計算機網(wǎng)絡(luò)與通信-典型應(yīng)用

計算機網(wǎng)絡(luò)與通信-典型應(yīng)用第一頁，共100頁。6.1變電站綜合自動化的數(shù)據(jù)

通信系統(tǒng)6.1.1變電站綜合自動化的基本概念6.1.2變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信內(nèi)容及通信功能

6.1.3綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)6.1.4變電站自動化系統(tǒng)中的傳輸規(guī)約6.1.5變電站自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)及傳輸規(guī)約的選擇

第二頁，共100頁。6.1變電站綜合自動化的數(shù)據(jù)

通信系統(tǒng)6.1.1變電站綜合自動化的基本概念

變電站綜合自動化是電網(wǎng)調(diào)度自動化的基礎(chǔ)和信息來源之一，信息的正確采集，預(yù)處理，可靠的傳輸以及合理的利用是綜合自動化的目標。變電站自動化技術(shù)是在微機技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。變電站綜合自動化系統(tǒng)是變電站自動化監(jiān)控管理的重要設(shè)備，是集計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的綜合性電力裝置，具有微機監(jiān)測、保護、小電流接地選線，故障錄波、低頻減載、四遙遠傳等功能。監(jiān)控和通信系統(tǒng)的信息處理能力、開放程度和運行可靠性是變電站綜合自動化系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要指標。第三頁，共100頁。6.1變電站綜合自動化的數(shù)據(jù)

通信系統(tǒng)6.1.2變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信內(nèi)容及通信功能

一變電站內(nèi)信息傳輸內(nèi)容二變電站遠傳信息的內(nèi)容三綜合自動化系統(tǒng)的通信功能四數(shù)據(jù)傳輸通信線路

第四頁，共100頁。6.1.2變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信內(nèi)容及通信功能一變電站內(nèi)信息傳輸內(nèi)容

其傳輸內(nèi)容包括當?shù)亻_關(guān)場的采集控制單元與變電站監(jiān)控管理層之間的通信，以及變電站當?shù)嘏c遠方調(diào)度中心之間的通信。變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式一般有集中式和分層分布式兩種。變電站分層分布式結(jié)構(gòu)（61850標準內(nèi)）：第五頁，共100頁。6.1.2變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信內(nèi)容及通信功能（1） 現(xiàn)場一次設(shè)備和間隔層之間的信息傳輸

現(xiàn)場一次設(shè)備的電壓、電流互感器采集的電壓值、電流值，采集設(shè)備的狀態(tài)信息和故障診斷信息。這些信息包括：斷路器、隔離開關(guān)位置、變壓器的分接頭位置、變壓器、互感器、避雷器的診斷信息以及斷路器的操作信息。（2） 間隔層的信息交換

同一間隔層間的交換信息：測量數(shù)據(jù)；斷路器狀態(tài)；器件的運行狀態(tài)；同步采樣信息等。不同間隔層間的交換數(shù)據(jù)：主、備繼電保護工作狀態(tài)、互鎖、相關(guān)保護動作閉鎖、電壓無功綜合控制裝置等信息。第六頁，共100頁。6.1.2變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信內(nèi)容及通信功能（3） 間隔層與變電站層的信息交換

1測量及狀態(tài)信息。正常及故障狀態(tài)下的測量值和計算值，斷路器、隔離開關(guān)、主變壓器分接開關(guān)位置、各間隔層運行狀態(tài)、保護動作信息等。2操作信息。斷路器和隔離開關(guān)的分、合閘命令，主變壓器分接頭位置的調(diào)節(jié)，自動裝置的投入與退出等。3參數(shù)信息。微機保護和自動化裝置的整定值。

此外，還有變電站層的不同設(shè)備之間的通信，要根據(jù)各設(shè)備的任務(wù)和功能的特點，傳輸所需的測量信息、狀態(tài)信息和操作命令等。第七頁，共100頁。6.1.2變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信內(nèi)容及通信功能二變電站遠傳信息的內(nèi)容

變電站向調(diào)度中心傳送的信息（遙測、遙信），通常稱為“上行信息”；而由控制中心向變電站發(fā)送信息（遙控、遙調(diào)）稱為“下行信息”。把變電站和調(diào)度中心之間的信息傳送統(tǒng)稱為“遠傳信息”，這些信息包括：1遙測信息。變電站主變壓器負載（有功功率、無功功率和電流、輸電和配電線路的潮流（有功功率、無功功率）、用電量、母線的電壓和頻率、聯(lián)絡(luò)線的交換電量等。遙測信息具有周期性特性。2遙信信息。變電站內(nèi)主要電器設(shè)備的動作和運行狀態(tài)信息。還有遠動、通信設(shè)備運行故障信號等。3遙控信息。調(diào)度值班員遙控各級電壓回路的斷路器（隔離開關(guān)，自動重合器）、投切補償電容和電抗器，投入或退出自動裝置等的控制信息。該信息對可靠性要求較高，因此必須有應(yīng)答的特征。第八頁，共100頁。6.1.2變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信內(nèi)容及通信功能三綜合自動化系統(tǒng)的通信功能

變電站綜合自動化系統(tǒng)實際就是由微機保護子系統(tǒng)、自動裝置子系統(tǒng)及微機監(jiān)控子系統(tǒng)組成的。因此，綜合自動化系統(tǒng)的通信功能可以從以下三個方面來了解：1微機保護的通信功能微機保護的通信功能除了與微機監(jiān)控系統(tǒng)通信外，還包括通過監(jiān)控系統(tǒng)與控制中心的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。2自動裝置的通信功能與信息內(nèi)容自動裝置的通信包括：接地選線裝置、備用電源自投、電壓、無功自動綜合控制與監(jiān)控系統(tǒng)的通信。具體分述：（1）小電流接地系統(tǒng)接地選線裝置的通信內(nèi)容。母線和接地線路，母線TV諧振信息接地時間，諧振時間，開口三角形電壓值等。第九頁，共100頁。6.1.2變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信內(nèi)容及通信功能（2）備用電源自投裝置的通信功能。與微機保護通信功能相類似。（3）電壓和無功調(diào)節(jié)控制通信功能。除具有與微機保護相類似的通信功能外，電壓和無功調(diào)節(jié)控制還必須具有接收調(diào)度控制命令的功能。3微機監(jiān)控系統(tǒng)的通信功能(1)具有擴展遠動RTU功能。無人值守變電站相對常規(guī)變電站主要擴展了對保護系統(tǒng)及其他智能系統(tǒng)的遠動功能。如：保護定值遠方監(jiān)視、切換與修改、故障錄波、故障測距的遠方傳送與控制等。（2）具有與系統(tǒng)通信的功能。變電站微機監(jiān)控系統(tǒng)與系統(tǒng)的通信具備兩條獨立的通信信道。一條是常規(guī)的電力線載波通道，另一條是數(shù)字微波通道或光纖通道（大部分是后者）。

第十頁，共100頁。6.1.2變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信內(nèi)容及通信功能四數(shù)據(jù)傳輸通信線路

1電力線載波通信主要傳送話音的模擬信息及遠動、線路保護、數(shù)據(jù)等模擬或數(shù)字信號。相關(guān)參數(shù)：遠動和數(shù)據(jù)的通信速率為300~1200bps。電力線載波主要是利用35~110kv輸電線，載波頻率一般為40~500kHZ。2音頻電纜通信一般適合于與調(diào)度所或控制中心距離較近的無人值守變電站。主要用來傳送遠動和數(shù)據(jù)信息。3數(shù)字微波通信傳輸可靠，通信容量大，抗干擾能力強，通信質(zhì)量高。相關(guān)參數(shù)：微波通信工作的頻率一般為0.3~300GHZ。4光纖通信以其優(yōu)越的性能，成為當今通信發(fā)展的趨勢。已在變電站和電力其他通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。第十一頁，共100頁。6.1變電站綜合自動化的數(shù)據(jù)

通信系統(tǒng)6.1.3綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)

一局域網(wǎng)的應(yīng)用二現(xiàn)場總線的應(yīng)用

第十二頁，共100頁。6.1.3綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)一局域網(wǎng)的應(yīng)用

