电力系统远动第5章 数据通信与远动通信规约
电力系统远动
PRT THREE
远动系统的基本组成：主站、子站、通信通道
主站：接收和处理子站发来的数据进行数据处理和显示
子站：采集和处理现场数据并将数据发送给主站
通信通道：连接主站和子站实现数据传输 远动系统的工作原理：通过通信通道主站和子站进行数据交互实现远程监控和控 制。
采集方式：通过传感器、数据采集器等设备进行数据采集 数据处理：对采集到的数据进行预处理、数据清洗、数据融合等处理 数据传输：将处理后的数据通过通信网络传输到远动中心 数据存储：将传输到的数据存储在远动中心的数据库中便于查询和分析
PRT FIVE
智能电网：利用现代 通信技术、计算机技 术、控制技术等实现 电网的自动化、智能 化、信息化
远动技术：实现电网 中各设备之间的远程 控制和信息交换
应用案例：智能电网 中的远动技术在电网 调度、设备监控、故 障诊断等方面的应用
效果：提高电网运行 效率降低运行成本提 高供电可靠性实现电 网的智能化管理
远动技术在分布式能源接入系统中的作用 远动技术在分布式能源接入系统中的应用案例 远动技术在分布式能源接入系统中的挑战和解决方案 远动技术在分布式能源接入系统中的发展趋势和前景
远动技术在电力市场交易系统中的应用 远动技术在电力市场交易系统中的作用 远动技术在电力市场交易系统中的应用案例 远动技术在电力市场交易系统中的发展趋势
实时监控：通过远动技术实现电力系统的实时监控及时发现异常情况 故障诊断：利用远动技术对电力系统进行故障诊断快速定位故障点 远程控制：通过远动技术实现电力系统的远程控制提高系统运行效率 数据分析：利用远动技术对电力系统数据进行分析为决策提供支持
PRT SIX
远动技术在智能电网中的 应用
智能电网对远动技术的需 求
通信规约知识点
基础知识点远动规约：是在远动系统中，为了正确地传送信息，必须有一套关于信息传送顺序、信息格式和信息内容等约定。
这一套约定称为规约。
通信方式：当通信在点与点之间进行时，按照信息传输的方向，以及是否能双向进行，通信方式可分为单工通道、半双工通道以及全双工通道。
单工通道：是指信息的传输始终是一个方向，不能进行与此相反方向的传输。
单工通信线路一般采用二线制。
半双工通信：可以在两个方向上传输，单某一时刻只限于一个方向，不能同时进行双向传输。
半双工通信线路一般采用二线制。
全双工通信：可以同时作双向传输，双工通信线路一般采用四线制。
SCADA系统远动信息的通信方式一般采用全双工通信方式。
异步通信：是串行通信方式之一，异步通信将每个字符看作一个独立信息，为了区分各个字符的边界，要加上起始位和停止位，从而构成一个帧。
同步通信：是串行通信方式之一，以同步作为字符传送开始，字符与字符之间不允许有空隙，当线路空闲或没有字符可发时，发送同步字符。
平衡传输方式：全双工通道的点对点的配置方式下，允许通信链路的调度主站与分站均可启动链路服务，呼叫对方发起传输服务，减少报告延时并达到快速数据收集。
104规约采用该种传输方式。
不平衡传输方式：由主站采用顺序地查询分站，控制数据传输。
主站是请求站，触发所有报文的传输，分站是从动站，只有当他们被查询时才可能传输、响应主站数据请求。
IEC870-5-101规约采用该种传输方式。
数据的传输速率：是指发送端和接收端之间单位时间内传输数据的平均比特数，其单位为每秒位（bps）、每秒千位（Kbps）、每秒兆位（Mbps）。
远动规约可分为循环式远动规约、问答式远动规约、网络规约循环式远动规约（CDT）：一种传输方式，周期的扫描信息源，并按预定顺序传输报文。
问答式远动规约（POLLING）：主站向分站发送查询命令，分站根据命令内容向主站发送响应信息，做到主站要什么，分站发什么。
101规约知识点应用环境：用于变电站与调度主站之间的串行数据通讯；使用全双工或半双工通道（有线、载波、光纤、调度数据网等）通信速率300－9600ｂｐｓ，当通信速度小于1200ｂｐｓ时，协议部分应用受限制；一般采用非平衡方式通信；协议能够传送的信息（YC、YX、YK、YT、主变分接头位置、远动终端设备状态、时钟同步、参数下载以及文件信息等）信息对象组：一个信息对象的组是公共地址或信息地址一个集，链路规约数据单元(LPDU)：包含链路规约控制信息和链路服务数据单元应用规约数据单元（APDU）：包含应用规约控制信息和应用服务数据单元一级数据：需要优先传送的数据，一般将状态变化、控制信息、模拟量等列为一级数据，有些应用者将模拟量列为二级数据。
电力系统通信(规约)
§附1传输规约的分类
通信规约分类
循环传输规约（CDT） 按传输模式分
问答式传输规约（Polling）
面向字符的通信规约（须加起始位和停止位） 按传输基本单位分
面向比特的通信规约
§附1 传输规约的分类
循环传输规约（CDT） CDT属于同步通信方式，其以厂站RTU为主动方，
以固定速率循环地向调度端上传数据。数据依规定的 帧格式连续循环，周而复始地传送。一个循环传送的 信息字越多，其传输延时越长，传输内容出错剔除 后，在下个循环可得以补传。
表示信息内容
