GB/T31960.3-2015
电力能效监测系统技术规范第3部分：通信协议
Technicalspecificationofpowerenergyefficiencymonitoringsystem—Part3:Communicationprotocol
- 中国标准分类号（CCS）K07
- 国际标准分类号（ICS）29.020
- 实施日期2016-04-01
- 文件格式PDF
- 文本页数132页
- 文件大小1.10M
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电力能效监测系统技术规范第3部分：通信协议
国家标准 GB/T31960.3一2015 电力能效监测系统技术规范 第3部分:通信协议 Iechniealspeeifieationofpowerenergyeffieieneymomitoringsystem一 P'art3:Commumicatioprotocol 2015-09-11发布 2016-04-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T31960.3一2015 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语,定义和缩略语 倾结构 传输接口 主(子)站与集中与交互终端通信协议 集中与交互终端与监测终端通信协议 62 104 附录A规范性附录数据格式定义 附录B(规范性附录)状态量数据数据格式 109 附录c规范性附录)谐波数据数据格式 附录D(规范性附录)非电气数据数据格式 附录E(规范性附录)事件代码ERC及其事件记录数据格式 附录F(规范性附录)确认/否认信息码 124 附录G(规范性附录)非电气量类型 125 附录H(规范性附录)软硬件版本信息 126 附录1规范性附录)IP地址数据格式 127 附录J(规范性附录)符号和缩略语 128
GB/T31960.3一2015 前 言 GB/T31960《电力能效监测系统技术规范》分为13个部分 -第1部分:总则; 第2部分:主站功能规范; 第3部分:通信协议; 第4部分子站功能设计规范; 第5部分:主站设计导则; 第6部分;电力能效信息集中与交互终端技术条件; 第7部分;电力能效监测终端技术条件 第8部分:安全防护规范; 第9部分:系统检验规范; 10部分;电力能效监测终蹦检验规范" 第 第 11部分电力能效信息集中与交互终端检验规范 12部分;建设规范; 第 第13部分;现场手持设备技术规范
本部分为GB/T31960的第3部分
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
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本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任
本部分由电力企业联合会提出并归口 本部分主要起草单位;电力科学研究院、上海华冠电子设备有限公司、上海协同科技股份有限 公司、广东中科技有限公司、国家电网公司、南方电网公司节能服务公司南京南瑞集团公司北京 通信与用电技术分公司、四川启明星蜀达电气有限公司、北京国电通网络技术有限公司、江苏联宏自动 化系统工程有限公司苏州太谷电力股份有限公司
本部分主要起草人;李杰、李力、耿煜诙、钟鸣、文辉、吴明玉、王鑫、曹重、王鹤、郭增桥、冯保才、 林柏,吴新玲、汪群军,秦建荣、郭艳飞
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GB/T31960.3一2015 电力能效监测系统技术规范 第3部分:通信协议 范围 GB/T31960的本部分规定了电力能效监测系统(以下简称“系统”)的主(子)站与电力能效信息集 中与交互终端(以下简称“集中与交互终端”)之间电力能效信息集中与交互终端与电力能效监测终端 以下简称“监测终端”)之间的数据传输帧格式,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,电力能效监测系统主(子)站对电力能效 信息集中与交互终端、电力能效信息集中与交互终端对电力能效监测终端执行主从问答方式,以及在信 道支持下的电力能效信息集中与交互终端、电力能效监测终端主动上传方式的通信
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
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GB/T2260-2007行政区划代码 GB/T18657.12002远动设备及系统第5部分传输规约第1篇传输帧格式 DL/T645一2007多功能电能表通信协议 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文件
3.1.1 任务 task 规定电力能效信息集中与交互终端或电力能效监测终端在指定时间或条件下执行所需的操作 序列 3.1.2 测量点meswrselpit 可以测量出唯一的 一组测量值的测量装置与监测终端或信息集中与交互终端的电气连接点,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
3.1.3 信息点 informmationpoint 表示参数或数据的对象信息,如电气测量点号,非电气测量点号、监测终端号、任务号
3.1.4 信息类 informatontype 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
GB/T31960.3一2015 集合 3.1.5 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 3.2符号和缩略语 见附录J
帧结构 4.1 字节格式 帧的基本单元为8位字节
数据传输顺序为低位在前,高位在后;低字节在前,高字节在后 4.2顿格式 4.2.1帧格式定义 基于GB/T18657.32002定义的三层参考模型“增强性能体系结构”,参见GB/T18657.1-2002 定义的传输帧格式FTl.2,本部分传输格式分为固定帧和可变帧两种
