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PI实时数据库在发电企业中的应用2010-12-29 14:42:33 作者：孙钦丽来源：浙江浙能钱清发电有限责任公司浏览次数：276 网友评论 0 条将底层控制系统与上层管理信息系统联系起来是过程企业信息集成的必然要求，作为两者之间的桥梁，PI实时数据库广泛应用于电力，化工等行业，它在第一时间将生产系统的数据传递到业务系统，使检修人员可以即使发现问题迅速响应，管理人员也可以根据历史趋势全面掌握设备的运行情况。
我公司是具有两台机组的火力发电厂，PI系统的实施为信息管理系统提供了大量有价值的数据，缩短了上到公司领导下到检修人员与生产现场的距离，节省了人力，提高了效率。
关键词：发电企业，实时数据库，管控一体，科学发展一、实施背景随着信息化的发展，发电企业普遍引入了计算机管理系统，并开发了相应的MIS系统，在企业范围内实现计算机管理，旨在实现全方位的信息化管理方案。
但是发电企业在信息化管理方面普遍存在着信息孤岛多、数据利用率低等问题。
最突出的表现就是由于安全性的限制，生产控制系统中的数据不能直接传递到上层管理信息系统中，不能真正做到及时、全面的信息管理。
而引入PI(Plant Information)实时数据库通过搭建一个企业级数据平台，实现管理控制一体化，可解决信息化存在的主要问题，从而为发电企业信息化建设提供指导意义。
二、关于PI系统PI是OSI软件公司开发的大型实时/历史数据库系统，是企业实施ERP工程中必备的基础平台。
PI实时数据库是真正的时间序列数据库，具有强大的数据收集和管理功能，以数据原型长期在线存储存储，成为整个企业可靠的公共数据源；它具有良好的开放性以及多样化成熟接口，能很好实现企业管理和设备控制一体化；它采用专利的压缩算法，占用磁盘空间小，响应速度快；它分布式的采集接口机上的数据，完美地解决了公司信息处理中存在的不足，弥补了公司管理上的空缺。
三、实施过程：3.1 网络拓扑的构架：为确保生产控制系统的稳定安全运行，避免病毒攻击，根据国家电监会二次安全系统防护“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则，确定整体的安全防护方案，具体拓扑图如图一。
智能变电站一体化监控系统建_设技术规范(正式发布版)标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-ICSQ/GDW 国家电网公司企业标准Q / GDW679 — 2011智能变电站一体化监控系统建设技术规范Technical specifications for construction of integrated supervision and controlsystem of smart substation2011-02-07发布 2011-02-07实施国家电网公司发布目次前言 .................................................................................................................................................. I I 1范围 . (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4 总则 (2)5 体系架构及功能要求 (2)智能变电站自动化体系架构 (2)一体化监控系统架构 (2)系统功能要求 (3)应用间数据流向 (6)6 一体化监控系统结构 (7)系统结构 (7)网络结构 (9)7 系统配置 (9)硬件配置 (9)系统软件配置 (10)时间同步 (11)性能要求 (11)8 数据采集与信息传输 (12)9 二次系统安全防护 (12)编制说明 (13)前言智能变电站是智能电网的重要环节，一体化监控系统是智能电网调度控制和生产管理的基础，是大运行体系建设的基础，是备用调度体系建设的基础。
为规范智能变电站建设，按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，国家电网公司组织编写了《智能变电站一体化监控系统建设技术规范》。
本标准规定了智能变电站一体化监控系统体系架构、功能要求和系统配置等，为智能变电站设计和建设提供技术标准和依据。
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。
大电网调度智能化的若干关键技术问题分析摘要：目前，我国电网建设和规划的热点在于智能网的构建，面临的主要任务是加大力度建设骨干输电网，解决负荷与一次能源分布不均的矛盾，进一步提升能源的转换效率，降低温室气体的排放，保持用户侧与配网侧信息互动的安全稳定性。
本文将对大电网调度智能化的关键性技术问题进行探讨。