第4章中講解了LAN技術(shù)，它結(jié)合電力系統(tǒng)的特點采取某些措施，完全可以滿足變電站綜合自動化對網(wǎng)絡(luò)安全性和可靠性的要求。目前應(yīng)用最廣泛的是以太網(wǎng)（IEEE802.3）。以太網(wǎng)采用總線拓撲結(jié)構(gòu)，是一種局部通信網(wǎng)，距離在1~10km的中等規(guī)模范圍內(nèi)使用。特點是：具有較寬的信道帶寬；傳輸速率可達10Mbit/s,誤碼率較低，具有高度靈活的擴充靈活性和互聯(lián)性。第十三頁，共100頁。6.1.3綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)二現(xiàn)場總線的應(yīng)用 變電站綜合自動化系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)間以及系統(tǒng)內(nèi)的各功能模塊間大多使用RS-422和RS-485通信接口，實現(xiàn)狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)相互交換。RS-422和RS-455串口傳輸速率指標在1000m內(nèi)傳輸速率可達100Kbit/s,短距離可達10Mbit/s,RS-422串口全雙工，RS-455串口為半雙工，媒介訪問方式為主從問答式，屬總線結(jié)構(gòu)。不足點：這兩個網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)目都是有限的，，無法實現(xiàn)多主冗余，有瓶頸問題。此外還有信號反射、中間節(jié)點等問題。總線網(wǎng)將網(wǎng)上所有節(jié)點連接在一起，可以方便的增減節(jié)點；具有點對點、一點對多點和全網(wǎng)廣播傳送數(shù)據(jù)的功能；常用的有LonWorks網(wǎng)、CAN網(wǎng)。兩個網(wǎng)絡(luò)均為中速網(wǎng)絡(luò)，500m時LonWorks網(wǎng)傳輸速率可達1Mbit/s,CAN網(wǎng)在小于40m時達1Mbit/s,CAN網(wǎng)在節(jié)點出錯時可自動切除與總線的聯(lián)系，LonWorks網(wǎng)在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)節(jié)點異常時可使該節(jié)點自動脫網(wǎng)，媒介訪問方式：CAN網(wǎng)為問答式，LonWorks網(wǎng)為載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）方式，內(nèi)部通信遵循LonTalk協(xié)議。

第十四頁，共100頁。6.1.3綜合自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)

CAN網(wǎng)開銷小，一幀8位字節(jié)的傳輸格式使其服務(wù)受到一些限制，LonWorks網(wǎng)為無源網(wǎng)絡(luò)，脈沖變壓器隔離，具有強抗電磁干擾能力，重要信息有優(yōu)先級。因此，，LonWorks網(wǎng)絡(luò)可作為一般中型110Kv樞紐變電站的自動化通信網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)方式，特別是用現(xiàn)場總線技術(shù)來解決變電站自動化系統(tǒng)的通信問題已成為發(fā)展的趨勢。在變電站綜合自動化系統(tǒng)中可依據(jù)變電站規(guī)模大小采用不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，靈活應(yīng)用CAN和現(xiàn)場總線技術(shù)。

由此可見，一個變電站的通信具有多個網(wǎng)段，每個網(wǎng)段的總線類型、通信介質(zhì)、通信協(xié)議等可以是不同的。（但是這點又帶來很多問題，因此才有IEC61850的高調(diào)出現(xiàn)）。每個總線網(wǎng)段將所屬的智能測控設(shè)備連接成一個子系統(tǒng)。這個子系統(tǒng)的基本功能與操作是不依賴整個變電站自動化系統(tǒng)而獨立實現(xiàn)的。對于實時性要求較高的信息共享與綜合控制也應(yīng)優(yōu)先考慮在子系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)。對可靠性要求較高的子系統(tǒng)還可考慮雙網(wǎng)或多網(wǎng)冗余通信，以確保信息傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

第十五頁，共100頁。6.1變電站綜合自動化的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)6.1.4變電站自動化系統(tǒng)中的傳輸規(guī)約

一變電站和調(diào)度中心之間的傳輸規(guī)約二站內(nèi)局域網(wǎng)的通信規(guī)約三電力系統(tǒng)電能計量傳輸規(guī)約

第十六頁，共100頁。6.1.4變電站自動化系統(tǒng)中的傳輸規(guī)約

一變電站和調(diào)度中心之間的傳輸規(guī)約

我國調(diào)度自動化系統(tǒng)中較常用有三類：應(yīng)答式規(guī)約（SC1801、u4F和MODBUS等）、循環(huán)式規(guī)約（CDT、DXF5和C01）和對等式規(guī)約（DNP3.0）。１９９５年ＩＥＣ頒布了ＩＥＣ６０８７０－５－１０１傳輸標準，１９９７年我國電力部頒布了國際１０１規(guī)約的國內(nèi)版本ＤＬ／Ｔ６３４－１９９７，該規(guī)約為調(diào)度端和站端之間的信息傳輸制定了標準。

第十七頁，共100頁。6.1.4變電站自動化系統(tǒng)中的傳輸規(guī)約

二站內(nèi)局域網(wǎng)的通信規(guī)約ＩＥＣ在１９９７年頒布了ＩＥＣ６０８７０－５－１０３規(guī)約，我國在１９９９年頒布了１０３規(guī)約的國內(nèi)版本ＤＬ／Ｔ６６７－１９９９。１０３規(guī)約為繼電保護和間隔層（ＩＥＤ）設(shè)備與變電站設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信傳輸規(guī)定了標準。第十八頁，共100頁。6.1.4變電站自動化系統(tǒng)中的傳輸規(guī)約三電力系統(tǒng)電能計量傳輸規(guī)約

對于電能計量采集傳輸系統(tǒng)，IEC在1996年頒布的IEC60870-5-102標準，即我國電力行業(yè)標準DL/T719-2000，是我們在實施變電站電能計量系統(tǒng)時需要遵守的。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為滿足網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸遠動信息，IECTC57在IEC60870-5-101基本遠動任務(wù)配套標準的基礎(chǔ)上制定了IEC60870-5-104傳輸規(guī)約，采用了IEC60870-5-101的平衡傳輸模式，通過TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)傳輸遠動信息，它適用于PAD（分組裝和拆卸）的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

第十九頁，共100頁。6.1變電站綜合自動化的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)6.1.5變電站自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)及傳輸規(guī)約的選擇

不同類型的變電站對自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)有不同的要求，在35KV的變電站可以采用RS-485或現(xiàn)場總線作為站內(nèi)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)；在110KV變電站可以采用現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)間隔層設(shè)備數(shù)據(jù)通信；在220~500KV的超高壓變電站，由于站內(nèi)節(jié)點數(shù)目多，應(yīng)考慮使用以太網(wǎng)或profibus網(wǎng)。目前變電站自動化系統(tǒng)中使用的傳輸規(guī)約種類較多，各個公司的產(chǎn)品使用的標準尚不統(tǒng)一，系統(tǒng)互聯(lián)性和互操作較差，在變電站和控制中心之間應(yīng)使用101規(guī)約，在變電站內(nèi)應(yīng)使用103規(guī)約，電能計量計費系統(tǒng)應(yīng)使用102規(guī)約。新的國際標準IEC61850頒布實施之后，變電站自動化系統(tǒng)從過程層到控制中心將使用統(tǒng)一的通信協(xié)議。

第二十頁，共100頁。另附：變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)協(xié)議

IEC61850介紹

第二十一頁，共100頁。內(nèi)容提要IEC61850標準出現(xiàn)的背景IEC61850標準出現(xiàn)的目的IEC61850標準主要內(nèi)容概述IEC61850標準的技術(shù)特點IEC61850標準的分層邏輯接口IEC61850與其他協(xié)議標準之間的關(guān)系

第二十二頁，共100頁。IEC61850標準出現(xiàn)的背景

智能電子設(shè)備（IED）在變電站中普及應(yīng)用，形成了許多單項自動化系統(tǒng)。單項自動化系統(tǒng)所用的IED種類繁多，提供的接口和功能各不相同，數(shù)據(jù)格式也多種多樣。設(shè)備間不能共享信息，數(shù)據(jù)的一致性難以保證。這就產(chǎn)生了“自動化孤島”問題。這種現(xiàn)象不僅造成了軟、硬件設(shè)備的重復(fù)投資，還增加了變電站的運行維護成本。對數(shù)據(jù)的實時性傳輸也造成了很大的影響。IEC61850標準是基于通用網(wǎng)絡(luò)平臺的變電站自動化系統(tǒng)的國際標準，它改變了目前變電站自動化系統(tǒng)封閉式的結(jié)構(gòu)，使之成為開放性和標準性的系統(tǒng)，制定IEC61850標準的主要原因是:1變電站自動化系統(tǒng)產(chǎn)品如通信協(xié)議、應(yīng)用程序接口、數(shù)據(jù)描述等也不斷增加。但沒有關(guān)于變電站自動化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的統(tǒng)一標準或規(guī)范，各廠家使用的網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議互不兼容。為保證設(shè)備之間的互操作性，就必須花很大的代價做通信協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，這樣一方面增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性降低了可靠性，另一方而增加了系統(tǒng)成本和維護的復(fù)雜性。2在目前的變電站自動化系統(tǒng)中，有時候相同的數(shù)據(jù)，甚至是相同的功能，由于在不同的應(yīng)用中使用，就必須重新進行設(shè)置，既煩瑣又容易出錯。將一些重復(fù)使用的數(shù)據(jù)或功能實現(xiàn)可配置化，將有效地減少工作量。3為了能夠?qū)⑿碌膽?yīng)用技術(shù)持續(xù)快速地整合到現(xiàn)有的變電站自動化系統(tǒng)中，需要有能涵蓋通信技術(shù)與應(yīng)用數(shù)據(jù)含義的統(tǒng)一通信協(xié)議標準。第二十三頁，共100頁。IEC61850標準出現(xiàn)的背景第二十四頁，共100頁。IEC61850標準出現(xiàn)的目的

