0引言
　　
　　隨著江蘇電網(wǎng)的迅速發(fā)展和電力系統(tǒng)應(yīng)用需求的不斷增加，系統(tǒng)對信息量的需求大幅度增加，原有的遠(yuǎn)動通信方式已很難滿足實際應(yīng)用的要求。由于江蘇電網(wǎng)220kV變電站數(shù)量較多，因而大量采用CDT協(xié)議，由地調(diào)向省調(diào)轉(zhuǎn)發(fā)信息。CDT協(xié)議的設(shè)計初衷是為了盡可能減少傳輸帶寬的占用和降低傳輸雙方的處理難度，以適應(yīng)過去有限的通信和計算機資源，但存在著以下幾個問題：①信息容量有限。CDT協(xié)議的信息字長僅為6字節(jié)，其中5字節(jié)直接攜帶地址信息和數(shù)據(jù)信息，導(dǎo)致可以支持的地址空間十分有限，無法適應(yīng)大型地調(diào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的需求。目前，我們常常采用增加通道的方法來擴(kuò)大容量，需要2個及以上端口與省調(diào)進(jìn)行信息傳輸，配備的遠(yuǎn)動通道也要4個以上，性能價格比極低。②數(shù)據(jù)類型單一。有限的信息容量使得CDT協(xié)議僅能表示二進(jìn)制量、16位模擬量和32位累計值這3種數(shù)據(jù)類型。③響應(yīng)速度慢。傳統(tǒng)遠(yuǎn)動通道大多采用9600bit/s以下（甚至是300bit/s～600bit/s）的通信速率，數(shù)據(jù)刷新慢，變化數(shù)據(jù)的更新不及時，實時性無法滿足系統(tǒng)要求。④可靠性差。CDT協(xié)議的事件傳送機制通過增發(fā)重復(fù)報文來提高對側(cè)正確接受的概率，由于沒有使用更科學(xué)的應(yīng)答確認(rèn)方式，被干擾的報文有可能丟失，無法確保事件信息的可靠傳送。
　　
　　因此，使用更為*的通信手段對原有遠(yuǎn)動通信方式進(jìn)行改造顯得十分必要。隨著江蘇電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建成及投入使用，江蘇省調(diào)進(jìn)行了EMS網(wǎng)絡(luò)通信方面的研究和應(yīng)用工作。
　　
　　1遠(yuǎn)動通信網(wǎng)絡(luò)化
　　
　　1.1網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的選擇
　　
　　雖然遠(yuǎn)動通信要求很高的實時性，但是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)可以用合理的代價得到需要的網(wǎng)絡(luò)速度。對于EMS內(nèi)部和變電站內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)，基于交換技術(shù)的快速以太網(wǎng)無疑是的選擇。在10Mbit/s的層次上，以太網(wǎng)或許還有競爭者，例如令牌環(huán)網(wǎng)。但是進(jìn)入到100Mbit/s及更高速率之后，無論從性能或是價格來考慮，以太網(wǎng)都是局域網(wǎng)領(lǐng)域的。其他高速網(wǎng)技術(shù)，如ATM和FDDI，雖然在局域網(wǎng)中應(yīng)用不廣，但是可以作為連接主站與主站、主站與變電站的廣域網(wǎng)解決方案。
　　
　　1.2傳輸層協(xié)議和路由功能
　　
　　由于Internet的極大成功，TCP/IP已經(jīng)成為從局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)領(lǐng)域的事實標(biāo)準(zhǔn)。TCP/IP使用IP完成路由，使用TCP實現(xiàn)傳輸層控制，從功能和效率上都能滿足遠(yuǎn)動通信的需要。由于其在Internet上的大量使用，導(dǎo)致*范圍內(nèi)研制和生產(chǎn)了大量基于TCP/IP的硬件、軟件，可以說TCP/IP是目前獲得支持zui廣、發(fā)展zui快、zui為成熟的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。因此，IEC也將TCP/IP選為IEC60870-5-104和TASE.2的基礎(chǔ)協(xié)議。
　　
　　1.3應(yīng)用層協(xié)議的選擇
　　
