【摘 要】本文介绍了电力系统通信体系的现状，设计了一种电力配电自动化监控系统，并在电力系统远动中进行应用测试，提出了远动设备及系统传输规约的实现方案。

　　【关键词】电力自动化；通信协议；IEC60870-5-101

　　电力企业是一个分布式运行的系统，随着各种电力自动化系统和信息管理系统的迅速发展，如何最大限度利用各专业信息系统的信息孤岛，形成完整统一、数据实时传递、信息充分共享的信息系统是电力系统的重要发展方向。

　　1 UCA及其在电力系统中的应用

　　对于电力企业内部EMS、SCADA、电厂DCS等控制中心之间的实时数据交换与控制等通信行为，UCA体系给出了相应的模型规范 ICCP。ICCP的网络适应性很强，既可用于专用网络也可用于公共数据分组网络，还可用于具有冗余路由的网状网络。具体应用可以有两种方式：①使用包括MMS映射的ICCP的全部定义；②使用ICCP的1 个子集，即只使用ICCP所定义的数据模型和服务，在此基础上建立特殊应用。UCA2.0网络集成图1所示。公司网使用数据库访问集成服务（DAIS），提供跨多厂商关系数据库的无缝链接。另外还使用了TASE2模型，专用于EMS系统提供的计划和计帐数据。公司局域网的底层协议使用TCP/IP的类似7层UCA协议，可与OSI协议共存。配电变电站和馈线网络经广域网将SCADA数据送回控制中心。

　　用户接口的通信可能有多种结构。实例应用中包括读表，电子计费，电能质量监视，故障检测，远方连接/断开，以及需方管理（DSM）。网络的基础结构还能支持多种用户服务。用户接口的UCA模型使用CASM服务，用于各种介质的7层或3层子集。

　　2 电力配电自动化整体系统设计

　　KH-2000电力配电自动化主站系统，是新推出的电力配电自动化监控系统（SCADA系统）硬件结构如图2所示。

　　前置机收到数据通过UDPCOMM和SOCKET上传过来，主控程序收到数据后刷新实时数据的内存映射和各个数据库。MMI进行实时数据曲线，历史曲线，趋势曲线的图表显示；录波，告警，事项查询等界面的显示；以及遥控界面的显示等。

　　前置机一方面是从串口中读取RTU上传来的数据，通过规约线程进行数据分发到各个RTU的内存映射中，再由网络发送线程UDPCOMM和SOCKET将数据发往后台机MMI进行处理；另一方面规约线程通过串口进行下发命令，包括具体规约规定的命令和由后台机通SOCKET下发给前置机的遥控命令。

　　3 101规约设计方案及系统设计思想

　　本标准采用ISO-OSI的增强性能结构（EPA）模型，这种模型仅用三层（即物理层、链路层、应用层）。

　　图3给出了远动设备及系统传输规约参考模型的数据单元之间的关系：

　　把分层的思想通过程序模块来实现，通过一个线程来完成。如此各层之间保持同步。

　　引入命令队列，各应用功能的启动由命令队列来整体协调。使得各应用功能彼此是独立的；引入答即所问的检查机制，舍弃答非所问的命令。

　　在程序中仍然采用三层结构，物理层即为硬件设备（串口接收数据设备），现认为已从串口接收到数据，数据到达数据链路层解包后交给应用层，应用层负责各数据的分发。同时应用层检查命令队列以启动下一个应用功能，打包后交给数据链路层。数据链路层对数据再次封装（把数据加上控制信息和校验）后下发。

　　应用层模块：处理数据链路层解包后的数据分发；检查命令队列（如非空，则从命令队列中取出命令字组数据帧发给数据链路层，如空则添加默认的轮询任务），启动相应的应用功能；根据当前接收到的报文帧启动规约规定的服务过程。

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