制定IEC61850標準的目的主要有以下三點:1、實現(xiàn)設(shè)備的互操作性IEC61850標準允許不同廠商生產(chǎn)的電子智能設(shè)各IED進行信息的交換，且利用這些信息實現(xiàn)設(shè)備本身的特定功能。2、建立系統(tǒng)的自由結(jié)構(gòu)分配到智能電子設(shè)備和控制層的變電站自動化功能并非固定不變，它與可用性要求、性能要求、價格約束、技術(shù)水平、公司策略等密切相關(guān)。IEC61850標準允許變電站自動化系統(tǒng)的功能在不同的設(shè)備間自由分配。3、保持系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性IEC61850標準具有一而向未來的特性，能夠滿足不斷發(fā)展的通信技術(shù)與變電站自動化系統(tǒng)的需求。第二十五頁，共100頁。IEC61850標準主要內(nèi)容概述

IEC61850標準共分為10部分:

1.IEC61850-1基本原則,包括IEC61850的介紹和概貌。2.IEC61850-2術(shù)語。3.IEC61850-3一般要求,包括質(zhì)量要求(可靠性、可維護性、系統(tǒng)可用性、輕便性、安全性),環(huán)境條件,輔助服務(wù),其他標準和規(guī)范。4.IEC61850-4系統(tǒng)和工程管理,包括工程要求(參數(shù)分類、工程工具、文件),系統(tǒng)使用周期(產(chǎn)品版本、工程交接、工程交接后的支持),質(zhì)量保證(責任、測試設(shè)備、典型測試、系統(tǒng)測試、工廠驗收、現(xiàn)場驗收)。5.IEC61850-5功能和裝置模型的通信要求,包括邏輯節(jié)點的途徑(accessoflogicalnodes),邏輯通信鏈路,通信信息片PICOM(pieceofinformationforcommunication)的概念,功能的定義。6.IEC61850-6變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)語言,包括裝置和系統(tǒng)屬性的形式語言描述。7.IEC61850-7-1變電站和饋線設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu)——原理和模式。8.IEC61850-7-2變電站和饋線設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu)——抽象通信服務(wù)接口ACSI(abstractcommunicationserviceinterface),包括抽象通信服務(wù)接口的描述,抽象通信服務(wù)的規(guī)范,服務(wù)數(shù)據(jù)庫的模型。

第二十六頁，共100頁。IEC61850標準主要內(nèi)容概述

9.IEC61850-7-3變電站和饋線設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu)——公共數(shù)據(jù)級別和屬性,包括抽象公共數(shù)據(jù)級別和屬性的定義。10.IEC61850-7-4變電站和饋線設(shè)備的基本通信結(jié)構(gòu)——兼容的邏輯節(jié)點和數(shù)據(jù)對象DO(dataobject)尋址,包括邏輯節(jié)點的定義,數(shù)據(jù)對象及其邏輯尋址。11.IEC61850-8特殊通信服務(wù)映射SCSM(specialcommunicationservicemapping),到變電站和間隔層內(nèi)以及變電站層和間隔層之間通信映射。12.IEC61850-9特殊通信服務(wù)映射SCSM,即間隔層和過程層內(nèi)以及間隔層和過程層之間通信的映射。13.IEC61850-10一致性測試。上述10個部分中，IEC61850-7是標準的核心部分，它是變電站自動化系統(tǒng)上層應(yīng)用和下層實現(xiàn)的接口部分。第二十七頁，共100頁。IEC61850標準的技術(shù)特點

IEC61850是關(guān)于變電站自動化系統(tǒng)的第一個完整的通信標準體系。與傳統(tǒng)的通信協(xié)議體系相比，IEC61850有如下突出特點:1. 使用面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)，對象實現(xiàn)自我描述。物理裝置包含服務(wù)器，服務(wù)器又包括邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)對象三層，定義了相應(yīng)信息收集的方法以及數(shù)據(jù)對象、邏輯節(jié)點和邏輯設(shè)備的代號，并規(guī)定了命名方法。任何數(shù)據(jù)對象按照命名方法，叮以被唯一地標識。因而任何數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)類型均可進行自我描述。采用對象自我描述的方法，可以滿足應(yīng)用功能發(fā)展的要求，以及不同用戶和制造廠傳輸各種不同的信息的要求，對于應(yīng)用功能也是開放的。IEC61850同時也涵蓋了IEC60870-5-101和IEC60870-5-103的數(shù)據(jù)對象。2. 根據(jù)電力系統(tǒng)的特點歸納所需的服務(wù)類，根據(jù)數(shù)據(jù)對象分層和數(shù)據(jù)傳輸有優(yōu)先級的特點定義了一套收集和傳輸數(shù)據(jù)的服務(wù)。定義了抽象通信服務(wù)接口(ACSI)和特殊通信服務(wù)映射(SCSM)。ACSI獨立于所采用的網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層協(xié)議(如現(xiàn)在采用的MMS)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(如現(xiàn)在采用的IP)}是一個服務(wù)集。在和具體網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接口時，采用特定的映射。只需定義特定的映射，將來任何滿足電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸要求的網(wǎng)絡(luò)都可以被電力系統(tǒng)所采用，這樣就實現(xiàn)了面向網(wǎng)絡(luò)開放，可以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展的形勢，適用于不同規(guī)模、不同電壓等級變電站自動化系統(tǒng)通信對不同帶寬通信介質(zhì)的需求。第二十八頁，共100頁。IEC61850標準的技術(shù)特點

4. 大部分ACSI服務(wù)經(jīng)由SCSM映射到所采用的OSI七層網(wǎng)絡(luò)通信體系，使用MMS技術(shù)作為應(yīng)用層通信協(xié)議。MMS采用了數(shù)據(jù)與通信相對獨立的傳輸方式，定義了對象模型和服務(wù)。其數(shù)據(jù)傳輸理念與工EC61850的設(shè)計思想一致。由于SCSM可適用于不同應(yīng)用層協(xié)議，即MMS是可選的，完全可以由另一個未來的適合的通信協(xié)議所替代，因而便于實現(xiàn)無縫通信。5. 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)兼容和操作兼容，在所有控制層次都是無縫的協(xié)議棧，因而具有互操作性。便于在系統(tǒng)的運行過程中建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，采用唯一的統(tǒng)一命名進行訪問，以及建立統(tǒng)一的編程環(huán)境用于系統(tǒng)分析、建模以及將來的系統(tǒng)升級和維護。與以往變電站通信協(xié)議不同，IEC61850并不僅僅是一個簡單的通信協(xié)議，同時涉及通信網(wǎng)絡(luò)一般要求、環(huán)境條件和附加服務(wù)要求，品質(zhì)要求如可靠性、可用性、可維護性、安全性和數(shù)據(jù)整合等(IEC61850-3);以及工程要求，工程參數(shù)配置和文件化以及工程工具，對廠家的要求，對用戶的要求等(IEC61850-4);并且包括對系統(tǒng)的一致性測試要求以及對設(shè)備的一致性測試要求等(IEC61850-10)。第二十九頁，共100頁。IEC61850標準的分層邏輯接口

①：間隔層與變電站層之間的保護數(shù)據(jù)交換②：間隔層與遠方保護之間的保護數(shù)據(jù)交換③：間隔層內(nèi)的數(shù)據(jù)交換④：過程層與間隔層之間電流互感器CT和電壓互感器VT的瞬時數(shù)據(jù)交換⑤：過程層與間隔層之間的控制數(shù)據(jù)交換⑥：間隔層與變電站層之間的控制數(shù)據(jù)交換⑦：變電站與遠方土程師土作站之間的數(shù)據(jù)交換⑧：用于快速功能的間隔層之間的直接數(shù)據(jù)交換⑨：變電站層內(nèi)的數(shù)據(jù)交換⑩：變電站設(shè)備與遠方控制中心之間的控制數(shù)據(jù)交換。其中接口2與接口10的標準規(guī)范正在完善中。第三十頁，共100頁。IEC61850與其他協(xié)議標準之間的關(guān)系1其他相關(guān)協(xié)議標準簡介（IEC60870-5系列、UCA協(xié)議體系）2IEC61850與IEC60870-5系列規(guī)約的比較3IEC61850與UCA2.0,TASE.2的關(guān)系

第三十一頁，共100頁。IEC61850與其他協(xié)議標準之間的關(guān)系IEC60870-5系列IEC60870-5系列通信協(xié)議體系是國際電工委員會第57技術(shù)委員會第3工作組(IECTC57WG03)用了多年時間制定的一套用于變電站遠動通信的協(xié)議體系。IEC60870-5系列協(xié)議根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域定義了一系列配套標準:IEC60870-5-101用于常規(guī)遠動:IEC60870-5-102用于電能計量信息的接入;IEC60870-5-103用于繼電保護信號的接入;IEC60870-5-104是將IEC60870-5-101用在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之上的擴展。