区分代表不同信息内容的各种 信息字
§附1 传输规约的分类
问答式传输规约 Polling属于异步通信方式，其以调度端主动向厂
站端RTU发送查询命令报文，子站响应后才上传信息。 调度端收到所需信息后，才开始新一轮询问，否则继 续向子站询问召唤此类信息。
RTU对遥信变为信息优先传送，模拟量超范围时传 送。
ETX
接收序列: DLE STX A DLE B STX C DLE E F G DLE ETX
§附2 面向字符的通信规约
BSC规程评价： 不足之处： （1）控制规程与特定的字符编码集关系过于密切，兼容性较 差； （2）半双工的停-等协议(反馈重传)，传输效率较低，即使物 理链路可以支持全双工通信，BSC仍然不能加以利用； （3）数据块和控制序列格式不统一，易引起二义性，使用不 方便； （4）控制序列的差错校验能力仅依赖于控制字符本身的字符 奇偶校验能力，可靠性较低。 优点： 仅需要很少的缓存容量，规程简单，易于实现。
§附3 面向比特的通信规约
连有多个站点的链路通常使用轮询技术，轮询其它 站的站称为主站，而在点到点链路中每个站均可为主 站。主站需要比从站有更多的逻辑功能。
电力系统远动
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接收端完成位同步的数字锁相电路原理框图。
21
ห้องสมุดไป่ตู้
相位比较波形图
22
如果相位比较器的比较结果是接收端的位相位超前发送端的位相 位，则由计数脉冲控制电路调整分频电路的分频系数为δ+1，这
时分频电路的输出uc频率降低、周期加长，对下一个码元的位相 位实现了滞后校正。
反之，若接收端的位相位滞后发送端的位相位，则调整分频电路
的分频系数为δ-1，这时分频电路的输出uc频率增大、周期变短，
对下一个码元的位相位实现了超前校正。 在接收信息没有变位出现时，不产生校正脉冲，分频电路按原有的 分频系数δ工作。
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用可编程定时器8253构成的数字锁相电路。8253的计数器0作为 分频电路；计数器2、D触发器和与门完成相位比较；分频系数的 调整由软件实现。
5
区分循环量
6
随机量和插入量采用不同形式传送信息
4
主站与子站间传送的信息
遥信 遥测
事件顺序记录 （SOE）
电能脉冲记数值 子站工作状态
信息
升降命令 对时
广播命令 复归命令 遥控命令 设定命令
5
上行信息的优先级顺序
优先级顺序
1）对时的子站时钟返回信息插入传送； 2）变位遥信、子站工作状态变化信息插入传送； 3）遥控、升降命令的返送校核信息插入传送； 4）重要遥测安排在A帧传送； 5）次要遥测安排在B帧传送； 6）一般遥测安排在C帧传送； 7）遥信状态信息,包含子站工作状态信息,安排在D1
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数字锁相电路波形图 若G2脉冲宽度正好为T/2，写入计数器0的计数值为分频系数δ。 若G2脉冲的宽度大于T/2，重写计数器0的计数值，使其小于δ，
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 的数字化
远动设备及系统第5-101部分传输规约基本远动任务配
套标准的数字化
摘要：
一、远动设备及系统概述
二、传输规约基本远动任务配套标准
三、数字化技术在远动设备及系统中的应用
正文：
远动设备及系统是电力系统中重要的组成部分，主要负责实现设备之间的远程控制和数据传输。
传输规约基本远动任务配套标准则是为了确保远动设备及系统在电力系统中的稳定运行和高效传输而制定的技术规范。
随着数字化技术的发展，远动设备及系统正逐步实现数字化，从而提高系统的性能和可靠性。
传输规约基本远动任务配套标准规定了远动设备及系统在数据传输过程中应遵循的技术要求和通信协议。
这些标准对于确保远动设备及系统之间的信息交互具有关键作用，是实现电力系统自动化和智能化的重要基础。
数字化技术在远动设备及系统中的应用主要体现在以下几个方面：
1.数字化通信：通过采用数字信号传输技术，提高数据传输的速率和稳定性，降低信号衰减和干扰，从而实现更远距离的数据传输。
2.数字化控制：采用数字控制算法，提高远动设备的控制精度和响应速度，实现更精确和实时的设备控制。
3.数字化诊断：通过收集和分析设备运行数据，采用数据挖掘和人工智能
技术，实现设备的智能诊断和预测性维护，降低设备故障率和维修成本。
4.数字化管理：通过建立设备管理信息系统，实现设备运行状态、维护记录、故障分析等信息的集中管理和实时查询，提高设备管理的效率和水平。
总之，随着数字化技术的发展，远动设备及系统正逐步实现数字化，从而提高系统的性能和可靠性。
关于远动通信规约
关于远动通信规约作者：续毅来源：《中国科技博览》2014年第06期摘要：目前，正在运行的远动系统采用的通信规约多种多样，本文主要讲述远动通信规约的性能特点，从而反映出远动通信规约在电力调度自动化系统中的作用。
