提高IEC 60870-5-101协议互操作性的应用经验

IEC 60870-5-101已经被等同采用为行业标准DL/T 634.5101—2002，成为中国电力系统主流的远动通信协议。但目前对协议的实际应用还存在一些问题。文中结合协议的实现和工程应用中的大量经验，从通信过程、数据格式、时标准确性、冗余通道等几个方面，分析了影响互操作性的根本原因，并针对如何充分利用协议、高效可靠地完成数据通信提出了可行的解决方案。可以全面提升IEC 60870-5-101协议的应用水平。     

IEC 60870-5-104远动协议的一种安全报文探讨

随着电力系统网络化的发展，很多调度主站和变电站远程终端设备（RTU）的通信已经逐步采用以太网，国际电工委员会（IEC）于1998年8月制定了IEC 60870-5-104协议，该协议的目的是将原有的IEC 60870-5-101远动协议用于TCP/IP网络。通过TCP/IP网络传输远动信息也带来了一系列安全问题，其不安全因素主要体现在对远动报文的窃听、篡改和伪造等3个方面，解决方法在于调度主站及厂站RTU的身份认证与远动报文信息的加密。为此，应用信息安全技术对IEC 60870-5-104应用协议数据单元（APDU）及其传输模式进行了研究，在不改变原有报文传输模式的情况下提出了一种安全报文的设想，在一定程度上能有效地满足信息保密与安全认证的需要。     

水电站远动通信规约简介

介绍了水电站各种远动通信规约的含义和性能特点,及其在水电站远动通信系统中的应用.重点介绍了IEC60870-5系列规约和IEC61850标准.最后,浅谈了通信规约的未来发展.     

IEC 61850的狭义应用和广义应用

依据语义约定具有偏序关系的论断，将IEC 61850的语义约定分为SCADA语义约定和变电站语义约定两个层次，相应地将对IEC 61850的应用分为广义应用和狭义应用。通过对IEC 61850技术体系的分析，指出狭义应用需要遵循一定的约束条件，IEC 61850中针对这种约束提供了明确的表示形式，这一形式恰恰成为IEC 61850除了技术体系的诸多特点外，优于IEC 60870-5-103通信协议的本质,即IEC 61850可以明确地界定一个应用是否属于狭义应用，因此不会出现类似应用IEC60870-5-103时的不确定性。     

与通信协议无关的分布式变电站程序化控制方案

分析了集中式和分布式变电站程序化控制实现方案的优缺点,提出了一种不依赖于站级网络通信协议、以间隔层智能电子设备（IED）为核心的分布式变电站程序化控制实现方案,操作票的存储、执行及操作逻辑的判断均在IED中实现,程序化控制过程中需要操作其他IED则请求站控层设备执行。该程序化控制方案已在CSC-2000变电站自动化系统中实现。该方案既适用于站级网络协议为IEC 61850等国际标准的变电站自动化系统,也适用于站级网络协议为以太网IEC 60870-5-103协议、 CSC-2000协议等企业标准的变电站自动化系统,尤其适合在IEC 61850标准还没有完全普及的过渡时期采用。     

三峡左岸电站计算机监控系统网关工作站开发与实现

首先对三峡左岸电站计算机监控系统的系统结构、设备配置及网络结构等方面作了总体介绍，系统设计是基于ADVANT OCS（Open Control System）技术，ADVANT OCS是一种开放、分布式的综合自动化过程控制系统；随后介绍了网关工作站的功能和配置，中国水利水电科学研究院自动化所参加了系统网关工作站的联合开发。本文最后对网关工作站IEC60870-6-TASE．2和IEC60870-5-101通信规约的实现部分也作了相应的介绍。     

嵌入式以太网在变电站自动化系统智能化电气设备上的实现

介绍了基于IEC 61850体系的变电站自动化系统结构，并指出其主要的实现目标及倡导的基于以太网技术的“无缝通信体系”，阐述了将NET＋ARM以太网控制器及收发器芯片集成到现有的智能化电气设备（IED）上的实现方案和IED直接上以太网的设计思想。同时指出应用基于TCP/IP的IEC 60870-5-104应用层协议在变电站自动化系统内及与调度自动化系统间实现无缝通信是当前非常实际的办法。     

继电保护故障信息处理系统通信方案的工程实现

介绍了湖南省局220 kV继电保护故障信息处理系统的结构和信息传输的要求。实现中提出了系统主站和子站间的通信协议采用IEC 60870-5-103和FTP组合的协议方案。分析了该通信协议所传送的信息与实际通信网络中不同类型通道的TCP/IP统一结合方式。介绍了子站系统内部采用以太网接入不同类型装置和录波器的情况，提出了协议转换采用尽量下放到接近装置，并分散处理的原则。     

水电厂监控常用远动通信协议分析

介绍了DL 451—91，DL/T 634.5101（等同采用IEC 60870-5-101），Series Ⅴ，SC1801，MODBUS，DL/T 634.5104（等同采用IEC 60870-5-104），DL 476—92等几种在水电厂远动通信中常用的通信协议及其特点，并分析了远动通信协议的特性及其评价要素，最后对在不同的应用中如何选择远动通信协议提出了建议。     