第三十二頁，共100頁。IEC61850與其他協(xié)議標準之間的關(guān)系UCA協(xié)議體系

UCA(UtilityCommunicationArchitecture)即公共設(shè)施通信協(xié)議體系是美國電科院(EPRI)主持制定的一套通信協(xié)議。UCA通信協(xié)議體系主要由兩部分組成:

1.現(xiàn)場設(shè)備模型(FieldDeviceModel)

這部分由變電站及配電設(shè)備通用對象模型(GOMSFE)和通用服務(wù)模型(CASM)組成。GOMSFE采用面向?qū)ο蠼７椒樽冸娬炯芭潆娤到y(tǒng)中的RTU,有載調(diào)壓、繼電保護等設(shè)備定義了標準數(shù)據(jù)模型及處理方法。CASM定義了UCA體系中設(shè)備模型的通用服務(wù)模型及這些模型與MMS之間的映射關(guān)系。

2.實時數(shù)據(jù)庫信息交換(ICCP)

在UCA體系中，這部分被稱為TASE2(UCASpecifiesTelecontrolApplicationServiceElement2)，在北美地區(qū)也叫ICCP，由以下3個文件組成:(1)TASE2ServiceandProtocol

該文件給出了與遙控、數(shù)據(jù)訪問、報告等功能有關(guān)的基本服務(wù)和協(xié)議，并給出了它們與MMS之間的映射關(guān)系。(2)TASE2ObjectModels

該文件給出了與SCADA、電廠發(fā)電調(diào)度、負荷預(yù)測等有關(guān)的對象模型，并給出了這些模型與MMS之間的映射關(guān)系。(3)TASE2ApplicationProfile

這部分主要給出了EMS,SCADA等控制中心之間信息交換的通信協(xié)議規(guī)范。第三十三頁，共100頁。IEC61850與其他協(xié)議標準之間的關(guān)系IEC61850與IEC60870-5系列規(guī)約的比較

首先需要說明的是，IEC61850與IEC60870-5系列規(guī)約所針對的問題域是不同的.IEC60870-5系列規(guī)約主要適用于子系統(tǒng)之間的通信，IEC61850則主要針對子系統(tǒng)內(nèi)部的通信，它的應(yīng)用范圍還可以擴展到子系統(tǒng)間的通信.下面進行的比較是為了進一步說明IEC61850作為變電站自動化系統(tǒng)通信體系標準所具有的優(yōu)點。

(1)一般情況IEC60870-5系列標準的設(shè)計準則是帶寬和硬件的優(yōu)化利用，IEC60870一系列規(guī)約的數(shù)據(jù)模型是面向串行比特位串，而不是面向變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備對象而設(shè)計的。IEC61850的設(shè)計準則是應(yīng)用標準的系列通信規(guī)約，簡化設(shè)備(數(shù)據(jù))的工程化和整合;采用面向?qū)ο蟮慕７椒ǎС址庋b、繼承、重用模型等。IEC6I850提供的是一個通信的體系結(jié)構(gòu)，而不像IEC60870-5僅是一個個通信協(xié)議，因而IEC61850遠IEC60870復(fù)雜，并能適應(yīng)未來技術(shù)的發(fā)展。第三十四頁，共100頁。IEC61850與其他協(xié)議標準之間的關(guān)系IEC61850與IEC60870-5系列規(guī)約的比較

(2)過程數(shù)據(jù)描述IEC60870-5系列標準雖然支持簡單品質(zhì)描述、時標、傳輸原因等屬性，但僅能提供簡單數(shù)據(jù)點的有限列表的交換，僅提供了少數(shù)幾個應(yīng)用特定的信息模型，在一條消息中僅能傳送少數(shù)幾個相同類型和相同傳輸原因的值。IEC61850則支持面向?qū)ο蟮慕Ｒ约癐/O和源數(shù)據(jù)的交換，提供了大約90個邏輯節(jié)點類和450多種數(shù)據(jù)類，允許制造商創(chuàng)建應(yīng)用特定的擴展，靈活地為其他應(yīng)用領(lǐng)域定義任意新的邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)和一般數(shù)據(jù)類。在一條消息中能傳送多個任意類型的值，并且任意數(shù)據(jù)類的數(shù)據(jù)名稱、類型、功能特性、報告觸發(fā)選項、死區(qū)、值的范圍等都是可定義和可訪問的。第三十五頁，共100頁。IEC61850與其他協(xié)議標準之間的關(guān)系IEC61850與IEC60870-5系列規(guī)約的比較

(3)操作服務(wù)雖然二者應(yīng)用領(lǐng)域有所不同，但都提供了交換基本SCADA信息的服務(wù)，例如:數(shù)據(jù)的循環(huán)傳輸、總查詢服務(wù)、時鐘同步(IEC60870-5-I04不支持)、控制命令、時間序列數(shù)據(jù)、事件順序記錄、報告數(shù)據(jù)值、文件傳輸服務(wù)。IEC60870-5系列標準支持限制性的自發(fā)傳輸(IEC60870-5-102不支持)，IEC61850則支持靈活的自發(fā)傳輸。IEC60870-5系列標準僅支持單個值的讀/寫，IEC61850則支持許多值的讀/寫，還支持在線的遠方替代，支持在任意時間記錄和檢索所選的任何帶遠方濾波控制或其他控制的歷史數(shù)據(jù)。關(guān)于參數(shù)設(shè)置控制，IEC60870-5系列標準僅支持改變少數(shù)的測量值(IEC60870-5-101規(guī)約)或預(yù)先定義的保護設(shè)置組(IEC60870.5-103規(guī)約).IEC61850則支持靈活的定義、改變、編輯參數(shù)值，支持變電站事件交換(GOOSE和采樣值交換(對CT和VT)，這是優(yōu)于IEC60870-5系列標準的。第三十六頁，共100頁。IEC61850與其他協(xié)議標準之間的關(guān)系IEC61850與IEC60870-5系列規(guī)約的比較

(4)自我描述服務(wù)IEC60870-5系列中僅IEC60870-5-103規(guī)約能得到有限數(shù)據(jù)對象的目錄(通用服務(wù))。IEC61850則能得到所有對象的目錄(邏輯節(jié)點數(shù)據(jù)的名稱和類型)，即整個的信息分層結(jié)構(gòu)，還能得到操作對象的定義(過程數(shù)據(jù)的名稱、類型、范圍、單位、報告的死區(qū)、等級、描述等)，以及相關(guān)通信服務(wù)對象的定義。(5)在線配置IEC60870-5-101/104和IEC61850支持使腳禁止通信控制對象，改變報告/記錄行為，以及裝載配置。IEC61850還支持定義數(shù)據(jù)組，選擇要報告的數(shù)據(jù)。(6)離線配置IEC60870-5系列僅有紙張文檔提供裝置配置的完整描述，IEC61850則通過XMI/XMLDTD在線提供說明了裝置、邏輯節(jié)點和真實變電站環(huán)境的數(shù)據(jù)的語法(描述了可選信息和專用信息)，還支持不依賴于賣主的以LNs、數(shù)據(jù)和CDC的全部列表為基礎(chǔ)的工程化工具的開發(fā)。IEC60870-5系列的配置分布在RTU或IED中、數(shù)據(jù)庫中和應(yīng)用程序中，IEC61850全部的配置在IED中，另外在任何時間與配置文檔都是一致的.IEC6I850完整的信息模型可以在線找到，并與離線的配置文檔相比較，進行在線和離線配置的自動驗證。第三十七頁，共100頁。IEC61850與其他協(xié)議標準之間的關(guān)系IEC61850與IEC60870-5系列規(guī)約的比較

