104规约和101规约的应用场景

配电⾃动化应⽤104规约实施细则附件6配电⾃动化系统应⽤DL/T634.5104-2009实施细则（试⾏）配电⾃动化系统应⽤DL/T634.5104-2009实施细则1 范围本标准规定了配电⾃动化系统应⽤DL/T634.5104-2009标准时（简称104规约）的通信报⽂格式、数据编码及传输规则，扩展了故障录波⽂件、历史数据⽂件、参数整定及软件升级业务应⽤104规约的通信服务传输过程。

本标准适⽤于国家电⽹公司采⽤101规约的配电⾃动化系统设计与应⽤。

2 规范性引⽤⽂件下列⽂件对于本⽂件的应⽤是必不可少的。

凡是注⽇期的引⽤⽂件，仅所注⽇期的版本适⽤于本⽂件。

凡是不注⽇期的引⽤⽂件，其最新版本（包括所有的修改单）适⽤于本⽂件。

DL/T634.5101-2002（IDT. IEC 60870-5-101：2002）远动设备及系统第5部分：传输规约第101篇：基本远动任务的配套标准DL/T 719-2000（IDT. IEC60870-5-102：1996）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DL/T 667-1999（IDT. IEC60870-5-103：1997）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DL/T 634.5104（IDT. IEC 60870-5-104：2009）远动设备及系统第5-104部分：传输规约采⽤标准传输协议集的IEC 60870-5-101⽹络访问GB/T 18657.1-2002（IDT IEC 60870-5-1：1990）远动设备及系统第5部分：传输规约第1篇：传输帧格式GB/T 18657.2-2002（IDT IEC 60870-5-2：1992）远动设备及系统第5部分：传输规约第2篇：链路传输规约GB/T 18657.3-2002（IDT IEC 60870-5-3：1992）远动设备及系统第5部分：传输规约第3篇：应⽤数据的⼀般结构GB/T 18657.4-2002（IDT IEC 60870-5-4：1993）远动设备及系统第5部分：传输规约第4篇：应⽤信息元素的定义和编码GB/T 18657.5-2002（IDT IEC 60870-5-5：1995）远动设备及系统第5部分：传输规约第5篇：基本应⽤功能IEEE 802.3 信息技术电讯与系统间信息交换局域⽹与城域⽹特殊要求第3部分：载波侦听多址访问冲突检测（CSMA/CD）访问⽅法与物理层规范RFC791 互联⽹协议请求注释791RFC793 传输控制协议请求注释793RFC894 以太⽹上的互联⽹协议RFC1661 点对点协议（PPP）RFC1662 HDLC帧上的PPPRFC1700 赋值，请求注释1700RFC2200 互联⽹正式协议标准集，请求注释22003 术语和定义DL/T634.5104-2009定义的术语和定义适⽤于本标准。

第39卷第5期电力系统保护与控制Vol.39 No.5 2011年3月1日Power System Protection and Control Mar.1, 2011 应用101（104）规约的“电网调度自动化系统”在现场调试维护中的关键技术分析张士勇1，陈 春1，贾大昌2，陈云仑3（1.大丰市供电公司，江苏 盐城 224100；2.无锡市供电公司，江苏 无锡 214061；3.国电南京自动化股份有限公司，江苏 南京 210003）摘要：针对101（104）规约在调试运行中的一些常见问题，着重以分析报文为手段，介绍了数字通道、模拟通道的优缺点、101（104）规约设置时的注意点，分析了如何选择适合的101规约通道方式、101规约时对时是否达标的判别。