　　有了TCP進(jìn)行傳輸控制，原則上可以選擇任何一種應(yīng)用層協(xié)議。考慮到不同系統(tǒng)之間的互操作性，為了使系統(tǒng)具有更好的開放性和擴(kuò)展性，應(yīng)該在標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中進(jìn)行選擇。目前已選擇的以及未來可能被選擇的協(xié)議包括：IEC60870-5-101，IEC60870-5-104，IEC60870-6（TASE.2），IEC61850。這幾種應(yīng)用層協(xié)議的基本特性的比較，如表1所示。　　由表1可見，除了IEC60870-5-101之外，其他3種協(xié)議都是為了在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用而設(shè)計的。IEC60870-5-101使用變長的地址，zui長可達(dá)到24位，可以滿足一般變電站內(nèi)、變電站與主站之間傳送數(shù)據(jù)的需要。因此，在無法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化改造的場合，IEC60870-5-101是傳統(tǒng)遠(yuǎn)動協(xié)議的替代。TASE.2和IEC61850協(xié)議更進(jìn)一步，將數(shù)據(jù)（設(shè)備）定位方式改變?yōu)榘疵Q檢索，使它們具有近乎無限的數(shù)據(jù)容量，給上層應(yīng)用程序帶來更大的靈活性。IEC61850甚至支持層次型的命名方式，為按照IEC61970規(guī)范開發(fā)的EMS提供了更好的信息集成能力。
　　
　　2應(yīng)用層協(xié)議在EMS中的應(yīng)用
　　
　　根據(jù)不同協(xié)議的特性以及它們目前在EMS中的使用情況，可以得到以下結(jié)論：
　　
　　a．從應(yīng)用要求和IEC的態(tài)度可見，遠(yuǎn)動通信網(wǎng)絡(luò)化是大勢所趨，逐步進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化改造是明智的選擇。
　　
　　b．EMS的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、面向?qū)ο蠡前l(fā)展趨勢，可以在條件許可的前提下，選擇具有面向?qū)ο筇匦缘男聟f(xié)議。這是一個從高層到低層、從主站系統(tǒng)到變電站系統(tǒng)逐步面向?qū)ο蠡倪^程。
　　
　　c．TASE．2和IEC61850都源自中國電力科學(xué)研究院（EPRl）對UCA（UtilityCommunicationArchitecture）的研究和推廣，它們都以另一個協(xié)議ISO9506（ManufacturingMessageSpecification）為基礎(chǔ)，并使用MMS提供的服務(wù)。從表1可以看出，IEC推薦在不同場合選擇使用IEC61850，IEC60870-5和IEC60870-6，雖然目前IEC61850并未zui后定稿，但可以保證在TASE.2上的投資不會因為IEC61850的推廣而浪費。
　　
　　基于以上分析，我們確定以下原則：
　　
　　a．主站與主站之間建立網(wǎng)絡(luò)通信并選用TASE.2；
　　
　　b．主站與變電站之間建立網(wǎng)絡(luò)通信并選用IEC60870-5-104；
　　
　　c．對于當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)較為簡單或者沒有當(dāng)?shù)乇O(jiān)控的RTU裝置，以IEC60870-5-104實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信；
　　
　　d．對于沒有網(wǎng)絡(luò)能力的RTU裝置，通過終端服務(wù)器轉(zhuǎn)接上網(wǎng)或者直接使用串行通道，然后選用IEC60870-5-101，其中終端服務(wù)器方式為推薦方式。
　　
　　3江蘇電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)
　　
　　為了解決傳統(tǒng)遠(yuǎn)動通信中存在的問題，開展EMS網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用工作，首先必須有完備的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。江蘇省電力公司于2000年建成了基于ATM的三級數(shù)據(jù)網(wǎng)，分為骨干交換層和接入層。骨干交換層包括江蘇省電力公司本部和全部13個地區(qū)供電公司，選用北方電訊Passport15000作為骨干ATM交換設(shè)備，交換容量為40GB，中繼帶寬為622Mbit/s，選用Passport7480作為骨干節(jié)點業(yè)務(wù)接人設(shè)備。接人層包括江蘇電網(wǎng)中的500kV變電站和主要發(fā)電廠，選用北方電訊Passport5430，按就近接人的原則通過2Mbit/s的ATM中繼接人附近的骨干層節(jié)點。江蘇電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在IP業(yè)務(wù)的實施過程中，利用北方電訊Passport交換機提供的*PN功能構(gòu)建了用于實時控制業(yè)務(wù)的VPN（簡稱實時VPN），各節(jié)點的調(diào)度實時系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)通信工作站直接接入實時VPN，采用IEC60870-6TASE.2協(xié)議進(jìn)行省、地調(diào)EMS/SCADA系統(tǒng)之間的實時數(shù)據(jù)通信。通過網(wǎng)絡(luò)方式直接將省調(diào)直收電廠和500kV變電站的RTU信息上網(wǎng)的工作目前正在進(jìn)行。
