1緒論
1.1背景與意義。隨著網際網路、大資料、資訊技術的發展，推動能源向產業化、智慧化、集約化發展，發展智慧電網已經成為保障能源安全、應對氣候變化、保護自然環境、實現可持續發展的重要共識。尤其近些年智慧化裝置在電網中迅速發展和應用，對於智慧化裝置的資料採集問題越來越引起電力行業內的重視。資料作為資訊的載體，不僅體現事物發展的現狀，還可以預測事物的發展趨勢，提供決策和分析，而資料採集則是應用的前提和基礎。
1.2本文主要工作。基於電力企業已有的智慧化裝置產生的資料提出幾種資料接入方案，涵蓋大部分智慧化裝置資料接入，包括結構化和非結構化資料，說明這幾種方案的優勢和不足，為智慧化裝置資料接入提供理論支撐。
2儲存現狀
實際企業中智慧化裝置的資料存在以下兩種形式，一種是隻有終端，無前置伺服器的，終端採集之後的資料直接儲存於機械硬碟或優盤中，資料儲存分散，難以管理；另一種是有前置伺服器，資料採集之後通過專有網路直接儲存於前置伺服器，資料相對結構化，便於採集，這裡的前置伺服器是廣義上的概念，指在中心資料伺服器之外的，起到資料採集和轉換為平臺或系統合格資料的伺服器或裝置。
3接入協議
按照網路七層協議定義從上到下依次包括應用層、表示層、會話層、傳輸層、網路層、資料鏈路層、物理層，這裡實際談到的協議只考慮應用層協議和傳輸層協議，針對不同的場景，不同協議有各自的優勢。
3.1IEC60870-5-104規約。IEC60870-5-104規約是之前的IEC60870-5-101規約的網路版，101規約是用於串列埠資料通訊的規約協議，隨著網路技術及計算機通訊技術的發展，以及以太資料網在我國電力系統中的普及，在101規約基礎上發展出了與TCP/IP提供的網路通訊方式結合的104規約[1]。IEC60870-5-104規約，是基於TCP/IP網路的遠端通訊協議，不能用串列埠通訊，通訊雙方必須分配確定的IP地址，需設定合理的路由，雙方的IP地址必須進行註冊，特別是服務端。通訊效能較高但缺少自描述，需要提前建立終端單元和主站系統的點表對映關係來描述採集測點在傳輸資料流中的具體位置。這種方式需要主站工程師和終端工程師對資料點逐點對試，調試周期較長。實際應用時應避免極端現象，一旦網路連結建立成功，廠站端就傳送資料，廠站的每發一條報文，就等待主站確認，需要嚴格遵循超時時間和KW1的約束,採用變化資料主動上送方式。IEC60870-5-104的應用規約資料單元APDU由應用規約控制資訊APCI和應用服務資料單元ASDU組成，並定義了啟動字元、應用服務資料單元的長度規範、可傳輸一個完整的應用規約資料單元。下面是104規約傳送幀結構的一種結構示例圖具體資訊儲存於資訊體中，每個資訊體佔用兩個位元組，高位元組和低位元組。
3.2IEC61850規約。104規約傳輸的資料缺少自描述，需建立終端單元管理的資料點與主站接收端定義的量測值的對應關係，因此為了進一步提升規約能力，IEC組織制定了變電站內另一套通訊標準體系-IEC61850規約。對於該方面標準的研究，歐洲和美國早在20世紀90年代就已經開展，並制定了相關標準。最終在IEEC和IEC的共同協調下建立了世界範圍的統一標準-IEC61850，它是以UAC2.0的資料模擬和服務為基礎，與IEC標準相結合產生的成果[2]。IEC61850標準具有顯著的幾個特點：（1）資訊分層。IEC61850標準將變電站的通訊體系分為變電站層、間隔層和過程層三個層次，並且定義了層和層之間的通訊介面。其中，變電站層的功能分主要指對間隔或站內的一次裝置發生作用的功能以及與介面相關的，比如與遠端控制中心、主站系統等通訊的功能。間隔層的功能主要是對間隔內的一次裝置作用的過程。過程層主要完成開關量控制、模擬量取樣和其他控制命令傳送等功能。（2）物件導向的資料建模。IEC61850採用了物件導向的建模技術，定義了基於客戶機/伺服器結構資料模型[2]。標準定義了變電站通訊體系中的各類物件模型，例如變電站、電壓等級、間隔、端點、電接點、智慧電子裝置（IED）等等，這些物件模型的資料物件是由資料屬性構成的公用類的命名例項。（3）資料自描述。IEC61850標準與IEC60870-5-104標準的一個顯著區別是標準中定義的資料格式具有自描述的特定，而這個自描述性是通過SCL來具體實現的。SCL是IEC61850標準中規定的變電站智慧電子裝置IED的配置描述語言，稱為變電站配置描述語言，描述了IED的配置和通訊系統。在SCL作用域，SCL描述的模型包括：一次系統結構、通訊系統、應用層通訊、每個IED、例項的邏輯節點類定義、描述例項的邏輯節點之間的關係、開關場（功能）部分間的關係。SCL副檔名一般為，SCL檔案用特殊方法描述一個完整的模型例項，它所描述的語義能夠由所引用的模型本身完全理解。