对改造扩建中误遥控问题、通道误码率较大的问题、遥测死区值的问题，变压器档位上送问题、通信服务器的可利用资源问题进行了分析，并提出解决方法。

介绍了判别104规约对时是否达标的方法，指出了分析报文对于发现规约通信问题的重要性。

关键词：101规约；104规约；调试；运行；通道；对时；调度自动化Analysis of the pivotal technique in fieldwork of electric power grid SCADA system which applied 101（104）protocolsZHANG Shi-yong 1，CHEN Chun 1，JIA Da-chang 2，CHEN Yun-lun 3（1. Dafeng Electric Power-Supply Company，Yancheng 224100，China；2.Wuxi Electric Power-Supply Company，Wuxi 214061，China；3. Guodian Nanjing Automation Co.，Ltd，Nanjing 210003，China）Abstract：The pro and con of digital channel and analog channel，the setup points of IEC 60870-5-101/104 transmission protocols （101/104 protocols）are introduced for the debug common problems of 101/104 protocols by analyzing messages．How to choose proper channel mode of protocol 101 and differentiate eligible timing alignment of protocols 101 is analyzed. The issues of error telecontrol of rebuild，high error code rate of channel, telemeter dead zone value，submittion of transformer layers and available resource of communication server are analyzed and resolved．The method of differentiating timing alignment of protocol 104 is presented，and the importance of discovering protocol communication problems by analyzing messages is pointed out．Key words：protocol 101；protocol 104；debug；operation；channel；time alignment；SCADA中图分类号： TM76 文献标识码：B 文章编号： 1674-3415(2011)05-0148-050 引言随着国民经济增长，对电能的需求越来越大，随之一个变电站的主变、出线间隔数量也越来越多，需上传至主站的信号量也越来越大，这对调度自动化系统和厂、站自动化系统的数据通信提出了更高的要求[1]，而传统的CDT规约传输的遥信量为512个、遥测量为256个、遥控量为256个，对于一个普通的35 kV变电站，容量足够，但对于一个220 kV 变电站或出线较多的110 kV变电站则远远不够，为此，目前“电网调度自动化系统”产品已大量采用101（104）规约，相应的变电站自动化产品技术也完全支持该规约接口。

104规约104：是厂站与配网主站进行通讯的规约，以以太网为载体，服务模式是平衡模式。

用于远动控制通信的，用于调度自动化系统，厂站之间的通讯；104规约的报文帧分为三类，I帧，S帧，U帧；I帧为信息帧，用于传输数据，长度大于6个字节，为长帧；S帧为确认帧，用于确认接收的I帧，长度为6个字节，为短帧；U帧为控制帧，用于控制启动/停止/测试，长度为6个字节，为短帧；长帧报文分为APCI和ASDU两个部分，统称为APDU，而短帧报文只有APCI部分；APCI的6个字节的构成：起动字符68H，1个字节；后面的报文长度，1个字节（最大253）；控制域位组，4个字节；区分I,S,U 帧：I帧的4字节控制域位组规定为：字节1和字节2位发送序号，字节3和字节4为接收序号；注意：1.由于字节1和字节3的最低位固定为0，不用于构成序号，所以在计算序号时，要先转换成十进制数值，再除以2；2.由于低位字节在前，高位字节在后，所以计算时要先做颠倒；S帧的字节1固定为01H，字节2固定为00H，字节3和字节4位接收序号计算时仍要注意以上两点；U帧的字节2,3,4均固定为00H，字节1包含TESTFR,STARTDT,STOPDT三种功能，同时只能激活其中的一种功能；启动（STARTDT）和停止（STOPDT）都是由主站（104的客户端）发起的，先由主站发送生效报文，子站随后确认。

而主站和子站都可发送测试（TESTFR）报文，由另一方确认。

客户端发起：（请求连接报文和确认连接报文）STARTDT：68 04 07 00 00 00（启动激活）；68 04 0B 00 00 00（启动确认）07 = 00000111，最后两个1表示信息传输格式为U格式，倒数第3个1表示请求连接；0B = 00001011，最后两个1表示信息传输格式为U格式，倒数第4个1表示连接确认；客户端发起：STOPDT：68 04 13 00 00 00（停止激活）；68 04 23 00 00 00（停止确认）客户端和服务器对发：TESTFR：68 04 43 00 00 00 （测试激活）；68 04 83 00 00 00（测试确认）104协议是101协议的网络版，101协议每次只能发送一个链路帧，而104协议可以连续发送多个链路帧，其传输效率明显高于101协议，而且具有TCP/IP的冲突检测和错误重传机制，具有比101协议更高的可靠性和稳定性，另外对通信延时的限制更宽松。

