TASE.2協(xié)議在電力系統(tǒng)中的進一步應用

張麗勝 陳世杰

（東方電子股份有限公司，山東 煙臺 264000）

1 引言

TASE.2協(xié)議主要用于在電網控制中心之間通過廣域網進行數據交換，又被稱作ICCP協(xié)議。交換的信息由電力系統(tǒng)監(jiān)控用的實時數據和歷史數據組成，包括實時測量數據、計劃數據、電能結算數據以及操作消息等。該協(xié)議廣泛應用于歐洲、北美電網，我國已等同采用該協(xié)議作為國家標準。

TASE.2協(xié)議的主要概念是關聯(lián)、雙邊協(xié)議、數據值對象、數據集對象和控制中心等。TASE.2采用面向對象的方法，根據外部可觀測的數據和行為，對實際的控制中心進行描述。能用于變電站自動化、發(fā)電廠、工廠自動化或具有類似要求的場所，它為高級的信息通信技術提供了通用的解決方案。

TASE.2協(xié)議中對對象及關系的描述均基于工業(yè)自動化系統(tǒng)制造報文規(guī)范MMS，具體的網絡握手交互過程及報文格式均由底層的協(xié)議實現，TASE.2協(xié)議在實現時僅需告訴MMS需要傳送哪些信息以及相應的傳送參數，這是TASE.2協(xié)議與目前傳統(tǒng)遠動規(guī)約之間的本質區(qū)別。當前使用的自定義應用層協(xié)議通常是基于網絡層或傳輸層，實現時不僅需要考慮網絡聯(lián)接的維護，也必須處理具體的報文格式和高低字節(jié)等問題。

目前，TASE.2協(xié)議已經大量應用于我國各級調度中心的SCADA/EMS、DMS、RTU等各種電力自動化設備和系統(tǒng)之間進行通信，但應用一般僅限于普通的遙測、遙信等實時數據的交換，未能充分發(fā)揮出TASE.2協(xié)議的優(yōu)勢。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)中的應用可能性，對于具體映射到的MMS報文未做詳細說明。

2 設備控制

遙控、遙調對應于TASE.2模型中可控設備類別。TASE.2模型中包括兩類可控設備：“直接控制類”（非SBO類）和“操作前選擇類”（Select-Before-Operation，SBO），分別對應于直接控制與帶預置的控制。

TASE.2中對可控設備進行了模型定義，用設備名唯一標識可控設備，映射到MMS有名變量對象；控制點屬性映射到IEC60870-6-802中描述的三種控制點類型之一（命令、浮點值、離散值），并且可選是否帶有返校ID或加標志屬性；而訪問控制規(guī)范表則定義了控制設備是否可見、可選、可控等屬性。

設備對象的操作有：選擇、操作、設標志和取標志，同時具有4種動作：超時、成功、失敗和當地復位。他們與MMS服務及對象的映射關系如表1。

表1 遙控與MM S映射關系表

與傳統(tǒng)規(guī)約的遙控相比，TASE.2的設備控制同樣具有預置、返校、執(zhí)行功能，但沒有定義撤消功能。同時具有掛牌警告的作用，掛牌操作之后，服務器在收到操作請求時會檢查掛牌信息，確定是否能夠接收操作請求。TASE.2協(xié)議中設備控制過程如圖1所示。

圖1 設備控制

3 程序控制

TASE.2允許客戶操縱服務器側控制中心的程序調用。程序對象用來表示一個程序啟用，這與MMS所規(guī)定的一樣。TASE.2“程序”對象操作控制著服務器端的程序調用狀態(tài)，共有6種操作：啟動、停止、恢復、復位、刪除、獲取屬性，每一種操作都會造成“程序”對象從一種狀態(tài)轉換到另一種狀態(tài)。程序對象具有空閑、運行、已停止、不能運行4種狀態(tài)。

程序對象模型完全映射到MMS規(guī)范的程序調用，它們具有VMD全局域屬性，除了訪問控制規(guī)范表屬性外，每一個“程序”對象的屬性都映射到MMS規(guī)范中具有相同名字的程序調用屬性上。程序控制過程如圖2所示。

圖2 程序控制

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

4 事件模型

TASE.2中與事件相關的模型有兩個，分別是事件登記對象模型與事件條件對象模型。

TASE.2用事件條件對象表明一個特別的數據差錯發(fā)生于何時，或者設備狀態(tài)何時發(fā)生變化。當事件條件對象定義的情況出現時，TASE.2服務器使用“事件通知”動作通知TASE.2客戶。

