TASE.2协议在电力系统中的进一步应用

张丽胜 陈世杰

（东方电子股份有限公司，山东 烟台 264000）

1 引言

TASE.2协议主要用于在电网控制中心之间通过广域网进行数据交换，又被称作ICCP协议。交换的信息由电力系统监控用的实时数据和历史数据组成，包括实时测量数据、计划数据、电能结算数据以及操作消息等。该协议广泛应用于欧洲、北美电网，我国已等同采用该协议作为国家标准。

TASE.2协议的主要概念是关联、双边协议、数据值对象、数据集对象和控制中心等。TASE.2采用面向对象的方法，根据外部可观测的数据和行为，对实际的控制中心进行描述。能用于变电站自动化、发电厂、工厂自动化或具有类似要求的场所，它为高级的信息通信技术提供了通用的解决方案。

TASE.2协议中对对象及关系的描述均基于工业自动化系统制造报文规范MMS，具体的网络握手交互过程及报文格式均由底层的协议实现，TASE.2协议在实现时仅需告诉MMS需要传送哪些信息以及相应的传送参数，这是TASE.2协议与目前传统远动规约之间的本质区别。当前使用的自定义应用层协议通常是基于网络层或传输层，实现时不仅需要考虑网络联接的维护，也必须处理具体的报文格式和高低字节等问题。

目前，TASE.2协议已经大量应用于我国各级调度中心的SCADA/EMS、DMS、RTU等各种电力自动化设备和系统之间进行通信，但应用一般仅限于普通的遥测、遥信等实时数据的交换，未能充分发挥出TASE.2协议的优势。在TASE.2协议中定义了9大功能块，前4功能块已有一些应用，本文主要研究功能控制块5、6、7、8、9在电力系统中的应用可能性，对于具体映射到的MMS报文未做详细说明。

2 设备控制

遥控、遥调对应于TASE.2模型中可控设备类别。TASE.2模型中包括两类可控设备：“直接控制类”（非SBO类）和“操作前选择类”（Select-Before-Operation，SBO），分别对应于直接控制与带预置的控制。

TASE.2中对可控设备进行了模型定义，用设备名唯一标识可控设备，映射到MMS有名变量对象；控制点属性映射到IEC60870-6-802中描述的三种控制点类型之一（命令、浮点值、离散值），并且可选是否带有返校ID或加标志属性；而访问控制规范表则定义了控制设备是否可见、可选、可控等属性。

设备对象的操作有：选择、操作、设标志和取标志，同时具有4种动作：超时、成功、失败和当地复位。他们与MMS服务及对象的映射关系如表1。

表1 遥控与MM S映射关系表

与传统规约的遥控相比，TASE.2的设备控制同样具有预置、返校、执行功能，但没有定义撤消功能。同时具有挂牌警告的作用，挂牌操作之后，服务器在收到操作请求时会检查挂牌信息，确定是否能够接收操作请求。TASE.2协议中设备控制过程如图1所示。

图1 设备控制

3 程序控制

TASE.2允许客户操纵服务器侧控制中心的程序调用。程序对象用来表示一个程序启用，这与MMS所规定的一样。TASE.2“程序”对象操作控制着服务器端的程序调用状态，共有6种操作：启动、停止、恢复、复位、删除、获取属性，每一种操作都会造成“程序”对象从一种状态转换到另一种状态。程序对象具有空闲、运行、已停止、不能运行4种状态。

程序对象模型完全映射到MMS规范的程序调用，它们具有VMD全局域属性，除了访问控制规范表属性外，每一个“程序”对象的属性都映射到MMS规范中具有相同名字的程序调用属性上。程序控制过程如图2所示。

图2 程序控制

利用TASE.2协议，一个控制中心可以操纵位于另一控制中心的服务程序。

4 事件模型

TASE.2中与事件相关的模型有两个，分别是事件登记对象模型与事件条件对象模型。

TASE.2用事件条件对象表明一个特别的数据差错发生于何时，或者设备状态何时发生变化。当事件条件对象定义的情况出现时，TASE.2服务器使用“事件通知”动作通知TASE.2客户。