华北电网一体化电能量计量计费系统设计和实现

设计和实现了华北电网一体化电能量计量计费系统。论述了基于IEC 60870-5-102标准的华北电网电能累计量传输协议应用规范、基于虚拟计量点的异构数据处理、华北电网网间交易模式自适应的电能量结算模型、华北电网网损率波动分析模型等关键技术要点,阐述了其为解决华北电网多交易主体交易结算以及网损率波动等关键问题的应用。     

五凌集控数据网集群通信技术研究与实现

集控中心计算机监控系统与电站计算机监控系统和电网调度数据通信可靠与否、功能是否完善,关系到集控中心成败。本文针对五凌集控计算机监控系统远程通信实际可靠性需要,研究和开发了与电站和调度多机集群通信软件,根据集控功能需要,扩展了IEC60870-5-104规约,实现电站操作命令返送集控、数据插送、数据补传、计划曲线上送及下达,有效提高了集控通信可靠性,对于其他集控中心计算机监控系统有一定借鉴意义。     

IEC60870-5-104协议在水电厂集控通信中的应用

为了实现集控中心下属电站的"无人值班"(少人值守)目标,通信方式的实时性和可靠性至关重要.通过整理水电厂集控中心的概念和作用,介绍了IEC 60870-5-104协议(以下简称"104协议")的典型特点和通信过程.结合水电厂监控系统在现场的应用,着重讨论了用于松林河集控中心的104协议通信模式和方案,对其应用过程中存在的问题和难点进行分析总结,并对其在未来智能化水电厂中的应用进行了展望.     

104规约在西藏纳金、平措、献多水电站梯级监控中的应用

随着我国水电建设的发展，具有一定规模的梯级水电站也越来越多，它们对计算机监控系统的功能要求更为复杂。本文主要介绍了IEC60870—5—104通信规约在西藏纳金、平措、献多水电站计算机监控系统梯级监控中的实际应用。同时，介绍了梯调中心的一些基本要求，以及计算机监控系统中IEC60870-5—104通信的实现。     

IEC 60870-5-104协议在远动通信中的应用

在电力自动化技术、计算机技术以及地区光纤通信应用发展的基础上，介绍了地区调度与自动化变电站基于IEC 608705104协议，实现网络通信的必要性和实现要点，并以山西省阳泉供电局一个110 kV自动化变电站为例，提出了具体的实现方法，同时通过与原应用的部颁CDT协议方式进行比较，指出了地区调度与自动化变电站实现网络通信的优势和前景。     

面向组件构架的IEC60870—5—104协议的设计

目前,国内电力通信协议多作为功能式协议设计,扩展性和复用性十分有限。文中简述了功能式通信系统与组件式通信系统的差异,引入了组件化通信系统的参考构架,并在此基础上以IEC60870—5—104协议为例进行了具体组件化设计。在实际实时环境下运行,验证了组件化参考构架的可行性,在目前远动协议不统一的现状下,能够减少开发和维护远动系统软件的难度。     

IEC60870-5-101规约在供电局的应用

介绍IEC60870-5-101规约的基本情况,并以在佛山供电局的应用为例说明该规约使用具有稳定性及优越性,适合在广东电网推广应用.     

基于嵌入式以太网的变电站自动化系统的实现

提出了基于嵌入式以太网的变电站自动化系统通信网络的3种典型应用模式及其适用范围，论述了基于嵌入式以太网的变电站自动化系统中间隔层设备与站控层设备之间的通信宜采用UDP数据报传输层协议的必要性。为了将IEC 608705103应用于变电站内采用以太局域网的情况，给出了基于嵌入式以太网的变电站自动化系统传输协议的有关定义和网络传输要求。文中所提出的通信网络及传输协议已在工程实际中大量应用，取得了良好的效果。     

工控系统的电力系统自动化改造方案研究

本文以某企业为研究对象,针对该企业的电力系统自动化改造需求,对比了OPC过程控制工业标准与现行的电力系统标准,并横向比较了工业以太网中传输层的TCP、UDP协议,分析了应用层的IEC60870协议组,最终提出了一种基于OPC客户端、以TCP/IP协议为传输层基准、以及应用层可扩展的异构系统集成方案。基于上述工作本文详细阐述了该方案的系统架构,并测试了方案的可行性,最后通过系统测试验证了基于OPC客户端的异构系统集成方案可操作性强,实时性好,系统响应快等优点。     

水电站IEC103通信软件的设计与实现

本文先分析了IEC60870-5-103通信规约主要通信过程和规约对主站程序实现的要求.随后从状态机管理模型的定义出发,讨论了定义中关于状态、转移函数及事件集合等几个概念和在规约中具体实现.最后给出了基于状态机的103规约实现的技术方案.该方案可以提高程序的可重用性和时延响应性能.     

清江梯级调度与电网、电厂间通信的改造

简要介绍了清江梯调计算机监控系统与华中电网调度系统、电站监控系统之间通信连接硬件／软件的情况和改造过程，介绍了用于电力控制中心的通信协议IEC60870—5—104、DL476—92以及在清江梯调的应用。