QGDW3761《电力用户用电信息采集系统通信协议主站与采集终端通信协议》及编制80421.docx
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QGDW3761《电力用户用电信息采集系统通信协议主站与采集终端通信协议》及编制80421
Q/GDW376.1-2009《电力用户用电信息采集系统通信协议:
主站与采集终端通信协议》及编制80421
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ICS29.240
国家电网公司企业标准
Q/GDW×××—200×
电力用户用电信息采集系统通信协议:
主站与采集终端通信协议
poweruserelectricenergydataacquisitionsystemcommunicationprotocolb5E2RGbCAP
ofmasterstationcommunicationwithdataacquireterminalp1EanqFDPw
200×-××-××发布200×-××-××实施
国家电网公司发布
目 次
前言
1范围
2规范性引用文件
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
3.2符号和缩略语
4帧结构
4.1参考模型
4.2字节格式
4.3帧格式
4.4链路传输
4.5物理层接口
5报文应用及数据结构
5.1确认∕否认 5.2复位命令 5.3链路接口检测 5.4中继站命令 5.5设置参数 5.6控制命令 5.7身份认证及密钥协商 5.8请求被级联终端主动上报 5.9请求终端配置及信息 5.10查询参数 5.11请求任务数据 5.12请求1类数据 5.13请求2类数据 5.14请求3类数据 5.15文件传输 5.16数据转发 附录A<规范性附录)数据格式说明 附录B<规范性附录)事件代码ERC 附录C<规范性附录)数据冻结密度 附录D<规范性附录)出错否认代码ERR 附录E<规范性附录)短信 编制说明 前言 按照坚强智能电网建设的总体要求,保证智能电网建设规范有序推进,实现电力用户用电信息采集系统建设“全覆盖、全采集、全预付费”的总体目标,规范统一用电信息采集系统及主站、采集终端、通信单元的功能配置、型式结构、性能指标、通信协议、安全认证、检验方法、建设及运行管理等。 在国家电网公司“电力用户用电信息采集系统建设研究”工程研究成果基础上,国家电网公司营销部组织对国内外采集系统建设应用现状进行调研和分析,并充分结合通信技术、微处理器技术、制造工艺等技术的发展,全面梳理国内外用电信息采集系统相关技术标准,制定了《电力用户用电信息采集系统》系列标准。 标准制订过程中多次召集科研、电力部门和制造企业有经验的专家共同讨论,广泛征求意见。 本系列标准分为下列标准: DXDiTa9E3d Q/GDWXXX.1—2009电力用户用电信息采集系统功能规范 Q/GDWXXX.2—2009电力用户用电信息采集系统专变采集终端技术规范 Q/GDWXXX.3—2009电力用户用电信息采集系统集中抄表终端技术规范 Q/GDWXXX.4—2009电力用户用电信息采集系统通信单元技术规范 Q/GDWXXX.5—2009电力用户用电信息采集系统专变采集终端型式规范 Q/GDWXXX.6—2009电力用户用电信息采集系统集中器型式规范 Q/GDWXXX.7—2009电力用户用电信息采集系统采集器型式规范 Q/GDWXXX.8—2009电力用户用电信息采集系统主站与采集终端通信协议 Q/GDWXXX.9—2009电力用户用电信息采集系统集中器本地通信模块接口协议 Q/GDWXXX.10—2009电力用户用电信息采集系统安全防护技术规范 Q/GDWXXX.11—2009电力用户用电信息采集系统主站软件设计导则 Q/GDWXXX.12—2009电力用户用电信息采集系统终端应用软件设计导则 Q/GDWXXX.13—2009电力用户用电信息采集系统技术方案设计导则 Q/GDWXXX.14—2009电力用户用电信息采集系统检验技术规范 Q/GDWXXX.15—2009电力用户用电信息采集系统专变采集终端检验技术规范 Q/GDWXXX.16—2009电力用户用电信息采集系统集中抄表终端检验技术规范 