关键词：电网调度；智能化；关键技术abstract: at present, china’s power grid construction and planning of the hot spots in the construction of intelligent network, be the main task is to intensify the construction of backbone transmission grid, solve load and primary energy uneven distribution of contradictions, and further improve the energy conversion efficiency and reduce greenhouse gas emissions, keep the user side and distribution network side information interaction safety stability. this paper will to power grid scheduling intelligent key technical problems are discussed.keywords: power grid scheduling; intelligent; key technology中图分类号：u665.12文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）调度的智能化是电网安全、经济、优质运行的基本保障，同时还能促进电网可靠性提高。
SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯基IEC104规约的配电终端测试软件设计王莉(南京信息职业技术学院江苏南京210049)摘要：从最初的电力网发展到今天，伴随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展，这些技术被广泛地应用到电力网络中。
随着电力物联网的提出，配电设备向着物联化、智能化方向转变，此次终端测试软件的设计目标就是一套基于IEC104协议的实时数据库的电力远程测试平台，以第三方视角对系统、设备、通信等多方面进行模型比对和数据分析，把被动的维护工作向主动的量化管理推进，以更好地保障电网的安全稳定运行。
关键词：以太数据网电力物联网IEC104协议远程测试中图分类号：V242.4;3文献标识码：A文章编号：1672-3791(2022)07(b)-0034-03Design of Electricity Terminal Test Software Based on IEC104ProtocolWANG Li(Nanjing Vocational College of Information Technology,Nanjing,Jiangsu Province,210049China)Abstract:From the initial development of power network to today,with the development of computer technol‐ogy,network technology and communication technology,they are widely used in power network.With the pro‐posal of the power Internet of things,the distribution equipment is changing towards the direction of IOT and in‐telligence.The design goal of the terminal test software is a set of power remote test platform based on the real-time database of IEC104protocol,which can carry out model comparison and data analysis on the system,equipment,communication and other aspects from the perspective of a third party,promote the passive maintenance work to the active quantitative management,and better ensure the safe and stable operation of the power grid.Key Words:Ethernet data network;Power Internet of things;IEC104protocol;Remote test由于地缘辽阔，地形复杂，使得电力网络显得非常的复杂而难以维护，各种网络的交织，还有可能使用着不同的通信协议，因此数据的准确传输就成了一大难题，通常需要大量的人力去巡查和记录，这无疑为维护电力网络增加了很大的成本，而且有些设备自身还存在着一定的缺陷、一系列的问题，大大增加了电网出现故障的风险。
