NR-PMU通信规约介绍201610

20世纪90年代初,基于全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)的成功研制,标志着同步相量(synchrophasor)技术的诞生。

然而由于当时商业GPS技术条件的限制以及缺少高速通信的网络,PMU直到最近几年才在电力系统中的广泛应用PMU(phasor measurement unit 相量测量装置 ) 是利用 GPS 秒脉冲作为同步时钟构成的相量测量单元 , 可用来测量电力系统在暂态过程中各节点的电压向量，已被广泛应用于电力系统的动态监测、状态估计、系统保护、区域稳定控制、系统分析和预测等领域，是保障电网安全运行的重要设备。

在电力系统重要的变电站和发电厂安装同步相量测量装置（PMU），构建电力系统实时动态监测系统，并通过调度中心分析中心站实现对电力系统动态过程的监测和分析。

该系统将成为电力系统调度中心的动态实时数据平台的主要数据源，并逐步与SCADA/EMS系统及安全自动控制系统相结合，以加强对电力系统动态安全稳定的监控。

PMU 子站系统上传数据有：发电机功角、内电势、机端三相基波电压相量、机端基波正序电压相量、机端三相基波电流相量、机端基波正序电流相量、有功功率、无功功率、励磁电流、励磁电压、转子转速。

以SCADA/EMS为代表的调度监测系统是在潮流水平上的电力系统稳态行为监测系统，缺点是不能监测和辨识电力系统的动态行为。

部分带有同步定时的故障录波装置由于缺少相量算法和必要的通信联系，也无法实时观测和监督电力系统的动态行为。

随着“西电东送、全国联网”工程的建设，我国电网互联规模越来越大，电网调度部门迫切需要一种实时反映大电网动态行为的监测手段。

为大力推进建设电网动态安全监测预警系统。

即整合能量管理（EMS）、离线方式计算广域相量测量等系统，实现在线安全分析和安全预警，先期在国家电力调度通信中心组织实施，并逐步推广到网省调，以提高互联电网的安全稳定水平，有效预防电网事故，构筑电网安全防御体系。

PMU-S20监控模块Modbus通讯规约1、概述本文描述了我司的PMU-S20监控单元MODBUS规约标准，PMU-S20监控单元通过MODBUS 规约和综合自动化厂家的设备进行数据接口，向上级监控设备提供直流屏的各种运行参数，接收上级监控设备下发的命令，从而方便地实现四遥功能。

2、引用标准MODICON公司的MODBUS PROTOCOL标准。

3、物理接口通讯方式：串行RS232或RS485。

传输速率：1200、2400、4800、9600。

字符格式：8位数据位、1位停止位、无校验。

4、帧4.1帧结构帧结构如图所示，每帧内容包括：地址1字节，功能号1字节，数据n字节，校验2字节，PMU-S20采用MODBUS规约中的RTU方式，通讯帧以HEX码传送。