Q/GDWXXX.17—2009电力用户用电信息采集系统通信单元检验技术规范 Q/GDWXXX.18—2009电力用户用电信息采集系统主站建设规范 Q/GDWXXX.19—2009电力用户用电信息采集系统通信信道建设管理规范 Q/GDWXXX.20—2009电力用户用电信息采集系统采集终端建设管理规范 Q/GDWXXX.21—2009电力用户用电信息采集系统主站运行管理规范 Q/GDWXXX.22—2009电力用户用电信息采集系统通信信道运行管理规范 Q/GDWXXX.23—2009电力用户用电信息采集系统采集终端运行管理规范 Q/GDWXXX.24—2009电力用户用电信息采集系统验收管理规范 本部分是《电力用户用电信息采集系统》系列标准之一,本部分规定了电能信息采集与管理系统中主站和终端之间进行数据传输的帧格式、数据编码及传输规则。 RTCrpUDGiT 本部分由国家电网公司营销部提出; 本部分由国家电网公司科技部归口。 本部分起草单位: 中国电力科学研究院、浙江省电力公司、重庆市电力公司、上海市电力公司、江苏省电力公司 本部分主要起草人: 章欣、周宗发、郑安刚、邵源、杜新纲、葛得辉、童瑞明、黄建军、王晋、李新家 电力用户用电信息采集系统通信协议: 主站与采集终端通信协议 1范围 本部分规定了电力用户用电信息采集系统主站和采集终端之间进行数据传输的帧格式、数据编码及传输规则。 本部分适用于点对点、多点共线及一点对多点的通信方式,适用于主站对终端执行主从问答方式以及终端主动上传方式的通信。 5PCzVD7HxA 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。 凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单<不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。 jLBHrnAILg GB2312—1980信息交换用汉字编码字符集基本集 GB2260—91中华人民共和国行政区划代码 GB18030—2000信息技术信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充 GB/T18657.1—2002远动设备及系统第5部分传输规约第1篇传输帧格式 GB/T18657.2—2002远动设备及系统第5部分传输规约第2篇链路传输规则 GB/T18657.3—2002远动设备及系统第5部分传输规约第3篇应用数据的一般结构xHAQX74J0X GB/T15148—2008电力负荷管理系统技术规范 DL/T533—2007电力负荷管理终端 DL/T645—2007多功能电能表通信协议 Q/GDW130—2005电力负荷管理系统数据传输规约 Q/GDWXXX.1—2009电力用户用电信息采集系统功能规范 Q/GDWXXX.2—2009电力用户用电信息采集系统专变采集终端技术规范 Q/GDWXXX.3—2009电力用户用电信息采集系统集中抄表终端技术规范 3术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本部分。 3.1.1 终端地址terminaladdress 系统中终端设备的地址编码,简称终端地址。 3.1.2 系统广播地址systembroadcastaddress 系统中所有终端都应该响应的地址编码。 3.1.3 终端组地址terminalgroupaddress 具有某一相同属性的终端群组编码,如属于同一行业、同一变电站、同一线路,响应同一个命令。 3.1.4 主站地址masterstationaddress 主站中具有通信需求的对象<如工作站、应用功能模块等)的编码。 3.1.5 电能示值indicatedenergyvalue 电能表计度器电能示值的简称。 3.1.6 测量点measuredpoint 指可以测量出唯一的一组电气量值的测量装置与终端的顺序电气连接点,当物理上相同的一个电气连接点被多个装置所测量,或者被一个装置所测量但通过多种方式被传递到终端时,按照多个测量点计,每个测量点具有唯一的逻辑定位编码,是该装置在终端的参数配置、数据应用的唯一对象标识。 