張麗勝 陳世杰

（東方電子股份有限公司，山東 煙臺(tái) 264000）

1 引言

TASE.2協(xié)議主要用于在電網(wǎng)控制中心之間通過(guò)廣域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，又被稱(chēng)作ICCP協(xié)議。交換的信息由電力系統(tǒng)監(jiān)控用的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)組成，包括實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)、計(jì)劃數(shù)據(jù)、電能結(jié)算數(shù)據(jù)以及操作消息等。該協(xié)議廣泛應(yīng)用于歐洲、北美電網(wǎng)，我國(guó)已等同采用該協(xié)議作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

TASE.2協(xié)議的主要概念是關(guān)聯(lián)、雙邊協(xié)議、數(shù)據(jù)值對(duì)象、數(shù)據(jù)集對(duì)象和控制中心等。TASE.2采用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ鶕?jù)外部可觀測(cè)的數(shù)據(jù)和行為，對(duì)實(shí)際的控制中心進(jìn)行描述。能用于變電站自動(dòng)化、發(fā)電廠、工廠自動(dòng)化或具有類(lèi)似要求的場(chǎng)所，它為高級(jí)的信息通信技術(shù)提供了通用的解決方案。

TASE.2協(xié)議中對(duì)對(duì)象及關(guān)系的描述均基于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)制造報(bào)文規(guī)范MMS，具體的網(wǎng)絡(luò)握手交互過(guò)程及報(bào)文格式均由底層的協(xié)議實(shí)現(xiàn)，TASE.2協(xié)議在實(shí)現(xiàn)時(shí)僅需告訴MMS需要傳送哪些信息以及相應(yīng)的傳送參數(shù)，這是TASE.2協(xié)議與目前傳統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約之間的本質(zhì)區(qū)別。當(dāng)前使用的自定義應(yīng)用層協(xié)議通常是基于網(wǎng)絡(luò)層或傳輸層，實(shí)現(xiàn)時(shí)不僅需要考慮網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的維護(hù)，也必須處理具體的報(bào)文格式和高低字節(jié)等問(wèn)題。

目前，TASE.2協(xié)議已經(jīng)大量應(yīng)用于我國(guó)各級(jí)調(diào)度中心的SCADA/EMS、DMS、RTU等各種電力自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)之間進(jìn)行通信，但應(yīng)用一般僅限于普通的遙測(cè)、遙信等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的交換，未能充分發(fā)揮出TASE.2協(xié)議的優(yōu)勢(shì)。在TASE.2協(xié)議中定義了9大功能塊，前4功能塊已有一些應(yīng)用，本文主要研究功能控制塊5、6、7、8、9在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用可能性，對(duì)于具體映射到的MMS報(bào)文未做詳細(xì)說(shuō)明。

2 設(shè)備控制

遙控、遙調(diào)對(duì)應(yīng)于TASE.2模型中可控設(shè)備類(lèi)別。TASE.2模型中包括兩類(lèi)可控設(shè)備：“直接控制類(lèi)”（非SBO類(lèi)）和“操作前選擇類(lèi)”（Select-Before-Operation，SBO），分別對(duì)應(yīng)于直接控制與帶預(yù)置的控制。

TASE.2中對(duì)可控設(shè)備進(jìn)行了模型定義，用設(shè)備名唯一標(biāo)識(shí)可控設(shè)備，映射到MMS有名變量對(duì)象；控制點(diǎn)屬性映射到IEC60870-6-802中描述的三種控制點(diǎn)類(lèi)型之一（命令、浮點(diǎn)值、離散值），并且可選是否帶有返校ID或加標(biāo)志屬性；而訪問(wèn)控制規(guī)范表則定義了控制設(shè)備是否可見(jiàn)、可選、可控等屬性。

設(shè)備對(duì)象的操作有：選擇、操作、設(shè)標(biāo)志和取標(biāo)志，同時(shí)具有4種動(dòng)作：超時(shí)、成功、失敗和當(dāng)?shù)貜?fù)位。他們與MMS服務(wù)及對(duì)象的映射關(guān)系如表1。

表1 遙控與MM S映射關(guān)系表

與傳統(tǒng)規(guī)約的遙控相比，TASE.2的設(shè)備控制同樣具有預(yù)置、返校、執(zhí)行功能，但沒(méi)有定義撤消功能。同時(shí)具有掛牌警告的作用，掛牌操作之后，服務(wù)器在收到操作請(qǐng)求時(shí)會(huì)檢查掛牌信息，確定是否能夠接收操作請(qǐng)求。TASE.2協(xié)議中設(shè)備控制過(guò)程如圖1所示。