关键词：电力系统、调度、远动系统、通信规约【分类号】：TP8720引言电力系统远动技术是运用通信、电子和计算机技术采集电力系统实时数据，对电力网和远方发电厂、变电所的运行进行监控与控制的技术。
它是应用通信技术，完成遥信、遥测、遥控和遥调的总称，将微型计算机技术、通信及接口、智能控制、检测与转换、多媒体等高新技术有机地融为一体，集中了技术先进、功能完备、应用灵活、运行可靠、监控范围广等优点。
电力系统远动技术是电力系统现代化调度和管理的主要技术手段，在保证电力系统的安全经济稳定运行方面发挥着重要作用。
1.远动规约的概述1.1远动规约的含义远动规约是远动通信双方为实现信息交换面做的一组约定，它规定了数据通信的帧格式和传输规则，其中，传输规则是规约的核心内容，它确定了一个规约的特征和远动通信的工作方式。
远动规约影响到远动通信的质量。
按照通信接口分类，规约可简单分为串口通信规约和网络通信规约；若按照传输规则分，规约又可分为子站主动上送规约、主站召唤子站上送规约和主、从站双向传输规约。
1.2主站和子站按习惯称呼的调度中心和厂站，在远动术语中称为主站和子站。
主站也称为控制站，它是对子站实现远程控制的站。
主站从子站获得远动数据并向子站发出远控指令；子站也称受控站，它是受主站监视的或受主站监视且控制的站。
子站向主站提供各类远动数据、接受主站下发的远控指令并执行。
数据通信中的客户/服务器模型在远动中的对应关系是：子站是数据和服务的提供者，对应于服务器；主站享受子站提供的数据和服务，对应于客户。
3.远动通信规约的性能特点3.1 仿真EMS主站功能仿真EMS主站功能包括主控及侦听功能。
3.1.1主控功能当为主控时，通过该系统的PC串行口经由调制解调器与厂站的远动设备进行通信。
电力系统运动规约
电力系统运动规约
规约是一组规则和约定，也就是我们常说的协议。
电力系统远动规约，对远动系统中各种远动信息的组织办法(信息结构)、各种上行(从站发往主站)、下行(主站发往从站)信息的优先级顺序及主从站间的传送规则均做出了明确的规定，以保证所有信息的正确传输和整个系统的可靠运行。
和数据通信网络的其他通信协议一样，远动规约在远动系统中也具有非常重要的意义。
如果不遵循相同的规约，两个通信站就无法进行通信;远动规约不同的远动设备则无法在一起共同组网;远动规约的标准化程度不高，则无法适应市场开放的需要;同时，远动规约的效率高低也直接制约着网络的通信效率。
我国现在执行的远动规约主要是原电力部于1991年颁布的《循环式远动规约》即CDT(Circle DataTransfer)规约;也有部分地区仍执行较早的部颁《问答式远动规约(试行)》，即Polling规约。
上世纪90年代，国际电工委员会TC-57技术委员会先后发布了IEC60870-5-101、IEC60870-5-102 IEC60870-5-103和IEC60870-5-104等四个远动标准，分别是基本远动任务、电能计量信息、继电保护信息和网络通信的远动通信标准，我国正在逐步采用这些国际标准。
远动通讯规约及报文解析
远动通讯规约及报文解析本期和大家简单讨论一下远动通讯规约的概念，并以比较简单的CDT规约为例，了解一下报文解析的基本方法。
1、远动通讯规约的概念在变电站和调度之间，为了保证双方能够准确有效地进行通信，在信息发送端和信息接收端做一系列的约定，这种规定就称为通信规约。
用人与人之间打电话的交流做一个类比，厂站和主站就像两个人，通信地址就是他们各自的电话号码，传输通道就是电话线，而通信规约就是两个人使用的语言。
两个人当然要使用相同的语言才能够进行交流，这就是通信规约的作用。
规约中所做的一系列规定，也就是语言中约定俗成的语法和单词。
只要了解了某种规约的“语法”和“单词”，就能够读懂其传输的报文。
变电站常用的通讯规约有“循环式”和“问答式”两类。
循环式：以循环的方式，周期性地传送信息给接收端，不顾及接收端的需求，也不要求接收端给予回答。
常用的有CDT规约。
问答式：接收端和发送端采取一问一答的方式实现信息传输。
常用的有IEC101、IEC104规约等。
下面以相对简单的CDT为例，简单介绍相关概念，以及CDT规约报文解析。
虽然CDT规约现在较少使用，这里旨在方便大家理解报文的解读大致方法。
2、CDT规约的帧结构CDT规约就是循环式数字传送规约，它采用点对点的通道结构，以循环方式传送远动信息。
传送的主要信息有：遥信、遥测、遥控命令、SOE、脉冲计数值、设定命令、升降命令、对时、广播命令、复归命令、子站工作状态等。
CDT规约的帧格式如下图，同步字、控制字、信息字均为6个字节。
通道内发送时，采用低字节先送、高字节后送；字节内低位先送、高位后送。
下面介绍各个部分的规则，并举例说明。
（1）同步字：作用是表示一帧报文的开头，由6个字节组成，固定为传送3组EB90H（十六进制）。
（2）控制字控制字共有B7~B12，6个字节，各字节作用如下图标注。
其中我们在读报文时需要着重关心的是“帧类别”这一项。
帧类别码的定义如下图，这就相当于在做英语阅读是的字典，在接下来的例子里大家可以对照使用。
远动规约介绍