(7)整合到應(yīng)用數(shù)據(jù)綜合方面，IEC60870-5系列將被索引的通信對象映射到應(yīng)用對象，以及將應(yīng)用對象映射到應(yīng)用數(shù)據(jù)庫或程序變量，需要復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;IEC61850是將標準命名對象直接映射到應(yīng)用數(shù)據(jù)庫或程序的變量，基本上取消了轉(zhuǎn)換過程。(8)體系結(jié)構(gòu)和通信堆棧IEC61850提供了不依賴于服務(wù)的數(shù)據(jù)模型，和不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)。IEC61850使用了7層模型，也可能是3層（實時性要求高）;IEC60870-5系列則多數(shù)采用3層結(jié)構(gòu)。IEC61850還支持對其他編碼方式(XML等)的開放性、對其他服務(wù)系統(tǒng)(如HTTP等)的開放性。第三十八頁，共100頁。IEC61850與其他協(xié)議標準之間的關(guān)系IEC61850與UCA2.0,TASE.2的關(guān)系IEC61850借鑒了UCA2.0的經(jīng)驗，采用OSI七層參考模型的profile來構(gòu)建自己的結(jié)構(gòu);引進了面向?qū)ο蟮慕７椒?，提供了對象模型的抽象服?wù)標準集，并且定義了將服務(wù)映射到MMS的方法。IEC61850的對象模型是以UCA2.O的GOMSFE和CASM為基礎(chǔ)而建立的，同時，又對UCA2.O的對象模型和服務(wù)有所補充。UCA2.0以物理設(shè)備作為建模對象,IEC61850則提出了邏輯節(jié)點的概念，將物理設(shè)備對象劃分為若干功能和子功能，功能進一步細化成相互通信的邏輯節(jié)點。相比之下，IEC61850的模型更加詳細具體，可以解決邏輯層(進程間的)通信問題;并且模型細化到邏輯節(jié)點，可以很方便地監(jiān)控、管理設(shè)備內(nèi)部的屬性和狀態(tài)，充實了自我描述。UCA2.0在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用是TASE.2。雖然都應(yīng)用于電力系統(tǒng)，并采用面向?qū)ο蠹癕MS技術(shù)，但TASE.2與IEC61850原理上有很大差別，面向的應(yīng)用目標也不同。TASE.2是控制中心之間交換實時數(shù)據(jù)庫信息的協(xié)議，要求兩個控制中心預(yù)先建立數(shù)據(jù)庫和雙邊表，根據(jù)雙邊表進行數(shù)據(jù)的訪問控制，TASE.2是面向數(shù)據(jù)庫對象的，并不包含具體的現(xiàn)場設(shè)備對象。IEC61850的目標是來自同一或不同制造商的設(shè)備之間實現(xiàn)良好的互操作性。IEC61860定義了服務(wù)器類，邏輯設(shè)備類、邏輯節(jié)點類、數(shù)據(jù)對象及屬性，數(shù)據(jù)屬性具有各種數(shù)據(jù)類型、值和功能約束，并提供了用于數(shù)據(jù)訪問的各種服務(wù)。自我描述的方法使得數(shù)據(jù)的訪問和存儲更加方便，由于定義了類以及相應(yīng)的屬性和服務(wù),IEC61850是真正面向設(shè)備對象，并且一旦解決了模型的一致性問題，很可能擴展到控制中心之間的通信應(yīng)用。第三十九頁，共100頁。

6.2配電網(wǎng)綜合自動化的通信系統(tǒng)第四十頁，共100頁。章節(jié)內(nèi)容提要6.2.1配電自動化的基本概念一配電自動化系統(tǒng)的分層

二配電自動化系統(tǒng)的功能

6.2.2 配電自動化中的幾種通信方式6.2.3配電自動化使用的通信方式的比較

一架空明線或電纜二配電線載波三光纖通信四現(xiàn)場總線和ＲＳ－４８５五微波通信六無線電通信6.2.4配網(wǎng)自動化中的通信實現(xiàn)方案一配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)二光纖以太網(wǎng)在配電網(wǎng)自動化中的應(yīng)用三電力線載波在低壓抄表中的應(yīng)用

第四十一頁，共100頁。6.2配電網(wǎng)綜合自動化的通信系統(tǒng)6.2.1配電自動化的基本概念

通常把從變電、配電到用戶用電全過程的監(jiān)視、控制和管理綜合自動化系統(tǒng)統(tǒng)稱為配電管理系統(tǒng)（DistributionManagementSystem簡稱ＤＭＳ）其內(nèi)容包括：配電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（ＳＣＡＤＡ）、地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)分析和優(yōu)化、工作管理系統(tǒng)、負荷管理和遠方抄表以及計費自動化和調(diào)度員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)。配電自動化系統(tǒng)（DistributionAutomationSystem簡稱ＤＡＳ）是一種可以使配電企業(yè)在遠方以實時方式監(jiān)視、協(xié)調(diào)和操作配電設(shè)備的自動化系統(tǒng)。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)包括配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和安全監(jiān)控系統(tǒng)（ＳＣＡＤＡ），配電地理信息系統(tǒng)（ＧＩＳ）和需方管理（ＤＭＳ）及個部分。在城市供電網(wǎng)絡(luò)中，我們習(xí)慣于把３５ＫＶ以下的電壓等級稱為配電網(wǎng)絡(luò)。第四十二頁，共100頁。6.2.1 配電自動化的基本概念一配電自動化系統(tǒng)的分層

ＤＡＳ配電自動化系統(tǒng)分為如下三層：（一）配電自動化中心主站站層配電自動化中心主站層，位于配電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控中心，是整個配電網(wǎng)監(jiān)控和管理系統(tǒng)的核心。它從各配電自動化子站層獲取配電網(wǎng)的實時信息，從整體上對配電網(wǎng)進行監(jiān)視和控制，分析配電網(wǎng)的運行狀態(tài)，協(xié)調(diào)配電子站層之間的關(guān)系，對整個配電網(wǎng)絡(luò)進行有效的管理，確保整個配電系統(tǒng)處于最優(yōu)運行狀態(tài)；實現(xiàn)相應(yīng)配電線路區(qū)域內(nèi)的配電SACDA和故障處理功能；同時與調(diào)度SCADA，MIS等其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)共享信息。主要功能：配網(wǎng)SCADA監(jiān)控功能饋線故障自動診斷與處理功能（DA）AM/FM/GIS功能遠程抄表功能配電管理及配電PAS第四十三頁，共100頁。6.2.1 配電自動化的基本概念（二）配電自動化子站層配電自動化子站層，一般設(shè)置在變電站或開閉所內(nèi)，是配電自動化系統(tǒng)的中間層。它與配電監(jiān)控和管理中心層的計算機形成一個局域網(wǎng)，同時又與配電自動化終端設(shè)備層的各種終端進行通信，完成信息的上傳下達及對當?shù)嘏渚W(wǎng)實時監(jiān)控的功能。主要功能：變電站轄區(qū)內(nèi)配網(wǎng)SCADA監(jiān)控功能向配電自動化主站層轉(zhuǎn)發(fā)實時數(shù)據(jù)所屬范圍內(nèi)的故障處理功能向配電自動化配電主站層上報故障信息與站內(nèi)自動化裝置通信第四十四頁，共100頁。6.2.1 配電自動化的基本概念（三） 配電自動化終端設(shè)備層配電自動化終端設(shè)備層，是整個系統(tǒng)的底層，該層沿配電線分布，用于對配電網(wǎng)及配電設(shè)備的信息采集和控制。主要功能：監(jiān)控功能故障檢測和識別功能電能質(zhì)量測量功能斷路器在線監(jiān)視功能自診斷與自恢復(fù)第四十五頁，共100頁。6.2.1 配電自動化的基本概念

二配電自動化系統(tǒng)的功能配電自動化系統(tǒng)的功能涉及配電網(wǎng)的監(jiān)控、保護和管理，主要涵蓋的功能如下：（1）配電網(wǎng)SCADA功能：對變電站10KV出線、開閉所、10KV配電線路（架空和電纜）、配電變壓器和重要用戶的監(jiān)控。（2）饋線自動化（ＦＡ）功能：實現(xiàn)配電網(wǎng)故障診斷、故障隔離和非故障區(qū)域快速恢復(fù)供電，并考慮與變電站出口斷路器以及分支斷路器保護的配合。（3）與ＳＣＡＤＡ集成的自動繪圖／設(shè)備管理／地理信息系統(tǒng)（AM／ＦＭ／ＧＩＳ）功能（4）配電高級應(yīng)用軟件：包括配電網(wǎng)狀態(tài)估計、拓撲分析、潮流計算、短路計算、負荷預(yù)報、電壓／無功優(yōu)化、靜態(tài)安全分析、可靠性分析、線損統(tǒng)計與分析、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等功能模塊。第四十六頁，共100頁。6.2.1 配電自動化的基本概念（5）基于ＧＩＳ平臺的配電網(wǎng)管理（ＤＭＳ）功能：包括配電工作管理、故障投訴電話管理、停電管理內(nèi)容。（6）用戶服務(wù)自動化系統(tǒng)：對用戶的基本信息和用電信息進行管理。（7）負荷管理功能：采集１０ＫＶ大用戶和配電變壓器終端信息，實現(xiàn)對配電網(wǎng)負荷的監(jiān)控、預(yù)測和負荷分配功能。（8）遠程抄表系統(tǒng)：變電站、關(guān)口表、大用戶電能表及居民用戶表實現(xiàn)集中、自動、遠程抄表。（9）與地調(diào)ＳＣＡＤＡ／ＥＭＳ系統(tǒng)、ＭＩＳ系統(tǒng)、電能量計費系統(tǒng)、負荷控制系統(tǒng)接口，實現(xiàn)資源共享。第四十七頁，共100頁。6.2配電網(wǎng)綜合自動化的通信系統(tǒng)6.2.2 配電自動化中的幾種通信方式通信系統(tǒng)是建設(shè)配電自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，通信系統(tǒng)的好壞從很大程度上決定了自動化系統(tǒng)的優(yōu)劣，配電自動化要借助可靠的通信手段，將控制中心的控制命令下發(fā)到各執(zhí)行機構(gòu)或遠方終端，同時將各遠方監(jiān)控單元（ＲＴＵ）所采集的各種信息上傳至控制中心。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，可供配電自動化采用的通信方式有很多種，目前采用的通信方式有以下幾種：（１） 配電線載波ＤＬＣ（DistributionLineCarrier）（２） 脈動（音頻）控制ＲＣ（RippleControl）（３） 過零技術(shù)（工頻控制技術(shù)）ZCT（ZeroCrossingTechnique）（４） 無線電通信系統(tǒng)，甚高頻ＶＨＦ、特高頻ＵＨＦ、微波ＭＷ及衛(wèi)星等（５） 光纖通信ＯＦ（OpticalFiber）（６） 有線電視通道CATV（７） 無線擴頻技術(shù)（８） 現(xiàn)場總線第四十八頁，共100頁。6.2配電網(wǎng)綜合自動化的通信系統(tǒng)

