【电力行业标准(DL)】 远动设备及系统 第1-1部分：总则 基本原则

ICS29.240.01
备案号：16995-2006
中华人民共和国电力行业标准化指导性技术文件DL/Z 634.11—2005/IEC/TR60870-1-1:1988远动设备及系统
第1-1部分：总则　
基本原则
Telecontrol equipment and systems Part 1-l:General considerations General principles
（IEC/TR60870-1-1:1988.IDT）2005-11-28发布
2006-06-01实施
中华人民共和国国家发展和改革委员会发布
DL / Z 634.11 --- 2005
本标准是根据原国家经济贸易委员会《关于下达2002年度电力行业标准制定和修订计划的通知》（国经贸电力［2002］973号文）的安排制定的。为保证电力系统运行的可靠性、经济性和电能的质量，控制中心必须收集系统的实时信息。这工作过去主要通过电话进行，而远动技术的出现和应用，是实现系统实时调度和进一步实现调度综合自动化的基础。
自20世纪80年代以来，国际电工委员会57技术委员会为适应电力系统，包括EMS（能量管理系统）、SCADA（监控与数据采集）、DMS（配电管理系统）、DA（配电自动化）及其他供水、供气等公用事业的需要，制定了EC60870远动设备及系统系列标准，从总则、工作条件、接口、性能要求和传输规约等方面对电力系统及相关公用事业的远动技术进行规范。我们也随着将这系列标准采用为我国的国家标准或电力行业标准，为我国调度自动化技术的发展和电力系统的稳定运行发挥了很好的作用。我国对IEC60870系列标准各部分的编号、名称及采用情况如下：EC/TR60870-1-1：1988远动设备及系统第1部分：总则第1篇：基本原则，等同采用为DLIZ634.11，即本技术文件；
EC60870-1-2：1989远动设备及系统第1部分：总则第2篇：制定规范的导则，等同采用为GB/T16436.11996；
IEC/TR60870-1-3：1997，Ed.2.0远动设备及系统第1部分：总则第3篇：术语，等同采用为GB/T14429；
IEC/TR60870-1-4：1994远动设备及系统第1部分：总则第4篇：远动数据传输的基本方面及IEC60870-5与IEC60870-6标准的结构，等同采用为DL/Z634.14；IEC/TR60870-1-5：2000远动设备及系统第1部分：总则第5篇：带扰码的调制解调器传输过程对使用EC60870-5规约的传输系统的数据完整性的影响，等同采用为DLIZ634.15；EC870-2-1：1995远动设备及系统，第2部分：工作条件第1篇：电源和电磁兼容性，等同采用为GB/T15153.11998；
IEC60870-2-2：1996远动设备及系统第2部分：工作条件第2篇：环境条件（气候、机械和其他非电影响因素），等同采用为GB/T15153.2一2000：IEC60870-3：1989远动设备及系统·第3部分：接口（电气特性），等同采用为GB/T16435.1-1996;
IEC60870-4：1990远动设备及系统第4部分：性能要求，等同采用为GB/T17463一1998；IEC60870-5-1：1990远动设备及系统第5部分：传输规约第1篇：传输顿格式，等同采用为GB/T18657.12002;
IEC60870-5-2：1992远动设备及系统第5部分：传输规约第2篇：链路传输规则，等同采用为GB/T18657.2——2002；
IEC60870-5-3：1992远动设备及系统第5部分：传输规约第3篇：应用数据的--般结构，等同采用为GBT18657.3-2002；
EC60870-5-4：1993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，等同采用为GB/T18657.4--2002；IEC60870-5-5：1995远动设备及系统第5部分：传输规约第5篇：基本应用功能，等同采用为GB/T18657.5—2002；
DL/Z634.11—2005
