IEC61850到IEC60870-5-104协议转换网关的研究

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。

收稿日期:20072052301基金项目:国家自然科学基金资助项目(60574037)1104规约向IEC 61850信息模型转换的研究与实现李　强,朱永利,董志敏(华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003)摘要:面向点的传统规约向面向对象技术的IEC 61850转换是网络技术发展的必然趋势。

文章在深入研究IEC 60870-5-104和IEC 61850协议的基础上,建立了一种兼顾现有系统又遵循IEC 61850的新型电力远动通信系统网络结构。

通过应用XML Schema 技术对协议映射建模这种新的规约映射方法来设计规约转换网关。

该转换网关是利用以太网通信、信息建模以及XML 等技术来实现传统通信协议与IEC 61850协议的无缝转换,它具有配制灵活、通用性强的优点。

关键词:IEC 60870-5-104;IEC 61850;XML Schema ;转换网关;无缝通信中图分类号:TM764 文献标识码:A 文章编号:1007-2691(2008)02-0098-05Research and implementation of conversion of 104protocol toward IEC 61850information modelL I Qiang ,ZHU Y ong 2li ,Dong Zhi 2min(School of Electrical and Electronic Engineering ,North China Electric Power University ,Baoding 071003,China )Abstract :The conversion of traditional protocol of the dot 2oriented technique toward object 2oriented IEC 61850is an inevitable trend.Based on the in 2depth study on IEC60870-5-104and IEC 61850,a new network architecture of telecontrol communication which puts both the existing system and IEC 61850into consideration is established .Through applying a new protocol mapping method that uses XML Schema technology to model the protocol mapping ,a conversion gateway is designed.The gateway uses the technique of Ethernet Communication ,Information Modeling and XML to realize the seamlessly conversion between the traditional communication protocol and IEC 61850,it is en 2abled to have the characteristics of smart configuration and strong universality.K ey w ords :IEC 60870-5-104;IEC 61850;XML Schema ;conversion gateway ;seamless communication0　引　言目前,在我国电力系统远动信息交换中使用较多的是IEC60870-5-104。

对象模型到IEC60870的映射增加私有类型IEC60870，此私有字段在IED范围内出现一次。

点表由IEDTable圈定，可有多个点表，每个点表可对应多个主站字表由Table定义，类型分别有遥控、遥测及遥信表。

q表示是否带品质描述，t表示是否带时间，默认为false表中数据由Data组成Name属性为此数据名称Addr为信息地址Ref为对象或属性引用Type为类型对于遥测，为短浮点，归一化及标度化等值对于遥信和遥控为单点或双点Desc额外的描述信息<Private type="IEC60870"><kge:IEDTable name="IEC60870-5-101-1"><kge:Table name="" type="YC" q="true" chg=”true”><kge:Data name="" addr="1" ref="" type="Float" group=”9” level=”1” desc="" /> <kge:Data name="" addr="2" ref="" type="Float" group=”9” level=”1” desc="" /> <kge:Data name="" addr="3" ref="" type="Float" group=”9” level=”1” desc="" /> </kge:Table><kge:Table name="" type="YX" q="true" t="true" ><kge:Data name="" addr="1" ref="" type="Double" group=”1” level=”1” desc="" /> <kge:Data name="" addr="2" ref="" type="Single" group=”1” level=”1” desc="" /> <kge:Data name="" addr="3" ref="" type="Single" group=”1” level=”1” desc="" /> </kge:Table><kge:Table name="" type="YK"><kge:Data name="" addr="1" ref="" type="Single" desc="" /><kge:Data name="" addr="2" ref="" type="Double" desc="" /><kge:Data name="" addr="3" ref="" type="Single" desc="" /></kge:Table></kge:IEDTable></Private><LNodeType id="IEC60870" ><DO name="Table" type="IEC3YTABLE"/></LNodeType><DOType id="IEC3YTABLE><DA name="YX" bType="Struct" type="YX" count=100/><DA name="YC" bType="Struct" type="YC" count=100/><DA name="YK" bType="Struct" type="YK" count=100/></DOType><DA Type id="YX"><BDA name="addr" bType="INT32"/><BDA name="ref" bType="VisString255"/><BDA name="type" bType="Enum" type="pointEnum"/> <BDA name="desc" bType="VisString255"/><BDA name="q" bType="BOOLEAN" /><BDA name="t" bType="BOOLEAN"/></DAType><DA Type id="YC"><BDA name="addr" bType="INT32"/><BDA name="ref" bType="VisString255"/><BDA name="type" bType="Enum" type="ycValEnum"/> <BDA name="desc" bType="VisString255"/><BDA name="q" bType="BOOLEAN" /><BDA name="chg" bType="BOOLEAN" /></DAType><DA Type id="YK"><BDA name="addr" bType="INT32"/><BDA name="ref" bType="VisString255"/><BDA name="type" bType="Enum" type="pointEnum" /> <BDA name="desc" bType="VisString255"/></DAType><EnumType id="pointEnum"><EnumVal ord="0">single</EnumVal><EnumVal ord="1">double</EnumVal></EnumType><EnumType id="ycValEnum"><EnumVal ord="0">NV A</EnumVal><EnumVal ord="1">SV A</EnumVal><EnumVal ord="2">R32-IEEEE STD 754</EnumVal></EnumType>。

