IEC60870-5-103规约在电气化铁路微机馈线保护装置中应用的研究
基于IEC60870-5-103规约的保护装置冗余网络通信设计
基于IEC60870-5-103规约的保护装置冗余网络通信设计郑飞;路建涛;高莉;贠保记【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2010(038)024【摘要】基于IEC60870-5-103规约和嵌入式ucLinux平台,设计了一种应用于电力系统保护测控装置的冗余网络通信方案.该方案在硬件设计上采用双以太网口,两个网口互为备用,在软件设计上利用嵌入式ucLinux系统中的socket编程和数据的共享或备份实现了保护装置针对多个上位机的冗余网络通信功能.对103规约的基本应用功能进行了分析,并针对冗余网络通信中应用功能遇到的特殊问题,提出了应用功能实现的方法.经过在保护装置中的应用,表明该方案能有效地提高通信的可靠性.【总页数】5页(P168-171,194)【作者】郑飞;路建涛;高莉;贠保记【作者单位】西安科技大学电气与控制工程学院,陕西,西安,710054;中煤西安设计工程有限责任公司,陕西,西安,710054;西安供电局,陕西,西安,710032;西安西瑞保护控制设备有限责任公司,陕西,西安,710075【正文语种】中文【中图分类】TM76【相关文献】1.IEC60870-5-103规约在电气化铁路微机馈线保护装置中应用的研究 [J], 陈忠斌;陈剑云2.基于PLC的IEC60870-5-103规约解析器的研究与应用 [J], 张广龙;史丽萍;张颖3.基于VxWorks的微机保护装置网络通信设计 [J], 张红涛;卢涛;方刚;王腾4.一种基于MVI56E-MCM的冗余Modbus通信设计与实现 [J], 李志刚;王伟;杨灵飞;李婷婷;董伟光5.用于微机保护设备基于IEC60870-5-103传输规约的通信接口技术的研究与开发[J], 谭嘉虎因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
变电站自动化系统IEC60870-5-103和IEC60870-5-104协议的分析和实施
变电站自动化系统IEC60870-5-103和IEC60870-5-104协议的分析和实施徐立子( 中国电力科学研究院，北京100085 )摘要：阐述了国际电工委员会（IEC）制定的用于变电站自动化系统的国际标准IEC 60870－5－101、IEC 60870－5－104和IEC60870－5－103。
（我国行标DL／T 667－1999）分析了这些标准对变电站自动化系统所提出的要求和实现。
关键词：变电站自动化系统；传输规约；智能电子设备；RS485总线；光纤传输系统；以太网1IEC60870-5-103标准1．1为互换性和互操作性对物理层的规范要求IEC60870－5－103标准为继电保护设备（智能电子设备（IED）或间隔单元）信息接口配套标准。
此标准规定，在变电站自动化系统中物理层应采用光纤传输系统和／或RS485总线系统。
（1）光纤传输系统为了提高抗电磁干扰能力和传输距离，应采用光纤传输系统，继电保护设备（或间隔单元或IEDs）的接口必须是光纤连接器。
光纤连接器应为：BFOC／2．5（IEC60874－10说明）或F－SMA （IEC60874－2说明）。
对玻璃光纤：渐变型（graded－index），纤芯直径和包层直径分别为62．5和125μm，光波长为820～860 nm，传输功率最小为－16 dBm，最小接收功率最小为－24 dBm，系统储备最小为＋3 dBm，典型距离为1000 m，温度范围为－5～＋55℃。
对塑料光纤：阶跃型（step－index），纤芯直径和包层直径分别为980和1000μm，光波长为660nm，传输功率最小为－7 dBm，最小接收功率最小为－20 dBm，系统储备最小为＋3 dBm，典型距离为40 m，温度范围为－5～＋55℃。
（2）EIARS485接口作为上述光纤传输的一种变通，在控制系统和继电保护设备或间隔单元之间可以采用基于双绞线的传输系统。
此种传输系统应符合EIARS485标准。
IEC60870-5-104规约在微电网能量管理系统中的应用
