互聯網+電網開關柜可以實現智能操控技術。信息遠程傳輸配合調度管理系統可以實現開關設備程序化操作,使用遠方遙控技術、遙信監視技術、將原來由現場復雜的多個單步操作由遠方監控室操作實現。
智能配電網監控系統是電力系統運行數據與工業自動化監控網絡軟件的結合。電網系統數據是一個開放式架構。通過現場的智能電力監控儀表、中壓綜合保護儀器與計量數據設備對運行狀態和電量參數進行實時采集。配電監控系統通過工業標準接口進行數據集成上傳。
智能電網監控系統就是對現場運行狀態的上傳數據進行及時處理的過程。
智能電網數據系統通信網絡的組成
一. 通信接口
2. 通信格式:異步,1 位起始位,8 位數據位,1 位偶校驗位,1 位停止位。
3. 通信速率:300/9600/19200 可變。
4. 通信方式:主從一對多, 點對點方式、串口實鏈路方式、IP網絡虛鏈路方式。
5. 遠動傳輸數據報文通道(串口RS232-RS-485 ):
CDT規約:頒DL451-91、老部頒、地方CDT規約、DNP3.0規約、SC-1801規約、N4F規約、S5規約、ELIN規約、Siemens 8890規約、 ABB RP570規約、部頒101規約1997,IEC60870-5-101規約2002
6. 網絡傳輸報文規約
DNP3.0規約、IEC60870-5-104規約、IEC-61850。
7、數據格式轉換 將串口數據轉換為IP數據或將IP數據轉換為串口數據。在不同的應用中,數據中心的IP地址及端口號,串口的波特率等都是不同的。數據應支持各種參數配置,并且將配置好的參數保存。
二、規約及報文格式
報文規約是信息傳輸順序、信息格式和信息內容等的約定
通信規約有固定幀長報文和可變幀長報文兩種報文格式,前者主要用于傳送“召喚、命令、確認、應答”等信息,后者主要用于傳送“命令”和“數據”等信息。
三、常用規約特點
1、IEC-60870-5-101 規約特點
101規約提供了在主站和遠動子站之間發送基本遠動報文的通信文件集。
數據采集和監控系統(SCADA)中主站和子站(遠動終端)之間以問答方式進行數據傳輸。
在主站和每個遠動子站之間是采用固定連接的數據電路。
采用RS485,RS-422,RS-232C接口。
2、IEC-60870-5-104 規約特點
104規約定義了開放的TCP/IP接口的使用,包含一個由傳輸IEC60870-5-101ASDU的遠動設備構成的局域網。不同廣域網類型(如X.25,幀中繼,ISDN,等等)的路由器可通過公共的TCP/IP-局域網接口互聯。
3、DNP3.0 規約特點
DNP3.0(分布式網絡協議)是一個簡化了的網絡型,包含有物理,數據鏈路與應用層,稱之為性能加強了的體系結構(EPA)。DNP各層報文間的關系為:鏈路層報文中可以封裝有傳輸層報文(對應的在以太網技術中就是網絡層數據包),也可以沒有傳輸層報文;傳輸層報文內封裝了應用層報文。各層之間除了封裝與被封裝關系外,沒有其它的關系。協議有多幀傳輸間隔控制功能。
4、IEC-61850規約特點
IEC61850標準是由國際電工委員會(International Electro technical Commission)第57技術委員會于2004年頒布的、應用于變電站通信網絡和系統的國際標準。作為基于網絡通訊平臺的變電站唯一的國際標準,IEC61850標準吸收了IEC60870系列標準和UCA的經驗,同時吸收了很多先進的技術,對保護和控制等自動化產品和變電站自動化系統(SAS)的設計產生深刻的影響。它將不僅應用在變電站內,而且將運用于變電站與調度中心之間以及各級調度中心之間。在 IEC61850-7-2 中,建立了標準兼容服務器所必須提供的通信服務的模型,包括服務器模型、邏輯設備模型、邏輯節點模型、數據模型和數據集模型。
四、TCP/IP 通信協議