IEC61850和IEC60870-5-104协议转换网关的研究摘要：为了使采用IEC60870-5-104标准的系统能够和新型数字化变电站（采用IEC61850标准）相互兼容，在远动系统侧有必要针对IEC61850到IEC60870-5-104安装一个协议转换网关。

本文介绍了IEC61850及IEC60870-5-104标准内容及其特性，阐述了规约转换理论，并设计一种遵循IEC61850~智能变电站通信网关，以促进104规约和IEC6l850标准二者的无缝隙转换。

关键词：IEC61850，IEC60870-5-104，协议转换，网关引言IEC61850协议作为变电站通信系统普遍性适用的标准，为过程层建立了统一的通信协议。

目前，IEC61850及其草案仍处于制定阶段，在未来的较长时间里，IEC61850、非IEC61850系统仍旧长期共存，并逐步过渡。

所以，确保非IEC61850到IEC61850系统的顺利过渡，推广IEC61850系统的应用，有着重要的探索意义和研究价值。

在电力系统中，IEC60870-5-104属于使用频繁的一种远动通信协议。

为了使系统能够和新型数字化变电站保持兼容，我们在远动系统侧需要安装一个网关，使数据能够从IEC61850成功转换到IEC60870-5-104系统。

1两种标准的特性分析及比较1.1 tEG60870-5-04标准简介IEC60870-5-104协议表示：“将1EC60870-5-101的应用层、TCP/IP传输功能相进行组合，赋予相同的定义。

IEC60870-5配套标准提及的ASDUs均可以和TCP/IP组合，不过本标准并未做详细的阐述”。

在应用层，IEC60870-5-104规约遵从的是TCP/IP网络传输协议，以获取安全的连接。

本层级中，应用协议数据单元（APDU）涵盖了两个核心的部分：一是规约控制信息（APCI），二是服务数据单元（ASDU）。

APDU中，启动字符68H界定了数据流中的起始点，而APDU主体长度受到APDU长度的影响。

IEC-60870-5-104通讯规约的特点及应用摘要：规约简单的说就是指在电力系统中,发送信息端与接受信息端对所发送数据的报文格式封装与解封装的一套约定。

为了实现规约的标准化,国际电工委员(International Electrotechnical Commission)制定了一系列的远动规约的基本标准,并在此基础上制定了基于TCP/IP协议的IEC 60870-5-104国际标准,用以对地理广域过程的监视和控制。

本文主要说明介绍IEC-60870-5-104规约的基本内容，并以IEC-60870-5-104在变电站和配电网的应用为例，说明了IEC-60870-5-104的作用以及优势。

关键字：104规约；优势；数据传输；FTU；1.IEC-60870-5-104规约的介绍1.1 一般体系结构104规约定义了开放的TCP/IP接口的使用，包含一个由传输IEC 60870-5-101ASDU的远动设备构成的局域网的例子。