IEC60870-5-104规约在微电网能量管理系统中的应用作者：张艳丽徐兴辉赵学臣来源：《中国新通信》2014年第14期【摘要】首先介绍了微电网能量管理系统的通讯系统结构，然后根据微电网能量管理和优化控制的特点，对IEC60870- 5- 104国际标准规约进行扩展应用研究，最后针对互操作性，给出了建议报文类型的选择方案。
【关键词】微电网 IEC60870- 5- 104规约能量管理系统微电网（Micro-Grid），是一种由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控保护装置汇集而成的小型发配电系统。
其中，IEC60870-5-104规约（以下简称104规约）作为一种国际标准，除已经在变电站自动化、调度自动化等领域得到广泛应用外，104规约在微电网监控与能量管理系统中也被大量采用。
一、微电网前置通讯系统架构一种是采用通讯管理机进行规约转换，各种格式的数据经转换后统一以一种规约，如IEC60870-5-104规约，传到微网能量管理系统的前置服务器。
另一种，不需要专门的规约转换装置，直接在微网能量管理系统的前置服务器上接入各种微电网设备，前置通讯服务器完成全部的数据采集功能。
二、104规约在微网能量管理系统中的扩展应用微网能量管理系统需要根据特定的运行模式和控制策略，实时调节分布式发电与储能功率等数据。
为实现实时快速响应，同一时刻需要下达对多个设备的调节指令。
标准104规约中，遥控、遥调指令的报文格式规定同一帧报文只能发送一条指令，无法满足实时要求。
另外，标准104规约中虽然可以传送保护信息，但也不能完全满足实际需求。
2.1 扩展多点控制命令在一帧中发送多个控制指令。
类型53用于不带时标的多点遥控或多点设定值，类型54用于带时标的多点设定值。
自定义： =多点控制方案命令 C_MC_ NA_1标准104规约的遥控命令（C_DC_NA_1）和遥调命令（C_ RC_NA_1），需要首先发送选择命令，返校正确后，再发送执行命令。
许继103规约详解
许继103规约报文详解IEC60870-5-103（DL/T667-1999）报文详解一、800系列装置串口IEC60870-5-103部分一、引用标准IEC60870-5-103：1997 继电保护设备信息接口配套标准，DL/T667-1999 远动设备及系统第5 部分传输规约第103 篇继电保护设备信息接口配套标准。
二、通信接口1．接口标准：RS232 或RS485。
2．通信格式：异步，1 位启始位，8 位数据位，1 位偶校验，1 位停止位。
3．通信速率：9600 bit/s。
4．通信方式：主从式，装置为从站。
三、报文格式IEC60870-5-103 通信规约有固定帧长和可变帧长两种报文格式。
前者用于传送“复位、召唤、确认、无所要求、链路状态/响应、忙帧”等信息。
后者主要用于传送“命令、数据”等信息。
b.接受校验：每帧报文的启动位，停止位、偶校验位。
接受校验的字符有启动字符、帧校验和、结束字符，若检出一个差错，舍弃此帧数据，若无差错，数据有效。
256的模和）。
b. ASDU 链路用户数据包的具体格式详见下文介绍c. Length=ASDU 链路用户数据包的字节数+2(2为控制域、地址域的长度)，长度为控制域、地址域、链路用户数据的8位位组的个数，即字节个数。
d. 接受校验：每帧报文的启动位，停止位、偶校验位。
接受校验的字符有启动字符、两个长度字符Length应一致、接受字符总数为L＋6（两个启动字符、两个长度字符、校验字符及结束字符16）、帧校验和、结束字符，若检出一个差错，舍弃此帧数据，若无差错，数据有效。
注：固定帧长报文主站和子站之间的确认；而可变帧长用于主站和子站之间传输数据。
3、控制域控制域分“主-->从”和“从-->主”两种情况。
（1）“主-->从”报文的控制域D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0备用 PRM FCB FCV FUNCTION CODE0或1 1 功能码（见下表）注： a、启动报文位PRM为1时，表示是由控制系统向继电保护设备（或间隔单元）传输，控制系统为启动站，启动报文位PRM为0时，表示是由继电保护设备（或间隔单元）向控制系统传输，。