问答传播模式即polling方式：调度端主动向厂站端发送 召唤命令，厂站端按召唤要求应答详细内容。有问才答， 不问不答，有完善旳差错控制，流量控制机制。
基于以太网旳平衡传播方式（如IEC104规约）。
部颁CDT规约概况
中华人民共和国电力行业原则DL451-91： “循环式 远动规约” ，简称部颁CDT规约。
抗干扰编码就是对自动化信息源码序列，按照某种规律 添加一定旳校验码元，构成由自动化信息码序列和校验码构 成旳一种具有抗干扰能力旳码字。
源信息序列
校验码
添加校验码元旳规律或规则不同就形成不同旳编码措施。 自动化信息旳抗干扰编码主要有：奇偶校验码和循环冗余校 验码（CRC校验）
抗干扰编码基本概念（续）
➢ RS485接口构成旳半双工网络，一般只需二根连线， 所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传播。
3、调制解调器
➢ 600Bd旳中心频率1500HZ，带宽要求±200Hz； 1200Bd旳中心频率1700HZ，带宽要求±400Hz。
➢ 部颁CDT旳经典设置：2880±200；2880±150； 3000±150；3000±200Hz， 波特率300/600Bd自适 应。
我国部颁循环式远动规约中要求：控制字和信息字 都采用CRC效验并选用生成多项式G(x)=x3+x2+1生成(7， 3)循环码，若信息序列为M=101时： 求：(1) 信息序列M相应旳码多项式M(x)?
(2) 信息序列M相应旳(7,3)循环码码字C?
解答： M（x）＝x2+1 xn-k·M(x)÷ G（x） ≡ R（x） x7-3·(x2+1)÷（x3+x2+1） ＝[x6+x4]÷[x3+x2+1] ≡ R(x) =1 余式得校验码为： R(x) =0001 得循环码码字C为1010001
05-电力通信规约
一般询问过程 子站 ←确认报文（无变化量） 确认报文（无变化量） 确认报文 类别询问→ 类别询问 ←对类别询问的回答 有变化量 对类别询问的回答(有变化量 对类别询问的回答 有变化量) 类别询问→ 类别询问 ←对类别询问的回答 有变化量 对类别询问的回答(有变化量 对类别询问的回答 有变化量) … 直至无变化量为止
循环式远动规约
1991年，电力部颁布了《循环式远动 规约》，适用于点对点信道，以循环 字节同步方式传送信息。 规约对循环式远动的功能、帧结构、 字结构和传输规则等做了具体规定。
循环式传送的帧结构
帧结构：帧格式由若干远动字组成， 以 同 步 字 SYN 开 头 ( 一 般 为 三 组 EB90H)，每个远动字通常由6个8位 字节，共48位构成
面向对象的电力系统
IEC61850：
数字化变电站基础
SYN 远动字 1 远动字 2 …… 远动字 n
循环式传送的字结构
字结构：第一个字节为字地址(字类 型号)，最后一个字节为监督位，中 间4个字节为远动信息(可传送两个遥 测量或32位遥信量)
字地址 远动数据 1 远动数据 2 监督码
同步码的接收
循环式远动通常采用同步通信工作方式，每一 帧都以帧同步码为一帧的开始，接收一帧远动 信息必须先检出同步码。（帧同步码一般采用 三组EB90H，检出同步码就是要检查出收到的 六个字节是否是三组EB90H）。 首先进行硬件的同步搜索过程。检测前两个字 节是否为EB90H，然后检出两组EB90H，表示 同步建立。以后，在每一帧的开始，检测三组 EB90H，表示一帧的开始。
IEC870-5系列标准
IEC870-5-101：
基本远动任务配套标准
IEC870-5-102：
通信规约介绍
通信规约介绍1.通信规约的概念在通信中数据的传送应按约定的格式进行，收发两端事先应对传送速率、同步方式、数据结构等相互约定，共同遵守，这些约定称之为通信规约。
2.通信规约的分类2.1远动规约1.任务：向主站（调度中心或集控站）实时提供子站（变电站或发电厂）信息。
2.方式：基于四遥库，通过序号即顺序表的方式上送。
3.常用规约：IEC101、IEC104、CDT、SC1801、U4F、DNP3.0等2.2 站内规约目前主流为IEC103规约，但不同厂家在规约的理解上、做法上存在差异，并未实现真正的互连，依然需要通过规约转换器来实现通信。
今后的方向为IEC61850,其本身具有更强的互操作性，是面向对象的结构化信息模型。
智能设备规约：直流屏、电度表、消弧装置等。
3.IEC制定的规约标准介绍3.1规约模型国际电工委员会TC-57技术委员会为适应电力系统的发展及其它公用事业的需求，制定了一系列的标准。
本标准的模型源于ISO-OSI参考模型的七层协议，采用了三层，即应用层、链路层、物理层，称之为增强性能结构（EPA）。
应用层：用户进程的接口，表达真正要做的事情。
链路层：在链路上实现无差错地传送数据帧。
物理层：将比特流送到物理媒体上传送。
