0梳8罗7捞0浙-尊5迹-窑1料0嘉2胖)愁所悲定烦义只的拔艺A干S串D职U迁，脆可娃以情与绕C柴P狸/评I柄P相熄相撞结比合为，输不私过盆这岛些袖在勉本逝标歪准仙中帐没局有杆进茂一港步妹说浪明琴。逝（侦注舒:语秩安震全督机裤制拢不卧在乎本坝标竟准自范剩围圣之老内咽）狡I嘴E雁C换6射0狭8袭7时0盆-倘5炒-蔽1颠0肥4剧那规市约蛋改吊变冲了齿电超网骂调刊度时系在统叫中份传范统颈的愿利恋用旷串铸口筋通拨讯嘱机难制压进懂行偏实艘时偏数虎据辟传结输哄，齐取迫而古代锹之猫的惭是垂利弟用幸张I婆n岗t谋e蚂r建n麦e芳t薯纱技哑术垫进顽行勿调皂度五，钥相塑比冠于准以用前椒的稍远重动鼠技泰术档，举更辫加腹灵翠活偿，吹简斧单迫，壳经虚济候。某1纯、院规恩约凑概纪要闹I赔E凉C看睛6制0匹8款7写0哗-暗5纽-刊1群0窝4堂协立议贺的赔目轿的抽将挣I属E旦C还剃6侨0逐8伯7射0遣-踪5层-搏1叉0葛1它标顽准点用桃于堵T哥C罪P窗/园I查P撞网欺络哀访显问仔，蛮由缓于形以源太该网真的深通尺信卧容橡量唯大贤、瞧T抵C动P插/夕I域P昂壮规访约乳的海开喉放抛性碍好限的装特社点鉴，招I阿E秩C缺妈6业0本8赖7雪0灰-弃5绩-摸1还0哈4锈被液认妥为可是窑电储力半系御统四通辅信区发箩展况的琴必吉然袋趋尤势焦。设当安监访控任系毫统破主讲站养与粪I棵E齐D位设新备泽连莫接甲到避以蹈太吓网摇，皮I未E亮D贷与握监枣控敞计谷算轿机梢进峡行青通扁信流时佛，储通统信辈协麻议怕应管采碗用矮I候E拢C献仅6艇0迅8睬7柿0圆-瓦5都-哄1柏0亿4屠标橡准牵。万它幼定狗义梨了炉开俩放地T漂C极P斯/震I挺P套网亦络线接索口闻的迷使钉用彩，锋所跌使肢用瞧的泡参微考稀模谈型逐源保出殊于哀开杨放拦式破系明统南互泄联同的捏I哥S瑞O候-晋O墓S雷I重参属考呆模正型踢，恩但条它汗只悲采虑用昨其隔中寺的眉5去层铜，雁其塌结国构等如纹图生2元-娱1涂-思1过所逆示截，晓图府2禁-湿1炸-城2罪为爸T斧C虎P蔬/其I祖P性协笔议互集议R筹F冻C务2俗2草0子0挺的萍标废准旗版悉本拿。根据IEC60870-5-101从IEC60870-5-5中选取的应用功能初始化用户进程从IEC60870-5-101和IEC60870-5-104中选取的ASDU应用层（第7层）APCI（应用规约控制信息）传输接口（用户到TCP的接口）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）物理层（第1层）田图霞2裂-皮1歉-炊1耍誓葵定另义谷的驼远耀动向配孝套房标闹准蜘选拒择临的聪标腾准缝版今本RFC793（传输控制协议）传输层（第4层）RFC791（互联网协议）网络层（第3层）RFC1661（PPP）RFC894（在以太网上传输IP数据报）数据链路层（第2层）RFC1662（HDLC帧式PPP）X．21IEEE802.3物理层（第1层）沃图碗2励-艺1墨-校2骡贷选陵择峡的唱T令C料P很/歌I拜P逢协钳议截集接R条F父C片2挂2渗0悔0乞的绞标竿准将版府本由图2-1-1可知，IEC60870-5-104实际上是将IEC60870-5-101与TCP/IP提供的网络传输功能相结合，使得IEC60870-5-101在TCP/IP内各种网络类型都可使用，包括X2.5、FR（帧中继）、ATM（异步转移模式）和ISDN（综合业务数据网）。图中可以看出IEC60870-5-104实际上处于应用层协议的位置。基于TCP/IP的应用层协议很多，每一种应用层协议都对应着一个网络端口号，根据其在传输层上使用的是TCP协议还是UDP协议，端口号又分为TCP端口号和UDP端口号，其中TCP协议是一种面向连接的协议，为用户提供可靠的、全双工的字节流服务，具有确认、流控制、多路复用和同步等功能，适用于数据传输；而UDP协议则是无连接的，每个分组都携带完整的目的地址，各分组在系统中独立地从数据源走到终点，它不保证数据的可靠传输，也不提供重新排列次序或重新请求功能。为了保证可靠地传输远动数据，IEC60870-5-104规定传输层使用的是TCP协议，因此其对应的端口号是TCP端口。常用的TCP端口有：ftp文件传输协议，使用21号端口；telnet远程登录协议，使用23号端口；SMTP简单邮件传送协议，使用25号端口；http超文本传送协议，使用80号端口。IEC60870-5-104规定本标准使用的端口号为2404，并且此端口号已经得到IANA（互联网地址分配机构，InternetAssignedNumbersAuthority）的确认。对于基于TCP的应用程序来说，存在两种工作模式，即服务器模式和客户机模式。服务器模式和客户机模式是有区别的。在建立TCP疫连事接迷时瞧，膨服秤务于器德从闯不尖主雀动腥发沟起脚连循接奉请疗求爸，秃它拼一端直挤处越于忘侦香听苏状器态挡，盟当您侦脸听涂到镇来舅自铲客喷户蹈机宾的瓦连浴接榴请卡求乎后群，升则崇接粘受辉此求请夕求盾，旷由担此惭建绪立杏一列个饶T烦C及P余连榜接片，冻服月务断器哭和区客疮户计机拉就森可爱以逝通异过梳这球个誉虚晶拟师的呈通盯信咐链慕路躁进欺行夜数骆据暮的材收魂发纺。挑I宵E劳C奶裁6裁0智8渡7塌0激-日5顾-箩1俘0王4梨规纸定难控耐制辫站馋（乎即剧监便控友计筑算欠机蒜系热统柄）久作娃为烟客吼户间机烦；怀而胆被使控早站触（射即束站聚端族保胁护脱设凶备皱I颠E习D稳）棕作泉为耗服脱务纳器疮，倡因吐此榨无虚论柏是付监数控援计避算浮机误端浴软接件苦还蚊是呜I看E鱼D艇端燃软弓件烧都蝴必颜然绒涉冈及祖到障基拦于皱T障C粪P陆/镜I惰P蹄的夜网采络广编心程意。宿M毛i接c门r讽o山s艳o港f出t匠已省经柔提积供竿了查一刑个驴W兄i削n曲d悲o姜w开s事下骄的隙T械C韵P经/帖I般P蒸网彼络顾通独信让的业A应P畜I剑，萄这戚个瑞A流P男I兔就回是谊S毫o泡c蛋k乞e盟t珍接拜口身（虫套琴接灾字愤）急。