圖1 設(shè)備控制

3 程序控制

TASE.2允許客戶(hù)操縱服務(wù)器側(cè)控制中心的程序調(diào)用。程序?qū)ο笥脕?lái)表示一個(gè)程序啟用，這與MMS所規(guī)定的一樣。TASE.2“程序”對(duì)象操作控制著服務(wù)器端的程序調(diào)用狀態(tài)，共有6種操作：?jiǎn)?dòng)、停止、恢復(fù)、復(fù)位、刪除、獲取屬性，每一種操作都會(huì)造成“程序”對(duì)象從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)。程序?qū)ο缶哂锌臻e、運(yùn)行、已停止、不能運(yùn)行4種狀態(tài)。

程序?qū)ο竽Ｐ屯耆成涞組MS規(guī)范的程序調(diào)用，它們具有VMD全局域?qū)傩?，除了訪問(wèn)控制規(guī)范表屬性外，每一個(gè)“程序”對(duì)象的屬性都映射到MMS規(guī)范中具有相同名字的程序調(diào)用屬性上。程序控制過(guò)程如圖2所示。

圖2 程序控制

利用TASE.2協(xié)議，一個(gè)控制中心可以操縱位于另一控制中心的服務(wù)程序。

4 事件模型

TASE.2中與事件相關(guān)的模型有兩個(gè)，分別是事件登記對(duì)象模型與事件條件對(duì)象模型。

TASE.2用事件條件對(duì)象表明一個(gè)特別的數(shù)據(jù)差錯(cuò)發(fā)生于何時(shí)，或者設(shè)備狀態(tài)何時(shí)發(fā)生變化。當(dāng)事件條件對(duì)象定義的情況出現(xiàn)時(shí)，TASE.2服務(wù)器使用“事件通知”動(dòng)作通知TASE.2客戶(hù)。

一個(gè)TASE.2客戶(hù)首先需要使用事件登記對(duì)象向TASE.2服務(wù)器登記自己需要被告知的事件條件。關(guān)于“事件登記”的TASE.2操作有：“生成事件登記”、“刪除事件登記”和“取事件登記屬性”。

TASE.2中的“事件登記”對(duì)象遵循“MMS事件登記”對(duì)象模型；“事件條件”對(duì)象嚴(yán)格地遵循“MMS事件條件”的對(duì)象模型。

當(dāng)前TASE.2中已使用的“事件條件”對(duì)象有：與設(shè)備控制有關(guān)的“設(shè)備名_time”、“設(shè)備名_reset”、“設(shè)備名_success”、“設(shè)備名_fail”，分別表示預(yù)置超時(shí)、設(shè)備復(fù)位、控制成功、控制失敗，用事件通知與設(shè)備控制結(jié)合起來(lái)，就能方便地判斷設(shè)備遙控的結(jié)果，而無(wú)需再根據(jù)所控設(shè)備對(duì)應(yīng)的狀態(tài)量信息來(lái)判斷。另兩個(gè)已使用的事件條件對(duì)象是Access_violation和Data_failure，可用來(lái)通知客戶(hù)無(wú)權(quán)訪問(wèn)和傳送報(bào)告出錯(cuò)。

5 帳目傳送

控制中心的一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用就是交換“計(jì)劃”和“帳目”信息，包括發(fā)電量、實(shí)際傳輸電量、負(fù)荷、價(jià)格信息、檢修計(jì)劃等。只要能建模為時(shí)段性數(shù)據(jù)或簡(jiǎn)表數(shù)據(jù)，任何信息均可視為計(jì)劃進(jìn)行交換。

交換方式一般是根據(jù)客戶(hù)設(shè)定的條件，利用帳目傳輸集傳送帳目信息報(bào)告，客戶(hù)也可以利用“詢(xún)問(wèn)”操作來(lái)請(qǐng)求有關(guān)調(diào)度計(jì)劃或帳目的特殊信息。

有以下報(bào)告觸發(fā)條件：

（1）在某小時(shí)前。

（2）調(diào)度更新。

（3）在某小時(shí)內(nèi)。

（4）在某小時(shí)后。

（5）實(shí)際數(shù)據(jù)更新。

（6）過(guò)去的幾小時(shí)。

（7）對(duì)象變化。

（8）操作員請(qǐng)求。

傳送帳目模型以及設(shè)備檢修模型等都映射到一個(gè)或幾個(gè)預(yù)定義好順序的MMS有名變量，例如TA_Segments_Periodic、TA_NoSegments_Periodic、TA_Segments_Profile、TA_NoSegments_Profile、TA_Transm ission_Segment、DO_New_Sched、DO_Rev_Sched、DO_Cancel、DO_Actual等，這些變量的數(shù)據(jù)類(lèi)型定義在IEC60870-6-802中，通過(guò)MMS信息報(bào)告服務(wù)進(jìn)行信息傳遞。這些有名變量只在報(bào)告產(chǎn)生時(shí)臨時(shí)生成，并且只用于MMS信息報(bào)告，對(duì)它們的讀寫(xiě)都會(huì)返回對(duì)象拒絕訪問(wèn)。