IEC60870-5-103规约在变电站后台监控系统中的应用研究与实现的开题报告
IEC60870-5-103规约在变电站后台监控系统中的应用研究与实现的开题报告一、选题依据及研究背景1.选题依据：随着变电行业的不断发展和现代化智能化的转型，变电站后台监控系统已经成为重要的能源监测手段。
为了实现变电站智能化运维管理，必须采用一种高效、可靠、安全且开放的规约协议，以实现监控、控制和通信。
2.研究背景：IEC60870-5-103是一种用于电力系统控制的标准协议，具有快速、可靠、安全等特点，广泛应用于变电站后台监控系统。
在实际应用过程中，IEC60870-5-103规约的应用和实现存在很多问题和难点，如多厂家设备间的互联、通信协议的转换和兼容等。
因此，研究IEC60870-5-103规约在变电站后台监控系统中的应用和实现，对于提高系统的运行效率和稳定性，具有重要意义。
二、研究内容及研究目标1.研究内容：研究变电站后台监控系统的应用场景和功能需求，综合多种IEC60870-5-103通信协议的实现方式和技术路线，分析其应用优势和不足，探讨规约在系统应用中的适配性和稳定性，并开发一个基于IEC60870-5-103规约的变电站后台监控系统原型。
2.研究目标：掌握IEC60870-5-103规约在变电站后台监控系统中的应用和实现技术，建立一套完整的IEC60870-5-103规约通信协议应用框架，设计和实现一个符合实际需求的变电站后台监控系统原型，验证其可靠性和稳定性，为实现变电站智能化运维管理提供技术支持和实践经验。
三、研究方法和技术路线1.研究方法：采用文献综述、案例分析、需求调研、技术探索和实验验证等方法，结合规约的技术特点和系统应用场景需求，分析和构建完整的IEC60870-5-103应用框架，设计并实现变电站后台监控系统原型，并进行实验验证和性能测试。
2.技术路线：通过对IEC60870-5-103技术规范和协议的深入分析，结合多种通信技术和协议解决方案，构建支持业务需求和功能扩展的应用框架；针对变电站后台监控系统的实际应用场景和需求，设计系统结构和模块，并开发IEC60870-5-103规约通信模块和业务逻辑处理模块；同时，结合实际设备环境和网络通信性能，进行测试和性能优化，确保系统的稳定性和可靠性。
iec60870-5-103规约基本要点.doc
一、DL/T667-1999（IEC60870-5-103）通信规约基本要点1. 通信接口1.1 接口标准：RS232、RS485、光纤。
1.2 通信格式：异步，1位起始位，8位数据位，1位偶校验位，1位停止位。
字符和字节传输由低至高。
线路空闲状态为1，字符间无需线路空闲间隔，两帧之间线路空闲间隔至少33位（3个字节）1.3 通信速率：可变。
1.4 通信方式：主从一对多，Polling方式。
2. 报文格式870－5－103通信规约有固定帧长报文和可变帧长报文两种报文格式，前者主要用于传送“召唤、命令、确认、应答”等信息，后者主要用于传送“命令”和“数据”等信息。
2.1 固定帧长报文启动字符控制域地址域代码和结束字符注：代码和=控制域+地址域（不考虑溢出位，即256模和）2.2————启动字符1（1byte）————长度（1byte）————长度（重复）（1byte）————启动字符2（重复）（1byte）————控制域（1byte）————地址域（1byte）————链路用户数据[（length-2）byte]————代码和（1byte）————结束字符（1byte）注：（1）代码和=控制域+地址域+ ASDU代码和（不考虑溢出位，即256模和）（2）ASDU为“链路用户数据”包，具体格式将在下文介绍（3）Length=ASDU字节数+22.3 控制域控制域分“主 从”和“从 主”两种情况。
（1）“主 从”报文的控制域D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0备用PRM FCB FCV 功能码0 11（A）PRM（启动报文位）表明信息传输方向，PRM=1由主站至子站；PRM=0由子站至主站。
（B）FCB（桢记数位）。
FCB = 0 / 1——主站每向从站发送新一轮的“发送/确认”或“请求/响应”传输服务时，将FCB取反。
