Q_CSG1205031-2020输电线路在线监测通信规约及信息交互规范.doc
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1、Q/CSGQ/CSG1205031-2020中国南方电网有限责任公司企业标准中国南方电网有限责任公司 发布2020-3-31 实施2020-3-31发布输电线路在线监测通信规约及信息交互规范(试行)Transmission Protocol and Technical Specification for Interaction of On-line Monitoring Information for Transmission Lines(Trial)IQ/CSG1205031-2020目 次前 言II1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 总体要求25 数据帧格式46 控制字定义5
2、7 控制字格式8附录A (规范性附录)局部放电谱图文件要求85附录B (规范性附录)视频编解码标准的具体技术要求88附录C (规范性附录)基于RTP的视音频数据封装89编制说明90前 言为适应中国南方电网有限责任公司输电线路在线监测技术的发展,规范输电线路在线监测装置与主站系统之间的通信规约及信息交互要求,促进输电线路在线监测系统的应用,提高线路智能化监控管理水平,特制定本规范。本规范由中国南方电网电力调度控制中心归口管理。本规范起草单位:南方电网科学研究院有限责任公司、广东电科院能源技术有限责任公司、贵州电网有限责任公司电力科学研究院、广西电网有限责任公司电力科学研究院、云南电网有限责任公司
3、电力科学研究院、广州供电局有限公司、广州长川科技有限公司、深圳金三立视频科技股份有限公司、上海欣影电力科技股份有限公司、武汉三相电力科技有限公司。本规范主要起草人:黄勇、王俊锞、李昊、周恩泽、黄良、魏瑞增、黄维、黄绪勇、吴昊、陈晓国、王彤、杨强、祁宏昌、洪云、杨伟强、胡益忠、胡枫。其中1-3章由黄勇、王俊锞、李昊主要编写,第4章由黄勇、王俊锞、李昊、周恩主要编写,第5章由黄勇、周恩泽、黄良主要编写,第6章由魏瑞增、黄维主要编写,第7章7.1-7.15节由黄勇、王俊锞、黄绪勇、吴昊、陈晓国主要编写,7.16-7.57节由王彤、杨强、祁宏昌主要编写,7.58-7.61节由洪云、杨伟强、胡益忠、胡枫
4、主要编写,附录A由黄勇、王俊锞、李昊主要编写,附录B、C由洪云、杨伟强、胡益忠、胡枫主要编写。编制说明由黄勇主要编写。本标准首次发布。输电线路在线监测通信规约及信息交互规范(试行)1 范围本规范规定了输电线路在线监测装置与主站系统之间的信息交互要求,包括架空线路和电缆线路在线监测的数据帧格式、控制字定义及格式、数据结构及传输规则。本规范适用于南方电网公司范围内的新建及改造输电线路在线监测装置的工程设计及应用。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。DL/T 63
5、4.5101-2002 远动设备及系统 第5101部分:传输规约 基本远动任务配套标准DL/T 634.5104-2009 远动设备及系统 第5-104部分:传输规约 采用标准传输规约集的IEC60870-5-101网络访问DL/T 283.1-2012 电力视频监控系统及接口 第1部分:技术要求Q/CSG 110017南方电网一体化电网运行智能系统技术规范Q/CSG212001-2018中国南方电网电力监控系统网络安全管理办法Q/CSG 1204009-2015南方电网电力监控系统安全防护技术规范Q/CSG 1203020-2016 输电线路在线监测装置通用技术规范ITU-T H.265高效
6、率视频编码(High Efficiency Video Coding)IETF RFC 3016MPEG-4视频的RTP荷载格式(RTP Payload Format for MPEG-4 Audio/Visual Streams)IETF RFC 3550实时传输协议(RTP)(A Transport Protocol for Real-Time Applications)电力监控系统安全防护规定(中华人民共和国国家发展和改革委员会令 第14号)电力监控系统安全防护总体方案(中华人民共和国国家能源局2015年 第36号)3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 输电线路在线监测系统
7、transmission lines online monitoring system监测输电线路设备本体、气象环境、通道状况等信息,定性或定量分析输电线路运行状况的应用系统。一般包括主站系统、监测装置以及主站系统与监测装置之间的通信网络。3.2 主站系统 master system实现输电线路设备本体、气象环境、通道状况等信息的接收、存储、分析、统计、发布的信息系统。一般由前置接收机、应用服务器、数据库服务器、监测工作站、网络交换设备、网络安全设备、通信设备以及数据库和主站软件系统等组成。3.3 监测装置 monitoring device实现输电线路设备本体、气象环境、通道状况等信息的采集
