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1. 河北农业大学 ,河北 保定 071001; 2. 华北电力大学 ,河北 保定 071003)
摘要 : 对国际标准规约 IEC60870 - 5 - 101 规约在我国配电自动化应用中的一些问题进行了探讨 , 并结合实 际工程进行配电自动化通信系统程序开发 。采用面向对象的 V isual C# 语言作为开发工具 , 利用多线程串行 通信技术和高效率的光纤通信 ,严格遵守多点共线方式下 101 规约的快速 - 校验 - 过程规定 ,提出具体的开 发思想 ,成功开发了配电自动化通信系统 ,保证了主站与 FTU 之间的通信 ,实现了 FTU 采集的数据的快速准 确上传 。经过实际测试 ,系统满足开发要求 ,数据收集实时准确 ,目前该系统已成功稳定运行 。事实证明 , 101 规约能很好地满足现代配电自动化系统的要求 ,有很高的应用价值 。 关键词 : 101 规约 ; 配电自动化 ; 串行通信 中图分类号 : TN915. 04; T M76 文献标识码 : A 文章编号 : 1003 2 4897 (2006) 22 2 0056 2 04 0 引言
配电自动化系统是利用现代通信和计算机技 术、 对配电网在线运行的设备进行远方监视和控制 的网络系统 。目前应用的远动规约有多种 , 我国讨 论较多的适用于配电自动化系统的通讯规约主要有 DNP3. 0 规约和 101 规约两种 。DNP3. 0 规约是一 种在北美流行 ,并且采用平衡式传输方式的通信规 约 。 101 规约是由 IEC 电力系统控制和通信技术委 员会 ( TC57 ) 制定的基本远动配套标准 , 我国制定 并出版的电力行业标准 DL / T634. 5101 2 2002 (代替 [1] DL / T634 2 1997 ) 等同
采用 IEC 颁布的 IEC60870 2 5 2 基本远动任务配套标准 。本文结合 实际 工 101 程 ,介绍了 101 规约在配电自动化系统中的应用和 通信系统程序的开发思想和实现过程 。
构都采用非平衡式传输并采用快速 — 校验 — 过程通 信规约的规定来判断故障区域 ,这样保证了 FTU 的 重要数据的优先 、 快速上传 。 2 101 规约简介
2. 1 规约的参考网络模型及帧格式 1 配电自动化系统对通信规约的要求 [2]
配电自动化系统信息传输的特点 是 : 有些信 息是重要信息 , 需要立即传输 , 有较高的传输优先 级 ; 有些信息传输优先级较低 , 可以慢慢地传输 。 基于此原则 , 在我们开发的配电网综合自动化系统 中 ,故障发生时优先 、 快速 、 准确传送故障状态信息 成为快速判断故障区域的关键 。由于 FTU 是沿着 配电线路安装 ,考虑到通信通道节约投资的问题 ,比 较合理有效的通信通道配置是采用多点共线方式 。 101 规约严格规定只有在点对点或多个点对点的全 双工通道才采用平衡式传输 ,对于其它网络拓扑结 基金项目 : 河北省科技厅 ( 032135109 )
增强性能模型结构是根据 ISO 的 OSI七层标准模型 转化而来的 。考虑到传输的效率 , 101 规约使用的 参考模型只有 3 层 ,即应用层 、 链路层 、 物理层 。 [ 1, 4 ] 101 规约采用的帧格式 是基本标准中的 F T1. 2 异步式字节传输帧格式 , 分为 F T1. 2 可变帧 长帧 (如图 1 )和
F T1. 2 固定帧长帧两种 (如图 2 ) 。 F T1. 2 可变帧长格式用于主站向子站传输数据或 由子站向主站传输数据 ; F T1. 2 固定帧长格式用于 子站回答主站的确认报文或主站向子站的询问报 文。
IEC60870 2 2 远动规约的参考网络模型 是 5 101 EPA ( Enhanced Performance A rchitecture ) 结构 , 该 [3]
图 1 可变帧长帧格式
Fig 1 The format of variable length frame .
王建杰 ,等 101 规约在配电自动化系统中的应用与开发 57
图 2 固定帧长帧格式
Fig 2 The format of fixed length frame . 3 101 规约在配电自动化系统的应用实例
本系统所应用的配电自动化系统馈线上安装的 各个 FTU 的通道结构是多点共线 , 101 规约明确规 定 ,在全双工 、 多点共线的馈线自动化中 , 不采用 101 规约的状态量变位主动上报的方式 (平衡传输 的方式 ) , 而采用 101 规约的快速 - 校验 - 过程规 定。 3. 1 采用 101 规约的平衡传输的方式的局限性 在配电自动化的全双工 、 多点共线的情况下 , 如果采用 101 的平衡传输方式 , 当在馈线的某个区 段发生故障时 ,将会有不只 1 个 FTU 检测到故障电 流 ,产生 1 级数据 , 各个 FTU 将同时向主站发送 1 级数据 ,因此就产生了信息传输冲突 ,主站无法正确 收集到各个 FTU 的 1 级数据 。为了避免冲突 ,