电力规约培训剖析

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1、电力规约培训,培训目标,掌握传输规约的基本标准和配套标准（基本目标） 根据规约文本能理解、掌握任何通讯规约,背景知识,调度 远动,调度的分层控制,电力系统调度中心典型分层结构: 主调度中心 区域调度中心 地区调度中心,我国电网分层控制示意图,国调,网调,省调,地调,县调,枢纽变电站换流站,变电站,变电站,变电站,枢纽变电站换流站,县属电厂,市属电厂,省属电厂,直属电厂,特大型电厂,远动的定义,应用远程通信技术，对远方的运行设备进行监视和控制，以实现远程测量、远程控制和远程调节等各项功能。,远动系统的简要过程,厂站设备（以变电站为例）,调度（以地调为例）,一次设备,二次设备,远动终端设备（RTU

2、）,前置机,隔离刀闸,断路器,变压器,电流互感器,电压互感器,测控,保护,其他智能设备（五防、选线、直流、电能表等）,总控,收、发信装置,前置机,收、发信装置,非电量,传感器,远动信道,后台机,当地监控,另一个厂站,上一级调度,下一级调度,调度端远动通信设备,远动数据,四遥： 遥信 遥测 遥控 遥调,遥测主要有哪些量,遥测分类：模拟量（电量和非电量）、数字量、脉冲量。 电流、电压、频率、有功、无功、功率因数、电能；直流电压、直流电流；温度、压力、水位、转速；脉冲电能表、档位。,遥信主要有那些量,断路器、隔离开关位置信号、变压器分接头位置、变压器本体故障信号、断路器操作机构故障、控制回路断线、远

3、方就地操作转换、直流系统信号、保护动作信号、装置异常信号、通信故障信号。 大门位置、消防报警、UPS交流电源消失,遥控、遥调哪些设备,遥控：断路器、隔离开关 遥调：机组出力、励磁电流、有载调压变压器分接头的位置,其它数据,事故数据 事件顺序记录（） 实时检测遥信变位（YXBW）（带时标的遥信），立即记录变位时刻、变位设备序号、变位状态等组成SOE优先传送。 事故追忆（） 冻结某时刻全网的重要的遥测点、遥信点的画面（如照相），每个这样的画面称为一帧，其循环周期可为数秒到数分。典型的PDR记录长度为：事故前10min，事故后5min。 统一时钟 具有对时功能。接收调度中心的校时命令。统一时钟为了不

4、同厂 站之间事故分析以及电度量冻结。,SCADA,数据采集和监控系统 Supervisory control and data acquisition 功能：信息搜集和处理、显示、控制、数据存储、查询、报表,EMS能量管理系统,SCADA系统增加了电力系统高级应用软件PAS后，就变成了EMS系统 EMS功能： 除了具有SCADA系统功能外，有增加了状态估计、负荷预测、在线潮流、安全分析、在线调度员模拟培训等功能。,远动系统的构成,厂站端远动装置：远动终端装置RTU 调度端远动装置：前置机 远动信道 RTU：remote terminal unit,远动终端RTU概述,一、RTU定义 远动终端：

5、电网调度自动化系统中安装在发电厂、变电站的一种具有四遥远动功能的自动化设备。远动装置=远方终端=远动终端=RTU（Remote Terminal Unit）。 RTU在电网调度自动化系统中具有重要的作用。（系统结构：调度端SCADA/EMS远动信道厂站端RTU）。,RTU发展概述, 6070年代，硬件式远动装置：晶体管或集成电路构成的无触点远动装置WYZ或者数字式综合远动型远动装置SZY，均属于布线逻辑式远动装置，所有功能均由逻辑电路实现，现已经基本淘汰。 80年代后，软件式远动装置：基于微机原理构成的远动装置（微机远动装置），功能由软件程序实现，具有功能强、可扩充性好、结构简单、稳定可靠等优