4.2 地址（ADDR）指监控单元PMU-S20的地址，范围为1-254可设。

4.3 功能号上级监控设备发给PMU-S20监控单元的命令代码。

4.4 数据下行命令帧是命令的附加信息，上行响应帧是响应的数据。

4.5 校验采用CRC校验，CRC生成函数，请参阅附录A内容。

5.命令解释各命令必须严格按下面给出的格式下发，PMU-S20则按响应格式响应，否则PMU-S20不响应。

--表示根据实际数值填写。

AI（遥测YC）和DI（遥信YX）统一以03H命令读取，只是寄存器号不同，每个数据为16位数据，高字节先发，低字节后发5.1 读命令5.2 遥控命令最高位为0表示正数,为1表示负数, b0~b14 = 实际值*10;7、遥信定义8附录A：CRC校验的计算方法CRC（Cyclical Redundancy Check）由两字节组成，生成函数如下：1.查表法CRC计算函数WORD modbusCRC(BYTE * buf, int len){BYTE hi, lo, idx;WORD crc;hi = 0xff;lo = 0xff;while(len--){idx = lo ^ *buf++;lo = hi ^ gpbtCRCLo[idx];hi = gpbtCRCHi[idx];}crc = hi;crc <<= 8;crc += lo;return crc;}2、CRC表BYTE gpbtCRCLo[] ={0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0, 0x80,0x41,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40, 0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x01,0xc0, 0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41, 0x00,0xc1,0x81,0x40,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0, 0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41, 0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0, 0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x00,0xc1,0x81,0x40, 0x01,0xc0,0x80,0x41,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x00,0xc1, 0x81,0x40,0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41, 0x00,0xc1,0x81,0x40,0x01,0xc0,0x80,0x41,0x01,0xc0, 0x80,0x41,0x00,0xc1,0x81,0x40};BYTE gpbtCRCHi[] = {0x00,0xc0,0xc1,0x01,0xc3,0x03,0x02,0xc2,0xc6,0x06, 0x07,0xc7,0x05,0xc5,0xc4,0x04,0xcc,0x0c,0x0d,0xcd, 0x0f,0xcf,0xce,0x0e,0x0a,0xca,0xcb,0x0b,0xc9,0x09, 0x08,0xc8,0xd8,0x18,0x19,0xd9,0x1b,0xdb,0xda,0x1a, 0x1e,0xde,0xdf,0x1f,0xdd,0x1d,0x1c,0xdc,0x14,0xd4, 0xd5,0x15,0xd7,0x17,0x16,0xd6,0xd2,0x12,0x13,0xd3, 0x11,0xd1,0xd0,0x10,0xf0,0x30,0x31,0xf1,0x33,0xf3, 0xf2,0x32,0x36,0xf6,0xf7,0x37,0xf5,0x35,0x34,0xf4, 0x3c,0xfc,0xfd,0x3d,0xff,0x3f,0x3e,0xfe,0xfa,0x3a, 0x3b,0xfb,0x39,0xf9,0xf8,0x38,0x28,0xe8,0xe9,0x29, 0xeb,0x2b,0x2a,0xea,0xee,0x2e,0x2f,0xef,0x2d,0xed, 0xec,0x2c,0xe4,0x24,0x25,0xe5,0x27,0xe7,0xe6,0x26, 0x22,0xe2,0xe3,0x23,0xe1,0x21,0x20,0xe0,0xa0,0x60, 0x61,0xa1,0x63,0xa3,0xa2,0x62,0x66,0xa6,0xa7,0x67, 0xa5,0x65,0x64,0xa4,0x6c,0xac,0xad,0x6d,0xaf,0x6f, 0x6e,0xae,0xaa,0x6a,0x6b,0xab,0x69,0xa9,0xa8,0x68, 0x78,0xb8,0xb9,0x79,0xbb,0x7b,0x7a,0xba,0xbe,0x7e, 0x7f,0xbf,0x7d,0xbd,0xbc,0x7c,0xb4,0x74,0x75,0xb5, 0x77,0xb7,0xb6,0x76,0x72,0xb2,0xb3,0x73,0xb1,0x71, 0x70,0xb0,0x50,0x90,0x91,0x51,0x93,0x53,0x52,0x92, 0x96,0x56,0x57,0x97,0x55,0x95,0x94,0x54,0x9c,0x5c, 0x5d,0x9d,0x5f,0x9f,0x9e,0x5e,0x5a,0x9a,0x9b,0x5b, 0x99,0x59,0x58,0x98,0x88,0x48,0x49,0x89,0x4b,0x8b, 0x8a,0x4a,0x4e,0x8e,0x8f,0x4f,0x8d,0x4d,0x4c,0x8c, 0x44,0x84,0x85,0x45,0x87,0x47,0x46,0x86,0x82,0x42, 0x43,0x83,0x41,0x81,0x80,0x40};3、移位法CRC计算函数WORD modbusCRC(BYTE *buf, int l) {WORD crc;BYTE q, r;crc = 0xFFFF;for(q = 0; q < l; q++){crc ^= buf[q];for(r = 0; r<8; r++){if ( crc & 1){crc >>= 1;crc ^= 0xA001;}elsecrc >>= 1;}}return crc;}。