秀不洪但箭如雄此悠，聪M绿i后c安r总o术s瓜o奋f桂t弃还殖提全供宁了塌两授个形M刚F膛C垃类宗，莲即择C昂a预s词y贼n叔c商S瑞o迎c辩k离e番t肾类园和湾派蛾生辞于凭C田a屈s荣y款n嫂c赛S挺o和c旅k都e败t洪的狡C哨S租o可c访k晒e爪t平类滩，朱他亭们跌完转全过封猎装牺了映T顺C何P埋/掉I贵P僚协区议涛，施传踩输售层使、胖网待络告层烟、躬链司路季层织的就工兽作令都巷由蚕他肆自勺动荒完汉成沟。铺当宴使筋用蜂W吃i善n之d丢o健w融s父的漠S精o菠c重k凉e谎t伙套懂接慎字席进端行忽网孤络尚编瓶程禾时根，愤发冬送滥方石将屋每柳个递A抄P门D身U课都块作院为何一父个骑T鹊C充P股包问发午送炕出槽去墙，叛接浴收液方标的跪S善o尖c筝k六e盏t性套被接廊字慎接叶收势到跳一洒个父完悬整布的复T怠C斧P兔包妥并我将便其威中此的舌A吹P搭D浆U篮解胳析森出迷来深后孔，额将剪调偶用民S凉o春c匹k召e绣t缎的势O许n浴R第e扁c追e灶i炸v激e徒(傻)奶函勇数援，继在斗应半用斑程也序隆中旨通好过船重聋载隶此倘函籍数裕就摧能版接腿收劣到铅一刃个摔完渣整附的零A放P攀D肥U影，脖这省将隆显备著鸣简敏化震编险程智工颗作秀。2、IEC60870-5-104规约特点104规约作为一种国际标准协议，具有实时性好、可靠性高、数据流量大、便于信息量扩充、支持网络传输等优点，其内容和功能涵盖了保护方面的定义，它不仅可以应用在调度与变电站端，而且完全适用于变电站内的通信网。104规约的网络层和传输层采用TCP/IP协议，应用层协议采用101规约的ASDU。为了保证应用层ASDU的通信可靠性，包装了APCI传输接口，规定了应答和重发机制，引用ITU-TX.25标准。104规约传送的信息主要是SCADA的监控信息。IEC60870-5-104规约同属IEC60870-5系列标准的配套标准，与IEC60870-5-101共享相同的应用数据结构和应用信息元素的定义和编码，很好保持了标准的兼容性，会给通信数据的处理带来极大的方便。采用IEC60870-5-104可以使各个相关主站同时共享变电站的实时信息，为电网安全分析系统和配调系统基于统一时刻的准确数据，为高效和经济运行奠定基础。但是，104规约也有其特殊性所在，因为104规约是建立在以太网和TCP/IP之上的，所以存在着虚拟电路连接带来的一系列问题，由于它的特殊位置，它不可能再采用IEC60870-5-101的链路控制信息，IEC-60870-5-104使用应用规约控制信息（APCI）和一整套的传输机制来克服网络传输的不确定性。3、一般体系结构104规约定义了开放的TCP/IP接口的使用，包含一个由传输IEC60870-5-101ASDU的远动设备构成的局域网的例子。包含不同广域网类型(如:X.25，帧中继，ISDN，等等)的路由器可通过公共的TCP/IP-局域网接口互联(见图2-3-1)。101应用层传输接口101应用层传输接口TCP/IP101应用层传输接口TCP/IP主站(中心站)网络X.25，FR，ISDN..局域网接口终端系统局域网接口路由器（X.25，FR，ISDN..）TCP/IP传输接口101应用层路由器路由器网络X.25，FR，ISDN..路由器(X.25，FR，ISDN..)TCP/IP传输接口101应用层路由器(X.25，FR，ISDN..)局域网接口局域网接口终端系统无冗余冗余注:局域网接口可能冗余使用单独的路由器有以下好处:（1）终端系统无需特殊的网络软件（2）终端系统无需路由功能（3）终端系统无需网络管理（4）它使从专门从事于远动设备的制造商处得到终端系统更为便利（5）它使从非专业远动设备的制造商处得到适用于各种网络的路由器更为便利（6）只需更换路由器即可改变网络类型，而对终端系统没有影响（7）特别适合于转换原已存在的支持IEC60870-5-101的终端系统（8）易于实现4、IEC60870-5-104规约结构IEC60870-5-104规约使用的参考模型源出于开放式系统互联的ISO-OSI参考模型，但是它只采用的5层，其结构表2-3-1所示。从图中可以看出，IEC60870-5-104规约是将IEC60870-5-101与TCP/IP提供网络传输功能相结合，它实际上处于应用层协议的位置。由于IEC60870-5-101中未采用应用规约控制信息（APCI），因此IEC60870-5-104中的应用规约数据单元（APDU）相当于IEC60870-5-101中的应用服务数据单元（ASDU），并且IEC60870-5-104还对应用规约控制信息（APCI）作出了定义，所以APDU是ASDU与APCI的结合。APCI的控制域定义了防止报文丢失和重复的控制信息，以及对报文的开始、停止和传输连接的监控。基于TCP/IP的应用层协议很多,每一种应用层协议都对应着一个网络端口号。其结构表2-4-1所示。根据其在传输层上使用的是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端口号和UDP端口号，其中，TCP协议是一种面向的协议，为用户提供可靠的、全双工的字节流服务，具有确认、流控制、多路复用和同步等功能，适用于数据传输，而UDP协议则是无连接的，每个分组都携带的目的地址，各分组在系统中独立地从数据源走到终点，它不保证数据的可靠传输，也不提供重新排列次序或重新请求功能，为了保证可靠地传输远动数据，IEC60870-5-104规定传输层使用的是TCP协议，常用的TCP端口有：ftp文件传输协议，使用21号端口、telnet远程登录协议，使用23号端口、SMTP简单邮件传送协议，使用25号端口、http超文本传送协议，使用80号端口。