主站为每个从站保存一个FCB的拷贝，若超时未收到应答，则主站重发，重发报文的FCB保持不变，重发次数最多不超过3次。
深圳南瑞IEC-103规约说明
深圳南瑞IEC－103规约说明深圳南瑞编写：校核：2001年3月12日前言 (3)第一章IEC-103规约功能说明 (4)第二章IEC-103规约结构 (5)第三章IEC-103物理层说明 (5)第四章IEC-103链路层说明 (5)4.1 传输方式 (5)4.2 传输速率、校验方式和重复帧传输的超时时间间隔 (5)4.3 帧格式 (5)4.3.1 固定帧长帧格式 (6)4.3.2 可变帧长帧格式 (6)4.3.3 控制系统至保护设备报文控制域的定义 (7)4.3.4 保护设备至控制系统报文控制域的定义 (8)第五章IEC-103（深圳所）应用层说明 (9)5.1 1级和2级用户数据的定义及其优先级 (9)5.2 应用层系统介绍 (10)5.3 初始化 (10)5.4 时间同步 (13)5.5 总查询 (14)5.6 正常通信过程(正常情况下链路传输过程) (16)5.7 保护事件、告警信息、状态量的传输 (17)5.8 命令传输过程(信号复归) (17)5.9 通用分类服务(定值、测量值、软压板（控制字）) (18)5.9.1 通用分类服务概述 (18)5.9.2 目录结构（组号条目号的定义） (19)5.9.3 通用分类服务原理 (20)5.9.4 读取定值、测量值、软压板（控制字） (20)5.9.5 修改定值、软压板（控制字） (23)5.10扰动数据传输(录波数据传输) (28)5.10.1 绕动数据的内容 (28)5.10.2 绕动数据传输的过程 (28)前言IEC60870-5-103传输规约是1999年10月1日实施的电力行业标准（国内称为DL/T 667－1999继电保护设备信息接口配套标准），规约要求采用此规约的监控和保护装置必须符合该标准的所有强制性定义。
IEC60870-5-103规约作为新的变电站内通信规约，在以后的大量应用是必然趋势。
它理论上可以传送站内保护所有通讯数据，但同时灵活性也较大。
IEC60870-5-103
附录：DL/T667-1999（IEC60870-5-103）通信规约简介1. 通信接口1.1 接口标准：RS232、RS485、光纤。
1.2 通信格式：异步，1位起始位，8位数据位，1位偶校验位，1位停止位。
1.3 通信速率：可变。
1.4 通信方式：主从一对多方式，本装置为从站。
2. 报文格式870－5－103通信规约有固定帧长报文和可变帧长报文两种报文格式，前者主要用于传送“召唤、命令、确认、应答”等信息，后者主要用于传送“命令”和“数据”等信息。
2.1 固定帧长报文启动字符控制域地址域代码和结束字符注：代码和=控制域+地址域————启动字符1（1byte）————长度（1byte）————长度（重复）（1byte）————启动字符2（重复）（1byte）————控制域（1byte）————地址域（1byte）————链路用户数据[（length-2）byte]————代码和（1byte）————结束字符（1byte）注：（1）代码和=控制域+地址域+ ASDU代码和（2）ASDU为“链路用户数据”包，具体格式将在下文介绍（3）Length=ASDU字节数+22.3 控制域控制域分“主 从”和“从 主”两种情况。
（1）“主 从”报文的控制域D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0备用PRM FCB FCV FUNCTION CODE0 1 FCB FCV（A）FCV = 0 ——FCB无效1 ——FCB有效（B）FCB = 0 / 1——主站每向从站发送新一轮的“发送/确认”或“请求/响应”传输服务时，将FCB取反。
主站为每个从站保存一个FCB的拷贝，若超时未收到应答，则主站重发，重发报文的FCB保持不变，重发次数最多不超过3次。
若重发3次后仍未收到预期应答，则结束本轮传输服务。
（注：功能码等于3、4的报文为可变帧长报文，其余报文均为固定帧长报文。
(2) “从 主”报文的控制域D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0备用PRM ACD DFC Function Code0 0 ACD DFC(A) ACD——要求访问位ACD = 1——通知主站，从站有一级数据请求传送。