6.2.3 配電自動化使用的通信方式的比較

一架空明線或電纜其特點是建設(shè)簡單，線路衰耗大，頻帶窄，容易受到干擾，電力系統(tǒng)自動化中只能做近距離傳輸信道。二配電線載波配電載波系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率較低，且易受到配電網(wǎng)運行方式變化的影響，由于反射使得配電載波在饋線的某些部分存在盲點，其優(yōu)點是技術(shù)相對簡單。三光纖通信在配電網(wǎng)自動化中，光纖網(wǎng)目前較多的是組成環(huán)狀網(wǎng)。一則結(jié)構(gòu)簡單，二則可靠性強。采用光纖自愈環(huán)網(wǎng)通信方式時，網(wǎng)絡(luò)由各節(jié)點雙向閉環(huán)串接而成。正常時，一環(huán)路工作另一環(huán)路備用，若其中某一段光纖因施工等意外原因而斷開，則可以利用光纖雙環(huán)網(wǎng)的自愈功能，繼續(xù)保持通信聯(lián)系，這種通信具有很高的可靠性。第四十九頁，共100頁。6.2配電網(wǎng)綜合自動化的通信系統(tǒng)四現(xiàn)場總線和ＲＳ－４８５它是連接智能化的現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的雙向的傳輸、分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)，它適合于ＦＴＵ和附近區(qū)域工作站的通信，以及變電站內(nèi)部各個智能模塊之間的內(nèi)部通信，現(xiàn)場總線可分為ＣＡＮＢＵＳ（ControllerAreaNetwork）LonWorks(LocalOperatingNetworks)和PROFIBUS（ProcessFieldBus）,對于一些實時性要求不高的場合，可以利用ＲＳ－４８５代替現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)信號的傳輸。五微波通信微波為點對點傳輸，而配電系統(tǒng)點多面廣，顯然不適合應(yīng)用。但是一點多址小微波系統(tǒng)，它應(yīng)用多址技術(shù)和統(tǒng)計復(fù)用技術(shù)，信道利用率高，穩(wěn)定性好，適合于多點傳輸，其缺點是路由選擇比較困難。六無線電通信傳統(tǒng)的無線通信方式有：ＡＭ、ＦＭ、ＰＭ、無線尋呼等也可以用到配電系統(tǒng)自動化的數(shù)據(jù)傳輸中，但它們只能單向傳送。第五十頁，共100頁。6.2.4配網(wǎng)自動化中的通信實現(xiàn)方案一配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)一般分為三層：主站、自站、饋線。依據(jù)配電網(wǎng)規(guī)模的大小，主站層還可再分為主戰(zhàn)和區(qū)域站兩層。在主站和子站之間，由于信息量大，要求采用高速可靠的通信信道，但節(jié)點又不多，目前一般采用光纖通信，有兩種形式：光纖以太網(wǎng)、光纖環(huán)網(wǎng)。第五十一頁，共100頁。6.2.4配網(wǎng)自動化中的通信實現(xiàn)方案一配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)

（1）FTU單元直接與通信系統(tǒng)連接，而不需要通過子站連接。

第五十二頁，共100頁。6.2.4配網(wǎng)自動化中的通信實現(xiàn)方案一配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)

（2）抄表系統(tǒng)通過ＦＴＵ與通信系統(tǒng)連接，而不是通過子站與通信系統(tǒng)連接第五十三頁，共100頁。6.2.4配網(wǎng)自動化中的通信實現(xiàn)方案一配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)（3）抄表系統(tǒng)通過通信處理機直接和主站系統(tǒng)連接。第五十四頁，共100頁。6.2.4配網(wǎng)自動化中的通信實現(xiàn)方案二光纖以太網(wǎng)在配電網(wǎng)自動化中的應(yīng)用光纖以太網(wǎng)高速靈活，技術(shù)資源豐富，有些問題是光纖環(huán)網(wǎng)難于解決而只能用光纖以太網(wǎng)解決的。例如子站管理的ＦＴＵ本屬于Ａ子站管理，由Ａ子站負責與之通信，運行方式發(fā)生變化后，變?yōu)椋伦诱竟芾恚桑伦诱矩撠熍c之通信，這種情況，光纖環(huán)網(wǎng)是處理不了的。再比如，饋線保護功能，要求ＦＴＵ之間，與子站之間快速的交換信息（在１００ms之內(nèi)）也只有光纖以太網(wǎng)才能達到這種要求。第五十五頁，共100頁。6.2.4配網(wǎng)自動化中的通信實現(xiàn)方案三電力線載波在低壓抄表中的應(yīng)用以下是ＣＳＤＡ２０００系統(tǒng)的ＮＤＬＣ結(jié)構(gòu)圖６－６。第五十六頁，共100頁。6.2.4配網(wǎng)自動化中的通信實現(xiàn)方案三電力線載波在低壓抄表中的應(yīng)用在設(shè)計上充分考慮ＮＤＬＣ系統(tǒng)的通用性、兼容性、可靠性、實用性，尤其是在ＮＤＬＣ系統(tǒng)作為饋線自動化的通信系統(tǒng)時，可靠方面經(jīng)過了大量的努力，采用了一系列的軟硬件及系統(tǒng)管理上的多種措施，能夠?qū)崟r監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性。整個遠程抄表系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)如圖：第五十七頁，共100頁。

6.3配電網(wǎng)安全監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集

系統(tǒng)第五十八頁，共100頁。章節(jié)內(nèi)容提要6.3.1SCADA系統(tǒng)概述6.3.2配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)一配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)二配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的特點三配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的功能6.3.3配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)通信規(guī)約一配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸特點二配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)常用第五十九頁，共100頁。6.3配電網(wǎng)安全監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

6.3.1SCADA系統(tǒng)概述

SCADA（SupervisoryControlandDataAcquisition）系統(tǒng)即監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是以計算機為基礎(chǔ)的監(jiān)測控制與調(diào)度管理自動化系統(tǒng)。它一般采用分散式測控、集中式管理的方式，主要結(jié)構(gòu)包括遠程控制單元RTU（RemoteTerminalUnit）、通信傳輸網(wǎng)絡(luò)和中心監(jiān)控站。它的傳輸網(wǎng)絡(luò)主要包括有線和無線兩類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。有線方式如：PSTN、PLC等，無線傳輸方式如無線電臺、GSM移動網(wǎng)以及衛(wèi)星通信網(wǎng)等。第六十頁，共100頁。6.3.2配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)一配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)：配電網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)和中心工作站第六十一頁，共100頁。6.3.2配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)一配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配電網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備：硬件層上的各數(shù)據(jù)采集設(shè)備，如RTU、FTU、TTU、PLC及各種智能保護設(shè)備和控制設(shè)備等。系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)：用于RTU與中心站通信以及與其他RTU通信。中心站：完成對數(shù)據(jù)的收集和處理。它實際上是個局域網(wǎng)，包括控制中心主站、多個區(qū)域工作站和支持網(wǎng)絡(luò)功能的設(shè)備，用以完成不同的工作。中心站觸發(fā)的通信方式包括：1、輪詢方式。由系統(tǒng)設(shè)置時間周期，每個周期內(nèi)對系統(tǒng)查詢一次，收集中心站所需現(xiàn)場數(shù)據(jù)。2、廣播方式。中心站向所有RTU或某分組內(nèi)的RTU下發(fā)命令3、控制命令下發(fā)方式。開、關(guān)控制命令，修改報警及控制權(quán)限，在通信上享有較高的優(yōu)先級。4、RTU觸發(fā)的通信方式。事件觸發(fā)方式、突發(fā)傳輸方式、RTU對RTU的通信。第六十二頁，共100頁。6.3.2配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)二配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的特點

配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，終端設(shè)備數(shù)量非常多，與輸電網(wǎng)自動化的監(jiān)控信息采集內(nèi)容相比具有系統(tǒng)規(guī)模大，涉及到的現(xiàn)場自動化設(shè)備數(shù)量大，種類繁多，從而導(dǎo)致遠方饋線終端采集的信息量大，種類繁多，因此配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)也就更復(fù)雜。其特點：（1）配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)分散，給信息的采集帶來困難。（2）配電網(wǎng)設(shè)備多，數(shù)據(jù)量大。（3）配電網(wǎng)操作頻率和故障率遠比輸電網(wǎng)高。（4）配電網(wǎng)需要有建立在SCADA之上的具有故障處理及恢復(fù)供電能力的自動操作軟件。（5）配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)對通信系統(tǒng)提出了比輸電網(wǎng)更高的要求。（6）配電網(wǎng)直接與用戶連接，因此它的工作量大。第六十三頁，共100頁。6.3.2配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)三配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的功能