IEC60870-5-104使用的端口号是2404，由IANA（互联网数字分配授权）定义和确认。表2-4-1IEC60870-5-104规约的模型结构物理层（第1层）TCP/IP协议子集（RFC2200）链路层（第2层）网络层（第3层）传输层（第4层）应用层（第7层）从IEC60870-5-101和IEC60870-5-104中选取的ASDU应用规约控制信息APCI（应用规约控制信息）传输接口（用户到TCP的接口）用户进程按IEC60870-5-101来选择IEC60870-5-104的应用功能初始化注：第5，第6层未用表2-4-2TCP/IP规约组（RFC2200）选用的标准结构传输层接口（用户到TCP的接口）物理层（第1层）IEEE802.3X．21数据链路层（第2层）RFC894（在以太网上传输IP数据报）RFC1661（PPP）RFC1662（HDLC帧式PPP）网络层（第3层）RFC791（互联网协议）传输层（第4层）RFC793（传输控制协议）串行线以太网5、IEC60870-5-104规约网络结构它适用的网络拓扑结构为点对点﹑多个点对点﹑多点共线﹑多点环形和多点星形网络配置的远动系统中，但它要求在主站和每个远动终端之间采用固定连接的数据电路，这意味着必须使用固定的专用远动通道。IEC60870-5-104规约的网络结构大致分为三种：点对点结构（图2-5-1）、广域网结构（图2-5-2）和局域网结构（图2-5-3）。目前，应用最多的还是点对点结构，这种模式十分简单，没有体现出网络的特点，它是利用点对点的通信方式实现调度端和厂站端的连接，实际上是串口连接到网络连接的一种过渡；真正能够体现实时信息网络访问的是广域网结构，它不仅应该包含局域网而且还应包含不同类型（X.25，帧中继，ISDN，ATM等）的广域网，国家电力数据网采用的就是这种结构；而当104规约应用在变电站内部局域网络时，IED设备作为服务器端，远动或监控设备作为客户端，则采用是局域网结构。厂站厂站调度光纤通道接入设备接入设备图2-5-1104规约点对点结构客户端1客户端1客户端n端系统网调省调……服务器TCP/IP+IEC104站内以太网电力数据网图2-5-2104规约广域网结构客户端客户端客户端保护测量远动监控服务器TCP/IP+IEC104…………站内以太网图2-5-3104规约局域网结构6、IEC60870-5-104规约的帧格式采用FT1.2异步式字节传输的帧格式，数据帧有3种格式。（1）单个字符帧：只包含一个字符“E5”（一个8位组）；（2）固定帧：传送格式及顺序为启动字符（10H）控制域（C）链路地址域（A）帧校验和（CS）结束字符（16H）；（3）可变帧长帧：传送格式及顺序为启动字符（68H）LL重复启动字符（68H）控制域（C）链路地址域（A）链路用户数据（可变长度）帧校验和（CS）结束字符（16H）。7、IEC60870-5-104规约的过程描述（1）当主站软件重新启动或链路故障时，主战将向子站发出建立链路请求报文。（2）当链路建立后，进行应用数据传送。（3）目前传送的上行过程数据有遥测、遥信和电度量报文。（4）目前传送的下行控制命令有总召唤、计数量召唤和时钟同步命令。8、用IEC60870-5-104传输规约实施网络访问的主要功能的介绍用IEC60870-5-104传输规约实施的网络访问有以下主要功能：（1）安全传输功能。利用I格式，U格式报文实现防止报文丢失和报文重复传输；（2）实时传输功能。传输功能和IEC101规约所实现的类似，不过在IEC60870-5-104中不召唤1级、2级数据，子站主要通过定时发送全数据；（3）测试功能。利用U格式报文建立主站和子站的测试握手信号；（4）启停功能。利用U格式报文建立启/停传输控制机制；（5）故障续传功能。链路故障后采用的新的链路实现断点续传，搜寻链路故障时段内发电生产的历史信息；（6）校时功能。由于网络传输的时间不确定性，子站段采用GPS校时。（7）多线程功能。多线程技术实现对每个子站端口并行实时采访。9、规约软件实现方案的分析9.1TCP/IP层软件方案分析利用UNIX网络套接字编程，在系统的TCP/IP协议栈的基础上，通过网络路径传输IEC60870-5-104规约格式的数据，如图2-9-1所示。图2-9-1TCP/IP层软件软件基本流程9.2IEC104-5-104规约基本报文格式根据全国电力系统控制及其通信标准委员会三届五次会议和最近出版的国标DL/T634.5.104:2002对IEC60870-5-104规约的参数选择作了如下说明：不采用101规约中的链路地址和短报文（指单字节报文和链路确认报文）；不采用召唤一级数据二级用户数据。两个8位位组表示公共地址；两个8位位组表示传送原因；三个8位位组表示信息体地址；选用7个字节时标。定义了启动字符、应用服务数据单元的长度规范、可传输一个完整的应用规约数据单元或者为了控制的目的仅仅传输应用规约控制信息域。（1）启动字符：68H（1个字节）（2）长度规范：应用服务数据单元的最大帧长为249,而控制域的长度是4个八位位组，应用规约数据单元的最大长度为253，（即从APDUMAX=255中减去启动和长度8位位组）。（3）控制域：控制域定义抗报文丢失和重复传送的控制信息、报文传输的启动和停止、传输连接的监视。控制域的这些类型被用于完成计数的信息传输的（I格式）、计数的监视功能（S格式）和不计数的控制功能（U格式）。控制域的信息暂不处理。（4）端口号：每一个TCP地址由IP地址和端口号组成，用于本标准的端号口为2404。主站和子站均可作为客户端或服务端。9.3应用规约数据单元报文基本结构应用服务数据单元由数据单元标识符和一个或多个信息对象所组成。数据单元标识符在所有应用服务数据单元中常有相同的结构，一个应用服务数据单元中的信息对象常有相同的结构和类型，它们由类型标识域所定义。

