3.3.3可靠性、可用性和安全性

3.3.4可维护性、可服务性、可扩展性和向上兼容性

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 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 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

远动系统区别子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ppp，可能因偶发的高

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电平噪声而出现问题。选择数据传输协议时应考到这些情况。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。

可以将系统结构理解为基 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白

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

一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 简要描述和说明远动设备或子系统的基本功能模块：

图2远动系统的典型结构（点对点配

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。 表1列出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

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2远动系统的典型功能软件模块

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：

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

4.4.2多个点对点配置

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 一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

4.4.5多点环形配置（共线环形）

4.4.6组合（混合）配置

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。

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。

4.4.1至4.4.5所列的各种配置方式可 最重要的一种形式是网状 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。

4.4.6所示的多路由结构可以提高数据传输自

5.1远动功能的分层结构

应用层功能分为以下两类：

应用层功能分为以下两类： 基本功能； 一扩展处理功能。

应用层的基本功能是处理来自和/或发往过程层和操作员的各种形式的信息。 经远动系统基本应用功能处理后，数据所包含的信息内容应保持不变，即保持数据的完整性 应用层基本功能的主要的子功能是： 临测（白过租国佳含自）

a）监视（自过程层采集信息）。 1）远程指示（遥信） 离散状态信息（单点、双点或多点）。 2）远程测量（遥测） 连续变化量。 3）远程累计 累计量信息或增量信息。 b）命令和控制（在过程层执行）。 1）远程命令和远程切换 单点或双点命令，可以是脉冲型或保持型。 2）远程调整和远程调节 连续或不连续的可变量。

2）远程测量（遥测） 连续变化量。 3）远程累计 累计量信息或增量信息。 命令和控制（在过程层执行）。 1）远程命令和远程切换 单点或双点命令，可以是脉冲型或保持型。 2）远程调整和远程调节 连续或不连续的可变量

5.2.2扩展处理功能

扩展处理功能派生于基本功能，以运算处理功能的方法在过程层和操作员的输入和/或输出侧工作。 扩展处理功能可以由远动系统的CPU执行，也可以由单独的计算机系统执行。 扩展处理功能的典型例子有（按总传输时间的优先级别降序排列）： 越限指示； 自动报警； 故障状态显示：

越限指示； 自动报警； 故障状态显示：

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测量值总加量显示： 实时状态估计； 故障定位（过程层和远动系统）； 实时事故记录（供事后分析）； 频率负荷控制和经济能量管理； 安全稳定监视和分析； 累计量显示； 短期能量管理； 事故评估； 自动减负荷和恢复； 水电火电联调和机组组合

运算处理功能可保证数据采集正确并提供适当的数据表示方法。典型的运算处理功能有： 使通过人与过程层间接口的输入输出信号匹配： 消除接点抖动； 检测故障状态信息； 越限检查； 真实性校核； 脉冲增量确认； 一测量量的工程值计算； 求和及其他算术运算。 应用现代技术可以较经济地实现附加的运算处理功能，既可以在信息采集站实现，也可以在信息 中站实现。这一过程称为预处理。预处理信息还可以由控制站的CPU（或单独的计算机系统）进行再 里。 预处理可以减少需传输的数据的数量，特别是在紧急情况下可以防止传输电路、CPU和人机接口 华发生过负荷

5.4对操作员的过程信息表示

人机接口是数据处理系统的终端与操作员之间的公共界面，因此，对人机之间所交换的信息的类型、 式以及所需的软件和硬件应加以规定。 最佳人机通信的基本要求是：能向操作维护人员提供有关电网和远动系统自身的、适量的和可靠的 标状态信息；能利中心的软硬件设施对过程层进行于预。 5.2.1和5.2.2中所述的各种信息通常由以下硬件表示： 一 模拟屏。表示电网拓扑和状态。可以用各种有源或无源器件显示状态和发出命令，如多面指示 牌、指示灯、不对位开关、按钮等。 一一操作员控制台。向操作员提供详细的信息并提供控制工具，常由一些显示器（特别是视频显示 器）和键盘组成。 指示设备（模拟式或数字式）。用于显示测量值或合成值（如测量值总加量或其他处理后的数 值）。 视频显示器。通常以文字及数字方式显示报警、测量值和其他信息，并以图形方式显示过程网 络的状态。 一记录设备。用于文字、数字和图形的记录，如传真机、打印机、硬拷贝设备和绘图仪等。 一声音告警器。用于在紧急情况下引起操作员注意。 维护设备。用于监视和维护远动系统本身。