一個TASE.2客戶首先需要使用事件登記對象向TASE.2服務器登記自己需要被告知的事件條件。關于“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”對象遵循“MMS事件登記”對象模型；“事件條件”對象嚴格地遵循“MMS事件條件”的對象模型。

當前TASE.2中已使用的“事件條件”對象有：與設備控制有關的“設備名_time”、“設備名_reset”、“設備名_success”、“設備名_fail”，分別表示預置超時、設備復位、控制成功、控制失敗，用事件通知與設備控制結合起來，就能方便地判斷設備遙控的結果，而無需再根據所控設備對應的狀態(tài)量信息來判斷。另兩個已使用的事件條件對象是Access_violation和Data_failure，可用來通知客戶無權訪問和傳送報告出錯。

5 帳目傳送

控制中心的一個關鍵應用就是交換“計劃”和“帳目”信息，包括發(fā)電量、實際傳輸電量、負荷、價格信息、檢修計劃等。只要能建模為時段性數據或簡表數據，任何信息均可視為計劃進行交換。

交換方式一般是根據客戶設定的條件，利用帳目傳輸集傳送帳目信息報告，客戶也可以利用“詢問”操作來請求有關調度計劃或帳目的特殊信息。

有以下報告觸發(fā)條件：

（1）在某小時前。

（2）調度更新。

（3）在某小時內。

（4）在某小時后。

（5）實際數據更新。

（6）過去的幾小時。

（7）對象變化。

（8）操作員請求。

傳送帳目模型以及設備檢修模型等都映射到一個或幾個預定義好順序的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，這些變量的數據類型定義在IEC60870-6-802中，通過MMS信息報告服務進行信息傳遞。這些有名變量只在報告產生時臨時生成，并且只用于MMS信息報告，對它們的讀寫都會返回對象拒絕訪問。

6 時間序列對象

時間序列對象用來表示某個給定元素以相同時間間隔采集到的一組數據。電力系統(tǒng)可以采用時間序列傳輸集來傳輸時間序列對象，例如電能采集量或遙測歷史數據等，這些數據都是以固定時間間隔采集或存庫的。

時間序列傳輸集映射為一個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：表示客戶所請求時間序列值的一個特定“數據值”對象。

（3）Begin Time：序列開始時間。

（4）End Time：序列結束時間。

（5）Sampling Interval：采樣間隔。

（6）Reporting Interval：報告間隔。

（7）TSTransm issionPars：傳輸條件。

傳輸觸發(fā)條件包括序列結束時間到、間隔周期報告、手工觸發(fā)、報文超長觸發(fā)。 “結束時間到”條件為一次性讀取時間序列提供了一種方法。“報告間隔超時”條件提供一種“時間序列”的周期性報告。在對時間序列傳輸集使能后，如果“開始時間”表明是過去的時間，則將生成一個信息報告，該報告包含了從“開始時間”至當前時間所有過去的有用值。如果無過去值可用，則不會生成報告。隨后的一些報告將按照“報告間隔”陸續(xù)發(fā)送，而且其中只包括從最后一次信息報告生成以后所收集的數值。對于歷史性數據，如果這些歷史值不是用同一采樣周期附上時間標記的話，則應使用外差法。

TASE.2服務器使用MMS的信息報告服務來傳送時間序列傳輸集，信息報告中包括下列項目：

（1）表示事件序列傳輸集名字的MMS有名變量。

（2）表示觸發(fā)報告的傳輸條件的MMS有名變量。

（3）表示“數據值”對象在“時間序列”中每一時間間隔的“MMS有名變量”的序列。

7 結論

TASE.2 協(xié)議相比傳統(tǒng)規(guī)約，具有如下優(yōu)點：規(guī)范、標準化;支持更廣泛的傳輸數據類型；數據定義方式更加靈活，支持更大容量的數據通信。TASE.2協(xié)議不僅能傳輸實時數據，而且對調度計劃、檢修、歷史數據、保護事件等對象模型都作了規(guī)范定義，利用好TASE.2協(xié)議，完全能滿足電力控制中心間各種數據交換的要求。

[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.江蘇電網基于TASE.2協(xié)議的實時信息網絡通信[J]. 江蘇電機工程,2003,22(2):5-7.

[7] 張健,郭創(chuàng)新,顧立新等. 基于TASE.2協(xié)議的數據通信轉發(fā)在上海電網的實現[J].電力系統(tǒng)自動化,2006, 30(15):70-73.