IEC60870-5-104规约详解：TCP/IP架构与电力调度应用

IEC60870-5-104规约，也被称为IEC通信规约，是一种在电力系统中广泛应用的通信标准，它基于TCP/IP协议，扩展自IEC60870-5-101，旨在实现变电站与调度中心之间的高效、可靠数据交换。该规约采用了平衡传输模式，确保了数据的准确性和一致性，同时遵循IEC和国家电力部门的标准。 在体系结构上，104规约分为多个层次，包括101应用层的TCP/IP传输接口，以及更底层的网络通信技术。网络层支持多种协议，如X.25、Frame Relay (FR) 和 Integrated Services Digital Network (ISDN)，通过路由器进行跨网络的通信。值得注意的是，虽然通常使用TCP/IP协议，但规约并未涵盖TCP的第5和第6层，而是直接从第4层传输层开始，直到物理层。 104规约的结构是按照IEC60870-5-5中的应用功能选取的，包括初始化过程和用户进程。在应用层，ASDU (应用服务数据单元) 是关键元素，它在APCI（应用规约控制信息）的指导下传输。APCI控制着数据帧的类型，主要有三种：I格式用于编号信息传输，包含ASDU；S格式用于确认和监视功能；U格式则是未编号的控制功能，如启动或停止数据传输、测试链路等。 控制域是每个数据帧的重要组成部分，其中包含了发送和接收序列号，用于确认数据的顺序和完整性。例如，I格式的控制域包括发送和接收序列号，而S格式则只包含接收序列号用于确认。U格式则有特定的控制信息位，如TESTFR（测试帧）、STOPDT（停止数据传输）和STARTDT（开始数据传输）。 在数据传输过程中，规约规定了不同的数据类型，如单点信息、双点信息、步位置信息、32比特串和测量值等。这些信息在监控和控制操作中起着关键作用，确保变电站与调度中心能够准确地交换实时数据。 IEC60870-5-104规约在电力系统的自动化和远程监控中扮演着核心角色，其设计考虑到了效率、可靠性及兼容性，使得不同变电站设备能无缝集成到电力通信网络中。对于电力系统工程师和运维人员来说，理解和掌握这一规约是确保电网稳定运行的关键技能。