IEC101规约介绍
IEC101规约主要用于电力系统自动化监控中，实现子站与主站之间的数据交换和通信。

子站主要负责采集电网的实时数据和运行状态信息，而主站则负责对子站进行控制和监控。

IEC101规约确保了子站和主站之间的稳定和可靠的双向通信。

在直接序列通信中，数据是通过串行通信线路传输的，通信速率通常在300至9600比特/秒之间。

直接序列通信主要适用于简单的、点对点的通信情况，通信距离较短。

在IEC 101规约中，数据的传输以信息报元单元（Information Object Unit，简称IOU）为单位。

每个IOU包含一个信息对象组（Information Object Group，简称IOG）或一个信息对象（Information Object，简称IO）。

IOG包含一个或多个信息对象，而IO是信息报文的基本单元。

IEC101规约中定义了多种命令和传输服务，用于不同的应用场景。

其中，主站可以向子站发送控制命令，如遥控命令、遥调命令等，以实现对电网设备的控制操作。

主站还可以向子站发送读命令或写命令，以读取或写入子站的参数和数据。

总之，IEC101规约是一种用于传输电能信息的通信规约，实现了电力系统中子站和主站之间的稳定和可靠的双向通信。

它是电力系统自动化监控中使用最广泛的通信规约之一，为电力系统的正常运行和管理提供了可靠的技术支持。

IEC104规约介绍- Presentation Transcript1.IEC60875-5-104 规约介绍和报文分析国电南瑞谈苏伟2.概论o必读文件o《中华人民共和国电力行业标准》o idtIEC60870-5-104 ：2002o技术背景o适应和引导电力系统调度自动化的发展，规范调度自动化及远动设备的技术性能o IEC104 应用层与IEC101 完全相同，是101 的网络化访问3.重点内容IEC104 规约结构通讯特点－报文重传机制，端口号工程实现要点平衡传输方式典型报文序列4.规约结构（1 ）- 模型101 的应用层+ TCP/IP 提供的传输功能物理层ISO 参考模型链路层网络层(IP) 传输层(TCP) 会话层表示层应用层（101 ）socket app5.规约结构（2 ）- 适用网络o局域网（两层交换机连接的单网段、三层交换机或路由器连接的多网段）o广域网(X.25 、FR （帧中继）、ATM （异步传输模式）、ISDN （综合服务数据网络）) o基于TCP/IP 的面向连接的网络服务。