3．2 常用配套标准IEC870-5-101---基本远动任务的配套标准（95年）IEC870-5-102---电能脉冲计数量配套标准（96年）IEC870-5-103---继电保护设备信息接口配套标准（97年）IEC870-5-104---采用标准传输协议子集的IEC870-5-101的网络访问（2000年）4．通信规约的内容4．1 帧结构举例：启动字符（68H）长度（L）长度重复（L）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）4．2 传输规则传输过程的约定。
4．3 差错处理数据丢失、数据出错的重传。
5．远动规约5．1 循环式规约DL451-91(部颁CDT) 、DISA-CDT 、 XT9702。
远动通讯规约及报文解析
·远动通讯规约及报文解析本期和大家简单讨论一下远动通讯规约的概念，并以比较简单的CDT规约为例，了解一下报文解析的基本方法。
1、远动通讯规约的概念在变电站和调度之间，为了保证双方能够准确有效地进行通信，在信息发送端和信息接收端做一系列的约定，这种规定就称为通信规约。
用人与人之间打电话的交流做一个类比，厂站和主站就像两个人，通信地址就是他们各自的电话号码，传输通道就是电话线，而通信规约就是两个人使用的语言。
两个人当然要使用相同的语言才能够进行交流，这就是通信规约的作用。
规约中所做的一系列规定，也就是语言中约定俗成的语法和单词。
只要了解了某种规约的“语法”和“单词”，就能够读懂其传输的报文。
变电站常用的通讯规约有“循环式”和“问答式”两类。
循环式：以循环的方式，周期性地传送信息给接收端，不顾及接收端的需求，也不要求接收端给予回答。
常用的有CDT规约。
问答式：接收端和发送端采取一问一答的方式实现信息传输。
常用的有IEC101、IEC104规约等。
下面以相对简单的CDT为例，简单介绍相关概念，以及CDT规约报文解析。
虽然CDT规约现在较少使用，这里旨在方便大家理解报文的解读大致方法。
2、CDT规约的帧结构CDT规约就是循环式数字传送规约，它采用点对点的通道结构，以循环方式传送远动信息。
传送的主要信息有：遥信、遥测、遥控命令、SOE、脉冲计数值、设定命令、升降命令、对时、广播命令、复归命令、子站工作状态等。
CDT规约的帧格式如下图，同步字、控制字、信息字均为6个字节。
通道内发送时，采用低字节先送、高字节后送；字节内低位先送、高位后送。
下面介绍各个部分的规则，并举例说明。
（1）同步字：作用是表示一帧报文的开头，由6个字节组成，固定为传送3组EB90H（十六进制）。
（2）控制字控制字共有B7~B12，6个字节，各字节作用如下图标注。
其中我们在读报文时需要着重关心的是“帧类别”这一项。
帧类别码的定义如下图，这就相当于在做英语阅读是的字典，在接下来的例子里大家可以对照使用。
IEC 870-5《远动设备及系统第五部分:传输规约》系列标准介绍
IEC 870-5《远动设备及系统第五部分：传输规约》系列标准介绍谭文恕;李泽【期刊名称】《电力标准化与计量》【年(卷),期】1999(000)002【摘要】国际电工委员会（IEC）第57技术委员会（电力系统控制和通信）自1964年成立以来，一直致力于制定摇控、远方保护和电力系统控制方面的国际标准。
随着计算机应用水平的提高，EMS、SCADA、DMS、变电站自动化在电力系统得到大量应用，不同控制设备和系统越来越多的集成在一个总的控制系统中，需要交换大量的信息和数据，这样，由不同厂家生产的不同设备之间通信规约的问题便突出出来，IEC第57技术委员会（TCS）自八十年代初就成立了一个工作组（WG03）专门进行远动设备和系统传输规约方面系列标准的编制工作，并于九十年代初陆续发布了一系列国际标准，其中IEC870－5《远动设备及系统第五部分：传输规约》系列【总页数】6页(P1-6)【作者】谭文恕;李泽【作者单位】[1]电力科学研究院;[2]中电联标准化部【正文语种】中文【中图分类】TM7【相关文献】1.电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心远动设备及系统传输规约一致性产品质检公告(第三号) [J],2.IEC60870-5-104远动规约在铁路电力远动系统中的应用 [J], 闫亮亮;陈剑云;费远鹏3.基于IEC60870-5-104远动规约的EDPF远动站系统设计及应用 [J], 商宁; 宋方儒; 邱华4.DL/T 634—1997《远动设备与系统传输规约第101篇基本远动任务配套标准》介绍 [J], 谭文恕5.电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心远动设备及系统传输规约一致性产品质检公告(第4号) [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电力系统远动技术(电气试验室——邓超婧)
电力系统远动技术作者：邓超婧（发电事业部）摘要远动是调度中心与各被控端之间实现遥控、遥测、遥信及遥调技术的总称，是调度自动化的核心内容。
本文从系统组成、四遥，通讯方式及通讯规约四个方面结合君正热电厂典型系统结构对远动技术做了介绍。
