TASE.2网络通信协议在广西电网能量管理系统
中的应用探讨
李劲 陈炳 广西电力调度通信中心 530023
摘要：主要探讨远动信息传输方式的需求和发展，并对目前国际广泛使用的TASE.2网络通信协议作了详细的分析，针对广西电网区、地级EMS系统的实际情况提出了该协议的实施方案。
关键词：网络通信；EMS系统；通信协议；TASE.2；
1、前言
自从2001年南方电网公司成立后，广西电网进入高速发展阶段，电网规模日益扩大、复杂，为使电网进一步安全、经济、优质运行，我们必须实现电网调度从经验型向分析型转变。作为电网调度目前最科学实用的技术手段--能量管理系统（EMS），随着其应用软件在中调、地调的全面实用化及应用推广，对广西电网中EMS系统间实时信息传输在多方向、大数据量、强实时性、高准确性等方面提出了更高的要求，传统的T/T远动信息传输方式由于其固有的传输速率低，数据数量少，通道占用浪费严重等缺点，与应用需求之间的矛盾日益突出。为了解决这种矛盾，利用网络通信取代原有的远动信息传输方式，应用网络通信协议取代原有的远动通信协议成为目前急需解决的问题。
2、目前远动信息传输模式存在的缺陷和改进的要求
传统远动模式是：发送方将要传输的信息调制成模拟信号，通过专用通道发送到目的地；接收方将模拟信号解调为数字信号。这种模式曾经是SCADA/EMS、厂站监控系统、电能计量自动化系统、RTU(远程终端单元)间信息传输的主要手段，至今基于传统远动模式的信息传输仍然在广西电力调度系统中占主流地位。但随着系统对数据传输量、通信速度的要求不断提高，这种模式的不合理性日益显露，已不能满足调度部门应用功能的需要。而且其在一路通道只能实现单方向信息传输，两个系统间信息互访至少需要两路通道，因此通道花销很大。鉴于传
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统远动模式的上述缺陷，目前电网SCADA信息传输开始采用网络通信模式，通常的做法是通信双方为通信制定一个应用协议，然后各自在EMS上增加通信程序。
目前，广西电网中省、地调EMS间通信一般采用基于传统远动通道上进行信息传输的CDT通信规约，系统间网络通信应用只有广西电力调度通信中心和南方总调EMS系统间的数据通信，采用的是以《电力系统实时数据通信应用层协议》（DL476-92）为基础的南瑞科技公司的CAWG50IG协议。经过运行发现，该协议无法满足两系统间大数据量的通信，通信效率低，双方需要预先进行通信对照表的分别定义并统一顺序才能保证数据的正确性，信息维护繁琐，极容易造成两端数据不一致，而且无法满足多于两个系统间的相互通信。另外由于DL476-92规约不够严谨，规约许多部分各个厂家理解不一，该协议的兼容性得不到保障。广西地级调度机构的EMS来自不同厂家，直调电厂是属于不同业主，其监控系统类别更是千差万别，如果继续推广使用该协议必将给今后的互连带来隐患。还有其他常用的传统远动网络通信规约（如104规约），由于他们都是基于传统远动通信模式改造而来，在根本上并不符合网络通信的需求和特点，都存在着类似的缺陷。随着地级调度机构EMS系统的潮流计算和网络分析等高级应用的普及和实用化，各个EMS系统所处理的数据不再仅仅局限于自己网区内的电网数据，广西区内省调、地调间数据交换需求越来越迫切，我们必须对现状进行改进。目前我们对EMS系统间或和其他监控系统间通信网络协议的需求是：
(1) 易于实现点对多点通信，而无须增加硬件开销。其目的就是利用网络，针对传统远动传输方式只能实现点对点通信的弊端，将原来的电路数据交换转换成包数据交换，节约通道开销。
(2) 严谨的基于国际标准的标准协议，节省软件投资和调试费用。使用统一的协议，不仅可以减少软件用于通信协议上的大量费用，而且能够使得软件调试更加简便、快捷。
(3) 共享信息数量不再受到协议限制；能充分利用网络资源，提高信息传送速度。即使是在较为低速的网络环境中，协议也能够充分利用带宽，保证传输速度和传输质量。
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(4) 各取所需，可获取自己关心的、已授权访问的数据，安全连接方向完全可控，电网生产数据可以在授权范围内可靠、可管理地实现共享。