6、点，得到普及应用。 目前的位置基本由通讯管理机代替。,前置机,前置机就是一个通讯管理机 “前置机”是一个逻辑概念，可以是一台计算机或专门设计的硬件 用计算机作前置机，软件扩充容易。 专门设计的硬件作前置机，可靠性高。,远动信道,电话线 微波 电力线载波 光纤,通讯方式,单工 半双工 全双工,什么是通讯规约,启动和维持通信所必需的严格步骤(指数据传送格式的约定和规则)。,规约标准化的好处,规约标准化后，无论是对用户或是厂家都是很有利的。对用户而言，对于不同的系统可以相互接入，省却大量的资源去解决不同规约转换的问题；对厂家，则可以把精力投放到提高产品的质量、性能等方面上，而无须耗费精力物力去搞所谓

7、的支持多种规约的工作。,人类交流的通讯规约,传输通道（听觉、视觉、触觉等） 字、词、动作、点、划等 组合规则,理想的系统,过程变量的状态和它在远动系统数据库中的镜像没有差别。即数据能无时延、无差错的传输。,电力传输规约,基本标准 配置标准 包括物理层、链路层、应用层,基本标准,传输帧格式 链路传输规则 应用数据的一般结构 应用信息元素的定义和编码 基本应用功能,配套标准,基本远动任务配套标准（） 电力系统电能累计量传输配套标准（） 继电保护设备信息接口配套标准（） 采用标准传输协议子集的网络访问,基本标准和配套标准的关系,基本标准是制定和理解配套标准的依据，配套标准都要引用基本标准，等同采用基

8、本标准有利于更好地贯彻标准，实现远动设备的互操作性,影响远动规约选择的因素, 传输帧格式,内容,远动系统中数据传输的要求 传输规约规范,传输帧格式,本标 准 着 重于远动系统中数据传输的要求和条件，描述了满足这些要求的途径。采用了满足远动系统要求的数据传输规约的现行标准。 本标准规定了最低两层，即物理层和链路层。特别是本标准规定了符合数据完整性级别的比特串行帧传输的帧格式。,范围和对象,本 系 列 标准用于具有比特串行数据传输的远动设备和系统，用以对地理广域过程的监视和控制。 本 标 准 规定了由链路层和物理层提供给远动应用服务的基本要求。,远动系统中数据传输的要求,高的数据完整性和数据一致性

9、 短的远动传输时间 支持面向比特（编码透明性）的数据传输,高的数据完整性和数据一致性,在严 酷 的 环境条件下，例如电磁干扰、不同的地电位、元件老化和发生在传输通路上的其他的扰动源和噪声，为了保证数据正确传输，应提供有效的报文保护,短的远动传输时间,在 有 限 带宽和不确定的噪声特性的传输路径上，特别是对于事件启动的报文，应用高效的帧传输规约以实现短的信息传输时间。,支持面向比特的数据传输,对 用 户 数据无编码限制的要求。数据链路规约可从数据源接收和传输随意的位序结构。,物理层,携 带 比 特串行数据的物理传输介质连接着远动设备和系统的物理实体。传输介质的种类是多样的:专用或公用电缆、无线电

10、、电力线、光纤等等 任务： 变 换 信号; 提 供 站和传输线路间的电气隔离; 监 视 信号质量; 提 供 位同步; 如 果未被数据链路完成，加上和移去帧同步; 检 出传输线路忙、空闲和不完备状态。,链路层,链 路 层 接收、执行和控制高层要求的传输服务功能。在 同 一 时刻它控制单个的非中断的帧传输。向高层报告传输的成功或失败，观察传输线路和站的工作状态，特别是执行以下功能:, 访 问传输介质; 帧 的串并和并串变换; 如未 被线路藕合器完成，加上和移去帧同步字(帧界定符); 检 出帧同步差错; 检 出帧长差错; 如 未被线路祸合器完成，监视信号畸变; 识 别寻址到指定站的帧; 防 止一个站