EC60870-5-101：1995远动设备及系统第5部分：传输规约第101篇：基本远动任务配套标准，非等效采用为DL/T634.5101一2002；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，等同采用为DL/T719—2000；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，等同采用为DL/T667—1999；EC60870-5-104：2000远动设备及系统第5部分：传输规约第104篇：用标准传输协议子集的IEC60870-5-101网络访问，等同采用为DL/T634.5104--2002；IEC60870-5-6（FDIS)：2004远动设备及系统第5部分：传输规约第6篇：IEC60870-5规约系列测试规则，等同采用为DL/T634.56一2004；EC/TR60870-6-1：1995远动设备及系统第6部分：与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第1篇：标准的应用环境和结构，等同采用为GB/Z18700.5，报批中；EC60870-6-2：1995远动设备及系统第6部分：与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第2篇：OSI1至4层基本标准的应用，等同采用为GB/T18700.6，报批中：IEC60870-6-503：1997远动设备及系统第6部分：与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第503篇：TASE.2服务和协议，等同采用为GB/T18700.1一2002；IEC/TR60870-6-505：2002远动设备及系统第6部分：与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第505篇：TASE.2用户指南，等同采用为GB/Z18700.7，报批中；IEC60870-6-601：1994远动设备及系统第6部分：与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第601篇：在永久访问连接分组交换数据网的端系统中提供基于连接传输服务的功能标准集，等同采用为GB/T18700.8，报批中；bZxz.net
EC/TS60870-6-602：2001远动设备及系统第6部分：与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第602篇：TASE传输协议子集，等同采用为GB/亿18700.4—2002；EC60870-6-702：1998远动设备及系统第6部分：与ISO/ITU-T建议兼容的远动协议第702篇：在端系统中提供TASE.2应用服务的功能协议子集，等同采用为GB/T18700.3一2002；EC60870-6-802：1997远动设备及系统第6部分：与IS0/ITU-T建议兼容的远动协议第802篇：TASE.2对象模型，等同采用为GB/T18700.2一2002。本指导性技术文件等同采用IEC/TR60870-1-1：1988。本指导性技术文件由中国电力企业联合会提出。本指导性技术文件由全国电力系统控制及其通信标准化技术委员会归口并负责解释。本指导性技术文件由北京四方继保白动化有限责任公司负责起草，国电自动化研究院、中国电力科学研究院参加起草。
本指导性技术文件主要起草人：杨常府、何卫、刘佩娟。本指导性技术文件仅供参考。有关对本指导性技术文件的建议和意见，向中国电力企业联合会标准化中心反映。
DL / Z 634.11 2005
远动系统用于监视和控制广域分布的过程，它由各种设备和功能构成。这些设备和功能对必要的过程信息进行采集、处理、传输和显示。远动系统的性能基本上取决于：1）从源发站到目的站传输信息的数据完整性；2）信息向目的站传输的速度。
