專利名稱：一種iec61970調(diào)度ems系統(tǒng)接入iec61850數(shù)字化變電站的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)中符合IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)度EMS系統(tǒng)接入符合 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站的方法。
背景技術(shù)：
在智能電網(wǎng)規(guī)劃的推動(dòng)下，未來數(shù)字化變電站將成為新建變電站的主流，國內(nèi)已 經(jīng)陸續(xù)投運(yùn)數(shù)十座數(shù)字化變電站，但當(dāng)前IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)只應(yīng)用于變電站內(nèi)的智能電子設(shè) 備，變電站與調(diào)度中心之間的通訊仍然采用傳統(tǒng)的IEC60870-5-101或IEC60870-5-104規(guī) 約，這就需要遠(yuǎn)動(dòng)工作站進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。更重要的是，由于傳統(tǒng)規(guī)約不支持面向?qū)ο蟮慕?方法，必須將IEC 61850的對(duì)象轉(zhuǎn)換為若干個(gè)信息點(diǎn)，導(dǎo)致需要極其復(fù)雜的轉(zhuǎn)發(fā)信息配置 工作，極大的增加了組態(tài)和調(diào)試的工作量，而且容易出錯(cuò)。此外，對(duì)于無法轉(zhuǎn)換的信息，只能 簡單丟棄。變電站內(nèi)基于IEC61850的通信服務(wù)是具有自描述的面向?qū)ο竽Ｊ剑?dāng)前變電 站和調(diào)度主站EMS系統(tǒng)之間的通信大多采用面向信息點(diǎn)的IEC60870-5系列通信協(xié)議，這兩 者之間的通信模型構(gòu)建存在相當(dāng)大的差異，數(shù)字化變電站模型無法和調(diào)度主站EMS系統(tǒng)直 接對(duì)接，這導(dǎo)致當(dāng)數(shù)字化變電站按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象化建模并采集信息后，通過什么樣 的方式對(duì)調(diào)度主站提供可擴(kuò)展的、無縫協(xié)調(diào)的模型和數(shù)據(jù)一體化通信是當(dāng)前急待解決的問 題。因此，從技術(shù)角度、安全因素、實(shí)用性等方面來看，建立一套功能強(qiáng)大、實(shí)用性和通用性 較為卓越的電力系統(tǒng)EMS主站接入數(shù)字化變電站的方法是本發(fā)明的重點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種電力系統(tǒng)中符合IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)度EMS系統(tǒng)接入 符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站的方法。本發(fā)明提出調(diào)度系統(tǒng)采用類IEC 61850+協(xié)議 與變電站進(jìn)行通訊，這樣就不需要經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換，而且互操作性更好，可以減少調(diào)試、維護(hù) 的工作。并且調(diào)度系統(tǒng)可以直接訪問IEC 61850對(duì)象模型，轉(zhuǎn)換為IEC 61970模型，自動(dòng)生 成數(shù)據(jù)庫，減少向EMS中增加新廠站所需要的時(shí)間和工作。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種IEC61970調(diào)度EMS系統(tǒng)接入IEC61850數(shù)字化變電站的方法，包括如下步驟(1)數(shù)字化變電站提供給EMS系統(tǒng)主站變電站拓?fù)鋱D形，以及變電站全站模型；(2)變電站模型解析把變電站內(nèi)測控、保護(hù)及其它IED設(shè)備的各種符合IEC61850 的模型進(jìn)行合并，在變電站內(nèi)建立一個(gè)包含站內(nèi)所有IED設(shè)備的完整模型，然后通過模型 解析模塊將IEC61850模型向IEC61970模型的轉(zhuǎn)換并自動(dòng)生成EMS系統(tǒng)的參數(shù)庫；基于網(wǎng) 絡(luò)的模型轉(zhuǎn)換技術(shù)通過IEC61850數(shù)字化變電站模型的整合修改實(shí)現(xiàn)了調(diào)度主站的信息接 入，使通過IEC61850建立的數(shù)字化變電站模型能無縫接入到調(diào)度主站CIM模型中，實(shí)現(xiàn)調(diào) 度主站模型與數(shù)字化變電站模型融合。