固定帧用于提供对链路的建立(登录)、拆除(退出)等控制功能,帧格式定义见图1
起始字符10H 启动字符 控制域c 地址域A 用户数据区 固定长度 链路用户数据 校验和CS 校验 结束字符16H 结束符 固定帧格式定义 可变赖用于蜒供传送用户数裁服务制格武定义见脚2 起始字符68H 长度L 帧头 长度L 起始字符68H 控制域 C 用户数据区 地址域 可变长度L 链路用户数据 校验和CS 校验 结束字符16H 结束符 图2 可变帧格式定义
GB/T31960.3一2015 4.2.2长度 长度L由2字节组成,低8位在前,高8位在后,是控制域、地址域、链路用户数据(以下简称用户数 据)的字节总数,数值范围065535
4.2.3控制域 控制域C由两字节组成,低8位在前,高8位在后
定义见图3. D15 D14 D13 D12 D11D8 D7D4 D3D0 启动倾标志位 备用 PRM=1 启动帧序号 倾功能码 传输方向位 IDR PSEO FC 启动倾标志位 首赖标志 未标志 响应倾序号 PRM=0 FIR FIN RSEQ 图3控制域C定义 传输方向位DIR: DIR=0;表示本帧报文是由主(子)站向集中与交互终端,或由集中与交互终端向监测终 端发出的下行报文; DIR=l;表示本帧报文是由集中与交互终端向主(子)站、或监测终端向集中与交互终端 发出的上行报文
启动帧标志位PRM" PRM=1:表示本帧为启动帧,发送此帧的站点为启动站 PRM=0表示本帧为从动帧,发送此帧的站点为从动站
首帧标志FIR,末帧标志FIN FIR=1;表示本从动帧为响应报文的第一帧; FIN=l;表示本从动帧为响应报文的最后一赖 FIR、FIN组合状态所表示的含义见表1
表1FIR.FIN组合状态含义定义 FIR FIN 应用说明 多:中间畅 多帧;结束 多;第1,有后续 单 响应序号RSEQ 每一对启动站和从动站之间均有1个独立的计数器,用于记录当前RSEQ,响应序号 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; 从动站在开始响应第二个请求之前,应将前一个请求处理结束,从动站不能同时处理多个 请求
启动帧序号PSEQ: 启动帧序号PSEQ用编码表示015,用于区别和对应传输帧,以及防止信息传输的丢失
GB/T31960.3一2015 或重复 每一对启动站和从动站之间均有1个独立的计数器,用于记录当前PSEQ,启动站向同一 从动站发起新的传输服务时,PSEQ十1
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PSEQ,重复原来的传输服务
-帧功能码FC用编码表示,固定帧和可变帧的帧功能码定义不同,固定帧的帧功能码定义见表 ,可变帧的帧功能码定义见表
2， 3
固定帧帧功能码定义 表 2 PRM 倾功能码FC 类型 服务功能 备用 发送/确认 建立链路、登录系统 发送/确认 拆除链路,退出系统 发送/确认 保持链路,在线心跳 415 备用 确认 确认 1~15 备用 表3可变帧帧功能码定义 PRM 赖功能码FC 类型 服务功能 发送/无回答 发送数据 发送/确认 发送数据 请求/响应 请求用户数据 315 备用 确认 链路用户确认 响应 以用户数据响应请求 2~15 备用 4.2.4地址域 地址域由行政区划码A1、从站地址A2、启动站地址和组地址标准A3三部分组成,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A 压缩BCD 从站地址A2 BIN 启动站地址和组地址标志A3 BIN 行政区划码按GB/T22602007的规定执行; 从站地址A2:
GB/T31960.3一2015 当从站为集中与交互终端时,从站地址为集中与交互终端地址 当从站为监测终端时,从站地址为监测终端地址 从站地址A2选址范围为14294967295
A2=00000000H为无效地址,A2一 FFFFFFFFH且A3的D0位为“1”时表示系统广播地址
启动站地址和组地址标志A3: 当主(子)站和集中与交互终端通信时,启动站地址为主(子)站地址 当集中与交互终端地址和监测终端通信时,启动站地址为集中与交互终端地址 A3的D0位是启动站的组地址标志,D0=0表示A2为单地址;D0=1表示A2为组地址， A3的D1D7组成0127个启动站地址
启动站与从动站之间通信时 启动站的发送帧地址域A3的D1D7为非零值时,从动站响应帧中对应的值应与启动 站发送帧的相同; 启动站的发送帧地址域A3的D1一D7为零值时,从动站响应帧中对应的值也应为零 4.2.5校验和 校验和是用户数据区八位位组的算术和,不考虑进位位(模256和)
4.3传输规则 传输应遵循以下规则 线路空闲状态为二进制1; a b每个字符有1个启动位二进制0),8个信息位,1个偶校验,1个停止位(二进制1) c 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; d)如按本条f)检出了差错,两倾之间的线路空闲间隔最少需33位; 校验和是由用户数据区的算术和,不考虑进位位(模256和); 接收方校验 对于每个字符;校验起动位、停止位、偶校验位; 对于固定帧,校验 固定帧起始字符10H 每帧接收的字符数为固定长度; 校验和cs; 结束字符16H
对于可变帧,校验 3 的固定报文头中的开头和结束所规定的字符68H 识别2个长度L. 每帧接收的字符数为用户数据长度L+6; -校验和CS; 结束字符16H. 4 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
4.4 传输服务 4.4.1传输服务类别 传输服务类别见表5
GB/T31960.3一2015 表5传输服务类别 功能 类别 用途 S1 发送/无回答 启动站发送传输,从动站无需回答 发送/确认 启动站发送命令或数据,从动站需回答确认 S2 请求/响应 启动站请求数据,从动站回答确认、否认或数据 S3 4.4.2非平衡传输过程 4.4.2.1适用信道 半双工通道和专用无线通道应采用非平衡传输规则
