ICSFORMTEXT備案號：中華人民共和國國家標準GB/Txxxx—2017FORMTEXT變電站物聯(lián)網(wǎng)通信架構及接口技術要求CommunicationarchitectureandinterfacetechnicalrequirementsofsubstationinternetofthingsFORMTEXTFORMTEXT-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX發(fā)布FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX實施GB/Txxxx—xxxx變電站物聯(lián)網(wǎng)通信架構及接口技術要求范圍本標準規(guī)定了變電站物聯(lián)網(wǎng)的總體框架、通信架構，以及電氣接口、時間同步、電磁兼容、安全防護等技術要求。本標準適用于狀態(tài)監(jiān)測、智能巡檢、輔助監(jiān)控等變電站物聯(lián)網(wǎng)。發(fā)電廠、風光儲電站等可參照執(zhí)行。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T7611數(shù)字網(wǎng)系列比特率接口特性GB/T17626試驗和測量技術（所有部分）GB/T25931網(wǎng)絡測量和控制系統(tǒng)的精確時鐘同步協(xié)議GB_T30155-2013智能變電站技術導則DL/T634.5104運動設備及系統(tǒng)第5-104部分：傳輸規(guī)約采用標準傳輸協(xié)議集的IEC60870-5-101網(wǎng)絡訪問DL/T860變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)DL/T1100電力系統(tǒng)的時間同步系統(tǒng)DL/T1411-2015智能高壓設備技術導則DL/T1430-2015變電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)技術導則YD/T1330-2004數(shù)據(jù)通信接口轉換器技術要求及測試方法YD/T2398-2012M2M業(yè)務總體技術要求YD/T2399-2012M2M應用通信協(xié)議技術要求YD/T2437-2012物聯(lián)網(wǎng)總體框架與技術要求YD/T

2456-2013電信網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能分析及傳感器疊加應用架構和總體技術要求IEEE802.3具有沖突檢測的載波偵聽多路訪問的接入方法及物理層規(guī)范IEEE802.3ab以1000Mbit/s速率在4對5類平衡銅線上工作的以太網(wǎng)設備物理層參數(shù)及規(guī)范IEEE802.3ae,D4.1以10Gbit/s速率工作的媒體訪問控制（MAC）參數(shù)、物理層和管理參數(shù)ISO/IEC9314.4單模光纖-物理層相關媒體（SMF-PMD）ISO/IEC9314.9低價位光纖-物理層相關媒體（LCF-PMD）ITU-TV.11-1996工作在高至10Mbit/s數(shù)據(jù)速率的平衡雙流接口電路的電氣特性ITU-TV.24-2000數(shù)據(jù)終端設備與數(shù)據(jù)電路終接設備間互換電路定義表ITU-TV.28-1993不平衡雙流接口電路的電氣特性IETFRFC1242(1991)網(wǎng)絡互連設備的基本術語中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會令第14號《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護規(guī)定》術語和定義、縮略語術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1.1變電站物聯(lián)網(wǎng)substationinternetofthings在變電站的監(jiān)控和管理局域網(wǎng)等通信網(wǎng)路的基礎上，將傳感測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網(wǎng)高度集，實現(xiàn)物理電網(wǎng)信息全面感知、可靠傳輸、智能處理，構建人與設備、設備與設備互聯(lián)的智能信息服務系統(tǒng)。3.1.2智能組件intelligentcomponent智能高壓設備的組成部分，由高壓設備本體的測量、控制、監(jiān)測、保護（非電量）、計量等全部或部分智能電子裝置（IED）集合而成，通過電纜或光纜與高壓設備本體的傳感器或/和控制機構連接成一個有機整體，實現(xiàn)和/或支持對高壓設備本體或部件的智能控制，并對其運行可靠性、控制可靠性及負載能力進行實時評估，支持電網(wǎng)的優(yōu)化運行和高壓設備的狀態(tài)檢修。通常運行于高壓設備本體近旁。[GB/T30155-2013，術語和定義3.1.3]3.1.3監(jiān)測IEDmonitoringIED智能組件的組成部分之一。通過采集高壓設備狀態(tài)信息，實現(xiàn)對其運行狀態(tài)和/或控制狀態(tài)和/或負載能力狀態(tài)的智能評估。[DL/T1430-2015，術語和定義3.8]3.1.4主IEDmainIED智能組件的組成部分之一。用于集合智能組件內各IED信息，對高壓設備的運行可靠性、控制可靠性及負載能力等做出評估，以支持電網(wǎng)運行控制和/或狀態(tài)檢修。