(3)EMS系統(tǒng)與變電站的通訊以標(biāo)準(zhǔn)IEC61850為基礎(chǔ)，增加了調(diào)度 中心這一層次，標(biāo)準(zhǔn)中增加了一個(gè)SubStati0n(變電站)類模型，該類提供 GetSubstationDirectory (獲取子站目錄結(jié)構(gòu))服務(wù)來檢索通信網(wǎng)關(guān)所代理的全 部IED名或FILE名；相應(yīng)的，其他的ACSI抽象服務(wù)接口需要在請(qǐng)求以及響應(yīng)結(jié)果的 ObjectReference (對(duì)象引用)中增加所屬IED這一層次關(guān)系。在此基礎(chǔ)上提出了類 IEC61850+的通訊標(biāo)準(zhǔn)，與數(shù)字化變電站網(wǎng)關(guān)機(jī)進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)變電站信息的收發(fā)，實(shí)現(xiàn)類 IEC61850+標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口完成EMS系統(tǒng)與變電站之間的通訊功能。所述的數(shù)字化變電站與EMS系統(tǒng)主站所交換的變電站拓?fù)鋱D形采用SVG格式文件 的形式上送；利用SVG標(biāo)準(zhǔn)格式使變電站拓?fù)鋱D形可以被主站免維護(hù)使用。所述的變電站全站模型 采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的S⑶格式文件上送，并且要求S⑶文 件中一次設(shè)備的name屬性與SVG文件中元數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)；SVG圖形文件中量測量屬性包括 SCD模型中的變量引用名。所述的類IEC61850+通信標(biāo)準(zhǔn)是在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，定義了 EMS系統(tǒng)與數(shù) 字化變電站之間的通信結(jié)構(gòu)，與變電站網(wǎng)關(guān)機(jī)之間通信的一種通信協(xié)議。該類IEC61850+ 通信標(biāo)準(zhǔn)考慮了調(diào)度EMS與數(shù)字化變電站之間的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的3層結(jié)構(gòu)之 上，增加了調(diào)度中心這一層次，標(biāo)準(zhǔn)中增加了一個(gè)Substation(變電站)類模型，該類提供 GetSubstationDirectory服務(wù)來檢索通信網(wǎng)關(guān)所代理的全部IED名或FILE名；相應(yīng)的，其 他的ACSI抽象服務(wù)接口需要在請(qǐng)求以及響應(yīng)結(jié)果的ObjectReference (對(duì)象引用)中需要 增加所屬IED這一層次關(guān)系。所述的通訊功能包括根據(jù)變電站所提供的服務(wù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳和命令的下傳， 即遙信、遙測、遙控；同時(shí)，在EMS客戶端工具上，提供與變電站通訊的調(diào)試界面。本發(fā)明的有益效果隨著基于IEC61850的新建變電站和改造變電站越來越多，面 向信息點(diǎn)的調(diào)度主站EMS系統(tǒng)通信和面向?qū)ο蟮淖冸娬就ㄐ胖g的通信沖突和效率會(huì)逐 步顯現(xiàn)出來，有效解決該問題是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的。本發(fā)明通過對(duì)符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的 變電站模型解析，把變電站內(nèi)測控、保護(hù)及其它IED設(shè)備的各種符合IEC61850的模型進(jìn)行 合并，在變電站內(nèi)建立一個(gè)包含站內(nèi)所有IED設(shè)備的完整模型。在此基礎(chǔ)上對(duì)模型進(jìn)行整 合修改，以適應(yīng)調(diào)度EMS的要求，把各類裝置所提供的服務(wù)功能接入調(diào)度端，完成對(duì)數(shù)字化 變電站監(jiān)控的功能。本發(fā)明研究調(diào)度系統(tǒng)采用類IEC 61850+協(xié)議與變電站進(jìn)行通訊，這樣 就不需要經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換，而且互操作性更好，可以減少調(diào)試、維護(hù)的工作。另一方面，調(diào)度系 統(tǒng)可以直接訪問IEC 61850對(duì)象模型，轉(zhuǎn)換為IEC 61970模型，自動(dòng)生成數(shù)據(jù)庫，減少向EMS 中增加新廠站所需要的時(shí)間和工作。
圖1是本發(fā)明基本流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明的原理及具體內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例的一種電力系統(tǒng)中符合IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)度EMS系統(tǒng)接入符合 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化變電站的方法，包括如下步驟