数据完整性是从源发站到目的站信息内容传输的不变性。信息传输速度通过总传输时间度量。有些信息（例如命令）的传输要求响应速度很高，而环境条件却可能很严酷，因此有必要制定针对数据采集和数据传输的相应标准，以满足对数据完整性和传输效率的严格要求。应注意，本系列标准文件虽然是专为电力系统的远动系统制定的，但也可以应用到其他领域，如供水、供气等。
本系列标准文件的目的是为远动系统的合理规划设计和可靠运行提供适当的信息，分为几个部分，见第2章。
本指导性技术文件试图向使用者描述远动系统及其元素的概貌，介绍必要的基础知识，以便更清楚地理解本系列标摊的其他后续部分。IV
1范围
远动设备及系统
第1-1部分：总则
基本原则
DL /Z634.11—2005
本系列标准文件适用于远动设备及系统。远动设备及系统以串行比特编码进行数据传输，对广域分布的过程进行监视和控制。
2对象
本系列标准文件描述了远动系统及其相关元素的配置和功能，定义了基本元素应满足的功能要求、逻辑特性和接口条件，规定了这些元素与其他元素共存时应遵守的规则。本系列标准文件不规定元素的内部物理特性、布置、结构和使用的材料等。以下内容不属于本系列标准文件的范围：电力系统的音频负荷控制；
过程层输入输出元素之间通信采用的传输通道和局域总线（高速通道）系统的特性；远方保护与当地自动化功能，尽管这些功能有时是通过远动系统实现的。本系列标准文件分成几部分，每部分又包含几部分，各部分的名称和范围如下（参见本文件的前言）：DLZ634.11：远动设备及系统第1-1部分：总则基本原则（idtIEC870-1-1：1988）（即本技术文件)。
本文件解释了远动系统的构成元素、配置及基本功能，概述了构成基本远动系统的功能元素及可供选用的远动系统配置方式，讨论了监视和控制任何过程都需要的典型功能，着重于广域分布的系统特有的问题，例如带宽有限且信噪比常较低的通信电路对它的主要影响。本文件只是对以下第2部分至第5部分标准或文件的一个介绍。GB/T16436.1一1996远动设备及系统第1部分：总则第2篇：制定规范的导则（idtIEC60870-1-2：1989)。
本部分描述了规划设计远动系统的指导原则，定义了远动系统和设备的规范，以满足各种应用的需要。
GB/T14429远动设备及系统第1部分：总则第3篇：术语（idtEC60870-1-3：1993，Ed.2.0)
木部分说明了国际电工词汇EC60050一371中定义的远动技术的专用术语，以及为理解本系列文件所必需的其他术语。
GB/T15153.1一1998远动设备及系统第2部分：工作条件第1篇：电源和电磁兼容性（idtIEC 870-2-1:1995)。
GB/T15153.2一2000远动设备及系统第2部分：工作条件第2篇：环境条件（气候、机械和其他非电影响因素）（idtIEC60870-2-2：1996）。这两部分规定了远动设备设计时所针对的环境条件和电源条件、不同环境的分类及测试过程。GB/T16435.1—1996远动设备及系统第3部分：接口（电气特性）（idtIEC60870-3：1989）。本部分定义了应遵守的接口条件，以便将不同的远动设备通过互联而形成系统，使用户能对系1
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统进行管理。
GB/T17463—1998远动设备及系统第4部分：性能要求（idtIEC60870-4：1990）本部分提出了远动设备及系统应满足的性能要求，使它能连续、安全、精确地实现其设计功能，并能足够灵活地适应未来的需要。GB/T18657远动设备及系统第5部分：传输规约（idtIEC60870-5）本部分描述了以电路或网络方式实现远动系统的数据传输应满足的功能特性，定义了信息传输的数据完整性要求、.特定数据格式和传输方法等。本部分包含几个分部分。3与远动系统有关的基本方面
在广域分布过程的运行中，与之有关的基本方面包括产品的生产、最佳传输方式和分配。对于不同的产品（例如燃气、水、石油或电等），这些都大致相同。电力系统运行中采用的远动系统很先进，可以作为其他领域应用的范例。因此，在以下条文中将参照电力系统的运行描述与广域分布过程运行有关的基本方面。