4.4.2.2s1服务 在前一次传输服务的传输过程结束后,并且至少间隔33个空闲位,才开始新一次发送传输 4.4.2.3S2服务 在前一次传输服务结束后,才能开始新一次发送顿传输 从动站正确收到启动站发送的命令或数据,并能执行命令或数据有效,则回答确认;否则回答否认
4.4.2.4S3服务 在前一次传输服务结束后,才能开始新一次请求帧传输
从动站正确收到启动站发送的请求数据,如所请求的数据全部无效,回答否认;否则,回答有效的被 请求的数据
4.4.2.5传输出错处理 启动站在规定的等待时间内没有正确收到回答帧,应按超时处理,放弃该次传输服务
在发送下一帧之前,需等待一个超时时间
等待时间应考虑信道网络延时、中继环节延时、终端响 应时间等因素
从动站若检出帧出错,则不回答
4.4.3平衡传输过程 4.4.3.1适用信道 全双工通道和数据交换网络通道可采用平衡传输规则 4.43.2s1服务 启动站允许建立一个或多个传输服务
当同时建立多个传输服务时,由启动站进行数据流控制
4.4.3.3S2服务 启动站允许建立一个或多个传输服务
当同时建立多个传输服务时,由启动站进行数据流控制
GB/T31960.3一2015 在同一对启动站与从动站之间,启动站应在完成当前的传输服务后,才能发起一次新的传输服务
从动站正确收到启动站发送的命令或数据,并能执行命令或数据有效,则回答确认;否则回答否认
4.4.3.4s3服务 启动站允许建立一个或多个传输服务
当同时建立多个传输服务时,由启动站进行数据流控制
在同一对启动站与从动站之间,启动站应在完成当前的传输服务后,才能发起一次新的传输服务 从动站正确收到启动站发送的请求数据,如所请求的数据全部无效,回答否认;否则,回答有效的被 请求的数据
4.43.5传输出错处理 启动站在规定的等待时间内没有正确收到回答帧,应按超时处理,放弃该次传输服务
等待时间应 考虑信道网络延时、中继环节延时、终端响应时间等因素 从动站若检出帧出错,则不回答
4.5链路用户数据 4.5.1链路用户数据格式 固定帧链路用户数据格式定义见图4
协议标识PID 图4固定帧链路用户数据格式定义 可变帧链路用户数据格式定义见图5
协议标识PID 应用控制域AC 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5可变帧链路用户数据格式定义 对于需要加密的用户关键数据,进行数据加密
加密的数据区包括;应用控制域,数据单元标识及 数据单元部分 4.5.2协议标识PID 协议标识由一字节组成,格式定义见图6
D7D5 D4~D0 GB/T31960通信协议标识码 GB/T31960各通信协议版本号 图6协议标识PI定义
GB/T31960.3一2015 GB/T31960通信协议标识码 1;主(子)站与集中与交互终端通信协议 2;集中与交互终端与监测终端通信协议; 0,37;备用
GB/T31960各通信协议版本号; 0保留;l:; 31;备用
4.5.3应用控制域AC 应用控制域AC由一字节组成,格式定义见图7
D7 D6 D5 D4~D0 时间标签有效位TpV 请求访问位ACD 备用 应用功能码AFN 图7应用控制域Ac定义 -时间标签有效位TpV TpV=1:表示在附加信息域中带有时间标签Tp(见4.5.6.4); TpV=0表示在附加信息域中无时间标签Tp 请求访问位ACD: ACD=1:表示有重要事件数据等待访问且附加信息域中有Ec(见4.5.6.3). ACD=0;表示无重要事件数据等待访问
应用功能码AFN为AC的D0D4位,用编码表示031,定义见表6
表6应用功能码AFN定义 应用功能码AFN 应用功能定义 确认/否认 复位 备用 设置参数 控制命令 身份认证及密钥协商 备用 请求被级联集中与交互终端主动上报 备用 查询参数 10 1 备用 12 请求实时数据 13 请求(定时上报)任务数据 14 请求(主动上报)事件记录 文件传输 15
GB/T31960.3一2015 表6(续 应用功能码AFN 应用功能定义 数据转发 16 17一31 备用 注:AFN=8仅用于主(子)站与集中与交互终端之间的通信
4.5.4数据单元标识 4.5.4.1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8
DAl D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 信息点DA DA2D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DT D6 D29 D7 D5 D4 D3 D1 D0 信息类DT DT2 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 图8数据单元标识表示格式定义 4.5.4.2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 点组,DA1对位表示某一信息点组的1一8个信息点,以此共同构成信息点标识pn(n=1一2040),格式 见图9
信息点组DA2 信息点元DA D7~D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 p8 p3 p6 防 p2 pl p4 pl6 p15 pl4 pl3 p12 pl1 pl0 p9 p24 p23 p22 p21 p20 p19 pl8 p17
* #**+ **" *#" ---*- *--- ”** *-- 255 p204op2039p2038p2027p2026p2025p2024p2023 图9信息点表示格式定义 当Dl和D2全为")"时,用即表示 当主(子)站与集中与交互终端通信时,信息点特指集中与交互终端本身 当集中与交换终端与监测终端通信时,信息点特指监测终端本身
当DA1=“FFH”,DA2=“0”时,表示所有有效信息点pn(不含p0); -信息点标识pn对应于不同信息类标识Fn可以是电气测量点号、非电气测量点号直流模拟 量、监测终端号、任务号
4.5.43信息类Dr 信息类DT由信息类元DT1和信息类组DT2两个字节构成