(1)數(shù)字化變電站提供給EMS系統(tǒng)主站變電站拓?fù)鋱D形，以及變電站全站模型；所 述的數(shù)字化變電站與EMS系統(tǒng)主站所交換的變電站拓?fù)鋱D形采用SVG格式文件的形式上 送；利用SVG標(biāo)準(zhǔn)格式使變電站拓?fù)鋱D形可以被主站免維護(hù)使用所述的變電站全站模型采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的S⑶格式文件上送，其中S⑶文件包 含了主站建模需要的變電站模型以及IED裝置模型，變電站模型主要描述了一次設(shè)備的相 互關(guān)聯(lián)以及它們的連接關(guān)系，IED裝置模型描述了變電站二次智能電子裝置的模型和功能 等。S⑶文件中一次設(shè)備的name屬性與SVG文件中元數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，SVG圖形文件中量測 量屬性包括SCD模型中的變量引用名。(2)變電站模型解析把變電站內(nèi)測控、保護(hù)及其它IED設(shè)備的各種符合IEC61850 的模型進(jìn)行合并，在變電站內(nèi)建立一個(gè)包含站內(nèi)所有IED設(shè)備的完整模型，然后通過模型 解析模塊將IEC61850模型向IEC61970模型的轉(zhuǎn)換并自動(dòng)生成EMS系統(tǒng)的參數(shù)庫；包括設(shè) 備參數(shù)、量測信息、連接關(guān)系等。IEC61850前置機(jī)需要配置變電站網(wǎng)關(guān)信息，包括網(wǎng)關(guān)地址、 對(duì)應(yīng)的SCD文件名以及SVG圖形文件。變電站模型信息直接從SCD文件獲取。當(dāng)數(shù)字化變 電站有變動(dòng)的時(shí)候，需要重新提交SCD和SVG文件，SVG直接使用，SCD文件用來重新進(jìn)行模 型分析，更新EMS數(shù)據(jù)庫參數(shù)表?；诰W(wǎng)絡(luò)的模型轉(zhuǎn)換技術(shù)通過IEC61850數(shù)字化變電站模型的整合修改實(shí)現(xiàn)了調(diào) 度主站的信息接入，使通過IEC61850建立的數(shù)字化變電站模型能無縫接入到調(diào)度主站CIM 模型中，實(shí)現(xiàn)調(diào)度主站模型與數(shù)字化變電站模型融合。DF8600數(shù)據(jù)集成平臺(tái)可以把經(jīng)過轉(zhuǎn) 換IEC61850模型導(dǎo)出為符合IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的CIM模型，以提供給符合IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的 EMS系統(tǒng)使用；并且可以不經(jīng)過圖形格式轉(zhuǎn)換，直接使用變電站提供的SVG文件進(jìn)行圖形交 互演示。(3)EMS系統(tǒng)與變電站的通訊以標(biāo)準(zhǔn)IEC61850為基礎(chǔ)，增加了調(diào)度 中心這一層次，標(biāo)準(zhǔn)中增加了一個(gè)SubStati0n(變電站)類模型，該類提供 GetSubstationDirectory (獲取子站目錄結(jié)構(gòu))服務(wù)來檢索通信網(wǎng)關(guān)所代理的全 部IED名或FILE名；相應(yīng)的，其他的ACSI抽象服務(wù)接口需要在請(qǐng)求以及響應(yīng)結(jié)果的 ObjectReference (對(duì)象引用)中增加所屬IED這一層次關(guān)系。提出了類IEC61850+的通 訊標(biāo)準(zhǔn)，與數(shù)字化變電站網(wǎng)關(guān)機(jī)進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)變電站信息的收發(fā)，實(shí)現(xiàn)類IEC61850+標(biāo)準(zhǔn) 的通訊接口完成EMS系統(tǒng)與變電站之間的通訊功能。所述的類IEC61850+通信標(biāo)準(zhǔn)是在 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，定義了 EMS系統(tǒng)與數(shù)字化變電站之間的通信結(jié)構(gòu)，與變電站網(wǎng)關(guān) 機(jī)之間通信的一種通信協(xié)議。該協(xié)議是在標(biāo)準(zhǔn)IEC61850通信協(xié)議的基礎(chǔ)上根據(jù)變電站 與EMS通信的需求和特點(diǎn)經(jīng)過增加層次以及變電站類模型和服務(wù)，是標(biāo)準(zhǔn)IEC61850通信 協(xié)議的一個(gè)擴(kuò)展。該協(xié)議在離線通過SCD文件獲取變電站信息的情況下，可以不用實(shí)現(xiàn) Substation類模型及服務(wù)，這樣各變電站后臺(tái)廠家實(shí)現(xiàn)起來難度較小，便于推廣，對(duì)于通信 模塊來說，考慮到目前的ObjectReference (對(duì)象引用)中LDName中已經(jīng)包含IEDName和 LDinst名，根據(jù)LDName即可區(qū)分出所屬IED裝置，在程序中分析區(qū)別各IED即可，不需在已 有程序上做太大的改動(dòng)。另外，對(duì)于變電站內(nèi)的模型也不需要再重新整合，直接使用變電站 的SCD文件來獲取站內(nèi)模型。