第一章通信规约1.1定义：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。

1.2内容：1.2.1信息传送格式—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。

1.2.2信息传送的具体步骤—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。

1.3分类：1.3.1按传输模式分：（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。

循环式传输帧格式:①区分代表不同信息内容的各种信息字（8bit）②表示信息内容（32bit）③用于检错和纠错，提高传输过程的抗干扰能力，采用循环冗余校验(CRC)。

（8bit）（2）问答式传输规约（Polling）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。

主站可请求子站发送某一远动信息，也可请求发送某些类型的信息，工作方式灵活，适用于点对点、一点对多点、多点共多点环形或多点星形的远动通信系统，但须全双工或半双工信道。

问答式传输的报文格式指出双方RTU地址、报文类型和数据区的字节数。

表示报文要传送的信息内容。

用报文头和数据区的字节按编码规则运算得到，用于检错和纠错，可采用奇偶校验或CRC校验。

1.3.2按传输基本单位分(1)面向字符的通信规约（须加起始位和停止位）将数据和控制信息都编成字符，并以字符作为信息传输基本单位的通信规约。

P102电能量传输规约1介绍 (2)1.1串口底层通讯格式 (2)1.2基本帧格式 (2)2基本帧格式具体说明 (2)2.1固定帧长帧（启动字符为10H） (2)2.1.1基本格式 (2)2.1.2控制域C（同可变帧长帧中控制域定义） (2)2.1.3.1主站→电量采集终端 (2)2.1.3.2电量采集终端→主站 (3)2.1.3地址域 (3)2.1.4校验和 (3)2.2可变帧长帧 (4)2.2.1帧格式 (4)2.2.2链路用户数据构成 (4)2.2.3链路用户数据的各项说明 (4)2.2.3.1类型标识 (4)2.2.3.2可变结构限定词 (5)2.2.3.3传送原因 (5)2.2.3.4应用服务数据单元公共地址（1～65535） (5)2.2.3.5记录地址：区分信息量类型。