8、和处理,并通过通信网络向主站系统传送数据的前端装置。一般由主控单元、通信模块、电源模块、各类型传感器等构成。3.4 传感器 sensor用于输电线路本体、气象环境、通道状况等信息采集的元件。3.5 预置位 preset position摄像机将当前状态下云台的水平位置、垂直位置和摄像机镜头焦距等位置参数存储到设备中,并映射成1个号码,需要时可以直接调用预置位号,摄像机将云台和摄像头调整至对应位置。3.6 巡航 cruise摄像机根据已设置的预置位信息,添加预置位作为巡航点,组成巡航线路,在各个巡航点之间按照设置的停留时间和速度的转动过程。3.7 巡检 on-site inspection针对需
9、要监测的输电线路,人工选点组成巡检线路,摄像机沿着巡检线路进行巡视,并且在过程中自动调整云台位置和镜头焦距,以保证画面的连贯,巡检不占用预置位号。4 总体要求4.1 通信方式要求通信方式应满足以下要求:a) 通信方式应满足Q/CSG 1204009中国南方电网电力监控系统安全防护技术规范要求;b) 视频采用IP网络进行通信,采用TCP或UDP协议传输;c) 图像采用采用TCP或UDP协议传输;d) 视频、图像以外的数据采用UDP协议传输;e) 主站应支持所有通信方式;f) 监测装置采用主动上送数据的方式,主站应支持主动召唤数据;g) 主站的网络管理、系统维护、安全漏洞与风险管理应满足Q/CSG
10、 212001-2018中国南方电网电力监控系统网络安全管理办法的要求,主站的操作系统、数据库、中间件、应用系统应按照公司电力监控系统网络安全技术标准进行设置和管理;h) 监测装置的操作系统、数据库等应按照公司电力监控系统网络安全技术标准进行设置和管理;i) 严禁通过有线、无线等各种形式形成跨生产控制大区和管理信息大区(或互联网)直连等违规现象。图1所示为Q/CSG 1204009-2015 南方电网电力监控系统安全防护技术规范中规定的电力监控系统安全防护总体结构模型。图1 电力监控系统安全防护总体结构模型4.2 监测装置在线监测数据量各类监测装置的监测数据量、字节长度、单位具体定义如表1所示
11、。表1 监测装置在线监测数据量序号监测量字节长度 (单位:字节)单位说明1环境温度2摄氏度微气象监测2相对湿度1百分比3风速2米/秒4风向2度5雨量2毫米/小时6气压2百帕7日照2瓦/平方米8角度2度9拉力2千克导线(地线)重量+绝缘子串重量+金具重量+冰荷载+风荷载10A/B/C 三相泄漏电流平均值、最大值2毫安绝缘子泄漏电流在线监测11导线温度2摄氏度导线温度在线监测12图像数据2图像监测,采用JPEG格式13视频2视频压缩标准H.26514蓄电池电压1伏监测装置设备运行状况15无线信号强度1百分比16频率2赫兹17振幅2毫米18盐密2毫克/平方厘米污秽监测19灰密2毫克/平方厘米20导线
12、弧垂2米导线弧垂21导线对地距离2米22线路行波电流2安培架空线路故障定位23故障点和监测点的距离2米24线路工频电流2安培25电缆温度2摄氏度电缆温度26接地电流2安培电缆护层接地电流27运行电流2安培28故障点和监测点的距离2米电缆故障定位29视在放电量2pC电缆局放30局放背景噪声水平2dBm31放电信号均值、峰值2dBm32放电频次2次/秒4.3 无效数据定义要求无效数据定义要求如下:a) 根据装置技术规范当中定义的无效数据进行约定。b) 无效数据每个字节都用FFH表示。4.4 在线监测装置号码在线监测装置号码要求如下:a) 在线监测装置的装置号码长度为6个字节。前两字节表示厂家代码,
13、采用大写字母。后四字节表示厂家对每套在线监测装置的识别码,采用大写字母及数字,优先使用数字。b) 厂家代码由南方电网公司统一分配。厂家赋予每套在线监测装置的装置号码应在南方电网范围内具备唯一性。4.5 功能单元识别码要求功能单元识别码用于区分同一套在线监测装置中的多个相同功能单元,具体定义如表2所示。表2 功能单元识别码高四位低四位取值说明取值说明13表示不同的导线相位,具体对应关系由主站配置04同一相上安装的拉力/倾角传感器序号45表示不同的地线相位,具体对应关系由主站配置58导线侧传感器序号6F保留9F保留4.6 采样时间要求同一采样周期内采集的各类数据在上传报文中的采样时间应相同,上传的