　　
　　4通信協(xié)議在江蘇電網(wǎng)EMS中的使用狀況
　　
　　江蘇電網(wǎng)EMS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用分為以下3個方面：①地調(diào)與省調(diào)間TASE.2通信；②電廠或變電站與省調(diào)間的IEC60870-5-104網(wǎng)絡(luò)通信；③電廠或變電站通過終端服務(wù)器與省調(diào)間的常規(guī)遠(yuǎn)動協(xié)議通信。3種通信方式的示意圖如圖1所示。
　　　　地調(diào)與省調(diào)之間選用TASE.2通信。江蘇省調(diào)與南瑞電網(wǎng)控制公司在OPEN2000系統(tǒng)上進(jìn)行了應(yīng)用方面的合作開發(fā)。目前，大部分地調(diào)與省調(diào)進(jìn)行了TASE.2通信，其中，蘇州、南京、揚州、徐州等供電公司TASE.2已經(jīng)正式投運，并已取消常規(guī)的遠(yuǎn)動通信，取得了很好的運行效果。信息容量不再受到限制，遙信信息除了變電站的斷路器外，還將所需的刀閘信息送到了省調(diào)。同時，系統(tǒng)的實時性得到了可靠保證，經(jīng)測試，從地調(diào)人工遙信變位或遙測突變，到省調(diào)一次主接線圖反應(yīng)時間，遙測小于5s，遙信小于4s。因此，TASE.2通信在江蘇電網(wǎng)已經(jīng)得到了很好的應(yīng)用，產(chǎn)生了巨大的效益。
　　
　　電廠或變電站與省調(diào)間選用IEC60870-5-104通信。目前，江蘇電網(wǎng)采用IEC60870-5-04網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議而且已投運的有射陽港、夏港、鹽城、徐塘、諫壁等5座發(fā)電廠和東善橋500kV變電站，信息傳輸效果非常好，現(xiàn)場遙測、遙信變化到主站主接線圖反應(yīng)時間，遙測小于4s，遙信小于3s，而采用常規(guī)遠(yuǎn)動通信方式時，其反應(yīng)時間均大于10s。
　　
　　電廠或變電站通過終端服務(wù)器與省調(diào)間的常規(guī)遠(yuǎn)動協(xié)議通信。從圖1可以看出，這種通信僅僅采用了網(wǎng)絡(luò)傳輸，其應(yīng)用層協(xié)議還是常規(guī)遠(yuǎn)動協(xié)議，真正的傳輸速率受到RTU串行口速率的限制。但由于省略了兩端的調(diào)制解調(diào)器設(shè)備，其誤碼率大大降低，通信信道的可靠性有了很大提高，目前江蘇電網(wǎng)以這種方式投運的僅下關(guān)發(fā)電廠1座，效果比較好。采用這種通信方式將大大提高信息傳輸?shù)目煽啃裕容^適合于規(guī)模較小的電廠或變電站。
　　
　　從江蘇電網(wǎng)的經(jīng)驗看，遠(yuǎn)動通信網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)勢主要是：①增加信息容量，提高擴(kuò)展性；②提高信息傳送速度，改善系統(tǒng)實時性；③大幅度提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br />　　
　　5結(jié)語
　　
　　從目前江蘇電網(wǎng)EMS的3種網(wǎng)絡(luò)通信方式的試運行情況來看，效果比較好。下一步將按照計劃全面推廣使用，所有地調(diào)全部實現(xiàn)TASE.2通信；500kV變電站和部分規(guī)模較大的發(fā)電廠全部采用IEC60870-5-104網(wǎng)絡(luò)通信；常規(guī)RTU且規(guī)模較小的發(fā)電廠采用增加終端服務(wù)器方式實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。爭取在2003年全面實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，使江蘇電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用提高到一個新的水平。