(5) 方便获取“异构”信息，可维护性高。这里的“异构”不仅仅指不同网区间不同厂家的EMS系统，也包括不同功能的系统间的数据交换。
近两年，在国内某些调度机构，为了解决以上的需求开始采用了TASE.2通信协议，并且取得了良好的使用效果。江苏省作为全国第一家率先在全省地级调度间采用TASE.2协议，省内所有220kv变电站省调已经不再直接采集，所需数据全部通过地调TASE.2通信进行转发，其实时性、同步性完全满足SCADA和高级应用的要求。国调已经将TASE.2协议应用在电厂、变电站和主站监控系统间通信上，南方电网也准备在网、省级调度自动化系统间采用该通信协议。
3、TASE.2协议简介
IEC60870-6 TASE.2(远动应用服务元素#2)协议，亦称ICCP(控制中心间通信协议 )，是由IEC发布的电网控制中心之间计算机通信的通信协议，现在广泛用于欧洲、北美电网，我国已于2002年已经等同采用该协议作为国家标准，取代现有的DL476-92协议，2003年6月1日起正式实施。TASE.2协议将主要用于电网控制中心之间以及高压、超高压变电站自动化系统与国调、网调等高一级电网控制中心进行通信。
TASE.2协议的内容十分丰富，它是基于制造业建模对象（MMS）上的协议，它支持多达12种的数据类型传输。从OSI网络七层协议来说，它位于网络通信的最高层——应用层（图1），因此在本质上说它是跟平台无关的。
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控制中心 应用程序 TASE.2 7 6 5 4 3 2 1 MMS ACSE 控制中心对象 控制中心 应用程序 TASE.2 MMS 7 6 5 4 3 2 1 MMS 对 象 应用数据包 表示数据包 会话数据包 传输数据包 网络数据包 链路数据包 数 据 流 ACSE 表 示 层 会 话 层 传 输 层 网 络 层 数据链路层 物 理 层 表 示 层 会 话 层 传 输 层 网 络 层 数据链路层 物 理 层
图1、 TASE.2协议和OSI七层网络模型的关系
TASE.2协议是一个复杂、庞大的协议族，从功能上而言，TASE.2协议是通过一个通道，一套网络设备，实现一发多收的数据通信协议。TASE.2中无论信息提供方或信息需求方都称为控制中心，它实现是通过提供数据方预定义好可供共享的数据及数据访问权限，需要数据服务方自定义所需求的数据列表，快速自由地获取数据。提供数据方只需定义好数据，数据需求方只需要定义需求列表，不需要双边重复定义，不会发生数据不一致的情况。而且协议是国际标准，制定得比较严谨，调试、维护简单方便。
此外，TASE.2协议可以根据数据重要性和网络速度设置传送优先级，支持定时传送、变化传送、事件传送等多种复杂传送方式，可以运行在多种系统平台，多种网络平台上面，而且传送数据量大小没有限制，传输速度满足实时数据传输要求。TASE.2控制中心即可以做数据的提供方，也可以同时做数据的接收方，能够方便地同时实现一发多收及一点收多。
在以前，如何让省内12个地调中任何一个都能获取其他地区的实时信息，意味着一项庞大的工程、巨额的投资、和令人生畏的维护量。如今，如果使用TASE.2协议，由于需要信息的单位只要根据自己的需求定制即可，工程的实现就变成一件十分容易的事情。
4、研究TASE.2协议在广西区内EMS系统的解决方案
广西电力调度数据网络拟于2004年中期建成，它是建立在高可靠性的光纤
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传输通道上，是个具有大带宽、高性能、多种业务综合特点的数据网络，将为省、地调SCADA/EMS联网实现实时数据高速交换提供良好的网络平台。下面我们探讨一下如何在广西电力调度数据网络上应用TASE.2协议进行EMS系统数据交换。目前TASE.2协议在EMS系统的实现包括嵌入式及外挂式两种解决方案。