包含不同广域网类型(如X.25，帧中继，ISDN，等等)的路由器可通过公共的TCP/IP-局域网接口互联。

图1所示为一个冗余的主站配置与一个非冗余的主站配置。

1.2 规约结构IEC 60870-5-104远动规约使用的参考模型源出于开放式系统互联的ISO-OSI参考模型，但它只采用其中的5层，IEC 60870-5-104规约是将IEC60870-5-101与TCP／IP提供的网络传输功能相结合。

根据相同的定义，不同的ASDU(应用服务数据单元)，包括IEC 60870-5全部配套标准所定义的ASDU，可以与TCP/IP相结合。

IEC 60870-5-104实际上是处于应用层协议。

基于TCP/IP 的应用层协议很多，每一种应用层协议都对应着一个网络端口号，根据其在传输层上使用的是TCP协议(传输控制协议)还是UDP协议(用户数据报文协议)，端口号又分为TCP端口和UDP端口，为了保证可靠地传输远动数据，IEC60870-5-104规定传输层使用的是TCP协议，因此其对应的端口号是TCP端口。

主站与子站通过IEC60870－5－104规约通讯协议说明目录目录 (1)前言 (1)一、IEC60870-5-104应用规约数据单元基本结构 (2)1.1 应用规约数据单元APDU (2)1.2 应用规约控制信息APCI (2)1.3 应用服务数据单元ASDU (3)二、IEC60870-5-104规约的过程描述 (5)三、IEC60870-5-104规约源码分析（报文分析） (5)3.1启动连接（U格式） (5)3.2启动连接确认（U格式） (6)3.3总召唤（I格式） (6)3.4总召唤确认（I格式） (6)3.5数据确认（S格式） (6)3.6总召唤结束（I格式） (7)3.7测试连接（U格式） (7)3.8测试连接确认（U格式） (7)3.9．遥信信息（I格式） (7)3.9遥测信息（I格式） (10)3.10 SOE信息（I格式） (11)前言根据全国电力系统控制及其通信标准委员会三届五次会议和最近出版的国标DL/T634.5.104:2002对104规约的参数选择做了如下说明：1、采用端正101规约中的链路地址和短报文（指链路确认报文）2、采用召唤一级数据3、两个字节表示公共地址（站址）4、两个字节表示传送原因5、三个字节表示信息体地址上述3、4、5点与上一次通讯协议具体说明有冲突，为执行国际国内标准，建议根据上述要求对报文做如下修改。

一、IEC60870-5-104应用规约数据单元基本结构应用规约数据单元：APDU（Application protocal data unit）应用规约控制信息：APCI（Application protocal control information）应用服务数据单元：ASDU（Application protocal control unit）APDU=APCI + ASDU1.1 应用规约数据单元APDU定义了启动字符、应用服务数据单元的长度规范、可传输一个完整的应用规约数据单元。

62广2019年第11期 63术上基于国外成熟的底层协议库进行二次开发来保证核心规约通信的可靠性，性能上通过高性能微处理器来保障软件运行和规约数据处理要求的实效性，支持不同方式通信接口，满足不同设备的同步接入，基于嵌入式Linux 的多任务模式，使得多设备多规约的转换可同步进行，满足了现有配电网系统各种设备规约转换的需求。

1 系统描述当前国内配电网系统应用最多的通信规约是IEC 60870-5和Modbus ，虽然已经是成熟技术，但在长期的工程应用中其不足也逐渐显现，主要表现为：①IEC 60870-5系列标准技术本质是给出一个大的通信数据框架格式，支持该规约的设备按此格式上组帧数据，不同厂家的理解差异导致支持该规约的不同厂家设备在同一系统中不能互通，需要厂家技术人员现场支持，互相配对规约；②Modbus 规约简单，各项数据按点表号顺序存放，各点表号代表的数据含义完全由设备厂家自定义，要想实现设备互通，也需设备厂家统一制定点表含义。