o IP 网络本身的数据完整和安全性机制。

o可采取的其他安全措施：客户端限制访问；路由表限制访问；数据软硬件加密。

6.规约结构（3 ）- APCI 控制信息远动配套标准的APDU 定义APDU 长度APCI APDU ASDU IEC101和104 定义的ASDU 控制域八位位组 4 控制域八位位组3 控制域八位位组 2 控制域八位位组 1 APDU 长度（最大，253 ）启动字符68 H7.新概念o APCI 控制信息o可计数的信息传输功能－I 格式o可计数的确认功能－S 格式o启动，停止，测试功能－U 格式o序列号记数，防止报文丢失，相对于101 的FCB8.规约结构（4 ）- I 格式o信息传输格式类型（I 格式）的控制域控制域第一个八位位组的第一位比特= 0 定义了I 格式，I 格式的APDU 常常包含一个ASDU. 八位位组 1 八位位组2 八位位组3 八位位组49.数据单元标识信息体I 格式应用服务数据单元（ASDU ）类型标识一个字节可变结构限定词一个字节传送原因二个字节公共地址二个字节信息体地址三个字节信息体元素元素定义信息体时标7 个字节… .. … . 信息体地址n 三个字节信息体元素n 元素定义信息体时标n 7 个字节10.表1 --- 在监视方向的过程信息类型标识:=UI8[1..8]<0..44> <0> := 未定义<1> := 单点信息M_SP_NA_1 <3> := 双点信息M_DP_NA_1 <5> := 步位置信息M_ST_NA_1 <7> := 32 比特串M_BO_NA_1 <9> := 测量值，规一化值M_ME_NA_1 <11> := 测量值，标度化值M_ME_NB_1 <13> := 测量值，短浮点数M_ME_NC_1 <15> := 累计量M_IT_NA_1 <20> := 带状态检出的成组单点信息M_PS_NA_1 <21> := 不带品质描述的规一化测量值M_ME_ND_1 <22..29>:= 保留* <30> := 带时标CP56Time2a 的单点信息M_SP_TB_1 * <31> := 带时标CP56Time2a 的双点信息M_DP_TB_1 *<32> := 带时标CP56Time2a 的步位置信息M_ST_TB_1 * <33> := 带时标CP56Time2a 的32 比特串M_BO_TB_1 * <34> := 带时标CP56Time2a 的测量值，规一化值M_ME_TD_1 * <35> := 带时标CP56Time2a 的测量值，标度化值M_ME_TE_1 * <36> := 带时标CP56Time2a 的测量值，短浮点数M_ME_TF_1 * <37> := 带时标CP56Time2a 的累计量M_IT_TB_1 * <38> := 带时标CP56Time2a 的继电保护装置事件M_EP_TD_1 * <39> := 带时标CP56Time2a 的继电保护装置成组启动事件M_EP_TE_1 * <40> := 带时标CP56Time2a 的继电保护装置成组出口信息M_EP_TF_1 <41..44>:= 保留* 这些类型在IEC60870-5-101 补充件A1 中定义11.表2 在控制方向的过程信息类型标识:= UI8[1..8]<45..69> CON <45> := 单命令C_SC_NA_1 CON<46> := 双命令C_DC_NA_1 CON <47> := 升降命令C_RC_NA_1 CON <48> := 设点命令，规一化值C_SE_NA_1 CON <49> := 设点命令，标度化值C_SE_NB_1 CON <50> := 设点命令，短浮点数C_SE_NC_1 CON <51> := 32 比特串C_BO_NA_1 <52..57> := 保留在控制方向的过程信息，带时标的ASDU CON <58> := 带时标CP56Time2a 的单命令C_SC_NA_1 CON <59> := 带时标CP56Time2a 的双命令C_DC_NA_1 CON <60> := 带时标CP56Time2a 的升降命令C_RC_NA_1 CON <61> := 带时标CP56Time2a 的设点命令，规一化值C_SE_TA_1 CON <62> := 带时标CP56Time2a 的设点命令，标度化值C_SE_TB_1 CON <63> := 带时标CP56Time2a 的设点命令，短浮点数C_SE_TC_1 CON<64> := 带时标CP56Time2a 的32 比特串C_BO_NA_1 <65..69> := 保留12.表3 在监视方向的系统信息表4 在控制方向的系统信息类型标识:= UI8[1..8]<70..99> <70> :=初始化结束M_EI_NA_1 <71..99> := 保留类型标识:= UI8[1..8]<100..109> CON <100> := 总召唤命令C_IC_NA_1 CON <101> := 电能脉冲召唤命令C_CI_NA_1 <102> := 读命令C_RD_NA_1 CON<103> := 时钟同步命令C_CS_NA_1 CON <105> := 复位进程命令C_RP_NA_1 CON <107> := 带时标CP56Time2a 的测试命令C_TS_NA_1 <108..109> := 保留13.表5 在控制方向的参数表6 文件传输注在控制方向上具有CON 标记的ASDU ，在监视方向上可以传送同样的报文内容，只是传送原因会不相同，在监视方向上这些ASDU 用作肯定或否定确认 . 类型标识:= UI8[1..8]<110..119> CON <110> := 测量值参数，规一化值P_ME_NA_1 CON <111> := 测量值参数，标度化值P_ME_NB_1 CON <112> := 测量值参数，短浮点数P_ME_NC_1 CON <113> := 参数激活P_AC_NA_1 <114..119> := 保留类型标识:= UI8[1..8]<120..127> <120> := 文件已准备好F_FR_NA_1 <121> := 节已准备好F_SR_NA_1 <122> := 召唤目录，选择文件，召唤文件，召唤节F_SC_NA_1 <123> := 最后的节，最后的段F_LS_NA_1 <124> := 确认文件，确认节F_AF_NA_1 <125> := 段F_SG_NA_1 <126> := 目录F_DR_NA_1 <127> := 保留14.传送原因o7 6 5 0o P/N ：否定确认（1 ）/ 肯定确认（0 ）o T ：试验（1 ）/ 未试验（0 ）o<0`63>o0: 未定义1: 周期，循环o 2 ：背景扫描3 ：突发，自发o 4 ：初始化5: 请求o 6 ：激活7 ：激活确认o8 ：停止激活9 ：停止激活确认o10 ：激活终止20 ：响应总召唤T P/N 原因15.规约结构（5 ）- I 格式Ｍ－＞Ｒ: 680E 000000 00 64 01060001 0000000014 I （总召唤）APCIＲ－＞Ｍ: 680E 000002 00 64 01070001 0000000014 I （总召唤确认）本端接收序号等于对端发送序号＋１Ｒ－＞Ｍ：6885 020002 00 01 F8140001 000100000001 0101 01000101 01000101000101010001010101010001010101000100 0100 I （响应总召唤，全遥信）APCI 本端发送１次Ｉ格式报文，本端发送序号＋１16.规约结构( 6 ) S 格式编号的监视功能类型（S 格式）的控制域控制域第一个八位位组的第一位比特=1, 第二位比特= 0, 定义了S 格式17.规约结构( 7 ) S 格式o R->M (SOE) : 681F 100002 00 1E 01030001 007900000110 0124 13d20a02o I （主动上报SOE ）发送序号为10 ，接收序号为２．o M->R: 6804 010012 00o S （确认主动上报SOE ）o APCI 01 0012 00o01 S 格式确认序号为12o本端发送序号不变o正常情况下对端报文中的发送序号＋１＝本端本次报文中的接收序号18.规约结构( ８) Ｕ格式未编号的控制功能类型（Ｕ格式）的控制域控制域第一个八位位组的第一位比特= 1 并且第二位比特=1 定义了U 格式19.规约结构( ９) Ｕ格式oＭ－＞Ｒ: 6804 07 0000 00 U STARTDT 激活（生效）oＲ－＞Ｍ: 6804 0B 0000 00 U STARTDT 确认o本端发送Ｕ格式，本端发送序号保持不变20.通讯特点（１）防止报文丢失和报文重复传送I （a, b) a= 发送序号b= 接收序号21.通讯特点（２）防止报文丢失和报文重复传送S ( b ) b= 接收序号22.通讯特点（３）防止报文丢失和报文重复传送23.通讯特点（４）防止报文丢失和报文重复传送24.通讯特点（５）防止报文丢失和报文重复传送25.通讯特点（６）防止报文丢失和报文重复传送26.通讯特点（7 ）防止报文丢失和报文重复传送开始数据传送过程27.通讯特点（８）和连接有关的4 个超时时间t0,t1,t2,t3o t0 ：TCP 连接建立的超时时间，即RTU （服务器）端进入等待连接的状态后，若超过此时间，主站（客户）端还没有Connect() 过来就主动退出等待连接的状态；规约推荐的缺省值为30 秒。