嵌入式要求EMS从内核上支持TASE.2协议的实时信息网络通信。TASE.2服务程序对内使用EMS的数据接口、网络接口、图形接口，作为EMS的一个应用，可以利用EMS的数据库描述TASE.2协议中控制中心、联接、双边协议、访问控制等基本概念，定义数据值、数据集、传输集等基本对象；对外实现TASE.2的服务和控制。由于TASE.2服务与EMS的一体化，TASE.2服务存取EMS数据效率高，人机界面友好，运行维护方便，该方案在江苏省内得到比较全面的实施。
外挂式适用于开放性差或得不到厂商技术支持的EMS系统。TASE.2服务机与EMS相对独立，通过双方约定的协议实现EMS的数据交换。外挂式易于实现，整体管理性好，但数据交换效率低，信息维护工作量较大。外挂式一般作为一种过渡接入方案，该方案在西北网调、安徽省内也有成功实施的经验。
根据目前广西电网的实际情况，我区内中调和12个地级调度机构中，有9家采用的是南瑞科技研制的OPEN 2000能量管理信息系统，1家采用的是烟台东方电子研制的能量管理信息系统，还有3家准备更换现有旧系统或过渡系统。根据调研和南瑞、东方电子提供的信息，它们从内核上都支持TASE.2协议，因此在广西电网内采用嵌入式解决方案比较合适。如果有部分单位的监控系统在内核不支持TASE.2协议，可以单独采用外挂式方案，新上系统应在标书上明确要求全面支持TASE.2协议的功能实现。
由于TASE.2是跨平台的通信协议，对于我区现有的基于COMPAQ或SUN平台的EMS系统都是支持的，对没有的市场上常见的IBM和Win Intel等系统平台也是支持的。TASE.2推荐运行的机器配置需求是主频500M赫兹，内存512M,具备IEEE 802.3的网络通信接口。针对OPEN 2000系统，软件部分需要购置OPEN 2000系统的TASE.2支撑模块、数据交换子系统和管理模块。
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在实际部署该协议前，广西电力还必须提前做好广西电网TASE.2控制中心命名规则、服务联系命名规则、遥测遥信电量等变量英文名命名规则、双边协议版本等标准和规则的制定和统一。
5、结束语
应用TASE.2协议通信，不仅仅满足了电力生产对EMS系统数据传输多方向、大数据量、强实时、高准确的需求，而且能够大幅度降低系统间数据通信的维护工作量。因此，在解决广西电网能量管理系统数据联网通信的问题中，采用TASE.2协议解决方案是技术领先，切实可行的。此外，该协议可以应用到广西电网的综合自动化，电量计费，水库调度等多个应用系统中，采用该协议的电力生产应用越多，该协议在解决电力生产应用系统间数据共享的问题上发挥的作用就更大，降低电力生产应用系统建设投资的作用就更明显。
参考文献：
1、 李斌 崔恒志 徐春雷等《江苏电网基于TASE.2协议的实时信息网络通信》 江苏电机
工程（Vol.22.No.2） P5。
2、 李斌等《TASE.2协议在调度自动化系统之间信息交换的实现》 电力系统自动化
2000(8) 。
The Application Research of TASE.2 In Guangxi Power Grid Energy Management System
Abstract：Based on the research of information transport mode of electric data ,this article is due to improve the application of TASE.2 in Guangxi power Grid EMS. Key Words : Network Communication; EMS; TASE.2; 作者简介：
李劲，男，29岁，工学硕士，广西电力调度通信中心自动化科工程师，主要研究调度自动化系统、生产管理信息系统以及网络安全。
陈炳，男，工学硕士，广西电力调度通信中心自动化科科长，高级工程师。 地址：广西南宁民主路6号广西电力调度通信中心 电子邮件：lijin@gxep.com.cn 电话：07715693785
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