(5)2.2.3.6信息体地址 (6)2.2.3.7信息体元素 (6)2.2.3.8时间信息 (6)3规约中使用的几种帧格式具体说明 (6)3.1复位链路（假设地址域为1，下同） (6)3.2主站确认帧 (6)3.3无所要求数据帧 (6)3.4读产品型号、版本信息 (7)3.5读终端时间： (8)3.6设置终端时间： (9)3.7读选定的时间范围内的单点信息（状态告警SOE） (10)3.8读某几路电表的电量实时数据： (14)3.8.1读电能量数据 (14)3.8.2读需量数据 (14)3.8.3读瞬时量数据 (14)3.8.4读电压合格率数据 (14)3.8.5读事项记录数据 (14)3.9读选定时间范围的某几路电表的历史信息 (20)3.9.1读电能量数据 (20)3.9.2读瞬时量数据 (20)3.10读选定时间范围的某几路电表的月电量信息： (22)3.10.1读电能量数据 (22)3.10.2读需量数据 (22)3.10.3读电压合格率数据 (22)3.10.4读事项记录数据 (22)3.11读选定时间范围的某几路电表的负荷曲线信息 (23)3.11.1读电能量数据 (23)3.11.2读瞬时量数据 (23)3.12流程 (24)4扩展功能码格式(用于采集器参数的查询与设置) (25)4.1帧格式 (25)4.2扩展功能码一览 (25)4.3各个命令操作过程 (27)4.3.1握手 (27)4.3.2通信结束命令 (27)4.3.3查询运行参数 (27)4.3.4查询通道参数命令（每帧一通道） (28)4.3.5查询脉冲表参数（每帧一表） (30)4.3.6查询智能表参数（每帧一表） (31)4.3.7查询抄表方案（每帧一种方案） (32)4.3.8查询存储方案 (33)4.3.9查询上传方案 (33)4.3.10查询YXMK参数 (34)4.3.11查询遥信参数 (34)4.3.12查询告警方案 (35)4.3.13查询密码设置 (35)4.3.14设置运行参数 (35)4.3.15设置通道参数命令（每帧一通道） (36)4.3.16设置脉冲表参数命令（每帧一表） (36)4.3.17设置智能表参数命令（每帧一表） (36)4.3.18设置抄表方案（每帧一种方案） (36)4.3.19设置存储方案 (36)4.3.20设置告警方案 (36)4.3.21设置密码参数 (37)4.3.22删除脉冲表计 (37)4.3.23删除智能表计 (37)4.3.24设置上传方案 (37)4.3.25设置YXMK参数 (37)4.3.26设置遥信参数 (37)4.3.27删除遥信参数 (38)4.3.28设置脉冲表表底数 (38)4.3.29初始运行命令 (38)4.3.30缺省设置命令 (38)4.3.31表计校时命令 (38)4.3.32设置表址命令 (38)4.3.33旁代操作 (38)4.3.34换表操作 (39)4.3.35换CT操作 (39)4.3.36查询采集统计数据 (39)4.3.37运行测试命令 (39)4.3.38单表测试命令 (39)4.3.39查询通道状态 (40)4.3.40查询终端状态 (40)4.3.41软件升级流程（旧） (40)4.3.42软件升级流程（新） (40)4.3.43软件版本切换 (41)4.3.44字库写入流程 (41)4.3.45终端重启 (41)4.3.46手动消除告警 (41)4.3.47进入维护状态 (41)4.3.48透明通道功能 (42)1 介绍本格式是由《中华人民共和国电力行业标准、DL/T 719 –2000 远动设备及系统、第5部分 传输规约 、第102篇 电力系统电能累计量传输配套标准》定义的，而且适用于电能量计费所用到的数据通信格式，其它详细内容可参照上述文本标准。

通信规约介绍1.通信规约的概念在通信中数据的传送应按约定的格式进行，收发两端事先应对传送速率、同步方式、数据结构等相互约定，共同遵守，这些约定称之为通信规约。

2.通信规约的分类2.1远动规约1.任务：向主站（调度中心或集控站）实时提供子站（变电站或发电厂）信息。

2.方式：基于四遥库，通过序号即顺序表的方式上送。

3.常用规约：IEC101、IEC104、CDT、SC1801、U4F、DNP3.0等2.2 站内规约目前主流为IEC103规约，但不同厂家在规约的理解上、做法上存在差异，并未实现真正的互连，依然需要通过规约转换器来实现通信。

今后的方向为IEC61850,其本身具有更强的互操作性，是面向对象的结构化信息模型。

智能设备规约：直流屏、电度表、消弧装置等。

3.IEC制定的规约标准介绍3.1规约模型国际电工委员会TC-57技术委员会为适应电力系统的发展及其它公用事业的需求，制定了一系列的标准。

本标准的模型源于ISO-OSI参考模型的七层协议，采用了三层，即应用层、链路层、物理层，称之为增强性能结构（EPA）。

应用层：用户进程的接口，表达真正要做的事情。

链路层：在链路上实现无差错地传送数据帧。

物理层：将比特流送到物理媒体上传送。

3．2 常用配套标准IEC870-5-101---基本远动任务的配套标准（95年）IEC870-5-102---电能脉冲计数量配套标准（96年）IEC870-5-103---继电保护设备信息接口配套标准（97年）IEC870-5-104---采用标准传输协议子集的IEC870-5-101的网络访问（2000年）4．通信规约的内容4．1 帧结构举例：启动字符（68H）长度（L）长度重复（L）启动字符（68H）控制域（C）链路地址域（A）链路用户数据（可变长度）帧校验和（CS）结束字符（16H）4．2 传输规则传输过程的约定。

4．3 差错处理数据丢失、数据出错的重传。

5．远动规约5．1 循环式规约DL451-91(部颁CDT) 、DISA-CDT 、 XT9702。