DT2采用二进制编码方式表示信息
GB/I31960.3一2015 类组,DT1对位表示某一信息类组的18种信息类型,以此共同构成信息类标识Fn(n=1248),格式 见图10.
信息类组DT2 信息类元DTl D7D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 F8 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F16 F15F14 F13F12 F11 F1o F9 F24 F23 F22 F21 F20 F19 F18F17 ， 30 F248F247F246F245F244F243F242F24] 未定义 255 图10信息类表示格式定义 4.5.5数据单元 数据单元为按数据单元标识所组织的数据,包括参数、命令等
数据组织的顺序规则:先按pn从小到大、再按Fn从小到大的次序,即完成一个信息点pi的所有 个 信息类Fn的处理后,再进行下 pi+1的处理 集中与交互终端和监测终端在响应上级的参数或数据请求时或者主动向上级上报数据时,如没有 所需的某个数据项,则将上行报文中DT的对应标志位清除;如仅是没有某个数据项中的部分内容,则 应将该数据项中的所缺部分内容的每个字节填写“EEH” 4.5.6附加信息域AUx 4.5.6.1附加信息域AUX格式定义 附加信息域AUX由消息认证码字段Pw,事件计数器C和时间标签Tp,根据上/下行帧和应用 控制域的不同而有不同的组成,格式定义见图11
Pw(下行/Ec(上行) Tp 图11附加信息域定义 4.5.6.2消息认证码字段Pw Pw用于重要的下行报文中,Pw由16字节组成,Pw是由主(子)站和集中与交互终端按系统约定 的认证算法产生,并在报文中进行下发,由集中与交互终端和监测终端进行校验认证,通过则响应命令， 反之则否认 集中与交互终端和监测终端在收到带有PW的报文,应在认证通过后,才能响应命令
4.5.6.3事件计数器EC C出现在ACD=1的上行报文中,EC由4字节组成,分别为重要事件计数器EC1和一般事件计 数器EC2
计数范围065535,循环加1递增
格式定义见表7
1o
GB/T31960.3一2015 表7事件计数器C格式定义 数据格式 事件计数器C 字节数 重要事件计数器c BIN -般事件计数器Ec2 B1N 4.5.6.4时间标签Ip Tp出现在TpV=1的AUX中,用于交换网络通道中,对采用同时建立多个传输服务的传输服务 进行辅助判决接收报文的时序和时效性
Tp由5字节组成,格式定义见表8
表8时间标签Ip格式定义 数据格式 单位 字节数 数据名称 启动帧发送时标 见附录A.3 秒分时日 允许传输延时时间 BIN mmin 允许传输延时时间;指启动帧开始传送至从动站正确收到之间所允许的的延时时间
从动站的时效性判断规则:如从动站的当前时间与启动帧发送时标之间的时差大于允许传输延时 时间,刚贪弃该糊了青则,明应该做
4.5.7用户数据组帧规则 从动站在响应请求组织用户数据时,按以下方式处理 如只能响应请求的数据单元标识所要求的部分数据单元时,则应将请求的数据单元标识分拆 a 按能响应的数据单元组织数据单元标识,再按组织后的数据单元标识形成响应赖 如仅是没有某个数据项Fn中的部分内容,则应将该数据项中的所缺部分内容的每个字节填 b 写“EEH” 如形成的响应帧长度超过所允许或设定的长,则应按“自解释”为原则分帧响应
传输接口 5.1串行通信传输接口 字节传输按异步方式进行,它包含8个数据位、1个起始位“0”、1个偶校验位P和1个停止位“1”， 定义见图12
DwD1D:8D4D6D7 起始位 个数据位 偶校验位停止位 8 图12串行通信传输接口定义 5.2TCP和UDP传输接口 该类接口所需的链接登录、退出和保持,通过4.2.3中提供的控制命令来实现
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GB/T31960.3一2015 主(子)站与集中与交互终端通信协议 6.1确认/否认(AFN=0 6.1.1下行报文 6.1.1.1报文格式 确认/否认下行报文格式见图13
68H 68H 协议标识 AC(AFN=0 数据单元标识 数据单元 Tp见4.5.6.4 CS 16H 图13下行确认/否认报文格式 6.1.1.2Fn和pn定义 Fn和pn定义见表9
表9确认/否认Fn定义 名称 说明 Fn pn F 全部确认/否认 p0 对收到报文中的全部数据单元标识进行确认/否认 F2F248 备用 6.1.1.3Fn的数据单元格式 6.1.1.3.1全部确认/否认(F1 全部确认/否认的数据单元格式见表10
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GB/T31960.3一2015 表10全部确认/否认数据单元格式 数据内容 数据格式 字节数 BIN 确认或出错信息(见附录表F.1) 6.1.2上行报文 6.1.2.1报文格式 确认/否认上行报文格式见图14
68H 68H 协议标识 AC(AFN=0 数据单元标识 数据单元 C见4.5.6.3) Tp(见4.5,.6.4 C'S 16H 图14上行确认/否认报文格式 6.1.2.2Fn和pn定义 Fn和pn定义见表11
表11确认/否认rn定义 Fn 名称 说明 pn F 全部确认/否认 p0 对收到报文中的全部数据单元标识进行确认/否认 按数据单元标识确认/否认 对收到报文中的全部数据单元标识进行逐个确认/否认 F2 p0 备用 F3F248 6.1.2.3Fn的数据单元格式 6.1.2.3.1全部确认/否认(F1 全部确认/否认数据单元格式见表10. 13
GB/T31960.3一2015 6.1.2.3.2按数据单元标识确认和否认(F2) 按数据单元标识确认和否认的数据单元格式见表12 表12按数据单元标识确认和否认数据单元格式 数据内容 字节数 AcAFN=要被确认的报文的AFN) 数据单元标识1 确认或出错信息1(见附录表F.1 数据单元标识2 确认或出错信息2(见附录F.1 6.2复位命令(AFN=1) 6.2.1下行报文 6.2.1.1报文格式 复位命令的下行报文应采用密文的形式进行数据下发,复位命令下行报文格式见图15