6.1数据传输标准的作用

数据传输层功能包括为在各站间实现有效、可靠的数据传输进行管理所需要的各种功能。 从各站的“应用”层收到不同优先级别、不同长度、不同对话类型和不同目的站的报文传输请求， 由协议的较低层以适当的过程传输，并向上层报告执行成功或检测到差错。动态性差错可由自恢复过程 纠正，向上层报告的是检测到的持续性差错。 由较高层管理并与较低层（“电路层”和“物理传输层”）相配合的典型的功能是： 突发信息和循环信息传输的优先组织： 根据请求进行维护工作或例行试验（如电路、站或部分系统的投入或退出）； 差错恢复方法； 一差错检测码的生成和监视； 顿同步码、报文顿确认码的生成和监视，顿长度差错的检测： 报文帧的串行编码和解码： 信号质量监视； 信号电平和数据格式的转换

6.3远动数据传输的特点

6.3.2远动数据传输的启动方式

功数据传输有3种基本启动方式： 事件启动（突发传输）。数据传输由发生的事件启动，如断路器变位、测量值变化等。 式最适于实时性要求。为保证事件启动传输能够正常运行，需要周期性地发出测试信 门狗”功能）。

图3远动报文的一般结构

按请求传输。主站要求从站传输信息。在多个从站情况下，这种方式也称为召唤式或查询式。 一循环传输。这种方式常用于从站向控制站传输测量值和开关量。测量值和/或开关量的组合以时 分方式传送。应注慧，循环传输会使数据的更新延迟，而耳，随着一个循环周期内传输数据量 的增加延迟还会增加。这种方式在信息传输方向只需要一条路径。 在事件启动传输和按请求传输方式中数据只传一次，因此，对数据完整性的要求很高。而在循环传 输方式中，由于随机的信息差错可以在后面的循环中纠正，数据完整性差一些也能满足要求（详见GB/T 18657

6.3.3传输启动方式和对话过程的组合

电路配置、传输启动方式和通信方式基本上是互相独立的，因此在理论上可以形成很多种组合方式。 考虑到技术和经济方面的因素，实际可行的解决方案还是有限的。 传输启动方式的组合有： a）事件启动传输及按请求传输。在要求的扫描周期内，查询一个或多个从站的状态信息，或查询 由测量值、单点及双点状态信息等构成的特定数据集等。 b）事件启动传输及循环传输。可以中断循环传输以传输更高优先级别的事件信息。可以周期性地 发送测试信号，用于“看门狗”功能。 c）3种传输启动方式的组合，优先级别安排如下： 1）事件启动传输； 2）按请求传输； 3）循环传输。 关于网络配置，应考虑以下几点： a）一点对多点配置可以分解为相同数量的点对点电路，每条电路的两端都有独立的电路终接设备。 这样每条电路都可以独立采用所有3种传输启动方式及其组合。数据流来自n个从站，其流量 只受中央处理器吞吐量限制，不受各电路终接设备容量限制。 数据流还受系统设定的传输优先级别限制，这点对循环传输电路的数据流的影响更大。 b）所有多点配置方式（多点星形和多点共线配置）都会降低数据传输率。在n个从站的数据传输 中，每个从站的数据传输率可能降得低于1/n。 3种传输启动方式的组合及传输优先级别的设定还会带来其他限制。应注意，在多点配置系统中采 为信息处理策略，与串行比特数据总线系统中采用的策略相同。总线系统可以在不同的启动方式下运 因此也需要有复杂的数据传输处理功能。 采用事件启动传输方式时，在紧急情况下一个或多个从站内可能会出现大量突发数据，需要在短时 内（数量级1或2s）传输。在紧急情况下多个点对点配置比多点配置灵活。

