摘 要： 介紹了DL/T 645規約與IEC60870-5-104規約轉換的模型及其軟件實現，實現了智能配變終端既能實時監測電能表的數據，又能實時與主站通信。經過反復調試運行，驗證了該規約轉換的可靠性。
關鍵詞： 智能配變終端；IEC60870-5-104規約；DL/T 645規約；規約轉換
0引言
按照國家電網公司建設堅強智能電網總體部署，為適應農網智能化發展需要，提高農網智能配電臺區標準化、規范化建設水平，國網針對農網智能配電臺區配電變壓器側安裝的智能配變終端設計、制造、試驗等工作制定了《農網智能配變終端功能規范》。該規范規定智能配變終端需要對智能電能表、配電變壓器等運行信息和用戶用電信息進行收集，同時需要將各種數據送到系統主站，系統主站對上傳的數據進行匯總，從而對整體電網運行狀態做出綜合評估，包括電能質量管理、農村居民用電信息管理等，實現對供電所配電臺區的所有數據的處理、統計以及相關報表和圖表等應用功能的生成、重組和擴展[1]。
然而，配變終端與電能表的通信規約為DL/T 645規約，而與系統主站的通信規約為IEC60870-5-104規約，為滿足上述功能，必須研究這兩類規約的相互轉換設計。本文在對該兩種規約進行深入研究的基礎上，針對各自數據結構的特點，提出規約轉換的模型，經過反復調試運行，驗證了該規約轉換的可靠性和實用性。
1 DL/T 645規約簡介
DL/T 645規約[2]實現的是主-從結構的半雙工通信方式。通信發起者始終為主站，只有當主站向電能表發送命令幀時，電能表才會上傳數據，正常工作時，電能表則不會主動向主站上傳數據。DL/T 645規約所使用的幀格式如圖1所示，完整的數據幀包括幀起始符、地址域、控制碼、數據長度域、數據域、校驗碼及結束符。
DL/T 645《多功能電能表通信規約》自1997年發布并實施以來已經有10多年的歷史，在2007年，國家又對其進行了修訂，因此目前市面上同時使用著兩個版本的DL/T 645規約。2007版規約與1997版規約所不同之處主要是其數據標識的位數由原來的2 B增加到了4 B，數據分類更加科學，內容也更加豐富，同時對控制碼的低5位也進行了升級，因此只需通過查看數據幀中的控制碼就可以解析出該數據幀是1997版還是2007版DL/T 645規約。
2 IEC60870-5-104規約簡介
IEC60870-5-104規約[3]的協議結構如圖2所示，它屬于應用層協議，采用TCP協議，對應的網絡端口號為2404，由IANA（互聯網數字分配授權）定義和確認。
如圖3所示，IEC 60870-5-104規約的應用數據單元（APDU）包含了啟動字符、APDU長度、控制域8位位組和應用服務數據單元（ASDU）。控制域的長度為4 B的“8位位組”，其定義了保護報文不至于丟失或重復的控制信息、報文傳輸啟動/停止及傳輸連接監視，這三種類型的格式分別用于編號的信息傳輸（I格式）、編號的監視功能（S格式）和未編號的控制功能（U格式）。
3 規約轉換的設計與實現
規約轉換的目的在于實現主站通過智能配變終端實時監視用戶用電信息，包括電能量、最大需求量及發生時間、電壓、電流、諧波、歷史數據等。
3.1 規約轉換的模型構建
如圖4所示，DL/T 645規約與IEC 60870-5-104規約的相互轉換主要集中于數據幀或報文的解析、命令碼轉換、數據格式轉換以及報文或數據幀的組裝。一般情況下，系統主站召喚的數據類型較多，配變終端需要向電能表多次下發DL/T 645規約數據幀，在每次電能表返回數據后，配變終端首先將數據存入數據庫中，待所需數據全部齊備后再組裝IEC 60870-5-104規約報文上傳給系統主站。
3.2 規約轉換的軟件實現
如圖5所示，智能配變終端運行時會定時讀取其下掛電能表的數據，然后將數據轉換成十六進制存入數據庫。當主站下發“召喚數據”時，配變終端首先從數據庫中查找所需數據，然后將數據打包成IEC 60870-5-104規約回應報文回傳給主站；若數據庫中的數據不符合主站要求則須臨時啟動讀取電能表進程從而獲取相關數據。
當主站“廣播對時”時，規約轉換的軟件實現流程圖如圖6所示，當智能配變終端接收到主站“對時”命令后，需要解析出對應的對時時間，從而組裝廣播校時的DL/T 645數據幀，當重新讀取電能表時間并判斷校時成功后，智能配變終端再向主站回應“對時成功”的報文；否則，須再次對電能表進行校時，當5次校時失敗后，則向主站回應“電能表故障”的報文。
4 調試運行情況
本文所使用的主站后臺軟件是由國電南瑞配農電分公司自主研發的PDZ831-智能臺區終端維護系統，通過該后臺軟件可以實時監視主站與智能配變終端的通信報文，同時對報文進行內容解析，更加利于現場維護與調試。
圖7為主站下發“電度總召”命令的測試結果。智能配變終端接收到主站下行報文后，立即進行確認，同時依照圖5所示的流程進行數據歸集，然后將電度數據發給主站，最后發送“召喚結束”報文。
圖8為主站下發“核對時鐘”命令的測試結果。智能配變終端接收到主站下行報文后，解析出核對的時間信息，然后通過DL/T 645規約對電能表進行廣播校時，接著讀取電能表時間并判斷校時是否成功，最后再向主站回應對時成功的報文。
5 結論
通過對DL/T 645規約和IEC60870-5-104規約的深入研究，從而構建了兩種規約轉換的模型及其軟件實現流程圖。經過調試運行，通過以太網通信和485串口通信、DL/T 645規約和IEC 60870-5-104規約的解析與重組、協議映射關系的建立等一系列過程，最終實現了上述兩個規約之間的相互轉換。
參考文獻
[1] 岳仁超，尤文鋒，孫建東.智能配電臺區在低壓配電系統中的應用[J].低壓電器，2013（13）：47-49.
[2] 劉凱，廖曉群.Q/GDW376.1規約與DL/T 645規約相互轉換的設計與實現[J].電工電能新技術，2013，32（2）：72-75，81.
[3] 鞠陽，張惠剛.IEC60870-5-104遠動規約的設計及其應用[J].繼電器，2006，34（17）：55-58，66.