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1、QB中 华 人 民 共 和 国 企 业 标 准Q/ XXXXXXX 华北电网电力系统实时动态监测系统传输规约Protocols for Real-time Dynamic Monitoring Systems of Power System in North China GridXXXXXXXX 发布XXXXXXXX 实施XXXXXXXXXXX 发布I目 次前 言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14实时数据传输格式与通信流程24.1传输报文类型24.2基本传输规则24.3数据帧44.4头帧54.5配置帧64.6命令帧84.7主站、子站间实时传输流程104.8超时规定144.9主站互联
2、实时传输流程145离线数据传输格式和通信流程185.1离线数据连接185.2传输的信息185.3传输命令帧195.4事件标识帧225.5离线数据帧245.6离线数据传输约定265.7通信流程26附录A （资料性附录） 华北电网系统数据命名规则32附录B （资料性附录） 网络管理规定38 前 言本规范由XXXXXX提出并归口。本规范由XXXXXX批准。本规范起草单位：XXXXXX、XXXXX、XXXXX、XXXXX。本规范主要起草人：、 Q/XXX-XXXX华北电网电力系统实时动态监测系统传输规约1 范围本规范适用于华北电网实时动态监测系统，规定了主站与子站之间，主站与主站（包括其他计算机系统）
3、之间进行数据通信的报文格式、通信流程、离线数据传输协议和数据命名规则等内容。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。DL/T 6631999 220500kV电力系统故障动态记录装置检测要求ANSI/IEEE C37.111-1999 Common Format for Transient Data Exchange (COMTRADE) for Power Syste
4、msIEEE std C37.118 IEEE standard for synchrophasors for power systems3 术语和定义3.1子站 substation 安装在同一发电厂或变电站的相量测量装置和数据集中器的集合。子站可以是单台相量测量装置，也可以由多台相量测量装置和数据集中器构成。3.2主站 main station 安装在电力系统调度中心，用于接收、管理、存储和转发动态数据，并进行分析、告警、决策、（控制）的计算机系统。3.3数据流连接 data connection子站和主站之间同步相量数据的传输连接。其数据传输是单向的，为子站到主站；子站作为连接的服务器端
5、，主站作为客户端。3.4管理连接 command connection 子站和主站之间管理命令、记录数据和配置信息等的传输连接。其传输是双向的；子站作为连接的服务器端，主站作为客户端。3.5离线数据连接 offline connection子站和主站之间历史文件的传输连接。子站作为连接的服务端，主站作为连接的客户端。4 实时数据传输格式与通信流程4.1 传输报文类型电力系统动态实时监测系统的实时信息交换过程存在4种类型报文：数据帧、配置帧、头帧和命令帧，报文类型见表2。表1报文类型报文类型子站与主站主站与其他主站数据帧用于传输实时动态数据用于转发实时动态数据配置帧配置帧1（CFG-1）：描述子
6、站能够上传数据的名称、数量、转换系数等。配置帧2（CFG-2）：描述子站根据主站要求，上传数据的名称、数量、转换系数等，是配置帧1的子集。配置帧1（CFG-1）：描述主站转发数据的名称、数量、转换系数等。配置帧2（CFG-2）：描述其他主站根据主站要求，上传数据的名称、数量、转换系数等，是配置帧1的子集。命令帧用于对子站通信、记录等行为的控制用于对主站通信行为的控制头帧用于传输描述性信息，由用户定义用于传输描述性信息，由用户定义4.2节到4.6节内容以子站为例定义了基本传输规则、数据帧格式、配置帧格式、命令帧格式和头帧格式，该定义同样适用于主站与其他主站间的通信过程。4.2 基本传输规则图1
7、传输帧结构在传输过程中，所有帧之间都没有分界符。图1描述传输帧结构，所有的帧都以2个字节的同步字（SYNC）开始，其后紧随2个字节的帧长字段（FRAMESIZE）、8个字节的数据集中器标识字段（DC_IDCODE）、4字节的世纪秒字段（SOC）、4个字节的秒等分数字段（FRACSEC）。所有类型的帧都以CRC16 的校验字（CHK）结束， CRC16 用X16+X12+X5+1多项式计算，其初始值为0。对多字节字段，其最高位首先传送。传输帧结构的基本字段的详细描述，见表2。表 2 帧结构定义编号字段长度（字节）说明1SYNC2帧同步字：第一字节：AAH第二字节：帧类型和版本号Bit 7：保留未