数据单元标识符的结构如下：

（1）一个8位位组表示类型标识；

（2）一个8位位组表示可变结构限定词；

（3）两个8位位组表示传送原因；

（4）两个8位位组表示应用服务数据单元公共地址；

（5）三个8位位组表示信息体地址。

报文类型标识如下表1和表2所示。

在应用服务数据单元中，其数据单元标识符的第二个8位位组定义为可变结构限定词，如图2-9-2所示。

图2-9-2在可变结构限定词

在可变结构限定词中，SQ＝0表示由信息对象地址寻址的单个信息元素或综合信息元素。应用服务数据单元可以由一个或者多个同类的信息对象所组成；SQ=1表示同类的信息元素序列（即同一种格式测量值），由信息对象地址寻址。信息对象地址是顺序信息元素的第一个信息元素的地址，后续信息元素的地址是从这个地址起顺序加1。N是一个二进制数，它定义了信息对象的数目。在顺序信息元素的情况下每个应用服务数据单元仅安排一种信息对象。

9.4IEC60870-5-104规约的过程描述

当主站软件重新启动或链路故障时，主站将向子站发出建立链路请求报文。当链路建立后，进行应用数据传送。

目前传送的上行过程数据有遥测、遥信和电度量报文。目前传送的下行控制命令有总召唤、计数量召唤和时钟同步命令。

9.4关键技术和解决方案

（1）防止报文丢失和重复传输的技术难点

1）I格式说明

未被确认的I格式应用规约数据单元的最大数目为K：当未确认I格式的APDU达到K个时，发送端停止发送。

接收端在接收了W个应用规约数据单元以后确认。

控制域的笫一个8位位组的第1位为零，定义了I格式。I格式应用规约数据单元常常包含应用服务数据单元。I格式的控制信息如图2-9-3所示。

图2-9-3I格式

2）报文

若报文为68401000002，则表示发送1个报文接收2个报文，且W=100，K=100。

3）抗报文丢失和重复传送的保护

对于每个方向和每个应用规约数据单元，发送站将发送序号（N（S））加1,接收站将接收序号（N（R））也加1。接收站确认每一个应用规约数据单元或者应用规约数据单元的序号，哪个应用规约数据单元被可靠接收，就返回这个被正确接收的顺序号。发送站在缓冲区内保存所发送的应用规约数据单元，直到它收到和它自己的发送序号一样的接收序号，这个接收序列号是对所有发送序列号小于或等于该号的APDU的有效确认，这时就可以删除缓冲区里已正确传送过的APDU。

（2）链路故障后采用续传方式，搜寻历史数据

解决方案就是利用TCP/IP协议，实现故障续传的功能，双方重新建立一条链路，这条链路占用5001端口，它们之间实现历史数据传输，调度方通过发送故障时间标志给RTU，子站端通过得到的信息，从其历史数据库中提取断路时的历史数据传送给主站端。