3.1远动系统在电力系统运行中的作用电力供应的质量（包括可靠性）在很大程度上取决于保证必须的监视和控制功能的远动系统。远动系统的结构由电力系统的结构及用户采取的运行策略决定，实质上是分布式过程的控制系统，与广域分布的输配电网的层次结构-一致。远动系统的典型层次结构见图1。MCC
主控制中心
成国家控制中心
发电厂
区域控制中心
△从站、被控站或RTU
地区控制中心
可能路径（发电厂可以
受区域中心控制，也可
以受地区中心控制
图1输配电网中远动系统的典型层次结构从运行的观点看，一个远动系统可以为整个电网服务，也可以分为几个职责不同的层级，甚至还可以将它分成完全独立或部分独立的几个子系统。发电厂的厂内监控系统通常独立于电网的远动系统，但有些监视信息可从发电厂的当地监控系统传送到电网远动系统。反之，有些控制信息（如发电的定值命令）则是从电网远动系统发送到厂内监控系统（如负载频率的自动调节）。远动系统的控制范围从少量的点对点监视控制功能直到覆盖广大地域的多级系统。计算机技术应用2
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于远动系统的各层次，这使远动系统可以在各层次上对信息进行预处理，从而避免了不必要的多余的数据传输。远动系统可对重要功能提供穴余，以满足规定的可用性和可靠性要求。由于远动系统的结构不同，一些扩展功能，如负载频率控制、稳定分析、状态估计、短期负载预计管理等，可以由远动系统自已处理，也可以另由实时计算机系统处理。还应注意的是，设备和子系统常由不同的厂家生产，采用不同时代的技术，在将它们集成为一个系统时常会出现接口问题，而这些问题有时还不容易解决。3.2数据传输系统的作用
在远动系统设计阶段应考虑的一个重要因素是确定数据传输系统的规范。远动系统中广泛使用专用或公用的通信电缆、微波和电力线载波通道。由于远动系统必须以实时方式运行，通道条件对通信的任何限制都会严重影响整个远动系统的效率。例如，在高噪声的环境条件下，通道的带宽要受到限制，信号传输的比特率要受到限制，而这会使传输信号产生畸变。反之，对通道的要求应可以使系统的整体性能最优。就此而言，数据传输应作为远动系统的一个组成部分考虑。
此外，位于高压设备如断路器、开关等附近的信号传输设备很容易受到高电平的脉冲噪声和暂态电压的干扰。电力线载波通道尤其容易受到这种影响。有些远动应用功能，例如线路保护的远方跳闸、发电及负载的切除等，即时响应的实时要求很高因此，应在信息源发站和目的站之间建立永久性的直接连接。也就是说，在这样的系统中明确禁止使用存储转发技术或包交换技术。
然而有些远动功能要求的性能没有这样严格，可以采用为办公自动化应用而开发的一般技术和标准。地区、区域以及国家控制中心之间的数据交换就属于这一类。3.3决定远动系统设计的要求
详见GB/T17463--1998远动设备及系统第4部分：性能要求。3.3.1功能特性
远动系统的设计应使操作员能正确地获得电网中关键点的实际运行状态信息，并能迅速正确地作出响应。
3.3.2环境条件
安装的设备在规定的环境条件下应能正常运行。详细规定及环境条件的分类见GB/T15153.1远动设备及系统第2部分：工作条件第1篇：电源和电磁兼容性及GB/T15153.2远动设备及系统第2部分：工作条件，第2篇：环境条件（气候、机械和其他非电影响因素）。3.3.3可靠性、可用性和安全性
对可靠性、可用性和安全性（RAS）的要求取决于具体应用方式。远动系统及其所有组成部分都应满足这些要求。尽管一般不把不间断电源视为远动系统的组成部分，但它也应满足有关RAS规定。远动系统内所有电子设备都应符合电磁兼容性要求。系统应具备故障安全功能，故障部件应能立即被标示出来。3.3.4可维护性、可服务性、可扩展性和向上兼容性设备应具备自诊断能力及快速故障标示和定位功能。硬件和软件都应具备可维护性和可扩展性，以适应后续的更换和扩展需要。设计改进、技术进步和运行方式的变化等也应加以考虑。软件的组成应使运行控制人员可以根据电网的变化快捷方便地修改软件。3.4远动系统与当地监控系统的主要区别远动系统区别于当地监控系统的特征有：以有限的带宽在噪声环境条件下进行通信，要求在信息的传输速率和传送的可靠性之间实现最佳平衡，以便既能传输大量数据，又使总传输时间满足要求。采用长距离数据传输电路或网络，有时电路或网络由多种不同传输介质组成，可能因偶发的高3
