IEC61850到IEC60870-5-104协议转换网关的研究

IEC61850到IEC60870-5-104协议转换网关的研究

发表时间：2018-08-10T15:25:34.343Z 来源：《科技中国》2018年4期作者：冷慧玲

[导读] 摘要：为了使目前采用IEC60870-5-104标准的系统兼容采用IEC61850标准的新型数字化变电站，就需要在远动系统侧安装IEC61850到IEC60870-5-104的协议转换网关。本文分别对IEC61850及IEC60870-5-104标准的主要内容和关键技术特点做了介绍和分析，并设计了

IEC61850到IEC60870-5-104的协议转换网关。

摘要：为了使目前采用IEC60870-5-104标准的系统兼容采用IEC61850标准的新型数字化变电站，就需要在远动系统侧安装IEC61850到IEC60870-5-104的协议转换网关。本文分别对IEC61850及IEC60870-5-104标准的主要内容和关键技术特点做了介绍和分析，并设计了

IEC61850到IEC60870-5-104的协议转换网关。

关键词：IEC61850，IEC60870-5-104，协议转换，网关

0 引言

IEC61850协议统一了变电站的过程层采用的通信协议，是应用于变电站通信网络和系统的国际标准。然而IEC61850相应的草案还在制定之中，因此今后较长的一段时间内，将是IEC61850系统和非IEC61850系统共存的过渡时期，因此保障现有的非IEC61850系统到IEC61850系统的平稳过渡，以及推进IEC61850系统的实际应用，是值得我们深入研究的课题。

IEC60870-5-104是目前在我国电力系统中使用较多的远动通信协议。为了使目前的系统兼容新型数字化变电站，这就需要在远动系统一侧安装一个网关，以完成IEC61850到IEC60870-5-104数据的转换。图1为现有调度中心接入新型数字化变电站的方式。

构成信息模型的概念模型有：

服务器代表着设备的外部可视性能。其他所有ACSI模型是服务器的一部分。

逻辑设备为了通信目的包含了一组相关联的数据集和逻辑节点，是一种虚拟装置。

逻辑节点执行一些特定的操作，表示一个物理设备内的某个功能。

数据包含在逻辑节点内，具有机构化、有意义的信息。

多个数据组成一个逻辑节点，多个数据属性组成一个数据。

IEC61850是面向对象的数据结构。

2 IEC60870-5-104标准

IEC60870-5-104标准在IEC101基础上采用以太网进行调度通讯的。其应用层采用IEC60870-5-101规约的应用服务数据单元ASDU，网络层及传输层采用TCP/IP协议。IEC60870-5-104协议具有实时性好、可靠性高、支持网络传输、数据流量充足等优点。

IEC60870-5-104的数据报文被称为应用规约数据单元APDU，它包括启动字符，APDU长度，控制域，以及应用服务数据单元ASDU这

些元素，图3为其结构图。传送无数据ASDU的固定长报文可用于控制目的。

图5 规约转换步骤

1、IEC61850数据的接受和解析：IEC61850数据通过以太网方式接受，并对接收到的IEC61850数据进行解析。

2、数据映射：将解析后的61850数据向104数据映射，同时数据转换，存放在实时数据库中，等待远动规约104模块的取用。

3、形成104报文：104模块取用实时数据库中的信息，然后将104报文发往调度中心。

有了上面的基础，接下来介绍协议转换的软件设计。

主要由协议转换网关来完成IEC61850到IEC60870-5-104的协议转换工作。一方面，网关为IEC61850客户端，收集变电站上传的数据，并存储在网关中；另一方面，对IEC60870-5-104协议来说，网关是个服务器，他把上传的数据按IEC60870-5-104报文发往调度中心。

上述转换步骤中， IEC61850客户端主要完成IEC61850数据的接受和解析， 61850/ 104规约转换模块主要完成数据映射，数据暂时存储在实时数据库中，104报文的形成主要在104服务器端完成。

综上所述，网关的软件结构主要包括61850客户端模块、规约转换、实时库，以及104服务器端模块，如图6所示。

各个模块的作用分别是：

IEC61850客户端：又称为现场规约模块，主要通过抽象通信服务接口与下层的IEC61850智能装置实现通信，一方面向下层智能装置发送来自调度端的命令，另一方面获得来自智能装置61850服务器端的信息。

IEC61850 / 104规约转换模块：将IEC61850数据对应转换为相应的IEC60870-5-104数据，并将转换后的数据存于实时数据库中。

实时数据库：IEC61850数据经过处理后存放于实时数据库，由104服务端取用。

104服务器端：又称为远动规约模块，与调度中心通信。104服务器端接受来自调度中心104协议的命令，经转换后向下层智能装置下达命令；同时它也接收的下层智能装置的信息，经处理后直接送往调度中心。

4结语

为了使现有的调度中心兼容新型的数字化变电站,本文研究了IEC61850与IEC60870-5-104标准的相互转换。本文分别对IEC61850及IEC60870-5-104协议的主要内容和关键技术特点做了介绍和分析,然后分析了IEC61850向IEC60870-5-104协议的映射,详细的描述了IEC61850向IEC60870-5-104协议转换的过程。

参考文献：

[1]冷慧玲. 数字化牵引变电所远动通信单元软件设计[D].西南交通大学,2011.

[2]朱永利,王德文,王艳. 基于IEC 61850的电力远动通信建模方法[J].电力系统自动化. 2009(21)