68H 68H 协议标识 AC(AFN=1 数据单元标识(DA=0) Pw(见4.5.6.2) Tp(见4.5.6.4 CS 16H 图15 复位命令下行报文格式 6.2.1.2Fn和pn定义 Fn和n定义见表13. 14
GB/T31960.3一2015 表13复位Fn定义 Fn 名称 说明 pn F 硬件初始化 p0/监测终端号 无数据单元 F2 数据区初始化 p0/监测终端号 无数据单元 参数及全体数据区初始化(即恢复至出厂配置 p0/监测终端号 无数据单元 F3 参数[除与主(子)站通信有关的]及全体数据区初始化 p/监测终端号 无数据单元 F4 F5 指定数据清零 p0/监测终端号 F6一F248 备用 6.2.1.3Fn的数据单元格式 6.2.1.3.1指定数据清零(F5) 指定数据清零的数据单元格式见表14,数据单元标识同请求实时数据报文中的数据单元标识
表14指定数据清零数据单元格式 数据内容 数据格式 字节数 数据单元标识数n BIN 数据单元标识1 见4.5.4 见4.5,4 数据单元标识" 6.2.2上行报文 复位命令的上行报文为确认/否认报文,详见6.1.2
6.3设置参数(AFN=4 6.3.1 下行报文 6.3.1.1报文格式 设置参数命令的下行报文应采用密文的形式进行数据下发,设置参数下行报文格式见图16. 68H 68H 图16设置参数下行报文格式 15
GB/T31960.3一2015 协议标识 Nc(AFN=4 数据单元标识1 数据单元1 数据单元标识n 数据单元n PW(见4.5,6.2 Tp(见4.5.6.4) CS 16H 16(续 图 6.3.1.2F和pn定义 Fn和pn定义见表15 表15设置参数Fn定义 Fn 名称 说明 pn 组 主(子)站通信参数 F 叭 主(子)站参数设置排他性标识 F2 p0 F3 信息集中与交互终端上行通信参数 p0 F4 信息集中与交互终端上行通信消息认证参数 p0 F5 信息集中与交互终端组地址 po F6 信息集中与交互终端级联通信参数 p0 F 信息集中与交互终端上行以太网IP地址和端口 p0 终端下行以太网端口通信参数 p/监测终端号 F8 组2 F9 事件记录配置 p0/监测终端号 F10 设备状态量输人参数 p/监测终端号 F11 设备逻辑地址设置 p0/监测终端号 组3 F17 监测终端上行通信参数配置 监测终端号 组4 电气测量点配置参数 电气测量点号 F25 F26 电气测量点基本参数 电气测量点号 16
GB/T31960.3一2015 表15(续) n 名称 说明 pn F27 电气测量点电能量限值参数 电气测量点号 F28 电气测量点功率因素越限值参数 电气测量点号 F29 电气测量点谐波畸变率越限定值 电气测量点号 电气测量点号 F30 电气测量点闪变越限参数 组5 F33 非电气测量点配置参数 非电气测量点号 非电气测量点数据参数 非电气测量点号 F34 F35 非电气测量点越限数据参数 非电气测量点号 组7 F49 冻结数据任务参数 任务号 其他 备用 6.3.1.3Fn的数据单元格式 6.3.1.3.1主(子)站通信参数F1 主(子)站通信参数的数据单元格式见表16 表16主(子)站通信参数数据单元格式 数据内容 数据格式 字节数 本次设置的主(子)站数n BIN 本次设置的第1个主(子)站编号 BIN 通信有效性标志 BS8 见附录表I.1 主要lP地址 5或17 BIN 端口地址 备用P地址 见附录. 5或17 端口地址 BIN 16 APN AsCI1" 32 用户名 ACII 32 密码 ASCI" -- 本次设置的第n个主(子)站编号 BIN BS8 通信有效性标志 主要IP地址 见附录1.1 5或17 端口地址 BIN 17
GB/T31960.3一2015 表16(续) 数据格式 数据内容 字节数 备用P地址 见附录I.1 5或17 端口地址 BIN 16 APN ASCI" AscI 32 用户名 密码 AscI 32 本部分AsCII字符指“USAsCI"即“so64@Us")字符集所定义字符
暂不考虑双字节字符
对AsCII字 符进行发送时,按字串字面顺序,由左到右依次发送,即最左而的字符最先发送
如果字串长度少于标准中要 求长度,则在后续字节上补0H
-本次设置的主(子)站数n:表示本次设置的主(子)站数,取值范围0~255,其中:0表示删除所 有的主(子)站通信参数; 通信有效性标志;表示对应的主(子)站的通信参数有效性,其中“D0”=1;有效,“D0”=0;删 除,其他备用
6.3.1.3.2主(子)站参数设置排他性标识(F2 主(子)站参数设置排他性标识的数据单元格式见表17
表17主(子)站参数设置排他性标识数据单元格式 数据内容 数据格式 字节数 本次设置的主(子)站数n BIN 本次设置的第1个主(子)站编号 BIN BS8 排他性标识有效性标志 数据单元数m BIN 排他性标识数据单元标识！ 见4.5.4 ="" ，- 排他性标识数据单元标识m 见4.5.4 本次设置的第n个主(子)站编号 BIN BS8 排他性标识有效性标志 BN 数据单元数 见4.5, 排他性标识数据单元标识1 .*.* .... *
.* 排他性标识数据单元标识m 见4.5.4 本次设置的主(子)站数n;表示本次设置的主(子)站数,取值范围0127,其中;0表示删除所 有的主(子)站有限性和参数排他性参数; -排他性标识有效性标志;表示对应的主(子)站的排他性参数有效性,其中“D0”置“1”;有效， “D0”置“0”;删除,其他:备用; 18
GB/T31960.3一2015 -排他性标识数据单元标识:数据格式对应设置参数的数据单元标识,见表15,置“1”:表示其他 主(子)站不能设置相应的参数,置“0”;表示允许其他主(子)站设置相应的参数
6.3.1.3.3信息集中与交互终端上行传输参数(F3 信息集中与交互终端上行传输参数的数据单元格式见表18