權(quán)利要求
一種IEC61970調(diào)度EMS系統(tǒng)接入IEC61850數(shù)字化變電站的方法，其特征在于包括如下步驟(1)數(shù)字化變電站提供給EMS系統(tǒng)主站變電站拓?fù)鋱D形，以及變電站全站模型；(2)變電站模型解析把變電站內(nèi)測控、保護(hù)及其它IED設(shè)備的各種符合IEC61850的模型進(jìn)行合并，在變電站內(nèi)建立一個(gè)包含站內(nèi)所有IED設(shè)備的完整模型，然后通過模型解析模塊將IEC61850模型向IEC61970模型的轉(zhuǎn)換并自動(dòng)生成EMS系統(tǒng)的參數(shù)庫；基于網(wǎng)絡(luò)的模型轉(zhuǎn)換技術(shù)通過IEC61850數(shù)字化變電站模型的整合修改實(shí)現(xiàn)了調(diào)度主站的信息接入，使通過IEC61850建立的數(shù)字化變電站模型能無縫接入到調(diào)度主站CIM模型中，實(shí)現(xiàn)調(diào)度主站模型與數(shù)字化變電站模型融合；(3)EMS系統(tǒng)與變電站的通訊以標(biāo)準(zhǔn)IEC61850為基礎(chǔ)，增加了調(diào)度中心這一層次，標(biāo)準(zhǔn)中增加了一個(gè)變電站的類模型，該類提供了獲取子站目錄結(jié)構(gòu)的服務(wù)來檢索通信網(wǎng)關(guān)所代理的全部IED名或FILE名；相應(yīng)的，其他的ACSI抽象服務(wù)接口需要在請(qǐng)求以及響應(yīng)結(jié)果的對(duì)象引用中增加所屬IED這一層次關(guān)系。提出了類IEC61850+的通訊標(biāo)準(zhǔn)，與數(shù)字化變電站網(wǎng)關(guān)機(jī)進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)變電站信息的收發(fā)，實(shí)現(xiàn)類IEC61850+標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口完成EMS系統(tǒng)與變電站之間的通訊功能。
2.如權(quán)利要求1所述的一種IEC61970調(diào)度EMS系統(tǒng)接入IEC61850數(shù)字化變電站的 方法，其特征在于所述的數(shù)字化變電站與EMS系統(tǒng)主站所交換的變電站拓?fù)鋱D形采用SVG 格式文件的形式上送；所述的變電站全站模型采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的SCD格式文件上送，并 且要求SCD文件中一次設(shè)備的name屬性與SVG文件中元數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)；SVG圖形文件中量 測量屬性包括SCD模型中的變量引用名。
3.如權(quán)利要求1所述的一種IEC61970調(diào)度EMS系統(tǒng)接入IEC61850數(shù)字化變電站的 方法，其特征在于所述的類IEC61850+通信標(biāo)準(zhǔn)是在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，定義了 EMS 系統(tǒng)與數(shù)字化變電站之間的通信結(jié)構(gòu)，與變電站網(wǎng)關(guān)機(jī)之間通信的一種通信協(xié)議。
4.如權(quán)利要求1所述的一種IEC61970調(diào)度EMS系統(tǒng)接入IEC61850數(shù)字化變電站的方 法，其特征在于所述的通訊功能包括根據(jù)變電站所提供的服務(wù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳和命令 的下傳，即遙信、遙測、遙控；同時(shí)，在EMS客戶端工具上，提供與變電站通訊的調(diào)試界面。
全文摘要
本發(fā)明公開一種IEC61970調(diào)度EMS系統(tǒng)接入IEC61850數(shù)字化變電站的方法，包括如下步驟(1)數(shù)字化變電站提供給EMS系統(tǒng)主站變電站拓?fù)鋱D形，以及變電站全站模型；(2)變電站模型解析將IEC61850模型向IEC61970模型的轉(zhuǎn)換并自動(dòng)生成EMS系統(tǒng)的參數(shù)庫；(3)以類IEC61850+的通訊標(biāo)準(zhǔn)，與數(shù)字化變電站網(wǎng)關(guān)機(jī)進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)變電站信息的收發(fā)。本發(fā)明提出調(diào)度系統(tǒng)采用類IEC 61850+協(xié)議與變電站進(jìn)行通訊，這樣就不需要經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換，而且互操作性更好，可以減少調(diào)試、維護(hù)的工作，且減少了向EMS中增加新廠站所需要的時(shí)間和工作。
文檔編號(hào)H02J13/00GK101964542SQ201010262120
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者張亮, 張鋒明, 王金巖, 祝項(xiàng)英, 章立宗, 許偉國, 金乃正 申請(qǐng)人:紹興電力局