关键词远动技术，君正热电厂，系统组成，通信方式，规约1.综述随着电力系统的不断发展壮大，完成发电、变电、配电的厂站数量也越来越多，因工业生产及电力生产的特点，能源中心和负荷中心一般相距甚远，电力系统分布在很广的地域，发电厂、变电所、电力调度中心和用户之间的距离近则几十公里，远则几百公里甚至数千公里。
要管理和监控分布甚广的众多厂、所、站设备及元器件的运行工况，已不能用通常的机械联系或电联系来传递控制信息或反馈的数据，必须借助于一种远距离传输技术，这就是远动技术。
简单地说，远动是调度中心与各被控端之间实现遥控、遥测、遥信及遥调技术的总称。
远动装置在调度中心和各变电所之间充当传送各种信息的桥梁。
远动装置对于监视和控制系统的运行是一个十分有利的工具。
它是实现系统实时调度和进一步实现调度综合自动化的基础。
发、供、配电同时完成是电力生产最为显著的特点，为了保证供电系统运行的可靠性和经济性，调度所必须实时掌握系统的实际运行情况。
所以，从调度工作出发，一方面需要收集大量信息，要求厂站将断路器、刀闸的位置信号、事故信号及主要运行参数等信息能迅速、正确、可靠地反映给调度中心；另一方面，调度所切实了解到系统的运行情况并通过DMS等先进分析管理系统进行判断处理后，应对厂站及变电所下达命令，去直接操作某些设备或调整某些参量，或去完成实时控制的任务，远动系统则负责为调度中心提供大量信息并根据调度指令执行调度员的遥控、遥调命令，它是调度自动化系统的重要组成部分。
2.远动系统组成远动系统由厂站端RTU、远动机、通信设备、信道及调度端的信息采集和处理系统、模拟屏及人机接口等内容组成，如图1所示。
图1 远动系统组成R TU英文全称Remote Terminal Unit，即远方终端单元，负责站端信息的采集、转换、传输，接收并执行遥控命令，通常布置在间隔层。
电力系统通信规约及系列标准
映射到实际通信网络 8－1 映射到MMS和ISO/IEC8802-3 9－1 通过单向多路点对点串行通信链路采样 9－2 ISO 8802-3 上的采样值
数据通信协议适用范围
• 远动通信协议、计算机数据通信协议、 变电站数据通信协议各有其适应范围， 也可以交叉使用。控制中心之间一般用 IEC 60870-6 系列；发电厂与控制中心之 间一般采用IEC 60870-5系列；也可采用 IEC 60870-6 系列；变电站与控制中心之 间一般采用IEC 61850-7系列；也可采用 IEC60870-6 系列或IEC 60870-5系列。
电力市场迫使通信系统降低费用，避免多种不 兼容的标准和互相竞争的标准出现；同时在整 个电力系统制定统一协调的体系结构既有利于 用户，也有力于制造商。
IEC60870-5系列
• IEC TC57 WG03（远动规约）
• 基本标准（共分5篇）
第 一篇 第 二篇 第 三篇 第四篇 第 五篇
60870-5-1 60870-5-2 60870-5-3 60870-5-4 60870-5-5
▪ 先进性：
采用ACSI、SCSM、OO的技术 采用抽象的 MMS 作为应用层协议 自我描述，在线读取/修改参数和配置 采用XML语言来描述变电站配置
▪ 完整性
适用对象几乎包括了变电站内所有IED、例如： 常规的测控装置、保护装置、RTU、站级计算机 可选的同期、VQC装置 未来可能广泛使用的数字式一次设备如PT、CT、开关
第二部分 IEC 61970 （ EMS—API )
IEC TC57 WG13工作组负责制定能量管理 系统的应用程序接口（ EMS—API )，即 IEC 61970系列标准
电力系统远动第5章 数据通信与远动通信规约
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 电力系统远动第5章数据通信与远动通信规约电力系统调度自动化电气工程学院林国松1/ 66第五章数据通信与远动通信规约1 2 3 4 5数据通信概述循环式传输规约问答式传输规约 IEC6080-5-101传输规约计算机网络与局域网---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 第一节数据通信概述一、数据通信系统模型模拟信号信号的某一参量可以取无限多个数值，且直接与消息相对应。
模拟通信系统数字信号信号在时间上离散，且表征信号的某一参量只能取有限个数值。
数字通信系统3/ 66第一节数据通信概述一、数据通信系统模型（1）信息源的作用是将电流、电压等被测量的数值，以及开关的分合闸状态、变压器分接头位置等消息，以信号形式输出，即信息源是把待传输的消息转换成原始电信号。
信息源的输出或是连续变化的模拟信号，或是离散的数字信号，用s 表示。
（2）信源编码可以对信息源发出的模拟信号完成模/数转换，得到它所对应的数字信号。
然后对这些数字信号以及s中原有的数字信号进行编码，在信源编码的输出得到一串离散的数字信息。
在远动系统中，它是二进制的数字信息序列，记为 m。
信源编码的目的是提高数字通信传输的有效性，通过各种方式的编码尽可能地去除信号中的冗余信息。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 第一节数据通信概述一、数据通信系统模型（3）信道编码：为了使传送的数码具有检错和纠错能力，按一定的规则在信源编码的基础上增加一些冗余码元（又称监督码），但又不是信息源发出的,使这些冗余码元与被传送信息码元之间建立某种相关性。