LDAYtRyKfE 3.1.7 总加组grouptotal 指相关的各测量点的某一同类电气量值按设置的加或减运算关系计算得到的数值。 3.1.8 数据单元标识Dataunitidentify 用于表示一个或一组信息点的一种或一组信息类型的标识。 3.1.9 信息点informationpoint 表示参数或数据的对象信息,如测量点、总加组、控制轮次、直流模拟量分路等。 3.1.10 信息类informationtype 表示参数或数据的分类信息,一个信息类可以是一种参数或数据,也可以是一组参数或数据的集合。 3.1.11 任务task 规定终端在指定时间或条件下执行所需的操作序列。 3.1.12 通信流量communicationflow 指由终端以本数据传输协议完整报文帧为基础统计的,与主站间的接收与发送报文帧的累计字节数。 3.2符号和缩略语 本部分中所使用到的符号和缩略语见表1。 表1符号和缩略语 符号和缩略语 表示 A 地址域 A1 行政区划码 A2 终端地址 A3 主站地址和终端组地址标志 ACD 要求访问位 AFN 应用层功能码 AUX 附加信息域 BCD 二-十进制编码 表1<续) 符号和缩略语 表示 BIN 二进制编码 BS 独立位组合 C 控制域 CON 请求确认标志位 CS 帧校验和 DIR 传输方向位 EC,EC1,EC2 事件计数器 ERC 事件记录代码 FCB 帧计数位 FCV 帧计数有效位 FIR 首帧标志: 报文的第一帧 FIN 末帧标志: 报文的最后一帧 Fn 信息类标识码 G 电能量单位位 G1、G2、G3 组成倍率的码位 L 长度 L1 用户数据长度 Lcn 中文信息长度 Le 事件记录长度 MSA 主站地址 P 校验位 pn 信息点标识码 PFC 启动帧计数器 PRM 启动标志位 PSEQ 启动帧序号 PW 消息认证码字段 RSEQ 响应帧序号 S 正负极性位 S0 上下浮动位 SEQ 帧序列域 Tp 时间标签 TpV 时间标签有效位 Td_c 曲线类数据时标 Td_d 日冻结类数据时标 Td_h 小时冻结类数据时标 Td_m 月冻结类数据时标 4帧结构 4.1参考模型 基于GB/T18657.3—2002规定的三层参考模型“增强性能体系结构”。 4.2字节格式 帧的基本单元为8位字节。 链路层传输顺序为低位在前,高位在后;低字节在前,高字节在后。 4.3帧格式 4.3.1 帧格式定义 本部分采用GB/T18657.1的6.2.4条FT1.2异步式传输帧格式,定义见图1: 起始字符<68H) ↑ 长度L 固定长度 长度L 的报文头 起始字符<68H) ↓ 控制域C 控制域 用户数据区 地址域A 地址域 链路用户数据 链路用户数据<应用层) 校验和CS 帧校验和 结束字符<16H) 图1帧格式 4.3.2 传输规则 a)线路空闲状态为二进制1。 b)帧的字符之间无线路空闲间隔;两帧之间的线路空闲间隔最少需33位。 c)如按e)检出了差错,两帧之间的线路空闲间隔最少需33位。 d)帧校验和 e)接收方校验: 1)对于每个字符: 校验起动位、停止位、偶校验位。 2)对于每帧: ●检验帧的固定报文头中的开头和结束所规定的字符以及协议.标识位; ●识别2个长度L; ●每帧接收的字符数为用户数据长度L1+8; ●帧校验和; ●结束字符; ●校验出一个差错时,校验按c)的线路空闲间隔; 若这些校验有一个失败,舍弃此帧;若无差错,则此帧数据有效。 4.3.3 链路层 4.3.3.1 长度L 长度L包括协议.标识和用户数据长度,由2字节组成,如图2: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 图2长度定义 协议标识由图2中D0~D1两位编码表示,定义如下: ——D0=0、D1=0: 为禁用; ——D0=1、D1=0: 为《Q/GDW130—2005电力负荷管理系统数据传输规约》使用; ——D0=0、D1=1: 为本协议使用; ——D0=1、D1=1,为保留。 用户数据长度L1: 由D2~D15组成,采用BIN编码,是控制域、地址域、链路用户数据<应用层)的字节总数。 Zzz6ZB2Ltk ——采用专用无线数传信道,长度L1不大于255; ——采用网络传输,长度L1不大于16383。 