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IEC60870-5-103规约在电气化铁路微机馈线保护装置中应用的
研究
摘要：本文研究了IEC60870-5-103规约在电气化铁路微机馈线保护装置中的应用。
首先，对IEC60870-5-103规约进行了简要介绍，然后针对电气化铁路微机馈线保护装置作出相应分析，研究了IEC60870-5-103规约在电气化铁路微机馈线保护装置中的应用，并探讨了它的优势和不足之处。
本研究的结果表明，IEC60870-5-103规约被广泛应用于电气化铁路微机馈线保护装置，它拥有简单易操作、可靠性高、安全性强等优势，且通信距离可以达到100米左右。
关键词：IEC60870-5-103规约；电气化铁路微机；馈线保护装置
正文：IEC 60870-5-103是一个新的规范，即“使用异步传输和采用特殊数字信息结构的数字控制信息交换”，旨在控制和保护自动化外部设备。
它是IEC60870-5系列标准的一种，其余的有IEC60870-5-101规范、IEC60870-5-104规范和IEC60870-5-106规范等。
IEC60870-5-103规范主要就是用于控制和保护设备的通信。
电气化铁路微机馈线保护装置是铁路保护设备，用于控制和保护电力供电系统中各种设备，以实现线路的安全运行。
由于IEC60870-5-103规范性能稳定、可靠性高、操作简单，因此被广泛应用于电气化铁路微机馈线保护装置。
IEC60870-5-103规约在电气化铁路微机馈线保护装置中的应用
具有一定的优势。
首先，IEC60870-5-103规范具有可靠性高、安全性强等优势，且通信距离可以达到100米左右，可以满足大范围内的控制和保护需求。
其次，IEC60870-5-103规范所采用的异步技术使其能够支持多种不同类型的设备，提高了它的灵活性和可用性，也使得其在支持多种设备的情况下能够产生更加准确的数据。
然而，IEC60870-5-103规约的应用也存在一些不足之处，例如，IEC60870-5-103规范对多种设备的支持能力有限，不能满足复杂系统的需要；另外，由于IEC60870-5-103规约通信的协议
较复杂，在排错过程中可能会出现一定的困难。
综上所述，IEC60870-5-103规范在电气化铁路微机馈线保护装置中的应用具有许多优势，但也存在一定的缺陷。
因此，为了更好地使用IEC60870-5-103规范，需要进一步完善相关的技术，探索它在电气化铁路微机馈线保护装置中的应用。
电气化铁路微机馈线保护装置中使用IEC60870-5-103规约的典型应
用是故障定位、通信失败检测和远程监控。
典型的故障定位应用包括检测高压线路开关柜、变电站通信模块和变频器控制单元的通信正常性，以及检测各类设备的运行状态，以便及时发现故障和及时采取预防措施。
通信失败检测是在无缝连接的情况下，使用IEC60870-5-103协议及其电气化铁路微机馈线保
护装置，对双方通信质量进行评估，能够及时发现通信失败，以便准确掌握设备的运行状态。
此外，IEC60870-5-103规约还可以用于远程监控，能够与远程电脑或移动设备相连，实现远程操作和远程数据采集功能，以及实时发现设备故障。
因此，IEC60870-5-103规约的应用可以有效提高电气化铁路微机馈线保护装置的工作效率和安全性，有利于确保电气化铁路的正常运行。
但是，由于规约协议复杂、功能限制等特性，我们仍需借助新技术来更好地支持电气化铁路微机馈线保护装置的工作。
针对IEC60870-5-103规约的技术改进已经开始探索。
例如，基于Web服务技术的应用可以使微机馈线保护装置的
网络扩展性能得到显著提高；基于云计算的应用可以加快故障定位的处理速度；而基于大数据的应用则可以更快地进行关键性部件状态的分析。
同时，可以通过使用虚拟化技术来提高设备的可用性，并为设备添加能够协作的软件机制，以改进工作流程和减少误操作。
此外，可以考虑将新技术与传统技术相结合，以实现设备的智能化管理。
总之，为了更好地应用IEC60870-5-103规约，需要不断完善