104规约归纳整理目录1 总体介绍 (4)1.1 适用范围 (4)1.2 总体规则 (4)2 基本格式 (4)2.1 基本报文格式 (4)2.2 报文格式分类 (5)2.3 不同报文格式的控制域 (5)2.3.1 I格式报文控制域 (5)2.3.2 S格式报文控制域 (6)2.3.3 U格式报文控制域 (6)3 报文实例 (6)3.1 约定 (6)3.2 初始化 (7)3.2.1 初始化流程 (7)3.2.2 初始化结束指令 (7)3.3 总召唤命令 (7)3.3.1 总召唤流程 (7)3.3.2 总召唤指令格式 (7)3.4 时间同步命令 (8)3.4.1 时钟同步流程 (8)3.4.2 时钟同步指令格式 (8)3.5 时间读取命令 (8)3.5.1 时间读取流程 (8)3.5.2 时间读取指令格式 (9)3.6 复位进程命令 (9)3.6.1 复位进程流程 (9)3.6.2 复位进程指令格式 (9)3.7 遥信数据上报 (9)3.7.1 遥信数据上报流程 (9)3.7.2 遥信数据上报指令格式1（SQ=0） (10)3.7.3 遥信数据上报指令格式2（SQ=1） (10)3.8 遥测数据上报 (11)3.8.1 遥测数据上报流程 (11)3.8.2 遥测数据上报指令格式1（SQ=0） (11)3.8.3 遥测数据上报指令格式2（SQ=1） (12)3.9 遥控命令 (12)3.9.1 遥控操作流程 (12)3.9.2 遥控操作指令格式 (13)3.10 故障事件（新增） (13)3.10.1 故障事件上报操作流程 (13)3.10.2 故障事件上报指令格式 (13)3.11 参数设置 (14)3.11.1 参数设置操作流程 (14)3.11.2 参数设置指令格式1（单个） (14)3.11.3 参数设置指令格式2（多个） (14)3.12 参数读取 (15)3.12.1 参数读取操作流程 (15)3.12.2 参数读取指令格式1（单个） (15)3.12.3 参数读取指令格式2（多个） (16)3.13 文件传输 (16)3.13.1 文件传输-召唤目录操作流程 (16)3.13.2 文件传输-传输段操作流程 (16)3.13.3 文件传输-传输节操作流程 (17)3.13.4 文件传输指令格式 (17)1 总体介绍1.1 适用范围规定了配电网自动化主站系统和配电自动化终端之间进行数据传输的帧格式、数据编码及传输规则。
101、104规约在配电网历史数据传输中的应用刘海龙;娄英俊;欧阳琪;田巍巍【摘要】据国际电工委员会制定IEC60870-5-101和IEC60870-5-104远动规约,及我国配套标准DL/T634.5101-2002和DL/634.5104-2002规约,结合目前配电网终端设备发展需求及实际应用.本文先介绍101、104规约基本架构,并详细说明101、104规约在配网终端设备中的实际应用,特别在历史数据传输应用中有新突破.经实际工程检验证明,101、104规约不仅很好满足配电网实时数据传输要求,更用于故障分析处理和负荷预测转移历史数据的传输要求,解决目前对于历史数据传输没有特定标准规约格式的现状,着眼于配电网未来发展,具有很高应用价值.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】5页(P21-24,28)【关键词】配电网;101规约;104规约;历史数据传输【作者】刘海龙;娄英俊;欧阳琪;田巍巍【作者单位】珠海许继电气有限公司,广东,珠海,519060;珠海许继电气有限公司,广东,珠海,519060;珠海许继电气有限公司,广东,珠海,519060;珠海许继电气有限公司,广东,珠海,519060【正文语种】中文1 引言配电自动化系统是一种利用现代通信和计算机技术，对配电网中在线运行设备进行远方监视和控制的网络系统[1]。
目前我国配网系统中，对于远动规约主要有101规约、104规约和DNP3.0规约。
101、104规约由IEC电力系统控制和通信技术委员会制定的基本远东配套标准：“IEC 60870-5-101-2003遥控设备和系统.第5部分:传输协议.第101节：基本遥控工作的副标准”，“IEC 60870-5-104-2006遥控设备和系统.第5-104部分：传输协议。
使用标准传输轮廓的 IEC 60870-5-101所列标准的网络存取”以及我国制定的电力行业标准：“DL/T 634.5101-2002远动设备及系统第5-101部分：传输规约基本远动任务配套标准”，“DL/T 634.5104-2002远动设备及系统第5104部分：传输规约采用标准传输协议子集的IEC608705101网络访问”。
电网调度自动化运行值班员（高级工)练习卷1．国家电力监管委员会第5号令《电力二次系统安全防护规定》于2004年12月20日公布，自（）起施行。
A．2005年1月1日B．2005年2月1日C．2005年5月1日D．2005年6月1日1.2．IEC60870-5—101-2002规约中，用来表示有一级用户数据的是（）位。
A．FCBB．FCVC．ACDD．DFC3．IEC60870—5-101-2002规约固定帧长报文长度为（）字节。
A．3B．4C．5D．64．Q/GDW140-2006《交流采样测量装置运行检验管理规程》规定，交流工频电量每一电流输入回路的功率消耗应不大于（）VA,每一电压输入回路的功率消耗应不大于（）VA。
A．1、0.5B．0。
75、0。
5C．0。
5、1D．0.5、0。
755．交流回路中常用P、Q、S表示有功功率、无功功率、视在功率，而功率因数通常可用（）来表示。
A．P/SB．Q/PC．P/QD．Q/S6．某一主变压器的档位采集方式采用16进制码，用五位遥信表示，主站收到的遥信从高到低为10011问该变压器现在的档位是多少？A．17B．12C．10D．197．完整描述数据模型有三个要素,以下不属于这三个要素的是（）.A．数据分类 B．数据操作C．数据结构D．数据约束8．交流采样测量装置的基本误差是指在（）下测定的误差。
A．常温下B．参比条件C．室外条件D．室内条件9．220V交流工作电源电压合格的变动范围为(）.A．5％B．3％C．15%D．10％10．当发生涉及调度数据网络和控制系统安全的事件时，应立即向上一级调度机构报告，同时报国调中心,并在（）内提供书面报告。
