GBT 26865.2-2011 电力系统实时动态监测系统 第2部分:数据传输协议.pdf
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1、I C S2 9 2 4 0 0 1 F2 1 a 雪 中华人民共和国国家标准 G B T2 6 8 6 5 2 2 01 1 电力系统实时动态监测系统 第2 部分:数据传输协议 R e a l t i m ed y n a m i cm o n i t o r i n gs y s t e m so fp o w e rs y s t e m P a r t2 :P r o t o c o l sf o rd a t at r a n s f e r r i n g 2 0 11 - 0 7 - 2 9 发布 2 0 11 - 1 2 - 0 1 实施 丰瞀鳃鬻瓣警糌赞翼发布中国国家标准化管
2、理委员会厘1 1 1 G B T2 6 8 6 5 2 2 0 1 1 目次 前言I 1 范围1 2 规范性引用文件1 3 实时传输数据报文格式1 3 1 数据格式定义1 3 2 数据帧3 3 3 头帧- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 3 4 配置帧5 3 5 命令帧7 4 离线传输数据报文格式9 4 1 传输数据帧9 4 2 传输命令帧1 0 4 3 命令参数类型说明1 2 4 4 事件标识帧1 3 4 5 离线数据帧1 5 4 6 文件目录帧1 6 附录A ( 规范性附录) 主站、子站问实时传输流程1 8 附录B ( 规范性附录) 主站互联实时
3、传输流程2 4 附录C ( 规范性附录) 主站、子站间离线数据传输流程2 9 附录D ( 规范性附录) 配置帧C F G - 2 离线制定规则3 0 附录E ( 资料性附录) 子站数据命名规则3 1 附录F ( 资料性附录) C R C l 6 的c 语言程序实例3 7 附录G ( 资料性附录) 主站下发参考相量流程3 8 前言 G B T2 6 8 6 5 2 2 0 1 1 本部分按照G B T1 1 2 0 0 9 给出的规则起草。 G B T2 6 8 6 5 电力系统实时动态监测系统由以下部分组成: 第1 部分:技术规范; 第z 部分:数据传输协议; 第3 部分:同步相量测量装置技术
4、规范; 第4 部分:同步相量测量装置检测要求; 第5 部分:主站系统。 这些部分的名称有的尚未最终确定。 本部分为c B T2 6 8 6 5 的第2 部分。 本部分由中国电力企业联合会提出。 本部分由全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会( S A C T C8 2 ) 归口。 本部分起草单位:国电华北电力设计院工程有限公司、中国电力科学研究院、国网电力科学研究院、 北京四方继保自动化股份有限公司、国家电力调度通信中心、华东电网有限公司、华北电力调度( 交易) 中心、许继开普电器检测研究院、中国华能集团公司、华中电网有限公司。 本部分主要起草人:张道农、王英涛、于跃海、谢晓冬、何江、滕
5、云、陆天健、王永福、潘勇伟、许勇、 葛云鹏、韩福坤、贺春、田晓清、张胜。 1 范围 电力系统实时动态监测系统 第2 部分:数据传输协议 G B T2 6 8 6 5 2 2 0 1 1 本部分规定了电力系统实时动态监测系统的数据传输协议,包括实时数据传输协议及离线数据传 输协议。 本部分适用于实时动态监测系统主站与主站之间,以及主站与子站之间的实时数据的传输及历史 文件的传输。 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。 D L T6 6 3 - - 1
6、9 9 92 2 0k V 5 0 0k v 电力系统故障动态记录装置检测要求 A N S I I E E EC 3 7 1 1 1 1 9 9 9 C o m m o nf o r m a tf o rt r a n s i e n td a t ae x c h a n g e ( C O M T R A D E ) f o r p o w e rs y s t e m s 3 实时传输数据报文格式 3 1 数据格式定义 实时传输数据有4 种类型:数据帧、配置帧、头帧和命令帧。 所有传输帧都以2 个字节的帧同步字( s Y N c ) 开始,后紧随着2 个字节的帧长( F R A M E
