专利名称：：电力系统iec60870-5-101/104标准的扩展方法
技术领域：
：本发明涉及电力系统的综合自动化技术，特别是电力系统厂站端与调度端设备间的互联互通和信息共享而对IEC60870-5-101/104标准进行扩展的技术方法。
背景技术：
：随着电力系统的发展和电网的不断壮大，新技术在电力系统中得到了大力推广。特别是近年来，综合自动化技术在电力系统中得到的大面积应用说明电力系统将迎来一个技术革新的浪潮，变电站二次系统已由常规方式向智能化、微电子技术方向发展。信息量的急剧膨胀，使原来的许多通讯规约巳不能满足发展需求，如何才能实现调度与厂站端设备间的互联互通和信息共享？IEC60870-5-101就是为解决该问题而发展出的一个通讯接口和规范。随着应用的深入，发现IEC60870-5-101只定义了常规部分的信息传输，信息量的传输也受到一定的限制，且缺乏调度对站端其他智能设备如VQC、保护等如何实现信息共享的定义，特别是综自站将保护事件转遥信上传调度/集控时，信息量特别庞大，极易出错，为运行维护人员带来了很大的无用工作量。为了保证厂站端的信息能被调度共享，减少运行维护人员工作量，提高工作效率，须将IEC60870-5-101进行扩展，使其能适应调度、运行维护的需要。
发明内容本发明的目的是提供一种电力系统IEC60870-5-101/104标准的扩展方法，以使厂站端和调度端的信息传输时设置方便，灵活且兼容新老智能设备。本发明的目的是这样实现的一种电力系统IEC60870—5-101/104标准的扩展方法，根据101/104标准，厂站端和调度端之间进行信息传输，厂站端和调度端还分别执行以下步骤厂站端IEC60870-5-101/104主模块部分a、主模块接收下行信息；b、主模块根据接收的信息对ASDU的类型标识进行判断，如类型标识=801，则转保护子程序模块处理，其它按标准IEC60870-5-101/104流程处理；c、主模块将组装好的信息按规定格式上送；保护处理子模块d、取出ASDU报文中的信息体内容，根据信息体内容将保护命令部分直接打包成内部格式，执行保护命令操作，从系统内网获取保护信息，将其打包成自定义的ASDU报文，送往IEC60870-5-101/104主模块处理；调度端保护处理子模块A、根据保护模块人机界面操作直接将保护命令打包成自定义的ASDU报文格式，送往IEC60870-5-101/104主模块处理；B、根据IEC60870-5-101/104主模块传来的保护信息，对其进行简单判断后，直接调用相对应的保护动态库处理；IEC60870-5-101/104主模块部分C、主模块将组装好的信息按规定格式下发；D、主模块接收上行信息；E、主模块根据接收的信息对ASDU的类型标识进行判断，如类型标识z8DH，则将保护信息部分直接打包成内部格式，发往保护处理子模块，其它按标准IEC60870-5-101/104流程处理。上述厂站端保护信息子模块还有以下步骤对保护事件、故障信息，总控设置有一级数据标志，待收到调度端调取一级数据命令后，以一级数据方式扩展保护部分上传，同时，为确保其它一级数据不被丢失或大量延迟，定值信息、故障录波以及其他大数据量信息以二级数据方式上传，但优先级必须高于变化遥测信息；厂站端保护事件、故障信息等的传送优先级为遥信变位、遥控/遥调命令、保护动作信息、其他一级数据；二级数据的优先级可自行设定，但二级数据在将一个信息体分帧传输中不能被其他二级数据打断；所述调度端保护处理子模块还有以下步骤以独立的程序模块解释厂站端传送的数据的保护信息，且保护的解释以动态链接库DLL的形式进行动态调入解释，不同的保护规格和厂家类型，对应不同的DLL解释动态库；保护解释定义中需加入该保护信息是否报警和去料处理时间。与现有技术相比，本发明的有益效果是1、变电站总控部分不用编制复杂的规约解释程序将保护报文解释为遥信方式上传，程序设计简单，只需将其保护报文打包上传即可，大大的提高了程序的可靠性。2、调度/集控能够完整的监视变电站各智能设备的全部详细运行工况，信息量丰富，能远方对各智能设备进行控制。3、变电站智能设备的增加，即使规约不同，也无需修改其总控源程序，只需增加间隔设备地址和数量即可，极大的提高了工作效率。4、由于对其进行了扩展，调度/集控对其相同型号的智能设备，只需增加间隔设备地址，所有的解释工作由一个定义文件完成，简化了信息表的复杂程度，改变了以往信息表信息庞大的局面，减轻了维护调试人员的劳动强度，提高了劳动效率和工作的准确性。5、该规约的扩展，同时也对其调度/集控提出了要求，智能设备的解释是采用模块化设计方式，变电站增加一种新的间隔设备，主站端只需增加相应的动态链接库解释模块接口即可，而无需改动其他程序，极大的提高了系统的可用性和可维性。