一个TASE.2客户首先需要使用事件登记对象向TASE.2服务器登记自己需要被告知的事件条件。关于“事件登记”的TASE.2操作有：“生成事件登记”、“删除事件登记”和“取事件登记属性”。

TASE.2中的“事件登记”对象遵循“MMS事件登记”对象模型；“事件条件”对象严格地遵循“MMS事件条件”的对象模型。

当前TASE.2中已使用的“事件条件”对象有：与设备控制有关的“设备名_time”、“设备名_reset”、“设备名_success”、“设备名_fail”，分别表示预置超时、设备复位、控制成功、控制失败，用事件通知与设备控制结合起来，就能方便地判断设备遥控的结果，而无需再根据所控设备对应的状态量信息来判断。另两个已使用的事件条件对象是Access_violation和Data_failure，可用来通知客户无权访问和传送报告出错。

5 帐目传送

控制中心的一个关键应用就是交换“计划”和“帐目”信息，包括发电量、实际传输电量、负荷、价格信息、检修计划等。只要能建模为时段性数据或简表数据，任何信息均可视为计划进行交换。

交换方式一般是根据客户设定的条件，利用帐目传输集传送帐目信息报告，客户也可以利用“询问”操作来请求有关调度计划或帐目的特殊信息。

有以下报告触发条件：

（1）在某小时前。

（2）调度更新。

（3）在某小时内。

（4）在某小时后。

（5）实际数据更新。

（6）过去的几小时。

（7）对象变化。

（8）操作员请求。

传送帐目模型以及设备检修模型等都映射到一个或几个预定义好顺序的MMS有名变量，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，这些变量的数据类型定义在IEC60870-6-802中，通过MMS信息报告服务进行信息传递。这些有名变量只在报告产生时临时生成，并且只用于MMS信息报告，对它们的读写都会返回对象拒绝访问。

6 时间序列对象

时间序列对象用来表示某个给定元素以相同时间间隔采集到的一组数据。电力系统可以采用时间序列传输集来传输时间序列对象，例如电能采集量或遥测历史数据等，这些数据都是以固定时间间隔采集或存库的。

时间序列传输集映射为一个MMS有名变量，具有以下主要属性：

（1）Transfer Set Name：传输集名。

（2）Data Value Name：表示客户所请求时间序列值的一个特定“数据值”对象。

（3）Begin Time：序列开始时间。

（4）End Time：序列结束时间。

（5）Sampling Interval：采样间隔。

（6）Reporting Interval：报告间隔。

（7）TSTransm issionPars：传输条件。

传输触发条件包括序列结束时间到、间隔周期报告、手工触发、报文超长触发。 “结束时间到”条件为一次性读取时间序列提供了一种方法。“报告间隔超时”条件提供一种“时间序列”的周期性报告。在对时间序列传输集使能后，如果“开始时间”表明是过去的时间，则将生成一个信息报告，该报告包含了从“开始时间”至当前时间所有过去的有用值。如果无过去值可用，则不会生成报告。随后的一些报告将按照“报告间隔”陆续发送，而且其中只包括从最后一次信息报告生成以后所收集的数值。对于历史性数据，如果这些历史值不是用同一采样周期附上时间标记的话，则应使用外差法。

TASE.2服务器使用MMS的信息报告服务来传送时间序列传输集，信息报告中包括下列项目：

（1）表示事件序列传输集名字的MMS有名变量。

（2）表示触发报告的传输条件的MMS有名变量。

（3）表示“数据值”对象在“时间序列”中每一时间间隔的“MMS有名变量”的序列。

7 结论

TASE.2 协议相比传统规约，具有如下优点：规范、标准化;支持更广泛的传输数据类型；数据定义方式更加灵活，支持更大容量的数据通信。TASE.2协议不仅能传输实时数据，而且对调度计划、检修、历史数据、保护事件等对象模型都作了规范定义，利用好TASE.2协议，完全能满足电力控制中心间各种数据交换的要求。

[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.江苏电网基于TASE.2协议的实时信息网络通信[J]. 江苏电机工程,2003,22(2):5-7.

[7] 张健,郭创新,顾立新等. 基于TASE.2协议的数据通信转发在上海电网的实现[J].电力系统自动化,2006, 30(15):70-73.