6.4传输通道的通信方式

单工传输（单向传输）可用于采用循环刷新方式的点对点和多点远程监视系统，也可 择方式的系统。

半双工传输的特点是两个方尚共用一 条传输电路，因此不可能双方向同时通信。通过采用适宜的对 话过程，半双工传输防止事件信息丢失的能力比单工传输强。

全双工传输在流入和流出方向都有独立的传输通道。这种4线制的传输电路可 数据。

自前采用以下传输介质： 无线电（VHF装修标准规范范本，UHF）： 点对点微波； 电力线载波（PLC)； 地线复合通信电缆 架空通信电缆 多市 地下通信电缆

通信网络由这些传输设施构成，但完备程度不同。远动系统中采用的数据传输速率一般是50bit/s~ 2400bit/s，较高的可到4800bit/s和9600bit/s。9600bit/s以上的传输速率需要采用特殊的宽带通道。在各 种通信介质上采用常规技术都可实现宽带通道。

远动系统只使用串行比特数据格式。信息单位（比特）在传输路径上如何表示取决于所用的传输介 带宽及其他环境条件。 最常用的传输方法有： 脉码调制（PCM）。在短距离电缆传输（基带传输）情况，用两个高低不同、宽度相同的电平 表示二进制信息：距离较长或采用其他介质时，用两个宽度不同的不同频率表示二进制信息。 传输速率较低时（1200bit/s及以下），采用普通的“移频”通道，它将两个不同的电平转换为 两个不同的频率。传输速率较高时，需采用各种多电平调制技术，这时，除收发二进制数据流 外，还需要收发“信元定时”信息及其他控制信息。 数字脉宽调制（DPDM)。用两个宽度明显不同的信号脉冲表示二进制信息。以脉冲的数目和

6.6传输通道噪声的防护

传输通道的以下特性可影响远动数据的传输性能及数据完整性： 通道的可用带宽； 正常条件下的预期信噪比值，但出现突发噪声时，信噪比会大大降低： 信号的单位衰减（dB/km）及环境条件（天气变化、结冰等）对衰减的影响； 传输时延（ms/100km）。 这些特性在上述各种传输介质中差别很大，与具体的通道类型有关。 断路器和开关操作会产生突发噪声。这种噪声对微波通道没有影响，但大气散射会使微波信号衰减， 应采用分集技术予以补偿。发生突发噪声时，电力线载波通道的信噪比在短时间内会降低很多，但载波 言号的单位衰减很小。因此，电力线载波通道的中继站间的距离可以很远，

6.6.1信息失真的防护

在远动系统的各层级都可以采取措施防止信息失真。典型的措施有： 提高信噪比。无源的方法有采用屏蔽同轴电缆、选用合适的载波和副载波的频率；有源的办法 有提高发射功率等。 通过穴余编码和信号质量监视（监视脉冲幅度、信号畸变等）等方法最大程度地减少传输电路 上的残留差错（未检出的差错）。经差错检测后2018标准规范范本，必须除去虚假信号输出。 采用真实性检测、状态估计和扩展信息传输过程（如用于命令传输的“检查后执行”）等。

6.6.2信息丢失的防护

在采用自发方式的远动系统中，如检测到传输差错就丢弃信息，那就很可能使信息去失。可以采取 下措施防止信息丢失： 一结果反馈。可用各种方法反馈接收侧的结果，例如返回肯定确认。如未收到肯定确认就自动重 发。 信息反馈。将发出的信息返送回始发站，检查发出的信息与返送的信息是否一致。这种方法兼 具差错检测和防止信息丢失的能力。 在后面的报文顿中加序列号。