前置101、104规约配置使用说明目录：前置101、104规约配置使用说明 1iec104客户端规约 3一．程序的启动 3二．数据库的配置 3１．前置通道信息表的配置 3２．前置节点信息表的配置 3三．配置文件的配置 41.配置文件iec104_client_config.cfg 42.配置文件net_protocal_link_define.cfg 6四．常见问题分析 71.厂站不投入 72.数据不刷新 73.遥测数据不对 84.遥控无法操作 8iec104转发规约 8一．程序的启动 9二．数据库的配置 9１．前置通道信息表的配置 9２．前置节点信息表的配置 93．遥测转发量表 104．遥信转发量表 10三．配置文件的配置 111.配置文件iec104_server_config.cfg 112.配置文件data_server_net_config.cfg 12四．常见问题分析 131.对方链接不上 132.数据不刷新 133.遥测数据不对 144.对方收不到数据 14特殊的iec104转发规约 14一．程序的启动 14二．数据库的配置 14三．配置文件的配置 151.配置文件iec104_server_app_data_system_config.cfg 152.配置文件data_server_net_config.cfg 163.配置文件client_net_config_rel_fac_info.cfg 17四．常见问题分析 181.对方链接不上 182.数据不刷新 193.遥测数据不对 194.对方收不到数据 19iec101客户端规约 20一．程序的启动 20二．数据库的配置 20１．前置通道信息表的配置 20２．前置节点信息表的配置 20三．配置文件的配置 221.配置文件iec101_polling_mode.cfg 222.配置文件iec101_system_param_define.cfg 243.配置文件channel_com_param_define.cfg 25四．常见问题分析 261.发送的报文无应答 262.子站有报文应答，但无法建立链路 263.点号较大的遥测、遥信和电度不对 264.遥测值不对 265.遥测值正数小一半，负数不对 266.遥测、遥信、电度值错位 267.遥控错位 268.遥控不能下发 27iec101转发规约 27一．程序的启动 27二．数据库的配置 27１．前置通道信息表的配置 27２．前置节点信息表的配置 273．遥测转发量表 284．遥信转发量表 29三．配置文件的配置 291.配置文件iec101_server_config.cfg 292.配置文件channel_exit.cfg 303.配置文件channel_com_param_define.cfg 31四．常见问题分析 321.发送的报文无应答 322.子站有报文应答，但无法建立链路 323.遥测值不对 334.遥测、遥信、电度值错位 33iec104客户端规约本规约解释程序完成iec104客户端规约的解释，一般用于接收变电站的实时数据，有时也用于接收其他系统的实时数据。