IEC 60870 · 电力通信可视化

电网,
是怎样对话的?

一条指令,如何让远方的电站响应?
从目标到反馈,看懂电力系统的共同语言。

◎ 协议概览 · 交互演示 · 浏览器模拟

指令与反馈流程01 / 03
调度中心与电站通过 IEC 104 双向通信目标从调度中心经站端网关传至设备,实际状态沿反方向返回。图中的数值仅作示意。 调度中心 光伏电站 储能电站 ↓ 目标功率 +5 kW ↑ 实际功率逐步上升 站端网关发送目标 · 接收反馈 IEC 104 / TCP/IP 通信流程示意 · 非实时电网数据
01 下发目标02 校验接受03 状态回传
01 协议与信息类型 ↓02 调度过程演示 ↓03 典型应用与设备 ↓

01 / 协议基础

远方的设备,
需要一套共同语言。

IEC 60870 是一组远程监视与控制标准。它约定信息怎么表达、命令怎么发送,以及反馈怎么返回。

其中的 IEC 60870-5-104,简称「104」,使用 TCP/IP 网络连接调度主站与远方站点。

IEC 官方标准说明 ↗
四类远动信息选择信息类型

现场 → 主站 · 看数值

65%

电池还剩多少电?

把电量、功率、电压等测量值送回来。就像读设备的仪表盘。

例如:SOC 65% · 有功功率 5 kW

02 / 调度过程演示

发送一条指令,观察设备响应。

给模拟储能站一个功率目标,
看命令和实际反馈如何一步步变化。

目标被接受,不等于实际功率已到位。 命令反馈确认处理结果,实际遥测反映设备当前状态。

03 / 数据的工程语义

为什么不只传一个数字?

“功率是 5”,还不够。
还需要知道数据来自哪里、能不能信。

01 — 数据地址

它属于哪个数据点?

通过站地址和信息对象地址定位数据点。双方以点表约定名称、单位、范围和功率方向。

CA = 1IOA = 1002实际功率
地址及业务含义由项目约定,并非全行业统一编号。
02 — 数据品质

这个数值还能信吗?

数据可以携带品质标志,区分有效、无效、非当前值等状态,避免将旧值当作当前测量。

● 有效○ 无效 IV
本演示采用 6 秒失效阈值,实际项目需另行配置。
03 — 传送原因

为什么现在发来?

状态变化时,站端可以主动上报;主站也可发起「总召」,获取约定范围内的当前数据。

变化上报 ↑总召请求 ↓
部分数据类型包含时间戳,并非每条 104 报文都带时标。

04 / 标准家族

104,只是
家族中的一员。

IEC 60870 包含多个部分,
分别服务于不同的通信任务。

选型时应确认具体支持的标准部分、
功能范围和工程配置。

101

基本远动通信

常见于串行链路,连接主站与现场站。

基础远动
102

电能累计量

传输累计电量等电能计量信息。

电量传输
103

保护设备信息

保护装置与控制系统交换状态和事件。

保护接口
104

网络化远动通信

采用 101 的许多应用概念,通过 TCP/IP 通信。

本站重点
ICCP

控制中心互联

IEC 60870-6 中的 TASE.2,用于中心间信息交换。

中心互联

05 / 应用场景

从变电站,到储能电站。

104 常用于电力调度与远动系统,
在欧洲、亚洲的许多电力项目中应用广泛。

SUBSTATION & DISTRIBUTION

把分散的站点,接到同一张监视图上。

现场上报电压、电流、开关位置和故障信息。调度通过站端装置掌握运行状态,并在条件允许时进行远程操作。

RTU 远程终端保护测控装置配电自动化终端
真实设备例子:Hitachi Energy RTU500 ↗

06 / 协议之间的配合

和 Modbus、MQTT 怎么配合?

三者可以共存于一套系统,
分别承担不同层面的通信任务。

现场数据交换

Modbus01

围绕线圈与寄存器读写。

典型操作:读取指定寄存器。
数值含义、单位和倍率依照设备寄存器表。
消息发布与订阅

MQTT02

围绕主题分发消息。

典型操作:向主题发布消息。
业务字段、命令处理和执行反馈通常另行定义。
主站与站端远动

IEC 10403

围绕数据点与远动流程。

典型操作:上报状态、下发设定值。
定义相应的数据类型、品质和命令交互机制。

项目接入思路

从理解协议,到规划系统接入。

以清晰的点表、明确的数据路径和可验证的反馈,组织项目对接。

01

定义双方交换什么信息

先确认点表、数据类型、单位、范围与功率方向,让上下级系统对同一个数值有一致理解。

02

明确指令与反馈经过哪里

通过站端网关,把上级命令和遥测映射到现有控制系统。明确每个接口负责的内容及接受条件。

03

分别验证接受、响应与异常

分别检查目标是否接受、实际反馈是否响应,以及本地禁止、数据过期等情况下的处理结果。

具体设备接口、点表与验收范围按项目确认。

07 / 常见问题

常见问题,
进一步理解。

理解通信,也要理解它的边界。

104 是否决定充放电策略?

IEC 104 负责传递信息和指令。充放电时机与功率分配由调度系统、EMS 或控制程序决定;设备的控制与保护仍由相应装置负责。

双方支持 104,是否即可直接互通?

还需对齐点表、数据类型、单位与倍率、功率方向、命令方式、品质处理和功能范围。实际支持情况取决于型号、固件、选件与配置,应通过工程联调确认。

命令超时是否代表未执行?

超时表示未及时获得预期反馈,不能证明对方没有执行。应先核实设备状态,再按项目重试规则处理,避免将通信不确定性误判为执行失败。

什么是“选择—执行”(SBO)?

除直接执行外,104 也支持先选择对象、检查条件,再发送执行命令的方式,称为 SBO。是否使用取决于设备和工程配置;本站演示采用简化的直接命令流程。

本网站是否连接真实设备或 IEC 104 服务?

本站的动画、功率、数据品质和场景均在浏览器内模拟,不连接设备,也不发送真实 IEC 104、MQTT 或 Modbus 指令。点号、功率正负方向和 6 秒失效阈值均为教学约定。

参考资料

标准与技术参考。

内容依据 IEC 标准说明及设备厂商技术文档整理。