（3）实现对每个子站端口并行实时采访

解决方案就是采用UNIX多线程技术来建立多个端口线程，并与各个子站建立链接，并发接收数据。

三、IEC60870-5-103继电保护规约概况1、IEC-870-5-103规约的传输规则传输规约IEC-870-5-103继电保护设备信息接口配套标准采用FT1.2异步式字节传输(Asynchronousbytetransmission)的帧格式，对物理层，链路层，应用层和用户进程作了大量的具体的规定和定义，详细说明了继电保护设备的信息接口。它适用于具有编码的位串行数据传输的继电保护设备（或间隔单元）和控制系统交换信息。

《IEC60870-5-2：链路传输规约》确定了链路层的标准链路传输过程：启动站的链路层仅在前一次所接收的报文传输请求或者成功地完成或者带差错指示地结束，才能够接收一个新的报文传输的请求。103规约采用窗口尺寸为1的非平衡方式传输的链路传输规则，即由控制系统向继电保护设备触发一次传输服务，或者成功的完成，或者报告产生差错，之后才能开始下一轮的传输服务，对于发送/确认，请求/响应传输服务在传输过程中受到干扰，用等待-超时-重发的方式发送下一帧，发送/确认和请求/响应这两种服务由一系列在请求站和响应站之间的不可分割的对话要素所组成。2、IEC870-5-103规约的参考网络模型和帧格式执行IEC870-5-103继电保护设备信息接口配套标准（以下简称103规约）依据的网络模型是增强性能结构EPA(EnhancedPerformanceArchitecture)。该结构是根据ISO的OSI七层标准模型转化而来的。因为103规约考虑到传输的效率，即使远动系统在有限的带宽下获得特别短的反应时间，使用的参考模型只有三层。如图1所示。

国内103规约选用传输帧格式是IEC6087052链路传输规则中描述的FT1.2格式。该数据帧有3种规约：单个字符帧，只包含一个字符“E5”（一个8位位组）；固定帧长帧，如图2；可变帧长帧，如图3所示。

固定帧长帧格式用于继保设备与系统之间传输的确认帧、忙帧和询问帧之用。可变帧长帧格式用于控制系统与继保设备传输数据之用。其中，上图2和图3中展开的数据帧中，报文长度L包括控制域、地址域和用户数据区的八位位组的个数，为二进制数；帧校验和是控制、地址和用户数据区八位位组的算术和。3、IEC870-5-103规约常用的信息体元素类型由图4可以看到，103规约报文中最重要部分信息体是由包含功能类型和信息序号的信息体标识单元，信息体元素和信息体时标（任选）三部分组成。

在任何一帧包含了信息体的数据报文中，仅从信息体标识（2个字节）即可判断出该报文中传递的数据基本类型，确定是遥信，遥测，电度还是遥控点的数据信息。这是由于103规约为各种不同基本类型的数据规定了不同的功能类型和信息序号。

本配套标准定义了两种信息序号：兼容范围和专用范围。兼容范围信息序号包含了继电保护设备和间隔单元的一些基本信息内容。专用范围的类型、标识功能类型和信息信号是考虑到国内已经生产和使用的继电保护设备在硬件方面可能发生较难适应的问题而特殊处理的。对于大于本标准所定义的信息内容和数量则采用通用分类服务的方式来传输信息，需要占用比较大的内存来定义各种目录和条目。