14、采样时间可以采用该周期内任意一个数据的采样时间。5 数据帧格式5.1 帧结构及数据排列格式数据包采用数据帧模式,对数据帧定义起始码、装置号码、控制类型码、数据域长度、数据域、校验码和结束码。a) 帧结构帧结构如表3所示。表3 数据帧结构起始码装置号码控制字数据域长度数据域校验码结束码1字节6字节1字节2字节变长1字节1字节b) 帧内数据排列格式帧内字节采用先高后低的大端字节序排列,如表4所示。表4 数据帧内数据排列格式b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0B1 字节b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0B2 字节b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0B3 字节5.2 字
15、节定义字节定义如下:a) 起始符:1字节,该值定义为68H;b) 装置号码:见4.4节;c) 控制字:1字节,用于区分数据类型;d) 数据域长度:2字节,其中采用大端模式。若为零表示无数据域;e) 数据帧长度不大于4000字节;短信通信方式,帧长不大于130字节;f) 校验码:采用累加和取反的校验方式,发送方将装置号码、控制字、数据域长度和数据区的所有字节进行算术累加,抛弃高位,只保留最后单字节,将单字节取反;g) 结束符:1字节,该值定义为16H。6 控制字定义控制字可供使用的有256(00HFFH),可根据实际应用需求进行扩充,量测值的数据传输格式均统一采用大端模式,具体定义如表5所示。
16、表5 控制字定义控制字含义说明00H开机联络信息装置开机上送联络信息01H校时该命令分请求和下发两部分02H设置装置密码装置出厂密码:字符:1234(31H32H33H34H)03H主站下发参数配置该指令要求数据采集装置接收到该命令后原命令返回05H装置心跳信息用于主站监测装置上线时间、IP地址和端口号、传输信号强度及蓄电池电压06H更改主站IP地址、端口号和卡号07H查询主站IP地址、端口号和卡号08H装置复位主站对装置进行复位09H短信唤醒主站以短信方式唤醒休眠状态的装置0AH查询装置配置参数0BH装置功能配置0CH装置休眠0DH查询装置设备时间21H主站请求装置数据主站请求采集装置采集数
17、据并立即上送22H上传导地线拉力及倾角数据25H上传气象数据26H上传导线温度、导线电流数据27H上传杆塔振动数据29H上传舞动振幅频率数据2AH上传杆塔倾斜数据2BH上传导线微风振动数据2CH上传综合防盗数据2DH上送山火报警数据2EH上送大风舞动报警数据30H上传设备故障信息31H主站请求微风振动动态数据32H微风振动动态数据上送33H微风振动动态数据上送结束标记34H微风振动动态数据补报下发35H主站请求舞动动态数据36H舞动动态数据上送37H舞动动态数据上送结束标记38H舞动动态数据补包下发39H主站请求拉力及偏角动态数据3AH拉力及偏角动态数据上送3BH拉力及偏角动态数据上送结束标记
18、3CH拉力及偏角动态数据补包下发41H上传污秽数据42H上传导线弧垂数据43H上传电缆温度数据44H上传电缆护层接地电流数据45H上传故障定位数据46H上传电缆局放数据47H上传电缆局放谱图数据60H主站设置故障测距终端参数6AH主站查询故障测距终端参数61H上传故障测距终端工况数据62H终端装置向主站请求上传工频故障波形数据63H上传工频故障波形数据68H工频故障波形数据上传结束标志69H主站向终端发送工频故障波形数据补包64H终端装置向主站请求上传故障行波波形数据65H上传故障行波波形数据66H故障行波波形数据上传结束标志67H主站向终端发送行波波形数据补包以下为文件传输部分71H主站查询
19、装置文件列表72H主站请求装置上送文件73H装置请求上送文件74H文件上送75H文件上送结束标记76H文件补包数据下发以下为图像视频监测部分81H图像采集参数配置主站下发采集装置的色彩选择、图像宽高亮度对比度饱和度等信息82H拍照时间表设置设置采集装置自动拍摄照片的时间、位置83H主站请求拍摄照片在需手动请求拍摄照片时使用84H采集装置请求上送照片采集装置采集完图像数据后向主站发送上送图像数据请求,主站原命令返回85H图像数据上送上送图像拆分后的N个数据包86H图像数据上送结束标记用于主站判断图像数据是否上送完毕87H补包数据下发主站接到86H指令后,进行数据整理,将未收到的包号下发给采集装置
20、88H摄像机远程调节上、下、左、右、远、近调节,预置位远程设置、更改89H启动摄像视频传输8AH终止摄像视频传输8BH查询拍照时间表8CH视频采集参数配置8DH视频采集参数查询8EHOSD参数配置8FHOSD参数查询90H录像策略参数配置91H录像策略参数查询92H通道录像状态查询93H主站请求拍摄短视频94H采集终端请求上送短视频95H短视频数据上送96H短视频数据上送结束标记97H短视频补包数据下发98H主站查询终端录像文件数目99H主站查询终端录像文件列表9AH主站请求进行录像文件回放9BH主站请求进行录像文件回放控制9CH主站请求进行录像文件回放断开9DH主站请求进行录像下载9EH主站
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