专利名称：变电站自动化监控的数据传输方法
技术领域：
本发明涉及变电站自动化监控进行数据交换的一种方法，具体说是变电站监控主 机对不同规约RTU设备数据进行实时显示处理并将监控主机指令准确、及时传送到RTU设 备的一种数据交换的方法。
二背景技术：
目前，变电站监控主机与通讯服务器连接方式主要有两种方式，其一通过端口映 射方式将通讯服务器串口映射为主机系统的串口，使用者可通过系统Windows或Linux直 接操作通讯服务器串口发送与接收数据。此方式的主要缺陷是当监控主机故障时，通讯服 务器会停止工作，通讯服务器不能独立于主机运行，系统的可靠性大大降低。其二通讯服务 器与监控主机间通过以太网交换数据，RTU设备数据采集到通讯服务器后，通过自定义本的 数据格式与监控主机进行数据交换，由于自定义的数据格式各单位不同，实现数据共享增 加技术难度，因此该方法兼容性较差。
三
发明内容
本发明的目的在于克服现有方法的缺陷，设计一种通过以太网技术来进行数据交 换，对于上行数据通讯服务器将RTU数据转换成IEC60870-5-103规约上传到变电站监控主 机，对于下行数据监控主机以IEC 60870-5-103格式将命令发送至通讯服务器，通讯服务 器再以RTU设备能够接收的规约转发至RTU，由RTU执行相应的动作的变电站自动化监控的 数据传输方法。其特征在于变电站监控主机首先建立TCP服务器端口并通过UDP包命令 发送广播命令，通知通讯服务器建立TCP连接，当通讯服务器接收UDP命令后，登录到监控 主机相应端口 ，通讯服务器将接收到的RTU数据经过数据过滤后，将已发生变化的数据进 行分帧处理，以103规约报文中遥信、遥测或保护动作帧形式主动上传至后台主机。监控主 机对RTU设备执行遥控操作时，以103规约格式将命令发送至通讯服务器，通讯服务器接收 到命令，检索RTU的地址及型号，转换成RTU能够识别的报文发送至相应的通信口 ， RTU设备 执行相应的操作功能，变电站的单台通讯服务器可连接1-255个RTU设备。实施该技术后 的明显效果是通讯服务器可独立于后台主机自动运行，监控主机故障不会影响通讯服务 器的正常工作；采用标准的IEC 60870-5-103的通讯规约可与其它系统进行数据交换；减 少通讯服务器与后台SCADA系统间网络数据流量。单台通讯服务器可连接更多RTU设备， 实现变电站有效的自动化监控，维护电网和设备安全。
四
具体实施例方式以RTU设备电动机综合保护装置、线路保护装置为例，对本发明作进一描述
变电站监控主机连接变电所内的通讯服务器，变电所通讯服务器连接电动机综合 保护装置，电动机综合保护装置分路连接终端的电动机。
电动机综合保护装置是集测量、保护、控制、通讯于一体的智能化装置。通讯服务器与电动机保护装置以RS485总线连接，通讯介质采用屏蔽双绞线，通讯规约采用M0DBUS RTU;线路保护装置是馈线终端的保护、监测、控制的智能化装置，通讯服务器与线路保护装 置以RS485总线连接，通讯介质采用屏蔽双绞线，通讯规约采用MODBUSRTU。通讯服务器与 后台采用100M以太网连接，通讯介质为超五类网线(UDP)，通讯规约为IEC 60870-5-103。
数据流过程如下 1.监控主机发送UDP报文命令，通讯服务器接收到此命令后与主机通过SOCKET命 令字与后台主机系统建立以太网连接。 2.无论是否与后台主机成功连接，通讯服务器与RTU间的通信均正常进行。
3.通讯服务器接收到RTU的数据后，将该数据与上一次数据进行比较，若数据发 生变化，则将此数据进行标记并记录在内存中。 4.监控主机与通讯服务器间以太网连接成功后，通讯服务器将已发生变化的数据 以103报文格式重新打包，并发送至后台主机。 5.监控主机以103报文将遥控指令发送至通讯服务器，通讯服务器接收到指令 后，通过解包、检索后将遥控命令以RTU规约格式发送至RTU设备执行遥控操作。
通讯服务器接收到报文数据后，根据规约点表计算出三相电流、三相电压、功率等 测量值以及断路器、接触器分合状态，保护动作状态，将此次值与上次值进行比较，如果数 据发生变化，测量值则以103规约应用数据单元上传至后台主机系统，遥信则以103规约应 用数据单元8上传至后台主机系统。后台主机系统通过处理以友好的人机界面呈现数据的 变化，如果在某个线路上发生故障，变电所通讯服务器自动上报数据至监控主机，人机界面 呈现数据显示并报警。由值班人员对故障进行处理，实现变电站有效的自动化监控，维护电 网和设备安全。
权利要求
变电站自动化监控的数据传输方法，其特征在于变电站监控主机首先建立TCP服务器端口并通过UDP包命令发送广播命令，通知通讯服务器建立TCP连接，当通讯服务器接收UDP命令后，登录到监控主机相应端口，通讯服务器将接收到的RTU数据经过数据过滤后，将已发生变化的数据进行分帧处理，以103规约报文中遥信、遥测或保护动作帧形式主动上传至后台主机，监控主机对RTU设备执行遥控操作时，以103规约格式将命令发送至通讯服务器，通讯服务器接收到命令，检索RTU的地址及型号，转换成RTU能够识别的报文发送至相应的通信口，RTU设备执行相应的操作功能。
2. 根据权利要求1所述的变电站自动化监控的数据传输方法，其特征在于变电站的 单台通讯服务器可连接1-255个RTU设备。
全文摘要
本发明公开了变电站自动化监控的数据传输方法变电站监控主机首先与通讯服务器建立TCP/IP连接；通讯服务器将接收到的RTU数据经过数据过滤后进行分帧处理，以103规约报文中遥信、遥测或保护动作帧形式主动上传至后台主机。监控主机对RTU设备执行遥控操作时，通讯服务器接收到命令，转换成RTU能够识别的报文发送至相应的通信口，RTU设备执行操作功能。通讯服务器可独立于后台主机自动运行，监控主机故障不会影响通讯服务器的正常工作；采用标准的IEC 60870-5-103的通讯规约可与其它系统进行数据交换；减少通讯服务器与后台SCADA系统间网络数据流量。
文档编号H04L29/08GK101783811SQ20091004554
公开日2010年7月21日 申请日期2009年1月19日 优先权日2009年1月19日
发明者刘尧华, 王国兵, 王晓辉, 王 琦 申请人:上海华建电力设备股份有限公司