相关的技术，使它能够更好地适应电气化铁路微机馈线保护装置的工作需求，提高运行效率和安全性，以确保电气化铁路的正常运行。
为了更好地应用IEC60870-5-103规约，必须进行
大量的技术开发和改进。
作为一家负责微机馈线保护装置的开发商，可以采取一系列步骤来提高IEC60870-5-103规约的使
用效果，包括改善设备的性能、提高通信网络的可靠性、控制设备的安全性、添加新功能以及提供日常维护服务。
同时，还可以开发新的集成软件工具，例如模拟调试系统、维护工具和故障处理软件。
在做出上述改进的同时，还需要注意安全管理问题，针对
IEC60870-5-103规约以及电气化铁路微机馈线保护装置中应用的新技术，都需要组织和实施安全检查，确保设备的安全使用
和操作。
这样，才能真正实现IEC60870-5-103规约在电气化铁路微机馈线保护装置中的优化应用，从而更好地确保电气化铁路的正常运行。
由于电气化铁路微机馈线保护装置的工作复杂性，IEC60870-5-103规约在实际应用中仍然存在一些问题。
除了上述技术改进和安全检查之外，还需要采取一系列其他策略来改善IEC60870-5-103规约的使用效果。
例如，通过进行质量控制和检验，以确保设备质量的可靠性；同时，应根据不断变化的工作需求进行相应的调整，以尽可能提高设备的灵活性。
此外，应加强市场宣传和教育，以便更多的用户了解IEC60870-5-103规约的使用方法，并能够更有效地应用它。
只有在上述所有改进措施都落实到位的情况下，才能真正实现IEC60870-5-103规约在电气化铁路微机馈线保护装置中的优化应用，从而确保电气化铁路的正常运行。
此外，为了更好地使用IEC60870-5-103规约，应根据实际工况不断完善服务理念，采取各种方法来增强培训和服务管理水平。
例如，整理可靠的设备运行历史记录，实施全面的质量标准，并通过技术支持、完善的售后服务和正确的维护规程，确保设备和系统的可靠性和稳定性，以满足电气化铁路的需要。
另外，应利用计算机软件和硬件的优势，更加科学地对规约进行升级，以及对未来设备的自检和自修复能力进行持续改进。
只有通过上述改进，才能更好地实现IEC60870-5-103规约在电气化铁路微机馈线保护装置中的优化应用，从而更好地确保电气化铁路的正常运行。
在总结IEC60870-5-103规约在电气化铁路微机馈线保护装置中的优化应用之前，还有一些实施措施值得特别提及，如进行多方安全设计、加强数字化管理等。
多方安全设计是指综合考虑软件、硬件和系统之间的关系，将保障安全的方法集成到产品中，以确保设备的正常运行。
此外，还应加强对电气化铁路微机馈线保护装置的数字化管理，力争在设备中实现“无人”管理，使用户能够更便捷地获取信息，并实现自动诊断、在线报警等功能。
综上所述，只有充分考虑上述改进措施，并努力完善
IEC60870-5-103规约在电气化铁路微机馈线保护装置中的应用，才能真正实现规约的有效运用，从而确保电气化铁路的安全和顺利运行。
为此，应进一步加强电气化铁路微机馈线保护装置维护和管理工作，实施及时有效的设备管理，以便发现问题并及时采取措施解决。
同时，应加强IEC60870-5-103规约的安
全研究，求真务实，深入挖掘，更加深刻地理解其服务质量、通信精度及相关技术，以期拓展规约的应用范围，使之成为电气化铁路最优解决方案。
此外，还应不断研究和改进规约技术，增加其兼容性和可移植性，使其具备更好的可靠性、扩展性和灵活性，以满足电气化铁路及其相关应用系统的要求。
最终，努力为采用IEC60870-
5-103规约的电气化铁路提供更安全、可靠、高效的运行保障。
面对挑战，应充分考虑以上改进方法，并努力实施以下措施：第一，加强设备技术和维护技术的训练，不断提高工作水平和相关管理能力；第二，强化IEC60870-5-103规约的安全性，
提高测试能力，确保规约数据的安全传输；第三，及时完善电气化铁路微机馈线保护装置的故障处理机制，实现快速的故障恢复；第四，加强对IEC60870-5-103规约的研究，深入探索
其应用范围，积极推动技术的发展。
总之，完善IEC60870-5-103规约在发电气化铁路微机馈线保护装置中的应用，必须坚持以安全可靠为核心，坚持多方安全协同，以科学有效地维护和保护设备，以确保电气化铁路的正常安全运行。