8、来定义Bits 6-4：000： 数据帧001：头帧010：配置帧 1011：配置帧2100：命令帧（子站接收的信息）Bits 3-0：协议版本号，二进制表示（115），本协议定义为3。2FRAMESIZE2帧字节数，16 位无符号整数. （0 65535）。3DC_IDCODE8数据集中器（DC）的标识（IDCODE），对没有配置数据集中器的子站，本字段与PMU_IDCODE相同。用ASCII码表示，具体表示方法见附录A。4SOC4世纪秒（UNIX时间），以32位无符号整数表示的自1970年1月1日起始的秒计数；最大范围136年，到2106年完成一次循环；计数中不包括闰秒，因此除了闰年，每年
9、都有相同的秒计数（闰年多1天，即86400秒）。5FRACSEC4秒等分数及时间质量，相量数据中的时标：Bit 31：保留，默认置0；Bit 30：闰秒方向，1表示减，0表示加；本标志位在闰秒预告置位同时有效，在闰秒发生后保持24个小时。Bit 29：闰秒发生标志，闰秒发生后的第1秒置1，保持24小时的置位状态，然后置0；Bit 28：闰秒预告，1表示本分钟最后一秒为闰秒，0则正常；Bits 2724：表示时间质量，详细描述见表3；0000：时钟运行正常；Bits 2300：整数，秒等分数，单位时间由配置帧中的MEAS_RATE字段指定，同一子站的所有同步相量测量装置的秒等分数基数是相同的。6
10、DATA 11数据段字节17DATA 21数据段字节28DATA N1数据段字节N9CHK2CRC16校验码表 3 FRACSEC时间质量位的定义编号二进制位十六进制值说 明11111F时钟失效，时间不可靠21110E未定义，保留31101D未定义，保留41100C未定义，保留51011B时钟失锁，最大时间偏差10 s61010A时钟失锁，最大时间偏差1 s710019时钟失锁，最大时间偏差0.1 s810008时钟失锁，最大时间偏差10-2 s901117时钟失锁，最大时间偏差10-3 s1001106时钟失锁，最大时间偏差10-4 s1101015时钟失锁，最大时间偏差10-5 s1201
11、004时钟失锁，最大时间偏差10-6 s1300113时钟失锁，最大时间偏差10-7 s1400102时钟失锁，最大时间偏差10-8 s1500011时钟失锁，最大时间偏差10-9 s1600000时钟锁定状态，正常运行4.3 数据帧数据帧包含测量信息，数据帧的具体格式见表4和表5的定义。表 4数据帧的结构编号字段长度 说 明1SYNC2帧同步字，见表2。2FRAMESIZE2帧字节数，见表2。3DC_IDCODE8DC的IDCODE。4SOC4世纪秒，见表2。5FRACSEC4秒等分数及时间质量，见表2。6STAT2按位对应含义的状态字，见表4。7PHASORS4PHNMR四个字节的定点相量
12、数据，见表4。8FREQ2用定点数表示的频率偏移量，见表4。9DFREQ2用定点数表示的频率变化率，见表4。10ANALOG2ANNMR模拟量，见表4。11DIGITAL2DGNMR开关量，见表4。重复 6 11字段根据配置帧中PMU的个数，即NUM_PMU 字段，重复6 11字段的内容。12检查字节2CRC16校验码。表 5 数据帧特殊字节的定义字段长度说 明STAT2按位对应含义的状态字：Bit 15：数据可用标志，0表示可用，1表示异常；Bit 14：相量测量装置异常，0表示没有异常；Bit 13：相量测量装置的同步状态，0表示处于同步状态；Bit 12：数据排序，0表示按照时间排序，1
13、表示按照接收顺序排序；Bit 11：相量测量装置触发标志，0表示没有触发；Bit 10：1子站配置发生了改变时间小于1分钟，0子站未发生配置改变； Bits 0906：保留待用；Bits 06-04：时标异常；000 = 同步锁信，最好效果；001 = 持续10 s锁信失败；010 = 持续100 s锁信失败；011 = 持续1000 s以上锁信失败；100 = 持续1 h以上锁信失败；101 = 持续2 h以上锁信失败；110111：未定义，留作扩展。Bits 03-00：触发原因；1111-1001：保留待用；1000：低频振荡0111：开关量；0110：线性组合；0101：频率变化率越限；0100：频率越限；0011：相角差；0010：幅值越上限；0001：幅值越下限；0000：手动。PHASORS4表示两个16位的整数，用极坐标表示方式的幅值和相角： 先传幅值，用0到65535的无符号整数表示； 再传角度，用16位的有符号整数表示，以弧度104表示，取值范围为 -p 104到 +p104。FREQ2频率偏移量，即额定频率的差值，单位为10-3 Hz。取值范围为32.767 Hz 到+32.767 Hz；用16位有符号整数表示。DFREQ2频率变化率，单位为10-2 Hz/s；取值范围为327.67 H