[DL/T1430-2015，術語和定義3.8]3.1.5移動智能終端smartdevice擁有移動作業(yè)能力，支持GPRS/3G/wifi等無線網(wǎng)絡通信，具備防水、防摔及抗壓能力，通常搭載各種操作系統(tǒng)，可根據(jù)用戶需求定制化各種功能，用于變電站巡檢、檢測、遠程視頻會商等作業(yè)的裝置。縮略語下列縮略語適用于本文件。RFIDRadioFrequencyIdentification射頻識別IEDIntelligentElectronicDevice智能電子裝置IRIG-BInterRangeInstrumentationGroup-B靶場儀器組B型碼SNTPSimpleNetworkTimeProtocol簡單網(wǎng)絡時間協(xié)議M2MMachineToMachine/Man機器到機器/人VPNVirtualPrivateNetwork虛擬專用網(wǎng)絡變電站物聯(lián)網(wǎng)體系架構體系架構模型變電站物聯(lián)網(wǎng)在邏輯功能上可以劃分為3層，即：感知層、網(wǎng)絡層和應用層。變電站物聯(lián)網(wǎng)體系架構模型如圖1所示。圖1變電站物聯(lián)網(wǎng)體系架構模型感知層感知層是變電站物聯(lián)網(wǎng)的基礎，支持或實現(xiàn)電測量信息和設備狀態(tài)信息的采集、自動識別和智能控制。傳感器、執(zhí)行器、智能裝置、RFID讀寫器等智能節(jié)點采集變電站內的信息，并通過通信模塊和網(wǎng)絡層進行信息交互。典型的感知層設備有各種類型的傳感器、在線監(jiān)測裝置、、智能機器人、智能移動終端、可穿戴智能設備、RFID讀寫器、輔助監(jiān)控IED等。網(wǎng)絡層4.3.1接入層接入層位于感知層與匯聚層之間，通過各種接入技術，連接感知層設備，實現(xiàn)信息的傳遞。接入層網(wǎng)絡技術類型分為兩類：無線接入和有線接入。無線接入主要有：無線局域網(wǎng)、移動通信網(wǎng)中的機器到機器（M2M）通信等。有線接入主要有：現(xiàn)場總線接入、電力線接入、局域網(wǎng)接入等。4.3.2匯聚層匯聚層位于接入層與核心交換層之間，實現(xiàn)接入層數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)膮R聚、轉發(fā)與交換。接入層數(shù)據(jù)轉發(fā)到核心交換層或在本地進行路由處理。典型的匯聚層設備有多串口/網(wǎng)絡轉換器、通信協(xié)議轉換器、數(shù)據(jù)集中器等。4.3.3核心交換層核心交換層為變電站物聯(lián)網(wǎng)提供高速、安全與具有服務質量保障能力的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境。用于支撐變電站內和站外物聯(lián)網(wǎng)信息的雙向傳送和控制。核心交換層有生產(chǎn)控制區(qū)監(jiān)控局域網(wǎng)、遠程調度數(shù)據(jù)專網(wǎng)、生產(chǎn)管理區(qū)管理局域網(wǎng)、遠程電力信息專網(wǎng)、電力無線虛擬專網(wǎng)等。應用層4.4.1管理服務層管理服務層通過中間件軟件實現(xiàn)感知層硬件與應用軟件物理的隔離與邏輯的無縫連接，提供數(shù)據(jù)匯聚、整合與存儲，通過數(shù)據(jù)挖掘、智能數(shù)據(jù)處理與智能決策計算，為行業(yè)應用層提供安全的網(wǎng)路管理與智能服務。4.4.2行業(yè)應用層行業(yè)應用層是由調度（調控）、生產(chǎn)管理等行業(yè)應用系統(tǒng)和應用層協(xié)議構成。應用層協(xié)議由語法、語義與時序組成。語法規(guī)定了智能服務過程中的數(shù)據(jù)與控制信息的結構與格式。語義規(guī)定了控制信息的含義，以及完成的動作與響應。時序規(guī)定了事件實現(xiàn)的順序。通信架構總體架構變電站物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡宜采用工作可靠、結構簡單、易于維護的架構，滿足實時性和可靠性要求，必要時可采用雙網(wǎng)冗余方式。變電站物聯(lián)網(wǎng)各層之間存在3個接口級別，分別是第1級接口I0、第2級接口I1和第3級接口I2，變電站物聯(lián)網(wǎng)通信架構如圖2所示。圖2變電站物聯(lián)網(wǎng)通信架構I0接口I0接口是設備在接入層通信的數(shù)據(jù)接口。如變電站輔控設備與輔控設備IED的數(shù)據(jù)接口；在線監(jiān)測裝置與綜合在線監(jiān)測單元設備的數(shù)據(jù)接口；智能變電站中合并單元與保護測控裝置的數(shù)據(jù)接口等。在輔助監(jiān)控系統(tǒng)中，宜采用串行通信；在線監(jiān)測系統(tǒng)中應用層宜采用MODBUS協(xié)議，傳輸層宜采用現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)協(xié)議。I1接口I1接口是設備/系統(tǒng)在匯聚層通信的數(shù)據(jù)接口。如輔控設備IED與變電站輔控系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)接口；在線監(jiān)測系統(tǒng)中綜合監(jiān)測單元與站端監(jiān)測單元之間的數(shù)據(jù)接口；保護測控裝置與保護工程師站之間的數(shù)據(jù)接口等。