实现这些信息的传输有两种方法：参照兼容范围定义方法，按距离保护、过流保护、变压器差动保护和线路保护四种功能类型来定义各种信息的信息序号；按设备来定义继电保护信息的信息序号，如线路保护1、变压器1、母线1等，将继电保护信息分类给予信息序号。4、IEC60870-5-104规约与103规约的比较IEC60870-5-103协议是用于控制系统与继电保护设备信息交换中的继电保护设备的信息接口配套标准，物理层采用光纤传输或EIARS-485接口。103协议传送的信息主要针对继电保护的相关信息，101协议和104协议传送的信息主要为SCADA的监控信息。103协议和104协议共享相同的应用数据结构和应用信息元素的定义和编码。IEC60870-5系列标准和103协议已被我国作为优先采用的标准在推广；104协议由于制定较晚，因此没有103协议应用的广泛。四、IEC60870-5-103、104规约在电厂信息系统中的实际应用1、继电保护信息系统应用中存在问题目前我省已投入的微机型保护设备考虑得较多的是本身的继电保护功能，在数据的综合利用方面考虑的较少，在继电保护信息处理方面还处于比较落后的阶段。主要表现在以下一些方面。1.1变电站内的保护装置一般都是分散式地独立进行工作，其在运行中产生的信息输出到自己的打印机进行打印，输出到打印机的信息往往一般都用代码表示其内部的状态，对于运行人员来说难以直观理解；打印结果以硬拷贝的形式保存，不易于长期保存和进行档案管理及数据共享。1.2运行人员往往根据设备发出的接点信号来检查相应设备的运行情况，缺乏一个统一且方便的管理后台设备向运行人员提供友好的用户界面。1.3调度中心与当地电厂、变电站的联系不紧密，调度中心的运行人员通常只能靠变电站、电厂就地的运行人员的口头汇报或简单的保护动作信号进行事故处理。由于种种原因，口头汇报往往差错率较高，拖延了事故处理时间。1.4发生故障后需要保护专业人员到现场将保护报告打印后，再送到调度端进行数据分析，如果遇到较大范围的故障，则需要多个变电所或电厂的相关数据，造成数据分析时间上的延误。1.5电网发生故障时，大量报警信号同时涌入控制中心，使调度人员无所适从，严重地影响了重大事故的处理和系统恢复时间。1.6目前国产保护记录的数据只能以打印的形式供调度端使用，保护内部的数据只能通过专用的设备到现场取得；进口保护的数据可以通过远传功能送至调度端，但每一种保护的故障分析软件只能分析对应保护的动作行为，造成主站端多种分析软件并存，又互不通用，记录下的数据无法共享。1.7电网未建立统一的继电保护管理系统，继电保护人员每天面对诸如电网结构、保护配置、设备投退、运行方式变化等各种大量未经处理的信息，需对它们进行正确的分析、处理和统计，工作繁重，并且上下级局之间、局与各厂站之间存在着许多重复性数据录入、维护工作。1.8随着变电所逐步实现无人值班以及运行管理水平的提高，对保护装置的远方状态监控，远方定值校对，远方修改定值等需求将越来越大。1.9为此，各厂站建立新信息系统的要求也越来越迫切。继电保护及故障信息处理系统总体结构根据国内的类似系统的经验总结，该系统采用主站/子站模式是比较成熟的方案，由于福建省电网目前的主要调度机构分省调通中心和各地区调度，因此会出现多主站对应多子站的模式，具体方案如下，为了避免混淆，将设在电厂的故障信息系统成为主站，设在省调通中心的故障信息系统称为辅站，设在各变电站的故障信息系统称为子站。省调主站省调主站光纤网络地调辅站n500kV厂站侧子站1220kV厂站侧子站1500kV厂站侧子站n220kV厂站侧子站n光纤网络：MODEM通道：网络通道方案优点是调通中心端和地调端分工明确，责任清晰，任何一个调度端的故障均不会影响到其他调度端的功能实现，主站和辅站的软件总体上是一致的，有利于系统的开发和维护。系统的缺点是调通中心端主站担负的通讯量较大，随着系统的发展，调通中心端主站应考虑足够的系统容量。考虑到继电保护及故障信息处理系统是一个准实时的系统，随着电力系统以及宽带网络通道的发展应用，通讯对系统性能的影响将逐步减小；另外，故障信息处理系统要求得到子站的信息准确可靠，经过地调辅站的转发后，无法满足这个要求；因此，本工程中我们采用了这方案。继电保护及故障信息处理系统总体要求a)无论该故障信息系统出现何种情况，绝对不能影响继电保护和故障录波器的安全、可靠及独立运行。b)系统要同时考虑继电保护专业人员、调度人员、现场运行人员、检修人员、管理人员的需求。c)系统既要满足电网故障情况下对故障信息和继电保护动作信息的快速采集、传送和分析应用，又要实现日常运行中对微机继电保护和故障录波器的监测功能。d)系统整体技术水平应达到国内领先水平。3、主站（辅站）的功能要求和配置考虑到中心端主站和地调端的辅站在功能和结构上有很多相似之处，以下“主站”的称谓中均包括了主站和辅站。主站的基本功能：3.1主站端应包括实时数据处理模块（或中心），当系统发生故障时，首先接收各子站上传的故障跳闸简要报告。在调度员工作站和继保专业人员工作站中以图形画面方式和语音提示方式推出事故报警提示和故障跳闸简要报告。并且在全网接线图上对应的站点及故障线路将以动态闪烁的方式快速直观地显示故障站点和故障线路。简要的故障跳闸报告应包括：变电站名称、故障线路、断路器编号、故障时间、故障类型、重合闸时间、重合闸是否成功这些简要信息量。所有的简单故障报告均记录至主站端数据库。3.2在传送故障简要报告以后，接收各子站上传的故障详细信息。其中包括保护装置的具体动作信息，如具体启动的元件等，还包括故障描述、故障测距等。除了将故障测距结果送至调度员工作站以外，其他信息送至继保专业工作站。所有的信息将记录至主站端数据库。3.3继电保护和故障录波装置记录的详细波形数据的传送，应根据用户设定，决定主站是否向子站发出命令，以便使子站向主站传送故障的详细波形数据；还应该事先设定具体传送时间安排，应尽量避免大量的波形数据传送，占用太多主站端通讯资源。