辛耀中

　　摘　要　分析了国际电工委员会IEC第57技术委员会TC57的远动通信规约IEC 60870—5系列、计算机数据通信协议IEC 60870—6系列、变电站数据通信协议IEC 61850—7系列等的体系结构和其间的关系，从整体性和系统性角度描述了这些国际标准的发展趋势。
　　关键词　电力系统　数据通信　协议
　　分类号　TM 73

DATA COMMUNICATION PROTOCOL SERIES FOR POWER SYSTEMS

Xin Yaozhong(The National Electric Power Dispatching and Communication Center of China, 100761, Beijing, China)

　　Abstract　IEC 60870-5 series telecontrol communication protocols, IEC 60870-6 series microcomputer-based data communication protocols and IEC 61850-7 series data communication protocols for substations were promulgated by IEC TC57. Their architectures and relations are analyzed. From the viewpoints of integrity and system, the development tend of these international standards is described.
　　Keywords　power systems　data communication　protocol

0　引言

　　国际电工委员会第57技术委员会(简称IEC TC57) 这几年颁布的标准很多，尤其是各系列之间的专业相互渗透，互相影响，很难从整体上理解和把握，这对IEC国际标准的普及、开发、应用和实施带来一定的影响。本文作者于1998年4月在瑞士鲁萨恩参加了IEC TC57 1998年会议［1］，参与了关于电力系统数据通信协议体系的讨论，受益匪浅，现介绍给各位同行。

1　远动通信协议体系（IEC 60870—5系列）

　　传统的远动通信规约一般不分层，IEC WG03定义的远动通信协议分为以下两层：链路层，由IEC 60870—5—1和IEC 60870—5—2描述；应用层，基础部分由IEC 60870—5—3，IEC 60870—5—4，IEC 60870—5—5描述。网络层、传输层、会话层、表示层都为空层，应用层直接映射到链路层。其应用层采用无连接方式，根据应用领域定义了一系列“伙伴标准”(见图1)：IEC 60870—5—101用于常规远动；IEC 60870—5—102用于电能计量信息的接入；IEC 60870—5—103用于继电保护信号接入；IEC 60870—5—104将IEC 60870—5—101用在TCP/IP网络协议之上。到目前为止，IEC 60870—5系列标准除IEC 60870—5—104正在表决外，其它都已经成为正式标准，我国已将IEC 60870—5—101定为电力行业标准（非等同采用）。表1列出了IEC 60870—5—101和IEC 60870—5—104提供的数据对象格式。

值得注意的发展动向是关于远动设备接入数据网络的问题，WG03进行了一定的研究，ABB公司和SIEMENS公司也进行了一些实验。随着我国电力数据网络（CEDnet）的迅速发展，在模拟实验的基础上，国调中心、规划院、华东网调、华东设计院、江苏省调联合在华东黄渡电厂进行了现场实验，取得了较好的结果，详见实验报告。

2　计算机数据通信协议体系（IEC 60870—6系列）

　　IEC TC57 WG07工作组负责制订与ISO和ITU—T兼容的用于电力系统控制的计算机数据通信协议，即IEC 60870—6系列标准(参见表2、图2)。该项工作始于1993年，当时从已广泛应用的协议（如挪威的ELCOM90、美国西部电网的WSCC等）中选择了ELCOM90作为蓝本，开始制订IEC国际标准，称为远方控制应用服务元素TASE（Tele-control Application Service Element,后改为TASE1，参见表3），后来发现该协议适应性较差，与ISO/ITU—T的兼容性不好，美国和德国坚决反对，强烈要求制订一套与ISO和ITU—T兼容性好的协议，于是美国电科院（EPRI）急忙开发了ICCP（Inter Control-Center Communication Protocol），于1996年纳入IEC体系，称为TASE2(参见表4)，与TASE1并列为国际标准,但互不兼容，形成了欧洲与美国两个系列相争不下的局面。其中TASE1基于ISO 9072—1/2 ROSE， TASE2基于ISO 9506 MMS。由于MMS已广泛应用于各行各业,所以TASE2比TASE1适应性更强,更容易实现。
　　欧洲UCPTE采用IEC TASE2实时应用层通信协议，结束了IEC TASE1与IEC TASE2持续了数年的争论，使IEC TASE2成为全球统一的通信协议，这对中国非常有利。我国电力行业标准《电力系统实时数据通信应用层协议DL476—92》已颁布6年，当时还没有国际标准，该协议为我国电力系统数据通信的建设发挥了重要作用，但随着IEC TASE1和IEC TASE2国际标准的逐步形成，我们面临DL476—92修订及与国际标准接轨的问题。现在国际上都统一于TASE2，且IEC 60870—6系列的十几个标准已经基本出齐，建议等同采用作为我国国家标准，并列入1999年工作计划，成立相应工作组，预计2000年完成。

3　变电站数据通信协议体系（IEC 61850—7系列）

　　随着变电站自动化的快速发展，急需制订相应的国际标准，IEC TC57为此成立了3个工作组，这在历史上是很少见的。第10工作组负责变电站数据通信协议的整体描述和总体功能要求，第11工作组负责站级数据通信总线的定义，第12工作组负责控制柜级数据通信协议的定义。图3列出了3层模型和7层模型的协议体系，应该注意到，这几种模型都是基于ISO 9506 MMS的，而且变电站的数据通信总线可直接访问控制中心，不需要另加网关（gateway），是一种将变电站内数据通信协议与广域网协议组合在一起的体系结构。

4　协议转换及数据对象映射

　　远动通信协议、计算机数据通信协议、变电站数据通信协议各有其适应范围，也可以交叉使用(参见图4)。

　　前面已经提到IEC 60870—6系列中的TASE2和IEC 61850—7系列都是以MMS为基础的，MMS已经广泛应用于许多行业的过程控制系统，有很多家公司可以提供MMS支持，对不同计算机和操作系统有不同版本，比较容易实现。从协议角度看，TASE1及IEC 60870—5系列，都可以映射到TASE2(见表5、表6)。从数据角度看，TASE1的数据对象相对比较简单，TASE2的数据对象可以完全覆盖TASE1，但反之不然；IEC 60870—5系列的数据对象可以全部映射到TASE2上，但反之不然。这种协议转换和数据对象映射会损失一些效率，仅可在某些情况下使用，可以在网关中实现(见图5)。

5　结语

　　这里仅分析了IEC 60870—5系列、IEC 60870—6系列、IEC 61850—7系列标准的体系结构和其间的关系，还不是全部标准，分析也是初步的，但从中可以看出两点趋势：
　　a.　ISO 9506 MMS 是过程控制数据通信协议的基础，要加大研究开发力度；
　　b.　TASE2作为计算机实时数据通信协议优于TASE1，应该加快开发，逐步普及。

　　作者单位：国家电力调度通信中心　100761　北京
　　作者简介：辛耀中，男，1956年生，高级工程师，副总工程师，长期从事电力系统调度自动化建设与管理工作，对数据网络、通信协议、信息传输规约等技术有研究。

　　参考文献

［1］辛耀中，李　泽，赵祖康.国际电工委员会第57技术委员会1998年会议概述.电力系统自动化，1998，22(10)