IEC 61850技术在变电站中的成功应用，克服了不同厂家设备互操作的难题。

其采用分层分布式的体系结构和面向对象的建模技术，实现数据对象的自我描述，为不同厂商的智能电子设备实现互操作和无缝集成提供有效途径，有效解决了现有通信规约技术的缺点，其特点有：①提出了信息分层的概念，将变电站从逻辑上划分为站控层、间隔层和过程层；②采用面向对象的建模技术，定义了抽象通信服务接口ACSI ，定义了服务器、逻辑设备、逻辑节点及数据对象等模型，并定义了对象之间的通信服务；③采用统一的命名规则，实现数据自描述；④通过特定通信服务映射（specific communication serve mapping, SCSM ），实现通信服务和具体协议的相独立。

由上可知，将IEC 61850引入到配电网现有通信体系中[13]，能克服现有配电网通信规约的缺点，但IEC 61850对硬件要求较高，软件开发难度也更大，在现有配用电设备上直接升级比较困难，开发周期长。

-----------------------------------------------------------------------------------------IEC-60870-5-104：应用模型是：物理层，链路层，网络层，传输层，应用层物理层保证数据的正确送达，保证如何避免冲突。

（物理层利用如RS232上利用全双工）链路层负责具体对那个slAvE的通讯，对于成功与否，是否重传由链路层控制（RS485 2线利用禁止链路层确认）应用层负责具体的一些应用，如问全数据还是单点数据还是类数据等（网络利用CSMA/CD等保证避免冲突的发生）---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------基本定义：端口号2404，站端为SErvEr 控端为CliEnt，平衡式传输，2BytE站地址，2BytE传送原因，3BytE信息地址。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------注： APDU 应用规约数据单元（整个数据） = APCI 应用规约控制信息（固定6个字节） + ASDU 应用服务数据单元（长度可变）---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------APDU长度（系统-特定参数，指定每个系统APDU的最大长度）APDU的最大长度域为253（缺省）。

IEC60870-5-104远动规约应用中的常见工程问题摘要：根据当前国内IEC60870-5-104远动规约不良应用状况，再结合湖南500kV电网集控自动化系统中IEC60870-5-104远动规约一次通讯异常案例，剖析了出现该远动规约通讯异常的内在原因，并针对上述原因进行具体整改。

经实际测试表明，规约通讯恢复正常。

关键词：远动规约IEC60870-5-104 数据传输电网集控Abstract: Based on the current domestic IEC60870-5-104 remote Statute the bad application status, combined Hunan 500kV power grid centralized control automation systems IEC60870-5-104 remote Statute time communications abnormal cases, analyzed the emergence of the telecontrol protocol communication errorunderlying reasons, and for these reasons specific rectification. Actual tests show that the Statute of communication back to normal.Keyworks: Telecontrol protocolIEC60870-5-104Data transmission Grid centralized control前言随着电力通信网的发展，大容量、高质量的光纤通信环网己基本覆盖到变电站[1]，为数字网络通道在变电站自动化系统，以及在变电站到调度自动化系统应用提供了技术基础。

IEC60870-5-104协议作为一种国际标准协议，具有实时性好、可靠性高、数据流量大、便于信息量扩充、支持网络传输等优点，非常适合500kV及以上电压等级变电站集控自动化系统。

S44　｜　・电力电气专刊・２００７年第１期／总第２期ＩＥＣ６１８５０标准的互操作性问题的探讨随着我国经济建设的高速发展，现代工业过程控制技术发展迅速，工业生产现场采集和实时传送的信息量成倍增多，这就对整个过程控制自动化系统的数据通信提出了更高的要求。

由于工业生产过程有时是一个广域的生产过程，各分系统又联系紧密，所以为了完成对生产过程的监视和控制，必须采用通信手段，收集分布很广的大量实时数据，保证整个工业生产过程安全、经济、稳定的运行。

但是，目前工业过程控制领域的通信规约各异，以电力系统为例，目前全世界存在的通信规约就不少于２００种，不同厂家生产的设备很难实现系统的集成和互操作，１９９８年全球用于系统集成和协议转换的费用约１００亿ＩＥＣ６１８５０标准是今后电力系统无缝通信体系的基础，并将被扩展到整个基于网络的工业过程控制领域。