6、对110kV老熊井变电站规约扩展前后(试运行)信息量对比表:间隔名称测控装置保护设备保护设备备注数量遥信数量故障信息数量故障信息110kV出线432546保护为LFP941B主变间隔8322110差动保护、高后备、中后备、低后备、本体保护35kV出线16725保护为NSR系列10kV出线161325保护为NSR系列母联、分段132139225保护为RCS915A、NSR系列公用间隔4324125直流屏113扩展前信息合计5574895751621扩展后信息合计557195訓852从上可以看出，运行维护及调试人员的遥信工作量增加了近50%，而且得到的信息不全面(如110kV线路故障接地距离I断动作后，是哪一相接地、电流多大、距离多少)，运行人员无法在远程全面的了解保护动作的具体信息，这给故障处理带来了极大的不便。图1是本发明厂站端信息传输处理的程序流程图；图2是本发明调度端信息传输处理的程序流程图；图3是本发明应用时初始化过程流程图。具体实施例方式系统设计原则1、变电站总控/规约转换器接口规约改动尽可能小；2、扩展后的规约与原IEC60870-5-101完全兼容；3、厂站端配置简单、灵活、方便且兼容新老智能设备；4、调度端设置灵活、方便且兼容新老智能设备，配置独立模块，以动态方式解释智能设备信息；5、运行维护以及调试人员调试和维护方便、简单，一目了然。其扩展IEC60870-5-101信息格式如下IEC60870-5-101规约可变幀长格式<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>控制域:标志位FCV,FCB,ACD,DFC,PRM标志位严格按标准101执行链路地址域与标准101相同，不改变链路用户数据ASDU结构为类型标识140(可人工设定)启动站一从动站141(可人工设定)从动站一启动站可变结构限定词=01信息体保护类型(含标志位)1字节+该帧保护报文长度1字节+后续报文标志1字节+保护规约报文类容N《240字节。例新LFP保护规约全部类容:LFP=EB90EB90STX(02)ADDRCODE分组数分组序号报文长度报文类容SUMLSUMHETX(03)保护类型为了保持与以前的XT9702规约兼容性，保护类型定义如下1=ISA、2:新LFP、3二老LFP、4二国电南自保护、5=小电流接地选线、6=直流屏7iQC装置、8=故障录波、9=ISA3.0、10=东方电子保护、11-许继保护、12二南瑞科技NSR系列、20=成都智达，24以前的均为非103规约；25=南瑞继保103、26=南瑞科技103、27=深圳南瑞103、28=北京四方103、29=国电南自10330=南京电研103、31=成都智达103、32=东方电子103、33=许继103、34=积成电子103、35=南瑞继保网络103标志字节通信标志(B7)+主动标志(B6)，该标志位是为了与以前的XT9702规约兼容通信标志通常为"0"。在非103时，当厂站端与保护装置通信发生故障时，厂站端应向主站报告，此时，通信标志置"l"，保护有效报文长度置O，控制字中的信息字数N4。主动标志通常为"0"。在非103时，当为保护装置主动上送的报文时置"l"，如，事故跳闸时的跳闸报告，保护自检故障时的自检报告等。该帧保护报文长度占1个字节，是指本帧所传送的保护报文字节数后续报文标志占1个字节，是指本帧传送后是否还有未传送完保护报文，00为没有后续保护报文或保护报文于本帧传送结束，AA为后续帧有保护报文。设置本字节标志的目的是为了兼容101中的长度255(实际报文为249字节)限制，如ISA3.0规约中的保护定值召唤和103中的故障录波信息传送等一帧中字节数超过255的保护信息内容，就必须分多帧进行传送，调度端进行合并。8扩展部分的保护103规约中的控制域FCV、FCB、ACD、DFC、PRM标志位等以103中的标志位为准。厂站端IEC60870-5-101扩展设计厂站端IEC60870-5-101扩展必须遵从系统设计总原则；扩展部分的保护103规约中的控制域中的FCV、FCB、ACD、DFC、PRM标志位等以103中的标志位为准，站端程序不需解释其标志内容；厂站端总控设计时，需考虑能屏蔽全部或部分地址的以保护扩展部分规约上传的保护信息；总控必须严格校核该帧保护下行的全部类容的正确性，用户需要时可通过调度(集控)保护下传中对四合一装置的遥控功能屏蔽，以确保其安全；对保护事件、故障信息，总控设置有一级数据标志，待收到调度端调取一级数据命令后，以一级数据方式扩展保护部分上传，同时为了防止当传送大量保护数据信息时，其他一级数据的丢失或延迟，定值信息、故障录波以及其他大数据量信息最好以二级数据方式上传，但优先级必须高于变化遥测信息；厂站端保护事件、故障信息等的传送优先级为遥信变位、遥控/遥调命令、保护动作信息、其他一级数据；二级数据的优先级可自行设定，但二级数据在将一个信息体分帧传输中不能被其他二级数据打断。