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第一节 数据通信概述
二、数据通信系统的主要质量指标及分类
通信系统分类
按消息的传输媒质：有线、无线 按信息和信号的特点：电话、电报、图像、数据 按传输信号的特征分类：模拟通信、数字通信 按调制方式：调幅、调频、调相 从信息的传输方式：单工、半双工、全双工 按信道复用方式：频分复用、时分复用、码分复 用、波分复用
第一节 数据通信概述
六、数据通信的基本方式 同步通信 异步通信中，每一个字符用起始位和停止位作为开始和结束 的标志。当一个字符为8位数据，起始位和终止位至少各占1位， 实际传送信息的效率最多80％。 传送大量数据时，为提高传送效率，采用一个数据块共用一 个同步字作为起始位的格式，叫同步通信方式。
此时，发、收双方必须保持严格的码元同步，以双方规定的 同步字符作为一帧（数据块）的开始和结束。
第一节 数据通信概述
一、数据通信系统模型 （3）信道编码：为了使传送的数码具有检错和纠错能力，按一 定的规则在信源编码的基础上增加一些冗余码元（又称监督码）， 但又不是信息源发出的,使这些冗余码元与被传送信息码元之间建 立某种相关性。信道编码使信息序列m变成较原来更长的二进制 数字序列。用c表示，以提高信息传输的抗干扰能力。信道编码 也称差错控制编码。 （4）调制（Modulation）：为了使信号便于传输、减少干扰和 易于放大，使一种波形（载波）参数按另一种信号波形（调制波） 变化的过程。调制的作用是将数字序列变换成适合于在信道中传 输的信号形式，送入信道。电力系统远动中常采用数字调频或数 字调相的方法，将数字信号变成两种不同频率或两种不同相位的 正弦交流信号。
第二节 循环式传输规约
一、帧结构
按1991年11月部颁的循环式远动规约DL4511991要求，在CDT规约中，远动信息的帧由同 步字、控制字和n个信息字构成。 同步字标明一帧的开始，取固定的48位二进制数。 控制字和信息字都包含有8位校验码，构成(48,40) 码组，生成多项式 g(x) x x x 1 ，陪集码为FFH。 控制字由6个字节组成，分别为控制字节、帧类别、 信息字数n、源地址、目的地址和校验码。
第三节 问答式传输规约
卫星通信：是一种特殊 的微波中继通信，中继 站设在地球的同步卫星 上，利用通信卫星作为 中继站来转发或发射无 线电信号，在地面站间 进行通信。
第一节 数据通信概述
四、数字信号的调制与解调
数字调幅(ASK) 数字调频(FSK) 数字调相(PSK)
第一节 数据通信概述
五、数据通信系统的工作方式
第一节 数据通信概述
三、通信信道
电力线载波通信：利用一载波频率经现有电力线去传送信 息，利用架空电力线的某相导线作为信息传输的媒介。
第一节 数据通信概述
三、通信信道
光纤通信：以光波为载体、以光导纤维作为传输媒介，将信 号从一处传输到另一处的一种通信手段。
第一节 数据通信概述
三、通信信道
微波中继通信：波长为0.001~1.0 m ， 频率为300MHz~300GHz的无线电波 称为微波，借助微波传递信号的方 式称为微波中继通信。
第一节 数据通信概述
一、数据通信系统模型 （5）信道是信号传输的通道，有光纤信道、微波信道、复用电 力线载波信道等。信道中存在着各种类型的干扰——噪声源。 （6）解调（Demodulation）是从调制的载波信号中将原调制 信号复原的过程。对于二元制键控移频和键控移相而言，解调 的作用是把从信道接收到的两种不同频率或两种不同相位的正 弦交流信号还原成数字序列。如果发送的信号在信道中受到干 扰，接收端的r和发送端的c将不相同。在一个系统中，如果发 送端有编码/调制装置，则在接收端必须有译码/解调装置。 （7）信道译码是根据信道编码规则，对接收数字序列进行译码 校验，实现检查或纠正信息序列在传输过程中所产生的差错， 输出与信息序列m对应的m*。
P149：一些常见信息字结构。
第二节 循环式传输规约
三、帧的组织方式
在循环式远动规约中，远动信息按其重要性和实时性 要求分为五种不同的帧：重要A帧、一般B帧、次 要C帧、D(正常遥信D1帧和电度D2帧)和事件顺 序记录E帧。 信息帧的优先级：P149-150
（1）固定循环传送：用于传送A、B、C、D1、D2
单工方式 半双工方式 全双工方式
第一节 数据通信概述
六、数据通信的基本方式 在计算机系统中，设备间的数据基本通信方式有并行通信和串 行通信两种方式。 并行通信：各位数据同时传送。如CPU与并口间的数据交换 是8位一起传送的。 特点：传输线多、距离短、速度快。 串行通信：数据是一位、一位顺序传送的方式。如远动装置 发、收两端距离很长，只采用一条通道传送信息，需要各位信 息逐位按次序传送。 特点：线少、较长、较慢。 在串行通信中，有异步通信方式和同步通信方式。
