IEC104規約在綜合能源控制系統數據通訊中的應用

管少鋒　劉寧

[摘? ? 要]隨著化石能源的快速枯竭，世界各國正面臨能源轉型的重大挑戰，開發和利用清潔能源是解決全球能源問題的最佳途徑。綜合能源控制系統則是當前各國研究人員的重點研究方向，同時也是促進清潔能源發展的關鍵技術。IEC104規約的開發和應用已為綜合能源控制系統數據通訊提供了技術保障，其基本原理主要包括應用協議數據單元、應用協議控制信息、應用服務數據單元、主站與子站等4個方面。本文介紹了一種綜合能源系統按IEC104 規約進行數據通訊的實現方法。

[關鍵詞]綜合能源系統;IEC104規約;數據通訊

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）06–00–03

Application of the IEC104 Statute in Data Communication of the Integrated Energy Control System

Guan Shao-feng， Liu Ning

[Abstract]With the rapid depletion of fossil energy， countries around the world are facing major challenges in energy transformation. The development and utilization of clean energy is the best way to solve the global energy problem. Integrated energy control system is the key research direction of researchers in various countries and the key technology to promote the development of clean energy. IEC104 development and application of the protocol has provided a technical guarantee for the data communication of the integrated energy control system. Its basic principles mainly include four aspects： application protocol data unit， application protocol control information， application service data unit， master station and sub-station. A method of data communication for integrated energy system according to IEC104 protocol is introduced in this paper.

[Keywords]integrated energy systems; IEC104 protocol; data communications

現今社會能源的應用已經成為人類生活生存以及各國社會發展的基礎，但是在社會快速發展的同時一些不可再生資源如煤炭或是是石油變得短缺同時對于它們的應用也帶來了新的社會問題。在可控核聚變發電安全商業化運營這個夢想實現之前，能源問題仍是人類需要面對的日益嚴峻的巨大挑戰。當前，世界各國應對能源問題的解決方案是開發和利用清潔能源，包括水能、風能、潮汐能、太陽能、生物質能等，減少對傳統化石能源的依賴，這是實現人類可持續發展的必由之路。然清潔能源存在波動和間歇性，可控性較差，發出來的電輸入大量輸入電網時，電網的安全風險增大，對電能的供給造成十分大的影響。對于這種情況就需要提供更多的備用負荷對電網進行有效的調整，在這個情況中也就意味著需要更多的火力發電，這也就直接造成電網系統的經濟性變得更差。

另外一點就是目前社會經濟狀況發展迅速人們對能源的依賴性更加強烈需求量變得更加多也越來越多樣化其中包括熱、電、冷、天然氣等多種負荷類型。當前，社會的各種不同類型的能源供應系統的運行都是比較獨立的，并不能實現理論或者預想的相互利用或是做到循環可持續的運行發展，能源的轉化利用率很低。所以為了更好的利用能源提升能源的利用效率以及轉化的效率，實現能源發展和利用的可持續性，綜合能源系統由此孕育而生，綜合能源系統的原理就是應用物理信息技術以及在行業類型當中新穎的管理模式相互結合，將不同區域內擁有的化石能源、風能、光能、電能等多種能源整合起來綜合利用，并聯通用戶對電、熱、冷、天然氣的各種能源需求，建成綜合式能源一體化系統，實現各種不同性質的能源子系統之間的協調規劃、優化運行、協同管理、交互響應，以達到互補互濟的目的。所以綜合能源不但可以滿足能源系統內多遠化的供應需求可以對能源的綜合利用水品有效的促進和提升，促進能源可持續發展。

隨著新能源發電項目大量建設并投產，能源供給側的穩定性和可靠性降低，綜合能源系統的建設進程變得迫在眉睫，這就需要大量的新科技和新技術來確保系統建設的穩定、高效和合理。圖1是綜合能源系統的一個基本的運行框架圖，可以看出其各層級之間需要大量的數據交換，為實現系統的自動控制，則需要各層級之間的數據傳輸方式系統性、協調性和統一性。當前，研究人員開發的IEC104規約可以為分散控制系統的數據通訊控制的邏輯可能性提供堅實的技術基礎，并且可以有效的將控制級與其他層級設備的數據相互聯系交做，與此同時更是為綜合能源系統的協調運行奠定基礎。

1 IEC104規約概述

IEC60870-5-104規約（簡稱IEC104規約）是國際電工委員會TC57技術委員會制定的國際化的標準，這規約應用于遠動設備和系統相互之間的之間信息傳輸。IEC60870-5-104規約結合了IEC101規約當中的應用層規范還有當中的網絡傳輸應用范圍內的TCP/IP協議，這樣有效的將比特（Bit）形式所傳輸的遠動信息的網絡通訊形成標準的模式。IEC104規約當中關于傳輸層以及網絡層當中采用TCP/IP的協議，并且固定使用TCP層2404端口號。這就可以讓它具有它具有高實時性、并且它的可靠性增強、同時還支持多種底層網絡等諸多的優點。在現階段當中，這項規約在電力生產等一些地理分散過程的監視與控制已經應用的很廣泛了。