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电平噪声而出现问题。选择数据传输协议时应考虑到这些情况。在任何高噪声环境下都应保证有较高的数据完整性，同时还要考虑信息传输速率会随噪声升高而逐渐降低。广域分布的很多发电厂及远动站都由一个中心控制。4远动系统结构和配置
可以将系统结构理解为基本组成元素按层次排列并相互作用，这也决定了系统的特性。系统配置是指各远动站的具体布置及其相互连接。4.1过程网络体系的相互关系和远动系统的配置在规划设计阶段，系统配置应根据用户的需求规定和调整。过程的配置，例如电网的配置，包括涉及的电压等级、发电厂、控制中心、变电站和配电站的数目及地理位置等，首先决定了数据传输系统的布置，因为数据传输系统需将这些点连在一起。由于国家不同，公司不同，公司公营或私营，它们采取的规划方式可能各不相同。远动系统可能只着重于监视功能，将部分或全部控制功能交给站内操作人员执行，但保留以后系统升级的可能途径，也可能一开始就实现全部远方监视与控制功能。即使是相对简单的系统，监视和控制功能也可能非常复杂，以满足电网各层次的各种运行要求。远动系统还会受安全性要求、政府法规和经济方面考虑的影响。公司之间及区域之间通过联络线将电网互联的情况越来越多，这一趋势要求更高级的应用控制功能，因此也就要求有更复杂的远动系统结构。为了可靠性和安全性，远动系统常分成几个职责不同的层级，又保持运行整体的透明性。4.2点对点远动系统的基本功能模块个简单但也典型的点对点结构的远动系统见图2，图中接口的定义见GB/T16435.1。可以用该系统简要描述和说明远动设备或子系统的基本功能模块：控制站
操作员
模拟屏
操作员
控制合
远动设备
处理器
远动设备与操作员
设备闻的接口
人机接口
（通道）
数据电路
远动设备与
DCE间的接口
狭义远动系统
广义远动系统
控制站
远动设备
过程设备
表计量
信息输
入设备
开关命令
处理器
定值命令
(传感器）
信息输
出设备
（执行器）
调节器
远动设备与过程层
设备间的接口
VDU一视频显示器：DCE一数据线路终接设备；DTE-一数据终端设备：*一远动处理器与特殊处理器间的接口图2远动系统的典型结构（点对点配置）4
过程的输入输出；
被控站的信息处理；
数据传输；
控制站的信息处理；
操作员的输入输出。
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表1列山了这些功能模块之间与有关的远动模块和设备的可能类型的典型相互关系。应注意，被控站、控制站的当地处理功能和特殊应用功能既可以由远动设备实现，也可以由其他外部设备（例如外部处理器或过程计算机）实现。这时，外部设备应通过数据总线与远动设备连接。4.3功能性软件模块
远动系统的软件可以分为不同类型的模块，见表2。在典型的远动系统中，基本的应用软件由标准模块组成。新的开发工作一般仅限于工程的特殊软件。表1远动系统内基本功能模块及典型系统功能与典型硬件模块的关系基本功能模块
过程层的输入输出
（1）将过程层的实际物理状态转换为编码数据（监视方向）；
（2）过程层的行为（命令方向）特定远动信息处理
在被控站
按预定义规则处理数据
数据传输
在广域分布的两站间传输串行数据
特定远动信息处理
在控制站
按预定义规则处理数据
操作员的输入输出
典型系统功能（应用和远动）
确保信息传输
（1）从过程层传感器到CPU，例如，表计脉冲的累加和编码；
设备类型或有关模块
过程层设备
（1）过程层传感器；
（2）从过程层接收数据（模拟或数字）（2）从CPU经变送器和执行器到过的输入通道；（3）过程层的变送器和执行器，操作阀，程层
处理流入和流出信息，例如
（1）通过比较前后状态信息检测事件：
（2）必要时减少数据量：
（3）对设定值和测量值的比较结果作出反应，发出执行器的命令
确保所有重要过程信息可靠传输（1）信号转换和/或格式转换：（2）差错检測，例如通过编码和信号质量监视检测：
（3）数据通道性能监视