调度端IEC60870-5-101扩展设计调度端IEC60870-5-101扩展必须遵从系统设计总原则；扩展部分的保护103规约中的控制域中的FCV、FCB、ACD、DFC、PRM标志位等以103中的标志位为准，调度端程序不需解释其标志内容；调度端设计时，需考虑能屏蔽全部或部分地址的以保护扩展部分规约上传的保护信息；调度端必须严格校核该帧保护下行的全部类容的正确性，用户需要时可将保护下传中对四合一装置的遥控功能屏蔽，以确保其安全；扩展部分的保护103规约中的控制域中的FCV、FCB、ACD、DFC、PRM标志位等无具体含义，发送和接收不须解释主站设计时，需考虑能屏蔽全部或部分地址的以保护报文上传的保护信息为了防止厂站端传送大量保护数据信息时，其他一级数据的丢失或延迟，定值信息只能以二级数据方式上传，调度端必须支持保护信息跨多帧传输处理的能力调度端必须以独立的程序模块解释其保护信息为了保证保护信息解释的独立性、扩展性和完整性，保护的解释必须以动态链接库DLL的形式进行动态调入解释，不同的保护规约和厂家类型，对应不同的DLL解释动态库。如LFP、ISA、ISA3、南自94、许继保护、南瑞继保103、深圳南瑞103、国电南自103、北京四方103、南瑞科技103等为了保持IEC60870-5-101规约中的保护信息的解释与原XT9702的兼容性，保护定义中必须包含保护类型、设备地址、单元地址、保护设备名称、保护头定义是否解释、保护解释定义文件等信息，每一个保护设备可以对应一个保护类型和保护解释定义文件，也可以多个保护设备定义同一保护类型和保护解释定义文件。保护头定义是否解释主要是以前的XT9702规约中的保护报文传送中没有包含报文头和尾，而扩展的101规约中保护信息包含了报文头和尾。设备间隔信息定义RELAY—TYPE=设备保护类型DevAdF设备地址Head一Y—N^是否有报文头UnitAdr^单元地址(为了与ISA兼容)DevName-设备解释定义文件Name-间隔设备名称N040-主要为了兼容南瑞继保LFP1.0规约40H命令调度/集控端保护解释定义中需加入该保护信息是否报警和去抖处理时间(可设)，以防止非重要保护信息的大量报警保护类型(含标志位)中的标志位在调度/集控端中不解释，主要是为了保持与XT9702规约的兼容性。应用举例保护故障信息上传通讯流程(RCS9611A保护装置LFP规约)04年3月22日13点45分0秒543毫秒C相过流I段动作动作电流6AM-〉R:105B015C16査询二级数据标志位M->R:107A017B16査询一级数据R-〉M:6822226808018D010301021900Eb90eb90020140010111040316Od2d00If020100060027fA0003A516-申请保护定值通讯流程(RCS9611A保护装置LFP规约)M-〉R:681515685B/53018C01050102OC00Eb90eb900201410101044800038816申请保护定值R->M:E5总控下发命令调取保护定值，同时继续与调度端进行信息交换M-〉R:107B015b16査询二级数据R->M:68LL6808018D01030102L00保护报文CRC16-保护故障信息上传通讯流程(RCS9682装置IEC60870-5-103规约)发送原因突发FUN、INF:差动速断状态合相对时间27ms故障序号246动作绝对时间15时33分58183msM-〉R:105B015C16查询二级数据R->M:1029012a16置ACD标志位M-〉R:107A017B16查询一级数据R->M:68IFIF6808018D01030119160068121268280102810101c23d02lb00f60047e321Of819b16CRC16-申请保护定值通讯流程(RCS9682装置IEC60870-5-103规约)M->R:681919685B/53018C01050119130068OdOd68530615812a06fefl00010100011116CRC16申请保护定值R->M:E5M-〉R:107B015b16査询二级数据R->M:683E3E6808018D010301193500682f2f6828060a812a06fefl0084010001030101If0101010704010000c04001020107040100009a42010301