3.4正常情况下，对厂站端的继电保护装置、故障录波装置的运行状况和整定参数进行监测，对运行设备的参数进行查询。采用与电气一次接线图方式一致的图形化管理和图形化信息发布。通过点击电网地理接线图上任意一个分站，可调出该分站电气主接线图、保护／故障录波器配置图等；通过点击电网地理接线图上某一线路可调出该线路的保护配置、线路参数、运行状态、整定值、CT变比、历史事件等信息。双击保护装置或故障录波装置图标，可再弹出保护装置的具体情况汇总，以便于继保人员监测装置。3.5主站系统中应具备较完善的数据库功能。将系统发生的故障时间、类型、地点、保护动作情况、故障时的模拟量等信息，以及正常运行时设备状态变更、异常情况记录至数据库中。具备数据库管理功能，能将各变电站送来的各种信息进行处理，并能方便地进行不同条件的查询，如按各种编号（如单位、厂站、线路等）、设备型号、报告类型（动作报告、启动报告、告警报告等）、时间段等多种条件查询，并能实现查询后的转存备份、统计分析、打印历史记录等工作。3.6数据库采用商用型关系数据库。主要考虑方便地与其他系统互连，使系统具备开放性和可开发性。同一个数据（或实体）在数据库中的地址具有惟一性，不可以重复出现，以节约资源。在特殊情况下，为了提高系统的处理效率和可靠性，可适当存在数据的冗余，但应严格保证数据的安全性、一致性、可靠性、实时性和可维护性。数据库的安全性应满足以下要求：数据库是整个系统运行的核心和基础，其安全性应该放在非常重要的位置。就其安全性可以分为内部安全性和外部安全性。内部安全性是指在数据库内部进行数据交换或授权用户对数据库进行操作、更新数据库时，不应该造成数据的破坏与丢失。外部安全性一方面是指防止非授权用户对数据库的数据、窗体、表格和模块进行非法操作。因此，要求数据库具有用户级安全设计，不同级（或组）别的用户在打开数据库时对其进行身份验证，使其对数据库享有不同的操作权限。外部安全性另一方面是指防止外部程序的非法进入、应用程序的潜在错误、计算机病毒程序或计算机系统的软硬件故障对数据的破坏。另外，从数据库保密性要求应防止低级别用户或非法用户对数据的转移、推导或窃取。为此，在系统设计上考虑与DMIS或MIS系统的连接采用防火墙隔离。3.7主站端应具备设备台帐管理及综合统计分析功能，台帐管理应将管辖内的所有保护设备列入台帐，包括具体保护设备的各种统计内容以及根据子站上传的保护装置运行信息；记录每套主站的年运行小时数；根据用户要求统计出各种保护的动作率，包括各种型号保护、各种类型保护和各个厂家的保护运行动作情况；另外根据故障发生的类型和地区，统计出全省或地区的故障发生概率等，采用目前电力系统中通用的报表形式输出结果，同时考虑将统计结果存入数据库。3.8该系统应具备可扩展性和可维护性。系统应提供一个电力系统元件库，包括断路器、变压器、发电机等元件。当增加子站时，只要通过在配置文件中增加对子站的描述，以及通过图形编辑，修改（如添加、删除等）电网地理接线图和各变电站电气主接线图（利用元件库中元件以搭积木的方式生成），方便地增加和修改子站信息。同时为了日常维护，系统应提供最常使用的编辑功能。3.9主站端应具有故障综合分析软件，以统一的平台软件完成下列功能：求出故障量的有效值、峰值、直流分量等数据；求出各故障序分量的大小及相位，能以向量图和波形两种方式输出；通过比较故障录波记录的数据对保护的动作行为进行人工的判断。软件应能够识别不同保护装置的波形文件以及COMTRADE格式的录波数据。3.10利用故障录波器记录的故障线路双端的故障数据，并结合线路的参数辅助继保专业人员进行故障距离的分析和计算。3.11主站端应具备信息WEB发布功能，通过与调度中心的调度生产管理系统可靠相连，实现数据共享和交换。故障信息系统为不同权限的用户提供不同的数据、页面、图形和功能供领导和安监人员使用。WEB发布的信息主要包括各类保护动作情况的综合信息、重大事故后的保护动作综合信息。目前发布的信息应经过继保专业人员的人工干预。3.12位于省调度中心的故障信息主站系统应能够与即将投入运行的福建省安全稳定控制系统、福建省功角监测系统进行通信，并将安控系统和功角监测系统的运行信息存入数据库。3.13主站端应定时自动检查与子站的通讯情况，将检查结果存入数据库。如果存在两个通道，在主通道发生故障，自动地将通道切换为备用通道。3.14主站端应对用户设定不同的权限，主要包括三个层次：第一层为继保专业人员；第二层为运行人员；第三层为领导和安监人员。3.15主站端应包括一套继电保护定值管理和远方校对功能系统。主要功能包括对调度负责范围内的保护设备的定值单管理，包括调度下发的每个工程各阶段定值单的管理，以便于继保专业人员对继保设备定值的增加、修改、存储、查询。另外，对调度端数据库中最新的定值与现场的设备中的定值进行校对，以便及时发现两者之间的不对应，避免发生保护的误动和拒动。3.16对于未安装故障信息系统的厂站，调度端主站应能够与厂站原有的故障录波器通讯并取得故障数据，针对不同的故障录波装置的故障数据格式，包括COMTRADE格式和录波装置的专用格式，主站端应具有相应的措施予以处理。3.2主站端配置及结构继电保护及故障信息处理系统的计算机系统考虑采用一个独立的网段，该网段可以采用双网结构的冗余配置或采用单网结构。通过网关/Web服务器连接到调度生产管理系统(DMIS)，实现与其它子系统的通信。网关/Web服务器前暂设置防火墙，配置Web浏览器功能，调度生产管理系统用户的访问将通过网关/Web服务器的Web功能实现，避免外部网络用户直接接触继电保护系统，保证系统的运行安全。主站端包括福建调通中心端和我厂的主站。从功能上说，主站的功能是一样的，但考虑到调通中心负责的是全省的保护设备，数量多，另外从重要性、安全可靠性及投资角度出发考虑，在调通中心端的网络采用双网结构的配置，数据服务器、通讯服务器均考虑采用双重化配置（此费用我厂不考虑），我厂端采用单网结构，服务器只考虑单重配置。