SCADA系統(tǒng)的主要功能是數(shù)據(jù)采集、本地和遠程控制等。配網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的基本功能是“四遙”功能，即遙測、遙信、遙控和遙調(diào)。除此外還有：（1）數(shù)據(jù)采集功能。實時采集各廠站相應(yīng)數(shù)據(jù)，同時向各廠站RTU發(fā)送信息和命令。（2）數(shù)據(jù)處理功能。SCADA系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)后，進行某些數(shù)據(jù)處理。包括：模擬數(shù)據(jù)處理，狀態(tài)量數(shù)據(jù)處理，脈沖量處理以及各種標志牌的設(shè)置。（3）控制功能。主要是遙調(diào)和遙控。（4）歷史數(shù)據(jù)處理功能。（5）安全管理功能。系統(tǒng)通過檢查口令，對調(diào)度員的權(quán)限進行控制。權(quán)限分為四個級別：值班類、調(diào)度員、系統(tǒng)維護員、系統(tǒng)管理員。（6）系統(tǒng)在線顯示功能。（7）人機界面功能。（8）制表打印功能。（9）系統(tǒng)組態(tài)，完成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、路徑、報警、安全等參數(shù)的設(shè)置功能。

第六十四頁，共100頁。6.3.3配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)通信規(guī)約一配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c

配電SCADA系統(tǒng)除了接入FTU外，還接入一些變電站RTU,或者接收從地調(diào)、縣調(diào)轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)。這里討論的SCADA系統(tǒng)通信規(guī)約主要指SCADA主站后臺系統(tǒng)或者子站后臺系統(tǒng)和FTU的通信規(guī)約。配網(wǎng)SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c體現(xiàn)在以下幾個方面.（1）配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)和FTU系統(tǒng)之間的通信組織方式，不管是采用多點共線還是采用多點環(huán)形方式，或者二者混合方式，其本質(zhì)都是共線掛燈籠方式。

第六十五頁，共100頁。6.3.3配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)通信規(guī)約一配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c

（2）FTU除了采集正常數(shù)據(jù)外，還要采集故障電流/電壓數(shù)據(jù)。（3）在饋線自動化中必須快速識別故障、隔離故障、恢復(fù)供電，這就要求故障發(fā)生時要優(yōu)先快速傳輸故障狀態(tài)信息。以往調(diào)度自動化系統(tǒng)多采用循環(huán)模式（ＣＤＴ）遠動規(guī)約，它適用于一對一的通信組織方式，無法適ＳＣＡＤＡ的通信要求。所以配網(wǎng)ＳＣＡＤＡ系統(tǒng)和ＦＴＵ之間的通信組織方式?jīng)Q定了只能采用問答式（Polling）規(guī)約。第六十六頁，共100頁。6.3.3配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)通信規(guī)約二配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)常用通信規(guī)約

目前，國內(nèi)外還沒有專門的用于配電自動化系統(tǒng)的規(guī)約標準。在如今已實施的配電自動化項目中應(yīng)用的最多的是DNP3.0。國際規(guī)約IEC60870-5-101基本遠動任務(wù)配套標準（我國電力行業(yè)標準DL/T634-1997《基本遠動任務(wù)配套標準》簡稱101規(guī)約），則是最有希望成為配電自動化系統(tǒng)的國內(nèi)國際標準傳輸規(guī)約。DNP3.0和101規(guī)約都是問答式規(guī)約，適合配電自動化系統(tǒng)多點共線的通信網(wǎng)絡(luò)。DNP3.0簡介DNP3.0規(guī)約是一種分層實現(xiàn)的協(xié)議，它實現(xiàn)了OSI七層協(xié)議中的三層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。實際應(yīng)用中在數(shù)據(jù)鏈路和應(yīng)用層之間還加了一個偽傳輸層。DNP3.0規(guī)約的文本共分為四個部分，數(shù)據(jù)鏈路層、傳輸層、應(yīng)用層規(guī)約及數(shù)據(jù)對象庫。第六十七頁，共100頁。6.3.3配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)通信規(guī)約二配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)常用通信規(guī)約

DNP3.0規(guī)約是一種開放的、智能化的、高效的現(xiàn)代ＳＣＡＤＡ通信規(guī)約。它具有以下一些特點：（１）請求和應(yīng)答數(shù)據(jù)時，同一幀報文里可以包括多種類型的數(shù)據(jù)；（２）數(shù)據(jù)分段校驗，保證傳輸準確；（３）只應(yīng)答變化數(shù)據(jù)；（４）根據(jù)數(shù)據(jù)重要性，為不同數(shù)據(jù)設(shè)置不同的傳送優(yōu)先級；（５）非請求應(yīng)答（報文主動上傳）（６）支持時間同步和標準時間格式；（７）支持多點共線和點對點通信方式；（８）允許用戶自定義數(shù)據(jù)對象包括文件傳輸。第六十八頁，共100頁。

6.4遠程自動抄表技術(shù)ＡＭＲ第六十九頁，共100頁。章節(jié)內(nèi)容提要6.4.1自動抄表技術(shù)一本地自動抄表技術(shù)二遠程自動抄表技術(shù)6.4.2常見的自動抄表系統(tǒng)的通信方式一通信傳輸介質(zhì)二通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)6.４.3遠程自動抄表系統(tǒng)的典型方案一總線式抄表系統(tǒng)二三級網(wǎng)絡(luò)的遠程自動抄表系統(tǒng)三采用無線電臺的遠程自動抄表系統(tǒng)第七十頁，共100頁。6.４遠程自動抄表技術(shù)ＡＭＲ

概論電能自動抄表系統(tǒng)（AutomaticMeterReading簡稱AMR）是指采用通信和計算機網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)自動讀取和處理表計數(shù)據(jù)。采用自動抄表技術(shù)，不僅能節(jié)約人力資源，更重要的是可提高抄表的準確性，減少因估計或謄寫而造成帳單出錯，使供電管理部門能及時準確獲得數(shù)據(jù)信息。第七十一頁，共100頁。6.4.1自動抄表技術(shù)

一本地自動抄表技術(shù)

本地抄表技術(shù)是由抄表員攜帶操作簡單可靠、攜帶方便的抄表設(shè)備（如專用抄表機、筆記本電腦等手持終端）到現(xiàn)場完成自動抄表功能。各表計具有遠紅外通信、無線電通信、RS-232口、RS-485口、電力載波通信接口等，手持終端通過通信接口自動讀取表計的數(shù)據(jù)，達到非接觸性完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹?/p>

第七十二頁，共100頁。6.4.1自動抄表技術(shù)

二遠程自動抄表技術(shù)

遠程自動抄表技術(shù)AMR是一種不需要人員到達先查功能就能完成自動抄表的新型抄表方式。它通過公用電話網(wǎng)、負荷控制信道或低壓配電線載波等通信聯(lián)系、將電能的數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)接嬎銠C電能管理中心進行處理。第七十三頁，共100頁。6.4.2常見的自動抄表系統(tǒng)的通信方式一通信傳輸介質(zhì)

按通信介質(zhì)分，常見的自動抄表系統(tǒng)通信有光纖通信、電話線通信、電力線載波通信和無線通信四種方式。（１）光纖通信具有頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠和抗干擾能力強等特點，非常適合上層通信網(wǎng)的要求。（２）由于電話在城鎮(zhèn)已十分普及，利用現(xiàn)有電話網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信是一個經(jīng)濟有效的方案。利用電話網(wǎng)通信，只需在數(shù)據(jù)集中器和工作主站處加裝調(diào)制解調(diào)器即可，其傳輸速率可達56Kbps.但電話線通信的線路接通時間較長，一般要到幾秒到十幾秒。

第七十四頁，共100頁。6.4.2常見的自動抄表系統(tǒng)的通信方式一通信傳輸介質(zhì)

（３）用電力線實施載波通信，不需要再投資鋪設(shè)通信線路，不僅可大大節(jié)約資金投入，而且還具有維護量小的特點；并且用低壓電力線作通信信道還可以實現(xiàn)靈活的“即插即用”。尤其是今年來擴頻通信技術(shù)的較成功應(yīng)用，使得低壓電力線載波通信越來越多地用于自動抄表系統(tǒng)。利用低壓電力線作為自動抄表系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)通信，成本低、方便準確。（４）對于分布分散的集中器，利用無線方式進行數(shù)據(jù)通信是一種較好的選擇。目前我國已有車載無線通信自動抄表系統(tǒng)投入運行。

第七十五頁，共100頁。6.4.2常見的自動抄表系統(tǒng)的通信方式二通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