4.3.3.2 控制域C 控制域C表示报文传输方向和所提供的传输服务类型的信息,定义见图3: D7 D6 D5 D4 D3~D0 下行方向 传输方向位DIR 启动标志位PRM 帧计数位FCB 帧计数有效位FCV 功能码 上行方向 要求访问位ACD 保留 图3控制字定义 4.3.3.2.1 传输方向位DIR DIR=0: 表示此帧报文是由主站发出的下行报文;DIR=1: 表示此帧报文是由终端发出的上行报文。 4.3.3.2.2 启动标志位PRM PRM=1: 表示此帧报文来自启动站;PRM=0: 表示此帧报文来自从动站。 4.3.3.2.3 帧计数位FCB 当帧计数有效位FCV=1时,FCB表示每个站连续的发送/确认或者请求/响应服务的变化位。 FCB位用来防止信息传输的丢失和重复。 dvzfvkwMI1 启动站向同一从动站传输新的发送/确认或请求/响应传输服务时,将FCB取相反值。 启动站保存每一个从动站FCB值,若超时未收到从动站的报文,或接收出现差错,则启动站不改变FCB的状态,重复原来的发送/确认或者请求/响应服务。 rqyn14ZNXI 复位命令中的FCB=0,从动站接收复位命令后将FCB置“0”。 4.3.3.2.4 请求访问位ACD ACD位用于上行响应报文中。 ACD=1表示终端有重要事件等待访问,则附加信息域中带有事件计数器EC EmxvxOtOco ACD置“1”和置“0”规则: ——自上次收到报文后发生新的重要事件,ACD位置“1”; ——收到主站请求事件报文并执行后,ACD位置“0”。 4.3.3.2.5 帧计数有效位FCV FCV=1: 表示FCB位有效;FCV=0: 表示FCB位无效。 4.3.3.2.6 功能码 当启动标志位PRM=1时,功能码定义见表2: 表2功能码定义 功能码 帧类型 服务功能 0 —— 备用 1 发送∕确认 复位命令 2~3 —— 备用 4 发送∕无回答 用户数据 5~8 —— 备用 9 请求∕响应帧 链路测试 10 请求∕响应帧 请求1级数据 11 请求∕响应帧 请求2级数据 12~15 —— 备用 当启动标志位PRM=0时,功能码定义见表3: 表3功能码定义 功能码 帧类型 服务功能 0 确认 认可 1~7 —— 备用 8 响应帧 用户数据 9 响应帧 否认: 无所召唤的数据 10 —— 备用 11 响应帧 链路状态 12~15 —— 备用 本部分规定: ——启动站功能码10<请求1级数据)用于应用层请求确认 SixE2yXPq5 ——启动站功能码11<请求2级数据)用于应用层请求数据的链路传输。 4.3.3.3 地址域A 4.3.3.3.1 地址域格式 地址域由行政区划码A1、终端地址A2、主站地址和组地址标志A3组成,格式见表4: 表4地址域格式 地址域 数据格式 字节数 行政区划码A1 BCD 2 终端地址A2 BIN 2 主站地址和组地址标志A3 BIN 1 4.3.3.3.2 行政区划码A1 行政区划码按GB2260—91的规定执行。 4.3.3.3.3 终端地址A2 终端地址A2选址范围为1~65535。 A2=0000H为无效地址,A2=FFFFH且A3的D0位为“1”时表示系统广播地址。 6ewMyirQFL 4.3.3.3.4 主站地址和组地址标志A3 A3的D0位为终端组地址标志,D0=0表示终端地址A2为单地址;D0=1表示终端地址A2为组地址;A3的D1~D7组成0~127个主站地址MSA。 kavU42VRUs ——主站启动的发送帧的MSA应为非零值,其终端响应帧的MSA应与主站发送帧的MSA相同。 ——终端启动发送帧的MSA应为零,其主站响应帧的MSA也应为零。 4.3.3.4 帧校验和 帧校验和是用户数据区所有字节的八位位组算术和,不考虑溢出位。 用户数据区包括控制域、地址域、链路用户数据<应用层)三部分。 