7、- s I z E ) 、 8 个字节的数据集中器标识( D C I D C O D E ) 、4 个字节的世纪秒( S O C ) 、4 个字节的秒等分数 ( F R A C S E C ) 。所有帧以c R c l 6 的校验字结束。C R C l 6 用x “+ x ”+ x 5 + 1 多项式计算,其初始值规 定为0 。 所有传输帧都没有分界符。图l 描述了传输帧的结构,包括传输次序、字段的描述,同步字首先传 送,校验字最后传送。多个字节的字传输时,先传送最高位字节,所有各帧都使用同样的次序和格式 ( A S C I I 字符传送顺序和表示顺序一致) 。传输帧字节的定义见表1 。表1
8、的F R A C S E C 中时间质量位 的定义见表2 。 M S B 2 L S B2 8 44 ,叵叵固回雕 图1 传输帧结构 G B T2 6 8 8 5 2 2 0 1 1 表1 传输帧字节定义 编号字段长度说明 1S Y N C2 帧同步字。 第1 字节:A A H ; 第2 字节:帧类型和版本号: B i t7 :保留至将来定义; B i t s6 4 : 0 0 0 :数据帧, 0 0 1 :头帧, 0 1 0 :配置帧1 , 0 1 1 :配置帧2 , 1 0 0 :命令帧( 子站接收的信息) , B i t s3 o :协议版本号,以二进制表示( 1 1 5 ) ,本协议定
9、义为3 2F R A M E S l Z E2 帧字节数,1 6 位无符号整数( 0 6 5 5 3 5 ) D C ( 数据集中器) 的I D C O D E ( 标识) ,对没有配置数据集中器的子站,本字段与 3 D C _ I D C O D E 8 P M U _ I D C O D E 相同。用A S C I I 码表示,具体表示方法见附录G 4 S O C 4 世纪秒,起始时间为1 9 7 0 年1 月1 日0 0 时0 0 分0 0 秒 5F R A C S E C4 秒等分数及时问质量、相量数据中的时标: B i t3 1 :保留,默认置0 ; B i t3 0 :闰秒方向,1
10、 表示减,o 表示加;本标志位在闰秒预告置位同时有效,在闰秒发 生后保持2 4h ; B i t2 9 :闰秒发生标志,闰秒发生后的第1s 置1 ,保持2 4h 的置位状态,然后置0 B i t2 8 :闰秒预告,1 表示本分钟最后13 为闫秒,0 则正常; B i t s2 7 2 4 :表示时间质量,见表2 ; 0 0 0 0 :时钟运行正常; B i t s2 3 0 0 :整数,秒等分数,单位时间由配置帧中的T I M E - B A S E 字段指定,同一子 站的所有同步相量测量装置的秒等分数基数是相同的 6D A T A l1 数据段字节1 7D A T A21 数据段字节2 DA
11、TAN1 数据段字节N C H K2 C R C l 6 校验码 表2F R A C S E C 中时间质量位的定义 编号二进制位十六进制值说明 11 1 1 1F 时钟失效,时间不可靠 21 1 1 0E 未定义,保留 31 1 0 1D 未定义,保留 41 1 0 0C 未定义,保留 51 0 1 1B 时钟失锁,最大时间偏差1 0s 2 表2 ( 续) G B T2 6 8 6 5 2 2 01 1 编号二进制位十六进制值说明 61 0 1 0A 时钟失锁。最大时间偏差1s 71 0 0 19 时钟失锁,最大时间偏差o 1s 81 0 0 08 时钟失锁,最大时间偏差l O _ 2s 9
12、0 1 1 17 时钟失锁,最大时间偏差l O _ 3s l O0 1 1 06 时钟失锁,最大时间偏差l O 叫s 1 10 1 0 15 时钟失锁,最大时间偏差l O _ 5s 1 2 0 1 0 0 4 时钟失锁,最大时间偏差l O “8 1 3O O l l 3 时钟失锁,最大时间偏差l O _ 7s 1 40 0 1 02 时钟失锁,最大时间偏差1 0 _ 8s 1 5 o 0 0 1 1 时钟失锁,最大时间偏差l O 叫s 1 6o o o oO 时钟锁定状态,正常运行 3 2 数据帧 数据帧包含测量信息,其字节的定义及特殊字节的定义分别见表3 及表4 。 表3 数据帧字节的定义