表18信息集中与交互终端上行传输参数数据单元格式 字节数 数据内容 数据格式 单位 BIN 信息集中与交互终端作为启动站允许传输延时时间 min BIN s、次 信息集中与交互终端作为启动站等待应答的超时时间和重发次数 信息集中与交互终端作为启动站需确认应答的传输服务标志 BS8 心跳周期 min BIN 信息集中与交互终端作为启动站允许传输延时时间:具体说明同4.5.6.4中的“允许传输延时 时间”确认超时时间 信息集中与交互终端作为启动站等待应答的超时时间和重发次数,格式见图17: D7~D6 D5D4 D3~D0 确认超时时间(单位为秒 备用 重发次数 确认超时时间单位为秒 图17超时和重发次数格式 信息集中与交互终端作为启动站等待应答的超时时间由上图中的第一字节的D0~D7和 第 二字节的D0~D3组成,表示04095s范围的超时时间,以供信息集中与交互终端判 别从动站响应帧的超时; 重发次数由第二字节的D4~D5组成,取值范围为0~3,置“0”;表示不允许重发
信息集中与交互终端作为启动站需确认应答的传输服务标志;按位表示对应的通信服务,置 “1”;允许信息集中与交互终端需要主(子)站确认，置“0”:不允许,各对应的通信服务定义 如下: D0:实时数据; D1;任务数据 D2:事件记录; 其他:备用
6.3.1.3.4信息集中与交互终端上行通信消息认证参数(F4) 信息集中与交互终端上行通信消息认证参数的数据单元格式见表19
19
GB/T31960.3一2015 表19信息集中与交互终端上行通信消息认证参数数据单元格式 数据格式 字节数 数据内容 消息认证方案号 BIN 消息认证方案参数 BIN 消息认证方案号用于表示由系统约定的各种消息认证方案,取值范围0一255,其中:0表示不 认证,255表示专用硬件认证方案,l254用于表示各种软件认证方案
6.3.1.3.5信息集中与交互终端组地址(F5 信息集中与交互终端组地址的数据单元格式见表20 表20信息集中与交互终端组地址数据单元格式 数据内容 数据格式 字节数 信息集中与交互终端组地址1 BIN 信息集中与交互终端组地址2 BIN BN 信息集中与交互终端组地址8 -组地址由4字节组成,每个信息集中与交互终端可设置8个组地址
组地址为0时,表示不设 组地址
6.3.1.3.6信息集中与交互终端级联通信参数(F6 信息集中与交互终端级联通信参数的数据单元格式见表21
表21信息集中与交互终端级联通信参数数据单元格式 单位 数据内容 数据格式 字节数 BIN 信息集中与交互终端的下行通信端口号 信息集中与交互终端级联接人方式 BIN 信息集中与交互终端级联通信控制字 见图18 接收等待报文超时时间 BIN 100ms 接收等待字节超时时间 BIN 10ms 级联方(主动站)接收失败重发次数 BIN 次 BIN 级联巡测周期 min BIN 级联/被级联标志,及其对应的被级联/级联的信息集中与交互终端个数n 第1个被级联/级联方的信息集中与交互终端行政区划码 BCD 第1个被级联/级联方的信息集中与交互终端地址 BIN 第1个被级联/级联方的信息集中与交互终端通信地址 BIN 5或17 第1个被级联/级联方的信息集中与交互终溜端口地址 BIN 心
GB/T31960.3一2015 表21(续) 数据内容 数据格式 单位 字节数 --+ - - 第n个被级联的信息集中与交互终端行政区划码 BCD 第n个被级联的信息集中与交互终端地址 BIN BIN 第n个被级联的信息集中与交互终端通信地址 5 17 BIN 第n个被级联的端口地址 -信息集中与交互终端的下行通信端口号;l8; 信息集中与交互终端级联方式;数值范围02,如为“0”,表示不启用本信息集中与交互终端 有线级联功能,如为“1”,表示RS485级联,如为“2”表示以太网级联 -信息集中与交互终端级联通信控制字定义见图18; 级联方(主动站)接收失败重发次数;数值范围03,如为“o”,表示不重发; 级联巡测周期,取值范围为1nmin一60min 级联/被级联标志、及其对应的被级联/级联的信息集中与交互终端个数n D7按位表示本信息集中与交互终端为级联方或是被级联方,D7=“o”表示级联方,“1”表 示被级联方; D6DA备用 D3~D0编码表示被级联的或是级联的信息集中与交互终端个数n,当D7=0时,n数值 范围03,n=0表示被级联的信息集中与交互终端数为0即无被级联信息集中与交互 终端);当D7=1时,n数值范围1,表示有且只有1个级联方信息集中与交互终端(主动 站 -被级联/级联方的信息集中与交互终端通信地址,在级联方式为以太网级联时,表示IP地址， 数据格式见附录I.l; 被级联/级联方的信息集中与交互终端端口地址,在级联方式为以太网级联时,表示端口地址
6.3.1.3.7信息集中与交互终端上行以太网IP地址和端口(F7) 信息集中与交互终端上行以太网IP地址和端口的数据单元格式见表22
表22信息集中与交互终端上行以太网P和端口数据单元格式 数据内容 数据格式 字节数 信息集中与交互终端上行通信端口号 BIN 绑定IP地址有效标志 BIN BIN 信息集中与交互终端侦听端口 见附录表1l 5或17 信息集中与交互终端IP地址 子网掩码地址 见附录表1.1 5或17 网关地址 见附录表I.1 5或17 代理类型 BIN 见附录表L. 代理服务器地址IP地址 5或17 21
GB/T31960.3一2015 表22(续) 数据内容 数据格式 字节数 代理服务器端口 BIN BIN 代理服务器连接方式 代理服务器用户名长度m1 BIN 代理服务器用户名 ASCIm m 代理服务器密码长度n BIN 代理服务器密码 ASCII 信息集中与交互终端上行通信端口号l一8; 绑定IP地址有效标志;“D0”置“1”;表示信息集中与交互终端绑定设置的IP地址及参数有 效,“D0”置“0”;删除,表示信息集中与交互终端删除绑定以下IP地址及参数,其他;备用 代理类型;数值范围0一a.,""表示;不使用代理、1"表示htpconet代理,“”表示;socksd 代理、“3”表示:socks5代理 代理服务器连接方式:数值范围01,“0”表示;无需验证、“1”表示需要用户名/密码; 用户名长度m;数值范围0~20,当为0时,表示无用户名,当为非0时,表示连接方式需要用 户名验证 密码长度n;数值范围020,当为0时,表示无密码,当非0时,表示连接方式需要密码验证