y6v3ALoS89 4.3.4 应用层 4.3.4.1 应用层格式 应用层<链路用户数据)格式定义见图4: 应用层功能码AFN 帧序列域SEQ 数据单元标识1 数据单元1 …… 数据单元标识n 数据单元n 附加信息域AUX 图4应用层定义 4.3.4.2 应用层功能码AFN 应用层功能码AFN由一字节组成,采用二进制编码表示,具体定义见表5: 表5应用层功能码定义 应用功能码AFN 应用功能定义 00H 确认∕否认 01H 复位 02H 链路接口检测 03H 中继站命令 04H 设置参数 05H 控制命令 06H 身份认证及密钥协商 07H 备用 08H 请求被级联终端主动上报 09H 请求终端配置 表5<续) 0AH 查询参数 0BH 请求任务数据 0CH 请求1类数据<实时数据) 0DH 请求2类数据<历史数据) 0EH 请求3类数据<事件数据) 0FH 文件传输 10H 数据转发 11H~FFH 备用 4.3.4.3 帧序列域SEQ 4.3.4.3.1 帧序列域SEQ定义 帧序列域SEQ为1字节,用于描述帧之间的传输序列的变化规则,由于受报文长度限制,数据无法在一帧内传输,需要分成多帧传输<每帧都应有数据单元标识,都可以作为独立的报文处理)。 SEQ定义如图5: M2ub6vSTnP D7 D6 D5 D4 D3-D0 TpV FIR FIN CON PSEQ∕RSEQ 图5SEQ定义 4.3.4.3.2 帧时间标签有效位TpV TpV=0: 表示在附加信息域中无时间标签Tp; TpV=1: 表示在附加信息域中带有时间标签Tp 4.3.4.3.3 首帧标志FIR、末帧标志FIN FIR: 置“1”,报文的第一帧。 FIN: 置“1”,报文的最后一帧。 FIR、FIN组合状态所表示的含义见表6: 表6帧标志 FIR FIN 应用说明 0 0 多帧: 中间帧 0 1 多帧: 结束帧 1 0 多帧: 第1帧,有后续帧。 1 1 单帧 4.3.4.3.4 请求确认标志位CON 在所收到的报文中,CON位置“1”,表示需要对该帧报文进行确认;置“0”,表示不需要对该帧报文进行确认。 0YujCfmUCw 4.3.4.3.5 启动帧序号PSEQ/响应帧序号RSEQ a)启动帧序号PSEQ PSEQ取自1字节的启动帧计数器PFC的低4位计数值0~15。 b)启动帧帧序号计数器PFC 每一对启动站和从动站之间均有1个独立的、由1字节构成的计数范围为0~255的启动帧帧序号计数器PFC,用于记录当前启动帧的序号。 启动站每发送1帧报文,该计数器加1,从0~255循环加1递增;重发帧则不加1。 eUts8ZQVRd c)响应帧序号RSEQ 响应帧序号RSEQ以启动报文中的PSEQ作为第一个响应帧序号,后续响应帧序号在RSEQ的基础上循环加1递增,数值范围为0~15。 sQsAEJkW5T d)帧序号改变规则 1)启动站发送报文后,当一个期待的响应在超时规定的时间内没有被收到,如果允许启动站重发,则该重发的启动帧序号PSEQ不变。 重发次数可设置,最多3次;重发次数为0,则不允许重发。 GMsIasNXkA 2)当TpV=0时,如果从动站连续收到两个具有相同启动帧序号PSEQ的启动报文,通常意味着报文的响应未被对方站收到。 在这种情况下,则重发响应<不必重新处理该报文)。 TIrRGchYzg 3)当TpV=0时,如果启动站连续收到两个具有相同响应帧序号RSEQ的响应帧,则不处理第二个响应。 4)终端在开始响应第二个请求之前,必须将前一个请求处理结束。 终端不能同时处理多个请求。 4.3.4.3.6 帧序列域变化规则 帧序列域变化规则详见图6,其中: S1、S2、S3分别表示链路传输服务类别,见本部分4.4.1。 7EqZcWLZNX 图6帧序列域变化<一) lzq7IGf02E zvpgeqJ1hk 图6帧序列域变化<二) 4.3.4.4 数据单元标识 4.3.4.4.1 数据单元标识定义 数据单元标识由信息点标识DA和信息类标识DT组成,表示信息点和信息类型,格式见图7: 信息点DA DA1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DA2 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 信息类DT DT1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DT2 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 图7数据单元标识定义 4.3.4.4.2 信息点DA 信息点DA由信息点元DA1和信息点组DA2两个字节构成。 DA2采用二进制编码方式表示信息点
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