070401000090405e16CRC16-保护定值以二级数据上传IEC60870-5-104申请保护定值通讯流程(深圳南瑞ISA装置ISA3.0规约)TX:68IB002600268C0100000200090E00EB90EB9002010500033300380003申请保护定值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定值第--帧，且有后续帧RX:6818160002268D000300020009OB00D200B4003803A4063E2803定值后续帧，本次定值传输结束该规约是在应用层对其进行了扩展，保持了与原规约的高度兼容性。同时，IEC60870-5-104是IEC60870-5-101的网络化通讯版本，IEC60870-5-101为非平衡传输方式，IEC60870-5-104为平衡传输方式，当以IEC60870-5-104与厂站端通讯时，保护信息将占用信息体部分，其他与IEC60870-5-104标准相同。目前该规约已在攀枝花电业局多个变电站和集控中心应用，已成为本局的一个行业标准。随着我国电力行业通讯接口及规约标准化进程的推进和数字化变电站的应用和发展，不久的将来，调度端与厂站端设备将会实现全面的信息共享。1权利要求1、一种电力系统IEC60870-5-101/104标准的扩展方法，根据101/104标准，厂站端和调度端之间进行信息传输，其特征是厂站端和调度端还分别执行以下步骤厂站端IEC60870-5-101/104主模块部分a、主模块接收下行信息；b、主模块根据接收的信息对ASDU的类型标识进行判断，如类型标识＝8CH，则转保护子程序模块处理，其它按标准IEC60870-5-101/104流程处理；c、主模块将组装好的信息按规定格式上送；保护处理子模块d、取出ASDU报文中的信息体内容，根据信息体内容将保护命令部分直接打包成内部格式，执行保护命令操作，从系统内网获取保护信息，将其打包成自定义的ASDU报文，送往IEC60870-5-101/104主模块处理；调度端保护处理子模块A、根据保护模块人机界面操作直接将保护命令打包成自定义的ASDU报文格式，送往IEC60870-5-101/104主模块处理；B、根据IEC60870-5-101/104主模块传来的保护信息，对其进行简单判断后，直接调用相对应的保护动态库处理；IEC60870-5-101/104主模块部分C、主模块将组装好的信息按规定格式下发；D、主模块接收上行信息；E、主模块根据接收的信息对ASDU的类型标识进行判断，如类型标识＝8DH，则将保护信息部分直接打包成内部格式，发往保护处理子模块，其它按标准IEC60870-5-101/104流程处理。2、根据权利要求1所述电力系统IEC60870-5-101/104标准的扩展方法，其特征是所述厂站端保护信息子模块还有以下步骤对保护事件、故障信息，总控设置有一级数据标志，待收到调度端调取一级数据命令后，以一级数据方式扩展保护部分上传，同时，为确保其它一级数据不被丢失或大量延迟，定值信息、故障录波以及其他大数据量信息以二级数据方式上传，但优先级必须高于变化遥测信息；厂站端保护事件、故障信息等的传送优先级为遥信变位、遥控/遥调命令、保护动作信息、其他一级数据；二级数据的优先级可自行设定，但二级数据在将一个信息体分帧传输中不能被其他二级数据打断；所述调度端保护处理子模块还有以下步骤-以独立的程序模块解释厂站端传送的数据的保护信息，且保护的解释以动态链接库DLL的形式进行动态调入解释，不同的保护规格和厂家类型，对应不同的DLL解释动态库；保护解释定义中需加入该保护信息是否报警和去料处理时间。全文摘要一种电力系统IEC60870-5-101/104标准的扩展方法，厂站端主模块根据接收到的下行信息对ASDU类型标识进行判断，若类型标识＝8CH，则转保护子模块处理，否则按标准流程处理，保护子模块根据信息体内容将保护命令处理成内部格式，执行保护命令操作，将获取的保护信息打包成自定义的ASDU报文格式，送主模块处理；调度端规约主模块对接收的信息进行判断，若类型标识＝8DH，则将保护信息部分打包成内部格式，发往保护子模块，否则按标准处理，保护子模块直接将保护命令打包成自定义的ASDU报文格式，送规约主模块处理；保护子模块根据规约主模块传来的保护信息，简单判断后，调用相对应的保护动态库处理。信息传输时设置灵活方便，且兼容新老智能设备。文档编号G05B19/04GK101604870SQ20091005997公开日2009年12月16日申请日期2009年7月14日优先权日2009年7月14日发明者唐建中,佳李,李明生,亮颜申请人:攀枝花电业局