处理流入和流出信息，例如
（1）准备用于显示的清晰易懂的信息；
（2）根据远动系统各站送来的信息生成相应的自动化命令
将数据转换为人能理解的信息并将人的动作转换为数据
（1）信息显示和记录；
（2）向操作员提供与过程层交互作用的方法：
（3）提供对远动系统进行在线测试和故障诊断的方法
（1）告警指示和开关量记录功能：（2）数字量和模拟量；
（3）控制和命令功能；
（4）报警监视功能：
（5）故障诊断
注：标记表明不要求有关硬件设备与基本功能模块完全一致。断路器，调节器
远动设备
(1）CPU：
（2）有关的前置处理器；
（3）硬接线；
（4）主要存储器：
（5）内部总线子系统；
（6）过程层设备的输入输出通道数据电路终接设备
（1）标准的ITU-T调制解调器：（2）特殊的调制解调器，例如在复杂通信网中兼具通道切换和处理功能远动设备
(1）CPU：
（2）有关的前置处理器；
（3）硬接线（极少）；
（4）主要存储器（内核，IC）
（5）辅助的大容量存储器（磁盘、磁带)；（6）内部总线子系统：
（7）输入输出通道
操作员设备
（1）模拟屏：
（2）视频显示器：
（3）操作员控制台；
（4）信号灯：
（5）记录仪、打印机、数据记录器；（6）模拟和数字显示器：
（7）过程操作员控制台、键盘；（8）不对位（控制）开关：
（9）光笔、轨迹球或VDU的操纵杆5
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基本软件（与应用无关）
（1）操作系统；
（2）硬件驱动程序；
（3）基本的时间功能
和计算功能；
（4）维护测试程序
4.4远动系统配置
表2远动系统的典型功能软件模块远动系统软件
标准应用软件（与系统无关）
（1）对外通信及处理器间的通
（2）人机对话；
（3）数据输入输出程序；
（4）数据处理和控制程序：
（5）数据记录、显示和长期存
储程序：
（6）数据库管理
工程特殊软件（由工程决定）
系统特殊功能（例如对模拟量
进行算术运算）
数据库（由系统决定）
（1）系统控制表；
（2）对象描述表（软
件模块)；
（3）对象状态表（过
程状态)；
（4）数据库维护软件
数据传输网络有以下一些基本配置方式，这些方式是构成各种系统组合的基础。数据传输和流量控制方法在第6章中详述，但有些关于数据传输的特殊规定应在这一阶段制定。控制中心的远动设备通常与多个从站通信，为此需使用多个电路终接设备（见图2，DCE调制解调器等）。电路终接设备的数量会影响数据传输的组织。
在远动系统的各种数据传输配置方式中采用的符号：主控制中心
）带有一个或几个电路终接设备的控制中心图中在通信站方框符号上加上的小圆表示控制中心的电路终接设备。从站、被控站或远方
终端设备（RTU）
点对点配置
）信息采集、集中和交换点
连接两个远动站的最简单的配置方式。4.4.2多个点对点配置
数据传输电路
控制中心与几个从站连接，在每个从站方向设有一个电路终接设备。各从站在任何时候都可以向控制中心传输数据，控制中心也可以反向地向个或几个从站发送信息。
4.4.3多点星形配置
4.4.4多点共线配置
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控制中心通过一个共用的电路终接设备与几个从站连接。在任何时候都只有一个从站可以向控制中心传输数据。控制中心的远动设备可以依次向选中的从站发送数据，或向所有从站同时发送广播信息。控制中心通过一条共用的通信路径与几个从站连接。控制中心和从站之间信息交换所受的限制与多点星形配置方式相同，见4.4.3。4.4.5多点环形配置（共线环形）各站间的通信路径形成环状，是提高通信路径可用性的最佳方式。从环上的一站向两边都可以到达其他任意站，即使通信路径在某处中断，仍然能保持与各站的通信。4.4.6组合（混合）配置
4.4.1至4.4.5所列的各种配置方式可以组合成各种形式。最重要的一种形式是网状配置，这种配置使得在任意两站间都可以建立通信联系。可以插入信息采集、集中和交换点。
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