6.3.1.3.8终端下行以太网端口通信参数(F8) 终端下行以太网端口通信参数的数据单元格式见表23
表23终端下行以太网端口通信参数数据单元格式 数据内容 数据格式 字节数 信息集中与交互终端/监测终端的下行通信端口号 BIN P地址 见附录表L.1 5或17 端口地址 BIN 5或17 子网掩码地址 见附录表I.1 网关地址 见附录表1. 5或17 APN ASCIm 16 用户名 ASCIm 32 密码 32 ASCI 6.3.1.3.9事件记录配置(F9) 事件记录配置的数据单元格式见表24！
22
GB/T31960.3一2015 表24事件记录配置数据单元格式 数据内容 数据格式 字节数 事件记录有效标志位 BS64 事件重要性等级标志位 BS64 重要事件记录条数 BIN BIN -般事件记录条数 事件记录有效标志位;D0~D63按顺序对位表示事件代码ERC1一ERC64所定义的事件,置 “1”;需要对该位所对应的告警事件进行记录;置“0”;不需要记录 事件重要性等级标志位;D0D63按顺序对位表示事件代码ERC1ERC64所定义的事件
置“1”;该位所对应的告警事件为重要事件,该事件发生后,如通道具备主动上报条件,应 主动上报事件记录,如不具备主动上报条件,通过ACD位上报; 置“o”;该位所对应的告警事件为一般事件,该事件发生后,只需要进行事件记录
重要事件记录条数:指需要记录的重要事件条数,默认值为1000; -般事件记录条数;指需要记录的一般事件条数,默认值为1000
6.3.1.3.10设备状态量输入参数(F10 设备状态量输人参数的数据单元格式见表25
表25状态量输入参数数据单元格式 数据内容 数据格式 字节数 状态量接人标志位(对应18路状态量 BS8 状态量属性标志位(对应18路状态量 Bs8 -状态量接人标志位;D0~D7按顺序对位表示第1一8路状态量输人,置“1”;接人,置“o”;未 接人; 状态量属性标志位.DD~7按顺序对位表示第1一8路状态量输人,置“”常开触点
置“0” 常闭触点
6.3.1.3.11设备逻辑地址设置(F11 设备逻辑地址设置的数据单元格式见表26
表26设备逻辑地址设置数据单元格式 字节数 数据内容 数据格式 行政区划码A1 BCD 信息集中与交互终端/监测终端地址A2 BIN 6.3.13.12监测终端上行通信参数配置(F17 监测终端上行通信参数配置的数据单元格式见表27
23
GB/T31960.3一2015 表27监测终端上行通信参数配置数数据单元格式 数据内容 数据格式 单位 字节数 信息集中与交互终端的下行通信端口号 BIN 监测终端上行通信端口属性 BIN BIN 监测终端作为启动站允许传输延时时间 min s、次 BIN 监测终端作为启动站等待应答的超时时间和重发次数 监测终端作为启动站需确认应答的传输服务标志 BS8 心跳周期 BIN mln 监测终端通信地址 见4.2.4 监测终端上行通信协议类型 BIN 监测终端上行通信端口运行参数长度Lp BIN 监测终端上行通信端口运行参数内容 见表28 1p -信息集中与交互终端的下行通信端口号;数值范围1255,其中1一8;串口;9~16;以太网或 者虚拟专网;其他备用; 监测终端上行通信端口属性;数值范围0一255,其中0;删除该监测终端号的配置参数;l:串 口;2;以太网或者虚拟专网;其他备用 -通信协议类型;数值范围1255,其中,l;本协议;2100;备用;l01255为自定义协议; 监测终端上行通信端口运行参数长度Lp;监测终端上行通信端口运行参数长度因上行通信端 口属性不同而不同,见表28; 监测终端上行通信端口运行参数内容,数据格式见表28
表28监测终端上行通信端口运行参数数据格式 监测终端上行监测终端上行通信端 监测终端上行通信端 数据格式 字节数 口运行参数长度Lp 口运行参数的数据内容 通信端口属性 1;串口 监测终端上行串行通信控制字 见图18 监测终端侦听信端口号 BIN 监测终端上行IP地址 见附录1.1 5或17 子网掩码地址 见附录表I.1 5或17 网关地址 见附录表I.1 5或17 代理类型 BIN 代理服务器地址P地址 见附录表11 2:以太网或虚 28十m十n或 5或17 拟专网 76十m十n BIN 代理服务器端口 BIN 代理服务器连接方式 代理服务器用户名长度m BIN 代理服务器用户名 ASCI1 代理服务器密码长度n BIN 代理服务器密码 ASCI 2
GB/T31960.3一2015 6.3.1.3.13电气测量点配置参数(F25 电气测量点配置参数的数据单元格式见表29 表29电气测量点配置参数数据单元格式 数据内容 数据格式 字节数 BIN 所属信息集中与交互终端/监测终端号 信息集中与交互终端接人/监测终端接人端口号 BIN 接人设备通信地址 BCD 接人设备通信协议类型 BIN 通信密码 BIN 接人端口类型 BIN BIN 接人端口运行参数长度Lp 接人端口运行参数内容 见表30 Ip -所属信息集中与交互终端/监测终端号;数值范围0~255,其中“o”;表示电气测量点接人信息 集中与交互终端,其他:表示电气测量点接人能效监测终端,对应的值为监测终端编号,监测终 端的编号设置见6.3.1.3.12; 信息集中与交互终端接人/监测终端接人端口号;数值范围0255,其中“o”;删除该电气测量 点的配置参数,其他表示电气测量点接人信息集中与交互终端/监测终端的端口编号,其中 18;直流模拟量;916;交流模拟量;17一24:串口;2532;以太网;33一40:igbee;其他 备用: 接人设备通信协议类型数值范围1一255,其中,1;本协议;2:DL/T645一1997;3 DL/T645一2007;4;Modbus,5~127;备用;128~255为自定义; 接人端口类型;数值范围0255,其中,l:直流模拟量;2:交流模拟量;3;串口(RS485或 R8232);4;以太网5;Zigbee;0和6一127备用,l28一255用户自定义 接人端口运行参数长度Lp;接人端口运行参数长度因接人端口类型不同而不同,见表30; -接人端口运行参数内容接人端口运行参数因接人端口类型不同而不同,见表30.