13、编号字段长度说明 1S Y N C2 帧同步字,见表1 2F R A M E S I Z E2 帧字节数,见表1 3 D C _ I D C O D E 8 D C 的I D C O D E 4S 0 c 4 世纪秒,见表l 5F R A C S E C4 秒等分数及时间质量,见表1 6S T A T2 按位对应含义的状态字,见表4 7P H A S O R S4 P H N M R4 个字节的定点相量数据,见表4 8 F R E Q 2 用定点数表示的频率偏移量,见表4 9 D F R E Q Z 用定点数表示的频率变化率,见表4 1 0A N A L O G2 X A N N M R模拟量
14、,见表4 1 1D I G I T A L2 D G N M R开关量,见表4 重复6 1 1 字段 根据配置帧中P M U 的个数,即N U MP M U 字段,重复6 1 1 字段的内容 检查字节 2 c R C l 6 校验码 G B T2 6 8 6 5 2 2 0 1 1 表4 数据帧特殊字节的定义 字段长度说明 s T A T2 按位对应含义的状态字: B i t1 5 :数据可用标志,0 表示可用,1 表示异常; B i t1 4 :相量测量装置异常,0 表示没有异常; B i t1 3 :相量测量装置的同步状态,0 表示处于同步状态; B i t1 2 :数据排序,0 表示按照
15、时间排序,1 表示按照接收顺序排序; B i t1 1 :相量测量装置触发标志,0 表示没有触发; B i tl O :1 子站配置发生了改变时间小于1m i n ,0 子站未发生配置改变; B i t s0 9 0 6 :保留待用; B i t s0 6 0 4 :时标异常; o o o = 同步锁信,最好效果; 0 0 1 = 持续1 0s 锁信失败; 0 1 0 一持续1 0 0S 锁信失败; 0 1 1 = 持续i 0 0 0S 以上锁信失败 1 0 0 = 持续1h 以上锁信失败; 1 0 1 一持续2h 以上镁信失败; 1 1 0 1 1 1 :未定义,留作扩展。 B i t s0
16、 3 0 0 :触发原因; 1 1 1 1 1 0 0 1 :保留待用; 1 0 0 0 :低频振荡 0 1 1 1 :开关量;0 1 1 0 :线性组合f 0 1 0 1 :频率变化率越限;0 1 0 0 :频率越限; 0 0 1 1 :相角差;0 0 1 0 :幅值越上限; 0 0 0 1 :幅值越下限;0 0 0 0 :手动 P H A S O R S 4 表示两个1 6 位的整数,用极坐标表示方式的幅值和相角: 先传幅值,用0 6 5 5 3 5 的无符号整数表示; 再传角度,用1 6 位的有符号整数表示,以弧度1 0 表示,取值范围为 一1 0 + 1 0 F R E Q 2 频率偏
17、移量,即额定频率的差值,单位为1 0 H z 。 取值范围为3 2 7 6 7H z + 3 2 7 6 7H 2 ;用1 6 位有符号整数表示 D F R E Q 2 频率变化率,单位为1 0 - 2H z s ; 取值范围为一3 2 7 6 7H z s q - 3 8 7 6 7H z s ;用1 6 位有符号的整数表示 A N A L O G2 模拟量信息,用1 6 位有符号的整数表示。可以是采样量,例如控制信号或者变换器的值。数 值的取值范围由使用者自行规定 D I G I T A L 2 开关量状态字,按位对应的状态字,由使用者自行规定 3 3 头帧 头帧用A S C I I 码表
18、示,包含相量测量装置、数据源、相量算法、模拟通道滤波器等相关信息。头帧 具有S Y N C ( 同步字) 、F R A M E S I Z E ( 帧长度) 、D C I D C O D E ( 数据集中器的标识符) 、S O C ( 世纪秒) 、 F R A C S E C ( 秒等分数) 、D A T A1 ( 数据字段1 ) 、D A T An ( 数据字段n ) 、c H K ( c R c l 6 校验码) ,但头 帧数据没有固定格式。头帧的字节的定义见表5 。 表5 头帧字节的定义 G B T2 6 8 6 5 2 2 0 11 编号字段长度说明 1S Y N C2 帧同步字,见表
19、1 2F R A M E S I z E 2 帧字节数,见表I 3D C _ I D C O D E8D C 的 D C O D E 4S O C4 世纪秒,见表I 5F R A C S E C4 秒等分数及时间质量,见表1 6D A T A l1 A S C I I 字符串,第1 个字节 D A T Anl A S C I I 字符串,最后一个字节 C H K 2 c R C l 6 校验码 3 4 配置帧 配置帧为子站和实时数据提供信息及参数的配置信息,为二进制文件。该帧可以通过表5 的 S Y N C 的( 4 6 ) 位标识;可以定义2 个配置文件:s Y N c 的第4 位置0 为配