A．4HB．8HC．12HD．24H11．SOE表示A．事件顺序记录B．电能脉冲计数值C．对时命令D．重要遥测12．电力调度数据网应当基于（）在专用通道上使用独立的网络设备组网.A．ATMB．光纤C．SDH/PDHD．PDH13．奇偶校验是对(）的奇偶性进行校验。
2017 年第36卷第3期浙江电力ZHEJIANG ELECTRIC POWER71电力信息化基于104协议与P I实时数据库的电力远动监控平台建设王迎迎、陈凯2袁吴舂年\沈备军2(1.台州发电厂，浙江台州318016; 2.上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240)摘要：近年来，越来越多的地区电网采用电力远动协议在调度中心与地方厂站之间以报文形式进行 信息传输，为避免因报文发送错误、数据传输失败、报文解析出错等原因造成生产事故，急需一套第 三方监控平台对电力实时数据进行监控和管理。
另外，地方厂站也需要第三方平台为业绩指标分析和 远动装置故障分析提供数据支撑。
研究开发了一套基于IE C104协议与PI实时数据库的电力远动监控 平台，在厂站端从交换机镜像端口实时采集各项业务数据并保存到PI数据库，通过设置模型判据实现 数据的报警与提示，通过对保存的大数据进行追忆和分析，预先找到可能存在的问题，以第三方视角 对系统、设备、通讯等多方面进行模型比对和数据分析，把被动的维护工作向主动的量化管理推进，更好地保障电网的安全稳定运行。
关键词院104协议；PI;监控平台；远动；大数据；实时处理；实时数据库中图分类号：TM764 文献标志码：B文章编号院1007-1881(2017)03-0071-04 Construction of Telecontrol Power Monitoring Platform Based on IEC 104Protocol and PI Real-time DatabaseWANG Yingying1，CHEN Kai2,WU Chunnian^，SHEN Beijun2(1.Taizhou Power Plant，Taizhou Zhejiang 318016，China；2.School of Electronics，Inform ation and Electrical Engineering，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai200240, China)Abstract:In recent years，telecontrol protocols are used for inform ation transm ission between dispatching centers and local plants in the form of m essaging in regional power networks.In order to prevent production accidents resulting from m essage signaling error，data transm ission failure and message parsing，it needs a third-party m onitoring platform to m onitor and m anage real-tim e data of electric power.Moreover，local plants also need a third-party platform to provide data support for perform ance indicator analysis and fault analysis of telecontrol devices.A telecontrol power m onitoring platform based on IEC104 protocol and PI real-tim e database is developed to collect service data from exchanger m irror port in power plants and store the data in PI database.Through m odel criterion setting,data alarm ing and prom pt is realized;by big data review and analysis，potential problem s are detected in advance.In addition，m odel com parison and data analysis are im plem ented on the system，device，com m unication from the third-party perspective to turn passive m aintenance into active quantitative m anagem ent so as to ensure operation safety and stability of power grid.Key words:104 protocol;plant inform ation system；m onitoring platform；telecontrol;big data；real-tim e processing；real-tim e database0引言进人21世纪后的第二个十年以来，国家电 网容量剧增，同时省调主站端自动化业务数据流量也呈几何式增长。