3.3CIM/E規約。CIM/E是一種具備自描述能力而效率更高的新型電力系統模型和資料描述語言。不同於IEC61850的基於XML的SCL表達格式，CIM/E所具有的資料描述方式處理效率更高效。因此在排程等系統之間進行資料交換採用CIM/E格式的檔案會使資料處理效率更高效。
3.4FTP協議。FTP協議屬於TCP/IP協議體系結構中的應用層協議。顧名思義，FTP協議是用於傳輸檔案的協議，與之對應的有HTTP超文字傳輸協議、SMTP簡單郵件傳輸協議等[3]。FTP是因特網中最早提供的服務之一，由於其使用方便、靈活至今仍然是被廣泛應用。由於FTP使用的是TCP協議，遮蔽了不同計算機系統的細節，因此適用於異構網路中的計算機間傳輸檔案，它的`目的是提高檔案的共享性[4]。隨著電力行業自身業務能力的成長以及資訊化技術的不斷髮展，電力系統中的資料型別變得越來越多、資料複雜性越來越高、資料互動和互操作性變得越來越普遍，尤其是智慧化裝置在電力行業中的應用和發展，在資料儲存、交換和轉換過程中經常會產生大量的非結構化資料（檔案、視訊、影象等），比如無人機巡檢產生的視訊和圖片、山火監測圖片、變電站巡檢機器人拍攝的紅外圖片等，再比如上面CIM/E協議中的E檔案等等，電力企業應用中的很多場景也都是通過搭建FTP伺服器和FTP目錄進行資料檔案的傳輸和獲取。
4應用場景分析
IEC60870-5-104規約是通訊雙方事先約定通訊規則，服務端根據客戶端傳送的過來的資訊解析資訊頭和資訊體，效能較高，用於終端和主站之間的通訊。IEC61850在變電站資料接入中通過用SCL描述智慧電子裝置的配置，給出被監控的目標系統模型和資料並通過抽象服務介面傳遞資料，用於變電站用於排程中心以及排程中心之間通訊。CIM/E是一種效率更高的新型電力系統模型和資料描述語言，描述方式簡單，具有人可讀的特點，用於變電站系統之間的通訊。FTP可以將一個完整的檔案從一個系統複製到另一個系統，客戶端訪問只需要提供賬號即可登入伺服器，也可以使用匿名FTP方式登入伺服器，多用於傳輸文字檔案和其他二進位制檔案。
5結語
隨著智慧化裝置的發展，機器人、無人機、感測器等智慧化裝置在電力行業應用，智慧裝置產生的資料發生了質的變化，急需針對各類智慧化裝置產生的資料提出一條可行的接入方案，為資料接入規範的制定奠定基礎，從而支撐輸電、變電、配電和用電的各項智慧化應用建設，推動電網向智慧、高效、可靠、綠色的方向轉變。
本文分析了目前電網智慧化資料接入中主要的幾種方法或規範，從多個緯度進行分析對比，並描述了其各自的應用場景和優缺點，使用場景變得更加清晰。不同的規約或協議由於出現時間上的先後順序，可能接入效率又高有低，比如之後的IEC61850規約提高了104等點對點規約的傳輸和解析效率，但由於裝置廠商等其他因素，並不能完全摒棄其中某種協議方式，實際資料接入應用中應該根據實際情況選擇最適合的接入方式。通過對比文中各種接入方式，本文能夠為電網應用中以後的智慧化裝置資料接入提供較好的參考價值。
參考文獻：
[1]張士勇,陳春等.應用101(104)規約的"電網排程自動化系統"在現場除錯維護中的關鍵技術分析[J].電力系統保護與控制,2011,39(05).
[2]吳在軍.基於IEC61850標準的變電站自動化系統研究[J].電網技術,2003,27(10):61-65.
[3]謝希仁.計算機網路（第四版）[M].北京：電子工業出版社,2003.
[4]趙強.基於FTP協議的檔案傳輸伺服器的研究[J].大連海事大學：通訊與資訊系統,2008.