ＩＥＣ６１８５０标准被制定的一个最主要的目的就是为了实现不同厂家制造的ＩＥＤ设备之间的互操作。

本文对ＩＥＣ６１８５０标准互操作性的三方面含义：信息模型应用的一致性、通信服务应用的一致性、通信服务映射和通信协议栈实现的一致性进行了深入的分析。

并根据目前掌握的国内外各声明符合ＩＥＣ６１８５０标准的ＩＥＤ设备和软件的信息，构建了实际的互操作系统，对互操作试验中遇到的问题进行了探讨。

◎北京控制工程研究所　张　欣　王东盛关键词／Ｋｅｙｗｏｒｄｓ工业过程控制・ＩＥＣ６１８５０・一致性检测・互操作性・美元。

因此为了在各种自动化系统间准确、快速地收集、传送、处理各种实时信息，建立一套统一的数据通信标准是目前急需解决的问题。

ＩＥＣ　ＴＣ５７（国际电力联盟第５７工作组）２００３年正式制定通过了ＩＥＣ６１８５０变电站通信网络和系统的国际标准，该标准将成为今后电力系统无缝通信体系的基础。

根据ＩＥＣ下一步研究方向，还要将ＩＥＣ６１８５０标准扩展到整个基于网络的工业过程控制领域，ＩＥＣ　ＴＣ６５（ＩＥＣ第６５工作组）已着手制定“在实时应用中基于ＩＳＯ／ＩＥＣ８８０２—３的测量和控制协议集的数字数据通信”，并将其称为“通用网络通信平台的工业控制国际标准”。

浅谈对IEC61850标准及其应用状况的理1浅谈对IEC61850标准及其应用状况的理解前言IEC61850标准解决了以前变电站内设备在异种通讯规约下的通讯复杂性难题，实现了设备的互联互通，即任何设备厂家的设备只要统一遵循该协议，就可以相互通讯，实现网络、设备和服务器之间的整合。

因此，IEC61850最终会取代常规的通讯协议如Modbus,CDT,IEC60870-5-103，其主要特征是“一次设备智能化，二次设备网络化”，即变电站内的信息全部数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，各种设备和功能共享统一的信息平台。

这使得数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。

IEC61850不仅是电力二次设备子行业竞争格局变化的契机，也是数字化变电站技术发展的必然，在变电站自动化技术发展中具有里程碑式的意义。

同时，所有风力发电厂、太阳能发电厂、分布式能源等新能源系统的监控通信也都将基于IEC61850标准。

IEC61850的发展方向是实现“即插即用”，在工业控制通信领域最终实现“一个世界、一种技术、一个标准”。

一、IEC61850标准的特点1.1定义了变电站的信息分层结构变电站通信网络和系统协议IEC 61850 标准草案提出了变电站内信息分层的概念，将变电站的通信体系分为3 个层次，即变电站层、间隔层和过程层，并且定义了层和层之间的通信接口。

1.2采用了面向对象的数据建模技术IEC 61850 标准采用面向对象的建模技术，定义了基于客户机/服务器结构数据模型。

每个IED包含一个或多个服务器，每个服务器本身又包含一个或多个逻辑设备。

逻辑设备包含逻辑节点，逻辑节点包含数据对象。

数据对象则是由数据属性构成的公用数据类的命名实例。

从通信而言，IED 同时也扮演客户的角色。

任何一个客户可通过抽象通信服务接口（ACSI）和服务器通信可访问数据对象。

1.3数据自描述该标准定义了采用设备名、逻辑节点名、实例编号和数据类名建立对象名的命名规则；采用面向对象的方法，定义了对象之间的通信服务，比如，获取和设定对象值的通信服务，取得对象名列表的通信服务，获得数据对象值列表的服务等。

电力系统的远动通讯规约IEC 61850电气班摘要：IEC-61850标准是IECTC一57技术委员会在新时代制定出具有开放性和互操作性的新一代变电站通信网络和系统协议。