20、置1 ( C F G - I ) 文件,第4 位 置1 则为配置2 ( C F C , - 2 ) 文件。C F G - I 为子站系统全配置文件,由子站生成,内容包括子站的所有输出 量,C F G - 2 为数据配置文件,建议由主站生成,说明数据帧的实际配置状况,所有字段都应为固定长度, 不使用分界符。配置帧字节的定义见表6 。 表6 配置帧字节的定义 序号字段长度说明 lS Y N C2 帧同步字,见表1 2F R A M E S I Z E2 帧字节数,见表1 3 D CI D C O D E8 D C 的I D C O D E 4S o C4 世纪秒,见表1 5F R A C S E
21、C4 秒等分数及时间质量,见表1 6T I M EB A S E4 秒等分数时间的分辨率,宜采用微秒表示,见表7 7 N U M P M U 2 数据帧包括的P M U 的数量,见表7 8S T N1 6 站名:1 6 字节A S C I I 码,见表7 9 P M U _ K ) C O D E 8 8 字节P M U 的标识符,见表7 1 0F O R M A T2 数据帧的数据格式,见表7 1 1P H N M R2 相量数量:2 字节整数( 0 3 2 7 6 7 ) ,见表7 1 2A N N M R2 模拟量数量:2 字节整数,见表7 1 3D G N M R2 开关量状态字的数量
22、:2 字节整数,见表7 1 4C H N A M1 6 ( P H N M R - I -测量量的名称:相量、模拟量、开关量用1 6 字节A S C I I 码,每次传送的 A N N M R +次序相同,觅表7 1 6 D G N M R ) G B T2 6 8 6 5 2 2 0 1 1 表6 ( 续) 序号字段长度说明 1 5P H U N I T 4 P H N M R 相量通道的转换因子,见表7 1 6A N U N I T 4 A N N M R 模拟通道的转换因子,见表7 1 7 D I G U N I T4 D G N M R 开关量状态字掩码,见表7 1 8F N O M2
23、 额定频率和标志,见表7 重复8 1 8 字段根据配置帧中p M U 的个数,即N U M _ P M U 字段。重复8 1 8 字段的 内容 1 9 P E R I O D2 相量传送的周期,见表7 2 0C H K 2 C R C l 6 校验码 表7 配置帧特殊字节的定义 字段长度说明 T I M E _ B A S E4 数据帧对应的秒等分数。在运算时,F R A C S E C 的高字节需清零,以屏蔽闰秒标志位 和保留标志位的影响。 数据帧对应的等分秒数= F R A C S E C T I M E _ B A S E 如T I M E _ B A S E = 1 ,0 0 0 ,0
24、 0 0 ,F R A c s E c 单位为微秒; 如T I M E - B A S E 为采样率( 如7 2 0 ,2 8 8 0 ,5 7 6 0 等) ,数据帧的F R A C S E C 为采样点对 应的点计数 N U M P M U 2 数据帧中包括的P M U 的数量,每帧最大的数量为6 5 5 3 5 S T N1 6 站名为1 6 位A S C I I 码 P M U _ I D C O D E 8 相量测量装置的硬件标识符,用A S C I I 码表示,具体表示方法见附录D F o R M A T2 数据帧的数据格式,1 6 位标志: B i t s1 5 5 :未用; B
25、 i t4 :0 为数据窗最后一点进行时间同步,1 为数据窗第1 个采样点进行时间同步 ( 推荐1 ) ; B i t3 为频率频率变化:o 一1 6 位整数,1 一浮点数; B i t2 为模拟量:0 1 6 位整数,1 一浮点数; B i t1 为相量:O 一1 6 位整数,1 一浮点数; B i tO t O 一实部虚部( 直角坐标) ,1 一幅度角度( 建议采用极坐标) P H N M R2 相量数量为2 字节整数 A N N M R2 模拟量数量为2 字节整数 D G N M R2 开关量状态字的数量为2 字节整数。开关量状态字通常用1 6 位布尔型表示,每一位 表示一个开关量的状态
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