表30接入端口运行参数的数据内容格式 接人端口类型 字节数 接人端口lLp运行参数长度 接人端口运行参数的数据内容 数据格式 1:直流模拟量 2;交流模拟量 3;串口 接人设备串行通信控制字 见图18 接人设备侦听端口号 BIN 接人设备IP地址 见附录表I.l 5或17 4;以太网 17或53 子网掩码地址 见附录表I. 5或17 网关地址 见附录表L.15或17 BIN 5,Zigbee 接人设备Zgbee地址 25
GB/T31960.3一2015 D7 ID6 D5 D D0 D4 D3 D2 Baud(ps);编码表示,0表示无须设置或使用默认;l~" 0/1 0/1 3 0/1: 依次表示1200,2400,4800,9600,l9200,38400,l152001/2停止位无/有校验偶/奇校验5一8位数 图18接入设备串行通信控制字定义 6.3.1.3.14电气测量点基本数据参数(F26 电气测量点基本数据参数数据单元格式见表31 表31电气测量点基本数据参数数据单元格式 单位 数据内容 数据格式 字节数 有功电能示值整数位及小数位个数 BS8 电压互感器倍率 BIN 电流互感器倍率 BIN 额定电压 见附录A.8 见附录A.8 额定电流 BS8 电源接线方式 有功电能示值的整数位及小数位个数: D7D4;备用 D3~D2;编码表示有功电能示值的整数位个数,数值范围03依次表示47位整数; D1~D0;编码表示有功电能示值的小数位个数,数值范围03依次表示14位小数
电源接线方式 D0D1编码表示测量点电源接线方式,数值13依次表示三相三线、三相四线、单相 表,0为备用: D2D3编码表示单相表接线相,数值0~3依次表示不确定、A相、,B相,C相 D4D7备用
6.3.1.3.15电气测量点限值参数(F27 电气测量点电能量限值参数的数据单元格式见表32 表32电气测量点限值参数数据单元格式 说明 数据内容 数据格式 单位 字节数 见附录A.8 电压断相判别参数 电压断相门限 连续失压时间限值 BIN 电压失压时间判别参数 min 电压上限(过压门限 见附录A.8 越限持续时间 BIN min 过压判别参数 越限恢复系数 见附录A.10 26
GB/T31960.3一2015 表32(续) 数据内容 单位 说明 数据格式 字节数 见附录A.8 电压下限(欠压门限 BN 越限持续时间 min 欠压判别参数 越限恢复系数 见附录A.10 相电流上上限(过流门限 见附录A.9 越限持续时间 BIN 过流判别参数 min 越限恢复系数 见附录A.10 % 见附录A.9 相电流上限(额定电流门限 越限持续时间 超额定电流判别参数 BIN min % 越限恢复系数 见附录A.1o 零序电流上限 见附录A.9 零序电流超限判别 越限持续时间 BIN min 参数 % 越限恢复系数 见附录A.10 三相电压不平衡限值 见附录A.10 % 三相电压不平衡超限 越限持续时间 BIN min 判别参数 越限恢复系数 见附录A.lo 见附录A.1o 三相电流不平衡限值 % 三相电流不平衡超限 越限持续时间 BIN min 判别参数 % 越限恢复系数 见附录A.10 电压偏差上限 % 默认值;十7% 见附录A.10 默认值: 见附录A.10 电压偏差下限 单相-10%,三相一7% 越限持续时间;指被监测值越限后,保持越限状态所持续的时间 越限恢复系数;指被监测值由越限恢复到越限值之内的百分比数
6.3.1.3.16电气测量点功率因数越限值参数(F28) 电气测量点功率因数越限值参数的数据单元格式见表33
表33电气测量点功率因数越限值参数数据单元格式 数据内容 数据格式 字节数 总功率因数分段参数1 见附录A.10 总功率因数分段参数2 见附录A.10 总功率因数越限告警定值 见附录A.10 注，总功率因数分段参数1<总功率因数分段参数2 27
电力能效监测系统技术规范第3部分：通信协议GB/T31960.3-2015
一、引言
随着社会经济的发展，电力成为现代社会不可或缺的基础能源。然而，过度的能源消耗也给环境带来了诸多问题，因此，关注电力能效监测已成为当前社会的一个重要课题。为了更好地推进电力能效监测工作，制定一套统一的技术规范显得尤为重要。
二、电力能效监测系统技术规范简介
电力能效监测系统技术规范是针对电力能效监测系统领域的标准化工作而制定的，是指导电力能效监测系统设计、开发、实施和运行的重要依据。该技术规范由多个部分组成，其中第3部分——通信协议GB/T31960.3-2015对于电力能效监测系统的通信协议进行了规定。
三、通信协议GB/T31960.3-2015的定义
通信协议GB/T31960.3-2015是电力能效监测系统领域的一项技术标准，主要用于规范电力能效监测系统中各类设备之间的数据通信交互方式。该标准规定了通信协议的基本结构、数据格式、传输方式等方面内容。
四、通信协议GB/T31960.3-2015的作用
通信协议GB/T31960.3-2015的制定旨在保证电力能效监测系统中各类设备之间的数据交互具有可靠性、高效性和安全性，同时也提高了不同型号设备之间的兼容性，降低了系统集成的难度和成本。
五、通信协议GB/T31960.3-2015的特点
通信协议GB/T31960.3-2015具有以下几个显著特点：
- 支持多种通信介质，如以太网、单片机串口等；
- 数据传输效率高，能够实现快速而稳定的数据传输；
- 标准化程度高，设备之间兼容性强；
- 具有安全可靠的数据传输机制，避免了数据泄露和丢失的风险。
六、通信协议GB/T31960.3-2015的应用
通信协议GB/T31960.3-2015适用于各类电力能效监测系统设备之间的数据交互，包括但不限于：
- 电表读取电能数据；
- 采集环境数据，如温度、湿度等；
- 控制设备的运行状态，如开关机、调节负载等；
- 实现系统间的远程监测和控制。
七、通信协议GB/T31960.3-2015的相关实施细则
为了更好地落实通信协议GB/T31960.3-2015的内容，相关部门还制定了一系列的实施细则，包括：
- 规定了通信协议的具体实现方法；
- 明确了通信协议在不同设备之间的应用场景；
- 规范了通信协议的测试方法和评估标准。
八、使用通信协议GB/T31960.3-2015的优势
使用通信协议GB/T31960.3-2015可以带来以下几个优势：
- 提高系统性能和稳定性；
- 降低系统集成难度和成本；
- 保证数据传输的安全性和可靠性；
- 提升设备之间的互操作性。
九、结论
电力能效监测系统技术规范第3部分：通信协议GB/T31960.3-2015是电力能效监测系统领域的一项重要技术标准。本文对该标准进行了详细介绍，包括其定义、作用、特点和应用。同时，我们还强调了使用该标准所带来的优势。相信在未来的工作中，合理应用该标准将有助于提高电力能效监测系统的性能和效率。
