配网系统通讯规约的深入研究

刘莲莲程世超庞云芳吴金秀李勇

(国网新湖供电公司新疆玛纳斯县832208)

摘要：近些年，随着我国电力自动化技术、通讯技术以及计算机技术的迅猛发展，配电自动化水平得到全面提升，真正意义上实现了配网系统中不同装置之间的相互连接，而通讯规约作为数据和信息传递的重要载体，是配电网系统中自动化设备进行互联的基础。因此，加强对配网系统中通讯规约的深入研究，分析了解传输报文，对于配网系统的优化与完善，具有至关重要的作用。文章主要针对目前我国配网自动化系统中各类通信规约的应用现状进行全面阐述，分析应用过程中存在的不足之处，并提出一系列与我国国情相适应的改进方式。

关键词：配网系统；通讯规约；研究分析

1引言

随着计算机技术和通讯技术的飞速发展，网络技术在渗透社会生产生活的同时，传统生活方式逐渐转变为现代化的生活概念，无形中增加了配网系统中调度运行中信息传输在数字化和网络化的方面的要求。因此，相关部门委员会根据形式发展的要求，制定了调度配网系统自动化的数据通讯标准，以适应和引导配网自动化的发展，进而达到规范通讯规约的目的。根据国内相关调查数据显示，配网自动化系统工作在全国范围内已全面实施，各个站点在系统结构均包含了主站。终端以及通信三个部分，部分系统试点已初具规模，而在其数量化及规模化的背后，对实时性、通用性以及可扩性等要求也越来越严格，通信规约以成为配网系统发展过程中不可忽视的重要环节。为进一步优化我国配网自动化系统工作的顺利开展，国家相关部门已拟定具有指导性作用的文件及标准，并要求各供电企业与制造厂家，提高对通讯规约的重视程度，加强对配网系统通讯规约的深入研究，以确保整合电力系统、制造商以及用户相互之间的经济效益。

2配网自动化规约的应用情况

随着配网自动化的快速发展，急需相应的标准对其进行规范与约束，国内常见的规约类型主要包括以下几种：参照负控规约、开发商自定义、参照远动规约、进口设备所带规约、参照国际流行式的规约等。配网终端设备在最初的设计与应用过程中，并未制定与之相应的设计标准以及技术参照等，使其与其他终端设备的差异性逐渐拉大，并需要开发商在遵循国家相关部门要求的前提之下，为用户数据的传输过程，编写形式较为简单的通信协议。此外，部分远动设备厂家以及负控设备厂家，由于拥有丰富的通信协议制作的相关经验，完全可以在原有协议的基础之上进行改进、优化及完善。

目前，以国际规约为标准较为成熟的产品逐渐被引进，例如alus200终端设备（JBUS规约）、DART终端设备（DNP3.0规约）、合器控制终端（2179规约）等，在全国各大电业局所引用。针对配网自动化系统应用的规约主要有：IEC61334-1，采用配电线载波的配电自动化、IEC61334-1-1（1995年）配电网自动化系统结构、IEC61334-1-2（1997）制定规范的导则、IEC61334-1-4（1995）中低压配电网数据传输参量的识别、IEC61334-3-1（1998）配电网信号传输要求：频带与输出电平、IEC61334-3-21（1997）配电网信号传输要求：中压相对相隔离电容耦含装置、IEC61334-4-1（1996）数据通信规则：通信系统的参考模型、IEC61334-4-32（1996）数据通信规则：数据链路层-逻辑链路控制等等。

3当前我国在通讯规约应用过程中所产生的一系列问题

3.1DNP3.0与101规约的对比分析

①DNP3.0规约：DNP3.0规约制定的主要目的，是为了能够实现对配电网系统中一些重要信息数据的传输，所采用的主动上报的自发响应方式。之所以采取自发式，源于要最大限度的保障所传输信息数据的实时性与真实性，但在实际信息传输过程中，由于信息数据过于庞大，信息在传输过程中相互碰撞等问题在所难免，但是为了能够确保信息与信息相互碰撞后的信息的准确性，需采用相应的方式在物理及数据链路层进行及时处理，例如，终端设备的冲突检测、重发延迟机制等。此外，针对DNP3.0规约中主动上报的自发相应的方式，所导致的消息碰撞几率增加现象，一般多发生于众多终端设备同时要求主动上报的情形之下，若大量超过几十台终端同时出现信息上报时出现碰撞，则在一定程度上增加了电网安全事故的产生几率。

②101规约：与DNP3.0规约不同，101规约的主要运行机制主要采用问答式进行，并通过采用顺序巡测穿插广播与请求二级数据信息的通讯方式。在这种运行机制之下，当一个终端设备在进行重要信息的传递之前，必须等待通讯子站的消息询问，这种间接性的信息传递机制在一定程度上削弱了该设备性能能力的实时性，特别是在系统中不同设备采用同一线路时，其问题产生的几率越大，影响的严重性也就越大。

3.2DNP3.0规约与101规约应用过程中所存在的问题

第一，DNP3.0规约：

①通常情况下，当多个设备处于同一通道之上，且同时需要主动上报相关重要信息时，多个设备信息集中于一个通道之内，易于导致信息之间的碰撞，而一旦产生碰撞现象，所导致的后果将直接作用于设备自身，例如，设备实时相应能力被严重削弱。

②长期以来，我国在配电网自动化通讯规约系列中，基础性的规约为IEC系列，而DNP3.0不属于该系列。

第二，101规约：

①帧地址域中的无源地址以及目的地址，在无线信道的应用过程中，事实上还额外增加了域地址，而其增加的主要原因有以下几点：首先，为配电网自动化系统中加速故障区的判断，与终端进行信息之间进行相互交换；其次，将有源地址采用主动自发的进行上报处理；此外，自由路由选择等均需要明确源地址以及目的地址。

②101规约在实际应用过程中所采用的服务数据类型以及服务数据结构，不能充分满足整个配电网自动化系统终端需传输数据类型的各种需求。较为常见的主要有：终端设备中的馈线开关在具体运行过程中，不仅要负责对故障信息的测量，同时还要确保所测量数据的精确度，通常两个字节的长度模拟量并不能充分满足实际要求；配变监控终端传送电能表的电能量信息及其它运行分析和管理数据，找不到对应的数据类型；带时标的记录及数据要加长时标。保证在通道传输速率较低和通信短时中断的情况下记录数据不丢失。

③不能实现将多个类型标识在同一帧内的相互传送，在一定程度上降低了终端数据的传送效率。对于一些数据量较大的终端设备，如配变监测终端、开闭所终端设备等，有事一帧数据并不能将全部数据进行传输，且没有续帧传输的功能。

④由于应用层、链路层两者在分层上缺乏清晰的层次关系，使得初始化过程趋于繁琐复杂，为模块化设计带来不利。

⑤101规约提用的信息体地址与组号分配对配电网自动化终端不适用。

4结束语

综上所述，在配电自动化工作全面开展的今天，通过对配网系统通讯规约的全面描述与深入研究，从中总结出当前规约应用中存在的问题，并针对不同问题制定相应的纠正计划与解决方案，如，明确规约应用现状、全面测试应用频率较高的规约、对不同规约内容有取有舍、明确技术规范等，为我国配电网自动化系统未来良性发展奠定坚实的基础。

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