由于本系统的开放性，在条件成熟时，如我厂端负责的设备数量增加，我厂对该系统的可靠性、安全性要求提高后，再将调端的设备配置为双重化。中心端配置如下：数据库服务器2台，主频不低于PIII800配置，硬盘不小于20G(SCSI)，1G内存，双以态网卡，17”彩显。通讯服务器2台，主频不低于PIII800配置，硬盘不小于20G，512M内存，2个双以态网卡，17”彩显。磁盘阵列36G6X6GWEB服务器兼网关(包含防火墙功能)1台，主频不低于PIII800配置，硬盘不小于20G，256M内存，17”彩显。拨号服务器（或采用MODEMPOLL）2台。调度员工作站1台，主频不低于PIV1G配置，硬盘不小于40G，512M内存，双以太网卡，21”彩显。保护工程师工作站3台，主频不低于PIV1G配置，硬盘不小于40G，512M内存，双以太网卡，可读写光盘机，21”彩显。网络设备（包括网卡、Switch-HUB）1套网络打印机1台，A3激光打印机。UPS电源1台。3000VAh操作系统软件按计算机配置。商用数据库软件。2套主站端系统软件（包括应用软件）1套福建调通中心端继电保护及故障信息处理系统主站配置见图2。至MIS系统通信服务器1数据处理服务器A调度员工作站拨号服务器至MIS系统通信服务器1数据处理服务器A调度员工作站拨号服务器光纤网络500kV厂站侧子站1电话网络调通中心主站系统继保工程师工作站（3台）网络打印机服务器兼网关(具备防火墙功能)磁盘阵列数据处理服务器B通信服务器2图2：调通中心主站端系统配置图调度端辅站配置如下：数据库服务器1台，主频不低于PIII800配置，硬盘不小于20G(SCSI)，1G内存，以态网卡，17”彩显 。通讯服务器1台，主频不低于PIII800配置，硬盘不小于20G，512M内存，以太网卡，17”彩显 。WEB服务器兼网关1台，软件包含防火墙软件。主频不低于PIII800配置，硬盘不小于20G，256M内存，以太网卡2个，17”彩显 。拨号服务器（或采用MODEMPOLL）1台。调度员工作站1台，主频不低于PIV1G配置，硬盘不小于40G，256M内存，以太网卡，21”彩显。保护工程师工作站2台，主频不低于PIV1G配置，硬盘不小于40G，256M内存，以太网卡，可读写光盘机，21”彩显。网络设备（包括Switch-HUB等）1套网络打印机1台，A3激光打印机。UPS电源1台。3000VAh操作系统软件按计算机配置。商用数据库软件。1套主站端系统软件（包括应用软件）1套我厂端的继电保护及故障信息处理系统主站配置见图3。调度员工作站拨号服务器光纤网络调度员工作站拨号服务器光纤网络电话网络地调辅站系统保护工作站数据库服务器通信服务器网络打印机WEB服务器兼网关防火墙至MIS系统4、厂站端子站的功能要求和配置厂站端子站的功能要求：4.1完成与厂站内微机保护装置、故障录波装置的通信，包括与各种装置间通信规约的转换，为了减少对已经运行设备的修改，子站和现有设备之间采用原有装置支持的通信规约。4.2应具备专门的装置能够采集非微机保护或不具备通讯能力的其他装置的动作信息，将采集量送至子站中。4.3子站对各装置实时查询，对各保护装置的动作事件、保护装置的自检信号等，以及相关的波形及时收集并按照重要性在就地数据库分级记录，在当地给出明确的提示信息。4.5保护装置的动作信息应主要包括保护动作后的简要故障信息和详细的保护动作信息，并根据事先的设定，将不同电压等级的保护信息自动传送至不同的调度端主站。一般情况下，220kV及以上的保护信息传送至调通中心和地调端，110kV及以下电压等级信息仅传送至地调端辅站。传送顺序按先传送简要故障信息，然后传送详细保护动作信息。两者之间的时间间隔按照不同的通道方案进行设定。4.6在故障处理结束以后，信息管理系统应自动地读取保护装置记录的故障波形文件和故障录波装置记录的事件文件。故障录波装置记录的事件文件内容包括完整的故障前、故障中、故障后的模拟量、开关量信息，为了统一各种录波装置文件格式的不同，子站端应将录波文件统一转换为IEEE标准COMTRADE格式，并同时保留原有的文件。容量较大的波形文件和录波数据文件均由主站端发出命令后，调用这些数据。4.7子站端应配置实时的数据库系统，以满足电力系统的实时性要求。该系统主要存放本站内所有保护、录波的记录数据。实时数据库应该在人机访问界面上与商用数据库保持一致。4.8子站端可根据信息的重要性确定其优先级，保证重要信息首先传送。各种信息的重要等级按保护动作信息、保护记录波形数据、保护启动信息、保护装置的变位、操作的顺序安排。所有操作、动作事件、修改均要记录到事件表中，便于事后分析查阅。子站端能够能够同时对多个主站发送数据、响应请求。4.9子站能够对装置的定值以及参数进行调阅、校核和修改。可查阅各装置的历史记录和当前状况，可设置是否允许修改保护定值及区号。远方主站也可以通过子站实现此项功能。4.10系统采用GPS的软对时及接点对时相结合的方式，子站可通过通信方式对各装置下发对时命令，以校正时钟的年、月、日、时、分。硬接点对时利用GPS的分脉冲和秒脉冲对装置精确对时，使得子站的事件具有统一时标。一个子站内的GPS时钟接收装置仅需要一台，可以利用原有的故障录波柜中的设备，再另外增加录波脉冲接点的扩容设备。4.11信息的安全管理。子站对信息的删除、修改都设置权限管理，对拨号及网络的通信进行安全校核，非授权用户将拒绝使用。4.12子站端应定时自动检查与主站的通讯情况，将检查结果存入数据库。如果存在两个通道，在主通道发生故障，自动地将通道切换为备用通道。4.13可设置保护的检修、故障等状态，当保护在检修状态时，与它相关的动作信息自动屏蔽，不进行任何处理。5、子站端系统结构及配置由于各厂站的具体保护、控制方式不同，子站端的系统结构相应有所不同；根据福建电力设计院完成的《220kV变电站自动化（无人值班）改造总体规划及实施方案》，采用综合自动化方式进行改造。5.1与常规控制方式配合如下：