本文在介绍电力系统远动规约的基础上进一步介绍了电力系统的IEC-61850标准。

通过介绍IEC-61850标准的结构体系，同IEC60870-5-103/104规约，进一步突出了IEC-61850标准的优点和特点。

最后举了一个IEC-61850标准在变电站应用的例子来说明它的应用。

关键词：IEC-61850标准、IEC60870-5-103/104规约、变电站通信1、电力系统远动通信规约通信规约（协议）是指通信双方必须共同遵守的题中约定，也称为通信控制规程或传输控制规程。

通信规约的内容包括两个方面：一个是信息传送格式，它包括信息收发方式、传送速率、帧结构、帧同步字、位同步方式、干扰措施等；一个是信息传送的具体步骤，它是指将信息分类、分循环周期传送，系统对时数据收集方式和设备状态监视方式。

通行规约按传输模式可以分为循环传输规约（CDT）、问答式传输规约（Polling），按传输的基本单位可以分为面向字符的通信规约和面向比特的通信规约。

（1）循环传输规约（CDT）CDT属于同步通信方式，其以厂站RTU为主动方，以固定速率循环地向调度端上传数据。

数据依规定的帧格式连续循环，周而复始地传送。

一个循环传送的信息字越多，其传输延时越长，传输内容出错剔除后，在下个循环可得以补传。

CDT采用可变帧长度，多种帧类别按不同循环周期传送，变位遥信优先传送重要遥测量平均循环时间较短，区分循环量、随机和插入量采用不同形式传送信息。

（2）问答式传输规约Polling属于异步通信方式，其以调度端主动向厂站端RTU发送查询命令报文，子站响应后才上传信息。

调度端收到所需信息后，才开始新一轮询问，否则继续向子站询问召唤此类信息。

RTU对遥信变为信息优先传送，模拟量超范围时传送。

IEC61850在变电站以外领域的应用展望IEC61850“通信网络和系统在变电站”标准是世界上第一个用于变电站自动化系统信息模型和信息交换的全球性标准。

从1995年IECTC57开始宣布实施IEC61850标准项目,到2003年颁布成为世界上唯一的变电站自动化领域的国家标准,经过世界各地的研究机构、设备供应商以及各大电力公司的努力,近年来IEC61850应用于变电站自动化系统已臻成熟。

在电力系统,新上的变电站自动化系统,已基本上采用基于IEC61850间隔层或过程层的系统;而基于传统IEC60870-5-103和DNP3协议的系统逐渐移植至IEC61850系统已成为必然的趋势。

据统计,到2008年底，世界上已有超过1000座覆盖从中压配电变电站到超高压变电站投入运行。

目前,IEC61850标准在逐渐完善中,其第二版正在修订之中,其标题也已改为“电力系统IED通信和相关的数据模型(Power system IED communication and associated data models)”,这意味着IEC61850的应用将不限于变电站,而应用范围有可能拓展应用至变电站以外的整个电能供应链的其它保护监控通信领域,甚至电能供应链的其它领域。

实际上,仅仅在1995年IEC61850项目开始后的几年时间，公用事业和供应商的非变电站相关应用领域的专家就已经开始认识到采用单一的国际标准对电力能源供应系统以及IEC61850强大的内容和实施方法的好处。

最早决定考虑采用这一标准的非变电站应用是风电场的较大的用户和风力涡轮机制造商,有关以IEC61850为基础的风场应用的IEC61400-25标准已在2006年12月颁布实施。

目前,IEC61850标准也正在不断拓展其应用范围,除了已经颁布的IEC61400-25标准以外,其它变电站以外拓展应用的标准已在制定之中,这些标准应用包括电网电能质量监测、线路保护、变电站之间以及变电站和调度中心之间的信息交换、电力设备的状态监视、分布式能源(DER)水电站监控等。

IEC 60870与61850系列标准简介一.数据通信基础1.1 数据通信的目的数据通信的目的是交换信息（information），信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像。