按連接方式分，則自動抄表系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有星型和總線型連接方式。（１）星型連接通信是以工作主站為中心，以星型發(fā)散的形式分別通過通信信道，與分散于各地的集中器連接，形成１對Ｎ的連接形式。這種方式下信道通信數(shù)據(jù)量大，要求有一定的傳輸速率和頻寬。（２）總線型通信以一條串行總線連接各分散的采集器或電度表，實行各節(jié)點的互連。這種方式下，信道上節(jié)點多，傳輸速率也不會很高，一般用于底層的電能數(shù)據(jù)的采集。常見的有RS-485總線網(wǎng)和低壓電力線載波通信網(wǎng)，也有采用LonWorks等現(xiàn)場總線構(gòu)成的通信網(wǎng)。第七十六頁，共100頁。6.４.3遠程自動抄表系統(tǒng)的典型方案一總線式抄表系統(tǒng)

總線式抄表系統(tǒng)是由電能表、抄表集中器、抄表交換機和電能計量中心組成的四級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其框圖如下：

第七十七頁，共100頁。6.４.3遠程自動抄表系統(tǒng)的典型方案一總線式抄表系統(tǒng)

其中抄表集中器通過RS-485網(wǎng)絡(luò)讀取智能電表數(shù)據(jù)或直接接收脈沖電能表輸出脈沖。抄表集中器和抄表交換機之間采用低壓配電線載波方式傳輸數(shù)據(jù)。抄表交換機與電能計費中心的計算機網(wǎng)絡(luò)之間，通過公用電話網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。用于遠方自動抄表系統(tǒng)的電能表有脈沖電能表和智能電能表兩大類。電能計費中心的計算機網(wǎng)絡(luò)是整個遠程自動抄表系統(tǒng)的管理層設(shè)備，通常由單臺計算機或計算機局域網(wǎng)再配合相應(yīng)的抄表軟件構(gòu)成。

第七十八頁，共100頁。6.４.3遠程自動抄表系統(tǒng)的典型方案二三級網(wǎng)絡(luò)的遠程自動抄表系統(tǒng)

三級網(wǎng)絡(luò)的遠程自動抄表系統(tǒng)。

第七十九頁，共100頁。6.４.3遠程自動抄表系統(tǒng)的典型方案二三級網(wǎng)絡(luò)的遠程自動抄表系統(tǒng)

該系統(tǒng)將抄表交換機和抄表集中器和二為一，它通過RS-485網(wǎng)或低壓配電線載波方式讀取智能電能表數(shù)據(jù)，直接采集脈沖電能表的輸出脈沖，然后再通過公用電話網(wǎng)將數(shù)據(jù)送至電能計費中心的計算機網(wǎng)絡(luò)。第八十頁，共100頁。6.４.3遠程自動抄表系統(tǒng)的典型方案三采用無線電臺的遠程自動抄表系統(tǒng)

采用無線電臺的遠程自動抄表系統(tǒng)

第八十一頁，共100頁。

6.5現(xiàn)場總線及應(yīng)用第八十二頁，共100頁。章節(jié)內(nèi)容提要6.5.1現(xiàn)場總線的概念6.5.2現(xiàn)場總線的技術(shù)特點6.5.3現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的組成6.5.4現(xiàn)場總線的優(yōu)越性6.5.5幾種典型的現(xiàn)場總線簡介

一CAN總線二LonWorks三PROFIBUS四HART第八十三頁，共100頁。6.5現(xiàn)場總線及應(yīng)用

6.5.1現(xiàn)場總線的概念

現(xiàn)場總線（FieldBus）是在20世紀80年代末到90年代初國際上發(fā)展形成的，它指現(xiàn)場儀表和數(shù)字控制系統(tǒng)輸入輸出之間的全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)。一般把現(xiàn)場總線系統(tǒng)稱為第五代控制系統(tǒng)，也稱作FCS（FieldControlSystem）——現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）作為新一代控制系統(tǒng)，一方面，突破了DSC系統(tǒng)采用通信專用網(wǎng)絡(luò)的局限，采用了基于公開化、標準化的解決方案，克服了封閉系統(tǒng)所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中與分散相結(jié)合的集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變成了新型全分布式結(jié)構(gòu)，把控制功能徹底放到現(xiàn)場。改變了傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計方法和安裝調(diào)試方法。第八十四頁，共100頁。6.5現(xiàn)場總線及應(yīng)用

6.5.2現(xiàn)場總線的技術(shù)特點

現(xiàn)場總線系統(tǒng)具有：開放性、分散性、數(shù)字化、互操作性強及費用低等特征。（1）開放式互連網(wǎng)絡(luò)。互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)使得既可與同層網(wǎng)絡(luò)相連，也可與不同層網(wǎng)絡(luò)互連。用戶可按照自己的需要和對象把來自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品組成大小隨意的系統(tǒng)。（2）互操作性與互換性?；ゲ僮餍灾赣脩艨梢詫⒉煌瑥S家的儀表集成在一起，同一組態(tài)?；Q性則意味著不同廠家的性能類似的設(shè)備可進行互連互換，實現(xiàn)“即接即用”。（3）智能化與自治化。現(xiàn)場總線設(shè)備處理各種參數(shù)，運行狀態(tài)信息及故障信息，具有較高的智能化，僅靠現(xiàn)場設(shè)備就可完成自動控制的基本功能，并可隨時診斷設(shè)備的運行狀態(tài)。即使在網(wǎng)絡(luò)故障的時候，也能獨立工作。極大地提高了整個系統(tǒng)的可靠性。第八十五頁，共100頁。6.5現(xiàn)場總線及應(yīng)用

6.5.2現(xiàn)場總線的技術(shù)特點

（4）分散控制。現(xiàn)場設(shè)備自身就可以完成自動控制的基本功能，實現(xiàn)了徹底的分散控制。從根本上改變了現(xiàn)有的DCS集中與分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)體系，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。（5）具有較強的環(huán)境適應(yīng)能力。作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場總線，是專為在現(xiàn)場環(huán)境工作而設(shè)計的，可以在惡劣的環(huán)境下正常工作。具有較強的抗干擾能力，可采用兩線制實現(xiàn)供電與通信，并可滿足本質(zhì)安全防暴要求等。（6）綜合功能。現(xiàn)場儀表既有檢測、變換和補償?shù)墓δ?，又有控制和運算功能，可以在一個儀表中集成多種功能。實現(xiàn)一表多用，降低了成本。第八十六頁，共100頁。6.5現(xiàn)場總線及應(yīng)用

6.5.3現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的組成

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)一般由以下幾部分組成：現(xiàn)場總線儀表、控制器；現(xiàn)場總線線路；監(jiān)控、組態(tài)計算機。其中，儀表、控制器、計算機都需要通過現(xiàn)場總線網(wǎng)卡、通信協(xié)議軟件連接到網(wǎng)上。第八十七頁，共100頁。6.5現(xiàn)場總線及應(yīng)用

6.5.4現(xiàn)場總線的優(yōu)越性

現(xiàn)場總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡化，使變電站自動化系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、投運到正常生產(chǎn)運行及其檢修維護，都體現(xiàn)出了優(yōu)越性：（1）節(jié)省硬件數(shù)量與投資。（2）節(jié)省安裝費用。（3）節(jié)省維護開銷。（4）用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權(quán)。（5）提高了變電站自動化系統(tǒng)的準確性可靠性。（6）易于實現(xiàn)設(shè)備擴充和產(chǎn)品改型。

第八十八頁，共100頁。6.5.5幾種典型的現(xiàn)場總線簡介

一CAN總線

CAN是ControllerAreaNetwork（控制器局域網(wǎng)絡(luò)）的縮寫。由德國Bosch公司開發(fā)的控制局域網(wǎng)絡(luò)，是一種具有很高可靠性、支持分布式實時控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。國際標準化組織ISO/TC22技術(shù)委員會已制定了CAN協(xié)議國際標準ISO/DIS11898（通信速率1Mbps），ISO/DIS11519（通信速率125kbps）,它是目前唯一被批準的國際標準的現(xiàn)場總線。（一）CAN的特性（1）CAN協(xié)議參照ISO/OSI模型，但結(jié)構(gòu)作了大量簡化，分為兩層：數(shù)據(jù)鏈路層和物力層。（2）CAN節(jié)點無主從之分，采用多主工作方式，網(wǎng)絡(luò)上任意一個節(jié)點均可以在任意時刻主動的向網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點發(fā)送信息，選擇點對點、一點對多點或全局廣播等幾種方式傳送和接收數(shù)據(jù)。

第八十九頁，共100頁。6.5.5幾種典型的現(xiàn)場總線簡介

CAN總線

（3）CAN采用非破壞性總線優(yōu)先級仲裁技術(shù)，當兩個節(jié)點同時向網(wǎng)絡(luò)上傳送信息時，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止數(shù)據(jù)傳送，而優(yōu)先級高的節(jié)點可不受影響的繼續(xù)傳輸。（4）CSNBus上的節(jié)點數(shù)，理論值為2000個，