6 時(shí)間序列對(duì)象

時(shí)間序列對(duì)象用來(lái)表示某個(gè)給定元素以相同時(shí)間間隔采集到的一組數(shù)據(jù)。電力系統(tǒng)可以采用時(shí)間序列傳輸集來(lái)傳輸時(shí)間序列對(duì)象，例如電能采集量或遙測(cè)歷史數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)都是以固定時(shí)間間隔采集或存庫(kù)的。

時(shí)間序列傳輸集映射為一個(gè)MMS有名變量，具有以下主要屬性：

（1）Transfer Set Name：傳輸集名。

（2）Data Value Name：表示客戶(hù)所請(qǐng)求時(shí)間序列值的一個(gè)特定“數(shù)據(jù)值”對(duì)象。

（3）Begin Time：序列開(kāi)始時(shí)間。

（4）End Time：序列結(jié)束時(shí)間。

（5）Sampling Interval：采樣間隔。

（6）Reporting Interval：報(bào)告間隔。

（7）TSTransm issionPars：傳輸條件。

傳輸觸發(fā)條件包括序列結(jié)束時(shí)間到、間隔周期報(bào)告、手工觸發(fā)、報(bào)文超長(zhǎng)觸發(fā)。 “結(jié)束時(shí)間到”條件為一次性讀取時(shí)間序列提供了一種方法。“報(bào)告間隔超時(shí)”條件提供一種“時(shí)間序列”的周期性報(bào)告。在對(duì)時(shí)間序列傳輸集使能后，如果“開(kāi)始時(shí)間”表明是過(guò)去的時(shí)間，則將生成一個(gè)信息報(bào)告，該報(bào)告包含了從“開(kāi)始時(shí)間”至當(dāng)前時(shí)間所有過(guò)去的有用值。如果無(wú)過(guò)去值可用，則不會(huì)生成報(bào)告。隨后的一些報(bào)告將按照“報(bào)告間隔”陸續(xù)發(fā)送，而且其中只包括從最后一次信息報(bào)告生成以后所收集的數(shù)值。對(duì)于歷史性數(shù)據(jù)，如果這些歷史值不是用同一采樣周期附上時(shí)間標(biāo)記的話(huà)，則應(yīng)使用外差法。

TASE.2服務(wù)器使用MMS的信息報(bào)告服務(wù)來(lái)傳送時(shí)間序列傳輸集，信息報(bào)告中包括下列項(xiàng)目：

（1）表示事件序列傳輸集名字的MMS有名變量。

（2）表示觸發(fā)報(bào)告的傳輸條件的MMS有名變量。

（3）表示“數(shù)據(jù)值”對(duì)象在“時(shí)間序列”中每一時(shí)間間隔的“MMS有名變量”的序列。

7 結(jié)論

TASE.2 協(xié)議相比傳統(tǒng)規(guī)約，具有如下優(yōu)點(diǎn)：規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)化;支持更廣泛的傳輸數(shù)據(jù)類(lèi)型；數(shù)據(jù)定義方式更加靈活，支持更大容量的數(shù)據(jù)通信。TASE.2協(xié)議不僅能傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而且對(duì)調(diào)度計(jì)劃、檢修、歷史數(shù)據(jù)、保護(hù)事件等對(duì)象模型都作了規(guī)范定義，利用好TASE.2協(xié)議，完全能滿(mǎn)足電力控制中心間各種數(shù)據(jù)交換的要求。

[1] ISO/IEC 9506-1:Service definition

[2] ISO/IEC 9506-2:Protocol specification

[3] IEC 60870-6-503:TASE.2 Service and Protocol

[4] IEC 60870-6-702:TASE.2 Application Profile

[5] IEC 60870-6-802:TASE.2 Object M odels

[6] 李斌,崔恒志,徐春雷等.江蘇電網(wǎng)基于TASE.2協(xié)議的實(shí)時(shí)信息網(wǎng)絡(luò)通信[J]. 江蘇電機(jī)工程,2003,22(2):5-7.

[7] 張健,郭創(chuàng)新,顧立新等. 基于TASE.2協(xié)議的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā)在上海電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2006, 30(15):70-73.