电网的数据质量需要调度来 进行分析和研判[11，内容包括：如何及时判别电 厂侧远动装置存在缺陷，如何快速发现调度网通 道数据存在质量的问题等。
因此，需要在发电厂72浙江电力2017 年第36卷第3期侧建设远动监控管理平台，更好地传送准确可靠 的实时数据。
IEC 60870-5-104协议（以下简称104协议）是由IEC(国际电工委员会)在IEC 60870-5-101基本远动任务配套标准的基础上改进而来。
104 协议使用的是平衡传输模式，并通过TCP/IP协 议实现信息传输。
使用104协议部署远动系统具 有实现简便、开发工作量小、价格低、性能好等 优点，因此适用于调度中心站和远方子站之间的 通讯。
P I实时数据库是一套基于C/S(客户机/服 务器)结构的商品化软件应用平台，由OSIsoft公 司开发，早期用于存储弹道导弹飞行信息，因此 对数据的实时处理能力十分出众，之后衍生出的 工作化版本逐渐成为过程工业全厂信息集成的必 然选择。
因此，急需研发一套基于IE C104协议 与P I实时数据库的电力远动监控平台，在厂站 端根据交换机镜像端口实时采集并保存各业务数 据，通过设置模型的判据实现对实时数据的报警 与提示，通过对保存的大数据进行细致的追忆和 分析，预先找到可能存在的问题，以第三方视角 对远动装置本身、一次设备干扰、通道讯等进行 模型比对、分析。
同时结合台州发电厂远动（自动化）日常监控工作，进一步提高发现问题的能力，把被动的维护工作往量化管理推进。
1 104协议原理与实现1.1概述IE C104协议作为一种电力远动协议方面的 国际标准，具有实时性好、可靠性高、数据流量 大、便于信息量扩充、支持多类网络传输等优点，相对于它的前身IE C101协议，IE C104协议涵盖 了保护信息丢失方面的定义[2]。
IE C101协议由 于未采用APCI(应用规约控制信息），其应用APDU (规约数据单元）等同于ASDU(应用服务数据单元）。
IE C104协议给出了 A PC I的定义，并加人 防止报文丢失和重复的控制信息[3]。
IE C104协议使用了 OSI模型7层中的5层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层和 应用层来实现数据传输。
1.2协议的实现要点IE C104协议在实现过程中需要区分主站(中 心站)与子站(远方站)。
主站在协议应用过程中起主导作用，是整个通讯网络的核心；而子站相对于主站，是一个数据生成的源头，它响应主站的请求，把本地采集的实时数据通过IE C104协议格式加密后传给主站。
一次主站请求数据的过程如下[41:(1) 主站下发遥控预置命令；(2) 子站进行遥控预置确认；(3) 主站收到子站确认后下发遥控执行命令；(4) 子站进行遥控执行确认；(5) 子站向现场设备下发执行遥控命令；(6) 现场设备进行遥控执行确认；(7) 现场设备进行遥信变位；(8) 子站向主站上传遥信变位信息。
IE C104协议的主站和子站之间通信采用网络传输层的可靠传输协议TCP，主站为TCP客户端，子站为TCP服务器端，即主站主动进行TCP连接请求，而子站被动响应TCP连接请求。
IE C104协议共分4类超时时间，分别是：TCP连接建立超时时间；RTU(远程终端)等待U格式测试应答超时时间；RTU端等待主站端应答突发传送的超时时间；RTU端和主站端之间没有实际数据交换时，任何一端启动U格式测试过程的超时时间。
一旦超时则自动断开TCP连接。
IE C104协议采用平衡传输方式，当主站端没有进行数据召唤，而RTU端中有变化数据时，RTU要主动上送变化数据。
主站端下发单点遥控选择，RTU端进行单点遥控选择应答和主站端下发基本相同，RTU端进行单点遥控执行应答和主站端下发基本相同。
主站端下发单点遥控执行和选择报文基本相同[51。
1.3协议的通信要求IE C104协议的通信要求如下[61:(1) IE C104协议应以子站为服务端，以主站 为客户端。
(2) 主站端应实现对来自网络和常规方式的数据信息进行自动判断、切换、处理，以保证数据的唯一性。
(3) 在多客户访问的情况下，IE C协议可以 通过MAC地址和IP地址划分控制安全级别，如果服务端发现IP重复，拒绝控制命令的执行。
(4) 为保证网络运行的安全、稳定、可靠，在 主站端对以网络方式通信的子站单独进行画面、2017 年第36卷第3期王迎迎，等：基于104协议与P I 实时数据库的电力远动监控平台建设73图2前置机界面主机的通道数据，监测上下行报文，查看不同规约的多个通道的遥测、遥信、电量等信息，及时 发现故障并进行报警。
所采用的分析技术包括统 计分析、对比分析、基于规则的故障发现等技 术。
系统根据远动设备情况，通过一次设备、设 备属性和测点方式来组织设备资产信息，并通过 远动通道的测点数据进行关联，从而更好地掌控 远动设备信息。
系统以图形组态方式来显示电气接线图，可 随时进行AGC (自动发电控制）、负荷跟踪比对， 可随时实现线路、断路器、隔离开关等多种状态 跟踪，并及时向用户报警以便尽快处理。
3基于P I 的大数据实时处理3.1实时数据库P I 概述PI (PlantInformationSystem )是由美国 OSIsoft公司开发的一套商品化软件应用平台，是过程 工业全厂信息集成的必然选择。