tcp協議能通過拆包、拼包達到正確的數據傳輸。 TCP/IP協議是Internet最基本的協議、Internet國際互聯網絡的基礎,由網絡層的IP協議和傳輸層的TCP協議組成。TCP/IP 定義了電子設備如何連入因特網,以及數據如何在它們之間傳輸的標準。協議采用了4層的層級結構,每一層都呼叫它的下一層所提供的協議來完成自己的需求
TCP是面向連接的通信協議,通過三次握手建立連接,通訊完成時要拆除連接,由于TCP是面向連接的所以只能用于端到端的通訊。
TCP提供的是一種可靠的數據流服務,采用“帶重傳的肯定確認”技術來實現傳輸的可靠性。TCP還采用一種稱為“滑動窗口”的方式進行流量控制,所謂窗口實際表示接收能力,用以限制發送方的發送速度。
如果IP數據包中有已經封好的TCP數據包,那么IP將把它們向‘上’傳送到TCP層。TCP將包排序并進行錯誤檢查,同時實現虛電路間的連接。TCP數據包中包括序號和確認,所以未按照順序收到的包可以被排序,而損壞的包可以被重傳。IP層接收由更低層(網絡接口層例如以太網設備驅動程序)發來的數據包,并把該數據包發送到更高層---TCP或UDP層;相反,IP層也把從TCP或UDP層接收來的數據包傳送到更低層。IP數據包是不可靠的。
五、 工業互聯網絡
工業互聯網是新一代信息網絡技術與現代工業技術深度融合的產物。是傳統的設備制造業實現數字化、網絡化、智能化的重要載體。工業互聯網通過構建連接企業機器、人、信息系統的基礎網絡實現工業數據的全面感知、動態傳輸。
六、以太網傳輸與串口傳輸
電網大量數據采用電纜連接RS-485 串口傳輸誤差帶來很多安全隱患,工業以太網絡傳輸代替二次電纜485傳輸成為必然趨勢。變電站內的各種監控子系統如SCADA系統、故障信息管理系統,電能計量系統,電能質量監測系統,一次設備的在線監測系統,各系統之間信息相對獨立,難以共享,嚴重妨礙信息的有效利用。
以太網(Ethernet)是基帶局域網規范。目前局域網采用的最通用的通信協議標準。
以太網絡使用CSMA/CD(載波監聽多路訪問及沖突檢測)技術,并以10M/S的速率或更高速率運行在多種類型的電纜上。以太網的幀(以太網封包)是數據鏈路層的封裝,網絡層的數據包被加上幀頭和幀尾成為可以被數據鏈路層識別的數據幀(成幀)。雖然幀頭和幀尾所用的字節數是固定不變的,但依被封裝的數據包大小的不同。以太網的長度也在變化,其范圍是64~1518字節(不算8字節的前導字)。標準幀292字節。一個數據包能帶走5幀。
電網數據通信標準化格式有利于發展工業設備的技術優勢:
1.它對變電站內IED(智能電子設備)間的通信進行分類和分析,定義了變電站裝置間和變電站對外通信的10種類型。
2.針對不同的通信,不同的優化方式。引入GOOSE(面向通用對象的變電站事件)、(采樣測量值)和(制造報文規范)等不同通信方式的通信方式,滿足變電站內裝置間的通信需求。
3.建立裝置的數字化模型,理順功能、IED、LD(邏輯設備)、LN(邏輯節點)概念的關系和隸屬。統一功能和裝置實現直接的規范。
4.使得各個變電站盡管在電壓等級、供電范圍、一次接線方式等等不盡相同的情況下,依然能夠建立起一個統一格式、統一實現方式、各個廠商通用的變電站配置。
5.首次提出過程層概念和解決方案,使得電子式互感器的得以推廣和應用。
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原文標題:智能環網柜通用數據規約及通訊傳輸接口
文章出處:【微信號:szll-network,微信公眾號:智能電網開關柜】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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