计算机产生的信息一般是字母、数字、符号的组合。

为了传送这些信息，首先要将每一个字母、数字或符号用二进制代码表示。

计算机通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码0、1比特序列的过程。

1.2 通信系统的组成通信系统是将一个用户的信息传送到另一个用户的全部软、硬件设施。

一个点对点的通信系统可以抽象成下图所示的一般模型，其基本组成包括：信源、变换器、信道、反变换器、信宿及噪声源6个部分：1.信源信源是指产生各种信息（如语音、文字、图像、数据等）的信息源，可以是人，也可以是机器（如计算机等）。

2.变换器变换器的作用是将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。

对应不同的信源和不同的通信系统，变换器有不同的组成和变换功能。

例如：对于数字电话通信系统，变换器则包括送话器和模/数转换器等，模/数转换器的作用是将送话器输出的模拟语音信号经过模/数转换并时分复用等处理后，变换成适合在数字信道中传输的信号。

3.信道信道是信号的传输媒介。

信道按传输介质的种类可以分为有线信道和无线信道。

在有线信道中电磁信号（或光信号）约束在某种传输线（电缆、光缆等）上传输；在无线信道中电磁信号沿空间（大气层、对流层、电离层）传输。

信道如果按传输信号的形式又可以分为模拟信道和数字信道。

4.反变换器反变换器的作用是将从信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信号。

反变换器的作用正好相反，起还原的作用。

5.信宿信宿是信息的接收者，可以是人或设备。

6.噪声源噪声源是系统内各种干扰影响的等效结果，系统的噪声来自各个部分，从发出和接收信息的周围环境、各种设备的电子器件，到信息所受到的外部电磁场干扰，都会对信号形成噪声影响。

一般为了分析问题方便，将系统内所存在的干扰均折合到信道中，用噪声源表示。

IEC-60870-5-104通讯规约的特点及应⽤IEC-60870-5-104通讯规约的特点及应⽤摘要：规约简单的说就是指在电⼒系统中,发送信息端与接受信息端对所发送数据的报⽂格式封装与解封装的⼀套约定。

为了实现规约的标准化,国际电⼯委员(International Electrotechnical Commission)制定了⼀系列的远动规约的基本标准,并在此基础上制定了基于TCP/IP协议的IEC 60870-5-104国际标准,⽤以对地理⼴域过程的监视和控制。

本⽂主要说明介绍IEC-60870-5-104规约的基本内容，并以IEC-60870-5-104在变电站和配电⽹的应⽤为例，说明了IEC-60870-5-104的作⽤以及优势。

关键字：104规约；优势；数据传输；FTU；1.IEC-60870-5-104规约的介绍1.1 ⼀般体系结构104规约定义了开放的TCP/IP接⼝的使⽤，包含⼀个由传输IEC 60870-5-101ASDU的远动设备构成的局域⽹的例⼦。

包含不同⼴域⽹类型(如X.25，帧中继，ISDN，等等)的路由器可通过公共的TCP/IP-局域⽹接⼝互联。

图1所⽰为⼀个冗余的主站配置与⼀个⾮冗余的主站配置。

1.2 规约结构IEC 60870-5-104远动规约使⽤的参考模型源出于开放式系统互联的ISO-OSI参考模型，但它只采⽤其中的5层，IEC 60870-5-104规约是将IEC60870-5-101与TCP／IP提供的⽹络传输功能相结合。

根据相同的定义，不同的ASDU(应⽤服务数据单元)，包括IEC 60870-5全部配套标准所定义的ASDU，可以与TCP/IP相结合。

IEC 60870-5-104实际上是处于应⽤层协议。

基于TCP/IP 的应⽤层协议很多，每⼀种应⽤层协议都对应着⼀个⽹络端⼝号，根据其在传输层上使⽤的是TCP协议(传输控制协议)还是UDP协议(⽤户数据报⽂协议)，端⼝号⼜分为TCP端⼝和UDP端⼝，为了保证可靠地传输远动数据，IEC60870-5-104规定传输层使⽤的是TCP协议，因此其对应的端⼝号是TCP端⼝。