二、信息字结构
信息字由6个字节组成，第一个 字节是功能码字节，第2～5 字节是信息数据字节，第6字 节是校验码字节。 (1)功能码字节的8为二进制数可以取256种不同的 值，对不同的信息字其功能码的取值范围不同。 (2)信息字可以分为上行信息字和下行信息字。
第二节 循环式传输规约
二、信息字结构
(2)信息字可以分为上行信息字和下行信息字。 上行信息：遥测、总加遥测、电能脉冲计数值、事件 顺序记录、水位、频率、子站始终返送、子站状态 信息等。 下行信息：遥控命令、升降命令、设定命令、复归命 令、广播命令、设置时钟命令和设置时钟校正命令 等。
8 2
第二节 循环式传输规约
一、帧结构 控制字： E=0：规约已定义帧类别 E=1：扩展定义帧类别 L=0：信息字数为0 L=1：有信息字n字节 控制字 SD=00：无意义 SD=11：上行源代表子站、目的代表主站 下行源代表主站、目的代表子站 SD=10：主站广播
控制字节
第二节 循环式传输规约
第一节 数据通信概述
六、数据通信的基本方式 异步通信：收发两端不存在严格一致的码元定时脉冲。它是 面向字符的，即传输每一组数据构成一个字符。 由起始位，数据位，奇偶校验位，停止位组成。 异步通信是将每一字符看作一个独立的信息，为了区分字 符边界，加上起始位和停止位，构成一个帧。各个字符串行 地依次序传送。 传送一个8位数据时，最少要10位数据的长度。
数字 信号
信号在时间上离散，且表征信号的某一参 量只能取有限个数值。
数字通信系统
第一节 数据通信概述
一、数据通信系统模型 （1）信息源的作用是将电流、电压等被测量的数值，以及开 关的分合闸状态、变压器分接头位置等消息，以信号形式输 出，即信息源是把待传输的消息转换成原始电信号。信息源 的输出或是连续变化的模拟信号，或是离散的数字信号，用s 表示。 （2）信源编码可以对信息源发出的模拟信号完成模/数转换， 得到它所对应的数字信号。然后对这些数字信号以及s中原有 的数字信号进行编码，在信源编码的输出得到一串离散的数 字信息。在远动系统中，它是二进制的数字信息序列，记为 m。信源编码的目的是提高数字通信传输的有效性，通过各 种方式的编码尽可能地去除信号中的冗余信息。
第二节 循环式传输规约
三、帧的组织方式 （2）帧插入传送：用于传送E帧。 无C帧，D1帧循环次数为D2帧的 2倍，E帧取代A帧。
（3）信息字随机插入传送：对时的子站时钟返回信息、 变位遥信、遥控、升降命令的返校信息
第三节 问答式传输规约
问答式远动传输规约的主要特点是：以调度中心为主 的远动数据传输规约，由调度端向厂站端询问召唤 某一类别信息，厂站端只有在响应后才上送本站信 息；调度中心正确接收此类别信息后，才开始下一 轮新的询问，否则还继续向子站询问召唤此类信息， 即RTU有问必答，无问不答。
电力系统调度自动化
电气工程学院 林国松
第五章 数据通信与远动通信规约
1 2 3 4 5
数据通信概述 循环式传输规约 问答式传输规约 IEC6080-5-101传输规约 计算机网络与局域网
第一节 数据通信概述
一、数据通信系统模型
模拟 信号
信号的某一参量可以取无限多个数值，且ห้องสมุดไป่ตู้直接与消息相对应。
模拟通信系统
第一节 数据通信概述
七、传输规约的分类 (一)按通信传输模式分类
循环式传输规约(CDT) 问答式传输规约(Polling)
(二)按传输信息的基本单位分类
面向字符的通信规约 IBM公司的二进制同步通信(BSC)规程是面向字符 的规程，一串字符以块为单位传送，且块中字符与 字符之间是连续的。
第一节 数据通信概述
七、传输规约的分类
面向比特的通信规约 (2)HDLC的通信操作方式
正常响应方式（NRM）：标准的主从关系，从站点只有获得 许可才能发起一次具有一帧或多帧数据的传输响应。 异步响应方式（ARM)：只要信道空闲，从站点就可以在没 有得到许可的情况下发起一次传输。异步响应方式在其他 方面没有改变主从关系，从一个从站点发出的所有传输也 必须经过主设备中继再转发到最终目的地。 异步平衡方式（ABM)：所有站点都是平等的，因此只有复 合站点使用。任何一个复合站点可以在未获许可时发起一 次到另一个复合站点的传输。
第一节 数据通信概述
七、传输规约的分类
面向比特的通信规约
高级数据链路控制(HDLC)是面向比特的数据链 路控制协议的典型代表，它是由国际标准化组 织ISO根据IBM公司的(SDLC)协议扩展开发 而成。
第一节 数据通信概述
七、传输规约的分类
面向比特的通信规约
(1)HDLC规约的帧格式 标志序列 地址字段和控制字段 信息字段 帧校验字段
第一节 数据通信概述
七、传输规约的分类
通信规约或协议(Protocol)是指通信双方必须共同遵守的一 种约定，约定包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步 骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题作出统一规定。因此， 通信规约也称通信控制规程，或称传输控制规程。