11、不停地过长时间的传送; 借 助差错检出编码的生成和监视，指出检出的差错，控制一定的差错恢复过程，在预定的数据完 整 性 的 限 度 内 保护报文防止丢失和差错; 报 告持续的传输差错; 报 告链路的配置状态; 高 效地处理不同帧长的帧口 注 :远 动 帧信息域长度的典型范围为一个八位位组到几百个八位位组. 完 成备用传输线路的切换; 支 持 启动和维持链路的功能。,链路层功能,提供的链路服务的类别,有以下三种服务类别要求执行不可中断的传输过程,三种 服 务 类别支持三种基本传输启动模式,标准帧格式,格式. 格式. 格式 格式,格式.,格式. （用户数据帧长固定）,格式. （用户数据帧长可变）,

12、格式. （单个控制字符的帧格式）,控制字符：（hex） 控制字符：（hex）,格式 （启动字符）,每 帧 以启 动字符(1个八位位组)开始。定义了两种不同启动字符(图7) 启动字符：（hex） 启动字符：（hex）,格式 （固定长度）,用户数据帧在每15个用户数据八位位组的数据块后附加1个八位位组的数据块校验序列(图8),格式 （固定长度）,用户数据帧在每15个用户数据八位位组的数据块后附加1个八位位组的数据块校验序列(图8),格式 （可变长度）,可 变 长 度的帧的第1个数据块(报头)为固定长度，以启动字符开始，以校验序列结束，包含多至15个用户数据八位位组(图9),格式 （启动字符）,启动

13、字符1: 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0x 启动字符2: 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0x,格式 （固定长度）,格式 （可变长度）,各种级别格式的主要应用领域,FTl.1 级别帧格式主要用于数据完整性要求低的简单的循环刷新系统。 FT1.2 和FT2级别帧格式主要用于数据完整性要求高的控制系统。 FT 3 级 别帧格式用于数据完整性要求特别高的系统。, 链路传输规则,内容,范围和对象 标准传输帧的格式和结构 服务原语和传输过程要素 非平衡传输 平衡传输,范围和对象,本 标 准 适用于以比特串行数据传输的远动设备和系统，用以

14、对地理上广泛分布过程进行监视和控制 启动站(启动报文传输的站)的链路层仅在前一次接收的报文传输请求已成功地完成或带差错指示地结束后才能接收新的报文传输请求。链路传输规则适用于半双工或全双工通道的远动系统中的平衡和非平衡传输,本标 准 定 义的规约在双向通信系统的每个方向仅能同时接收和处理一个链路传输服务。每次传输服务在下次传输服务开始之前，应已成功地完成或报告出现差错。 发送/确认和请求/响应传输服务的差错的恢复采用自动重传请求(ARQ)的停止等待方法。,标准传输帧的格式和结构,系统中给定的物理通道只能选择一种传输帧格式。 帧中域的排列顺序一般如下： 帧长度域（个八位位组） 控制域（个个八位位

15、组） 地址域（个或多个八位位组） 链路用户数据域（n个八位位组）,格式.,L, 长度域范围: 0一127 L_指 包 括 控制域和地址域在内的用户数据的八位位组数 C一控制域 A一地址域，选用 注 1 这里没有特定的固定长度的帧。可变帧长的帧适用于各种情况 2 阴影区已在GB/T 18657.1中定义 无 阴 影 区如GB/T 18657.1 指出的是“用户数据”,格式.,L, 长度域范围: 0一 L_指 包 括 控制域和地址域在内的用户数据的八位位组数 C一控制域 A一地址域，选用 注： 1 比特传输的顺序按照GB/T 18657.1的定义由最小比特开始。 2 为特定应用保留，由协商确定。 3 用户数据八位位组的固定的数量由系统确定,格式,L一长度域范围:0-255 I指 包 括 控制域和地址域，而不包括CRC校验在内的用户数据的八位位组数 L= 表 示至少有两个八位位组的固定帧长 L 表 示有L个用户数据八位位组的可变帧长 C 控制域 A一地址域，选用 位CRC校验循环冗余校验 注 2 比特 传 输 的顺序按GB/T 18657.I 的定义由最高位开始,格式,注 比特 传 输 的顺序按GB/T 18657.1 的定义由最高位开始 位校验,服务原语和传输过