I1接口也是變電站內不同系統(tǒng)站控層設備之間的數(shù)據(jù)接口。如變電站輔控系統(tǒng)與變電站監(jiān)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口；變電在線監(jiān)測與變電站監(jiān)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口等。I1接口宜采用DL/T860協(xié)議。I2接口I2接口是設備/系統(tǒng)在核心交換層通信的數(shù)據(jù)接口。如在綜合自動化系統(tǒng)和輔助監(jiān)控系統(tǒng)中，I2接口應滿足DL/T634.5104相關技術要求。IO接口通信介質變電站物聯(lián)網(wǎng)I0接口的通道類型可分為有線信道和無線信道兩大類。其中有線信道介質有：電力線、光纖、雙絞線、同軸電纜等。I0接口通信協(xié)議I0接口通信協(xié)議滿足如下要求:物理層通信協(xié)議宜采用如下協(xié)議：RS-485、RS-232、Ethernet以太網(wǎng)、TokenPassingBUS令牌總線、TokenRing令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI光纖分布數(shù)據(jù)接口、WLan無線局域網(wǎng)、Zigbee、X.21、V.35、ISDN、SDH、CAN、RFID、GSM、GPRS、Bluetooth等；鏈路層通信協(xié)議宜采用如下協(xié)議：Modbus、Ethernet以太網(wǎng)、TokenPassingBUS令牌總、TokenRing令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI光纖分布數(shù)據(jù)接口、WLan無線局域網(wǎng)等；應用層通信協(xié)議宜采用如下協(xié)議：DL/T860、Modbus、H.264、HTTP、RTP、RTSP、SIP等。電力無線虛擬專網(wǎng)通信架構電力無線虛擬專網(wǎng)是電信運營商在自身網(wǎng)絡之上采用GRE/L2TP/MPLS-VPN等技術建立的虛擬專用數(shù)據(jù)傳輸通道，實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)的隔離，通過安全接入平臺與管理信息大區(qū)互聯(lián)，通過安全接入?yún)^(qū)與生產(chǎn)控制大區(qū)互聯(lián)，見圖3。圖3電力無線虛擬專網(wǎng)通信架構安全接入平臺可在公司總部、分部/省公司/直屬單位兩級部署，安全接入?yún)^(qū)可在公司總部、分部/省公司/直屬單位、地市公司三級部署。技術要求電氣接口要求6.1.1通信接口要求通信接口滿足以下要求：光纖：應滿足IEEE802.310Base-FX或IEEE802.3u100Base-FX。同軸電纜：應滿足RS-485標準或RS-232標準。雙絞線：應滿足IEEE802.310Base-T或IEEE802.3u100Base-TX。無線：應滿足IEEE802.3或IEEE802.15.4標準。藍牙接口：應滿足IEEE802.15.1標準。通用串行總線接口：應滿足USB2.0和USB3.0標準。6.1.2電源適應性要求變電站物聯(lián)網(wǎng)設備電源適應性宜滿足以下要求：交流電源要求額定電壓：AC220V/110V。頻率：50HZ。幅值偏差：不大于±10%。諧波含量：<5%。直流電源要求宜采用鋰電池供電。直流允許幅值偏差：額定電壓值的±20%。時間同步應遵循DL/T1100，并滿足下列要求：站用時間同步系統(tǒng)應能接收北斗和GPS授時信號（優(yōu)先采用北斗），實現(xiàn)時間同步，兩種授時互為備用，同時具有守時功能，條件具備時也可采用地面授時時鐘的授時信號。站用時間同步系統(tǒng)為全站IED和系統(tǒng)進行授時，實現(xiàn)全站時間同步，授時精度滿足各IED和系統(tǒng)的要求。站用時間同步系統(tǒng)應支持IRIG-B、SNTP、GB/T25931等一種或多種對時方式，IED和系統(tǒng)至少支持其中一種。電磁兼容6.3.1抗擾度要求變電站在線監(jiān)測、智能巡檢、輔助監(jiān)控所涉及的傳感器、裝置等應符合表1的要求。電磁兼容試驗應在裝置通電工作情況下進行。表1抗擾度要求端口試驗項目基礎標準試驗等級性能判據(jù)外殼靜電放電（ESD）射頻電磁場輻射工頻磁場脈沖磁場阻尼振蕩磁場GB/T17626.2GB/T17626.3GB/T17626.8GB/T17626.9GB/T17626.104級3級5級5級5級B或AAAAA交流電源電壓暫降脈沖群浪涌射頻場感應的傳導騷擾GB/T17626.11GB/T17626.4GB/T17626.5GB/T17626.63類4級4級3級B或AB或AB或AA直流電源脈沖群浪涌射頻場感應的傳導騷擾GB/T17626.4GB/T17626.5GB/T17626.64級4級3級B或AB或AAI/O信號/控制（包括功能接地端口的連接線）脈沖群射頻場感應的傳導騷擾GB/T17626.4GB/T17626.64級3級B或AA6.3.2抗擾度性能判據(jù)性能判據(jù)如下：試驗過程中，在技術要求限值內功能或性能正常，可判定為A級。試驗過程中，功能或性能暫時降低或喪失，但能自行恢復，可判定為B級。試驗過程中，功能或性能暫時降低或喪失，但需要人工干預或系統(tǒng)復位才能恢復，可判定為C級。試驗過程中，出現(xiàn)設備（元件）或軟件損壞（存儲數(shù)