一種基于iec61850的通信組件與應(yīng)用組件的數(shù)據(jù)接口方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備/產(chǎn)品的通訊接口實(shí)現(xiàn)方法，具體涉及一種基于IEC61850的通信組件與應(yīng)用組件的數(shù)據(jù)接口方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]智能變電站中統(tǒng)一采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信，是智能變電站相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。該標(biāo)準(zhǔn)通過抽象應(yīng)用服務(wù)接口(Abstract Communicat1n Service Interface,簡稱ACSI)建立應(yīng)用層上的抽象模型，描述各接口間的數(shù)據(jù)交換，采用面向?qū)ο蟮慕７椒ǎ贗EC61850模型數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口多個(gè)環(huán)節(jié)必須重點(diǎn)處理不同模型之間的映射或轉(zhuǎn)換處理。以往變電站自動(dòng)化裝置面向功能組織數(shù)據(jù)，設(shè)備中的通信軟件處理部分，與應(yīng)用功能實(shí)現(xiàn)部分有明顯界限，二者之間可以通過公用的數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行交互，通信軟件無需對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換?；贗EC61850的智能站對(duì)數(shù)據(jù)歸類方法與此有本質(zhì)區(qū)別，這也造成基于IEC61850通訊服務(wù)訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的困難，因此設(shè)計(jì)高效的基于IEC61850的二次設(shè)備功能軟件模塊接口、快速訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)高級(jí)應(yīng)用顯得尤為重要，也是實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備互操作的關(guān)鍵?，F(xiàn)在大部分廠家數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)接口、底層構(gòu)架等標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，從采集數(shù)據(jù)端到提供給站端的數(shù)據(jù)分開使用內(nèi)存，消耗系統(tǒng)資源大，更新訪問數(shù)據(jù)慢，數(shù)據(jù)不一致等給實(shí)際應(yīng)用帶來很多的不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于IEC61850的通信組件與應(yīng)用組件的數(shù)據(jù)接口方法及系統(tǒng)，能夠更加有效直接地完成IEC61850數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫、多種高級(jí)應(yīng)用數(shù)據(jù)池之間的接口處理，不僅可應(yīng)對(duì)大電網(wǎng)、智能站的發(fā)展需求，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的接入也有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0004]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種基于IEC61850的通信組件與應(yīng)用組件的數(shù)據(jù)接口方法，其改進(jìn)之處在于，所述數(shù)據(jù)接口方法包括下述步驟:
[0006](I)初始化解析配置文件；
[0007](2)接入外部應(yīng)用設(shè)備，數(shù)據(jù)按分類格式放到共享內(nèi)存，并通過地址關(guān)聯(lián)映射到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)區(qū)域；
[0008](3)按照接口協(xié)議的格式賦值實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫接口，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫提供的函數(shù)和消息總線讀寫數(shù)據(jù)庫；
[0009](4) IEC61850服務(wù)器與客戶端通信，按不同服務(wù)將數(shù)據(jù)映射關(guān)聯(lián)到共享內(nèi)存與數(shù)據(jù)庫；
[0010](5)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫接口應(yīng)用程序按照不同功能數(shù)據(jù)發(fā)送不同消息，轉(zhuǎn)換成保護(hù)、測控規(guī)約格式，并發(fā)送給外部應(yīng)用設(shè)備，實(shí)現(xiàn)與變電站二次設(shè)備信息交互的功能。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟(I)中，IEC61850服務(wù)器按映射文件(映射文件建立IEC61850數(shù)據(jù)索引和其他接口應(yīng)用數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。程序解析該文件以后放到IEC61850共享內(nèi)存中)建立IEC61850數(shù)據(jù)和共享內(nèi)存數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，映射文件中遙測、遙信信息序號(hào)按共享內(nèi)存區(qū)遙測、遙信數(shù)據(jù)定義順序配置。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，外部應(yīng)用設(shè)備包括保護(hù)裝置、測控裝置和智能組件。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，IEC61850服務(wù)器接收控制命令轉(zhuǎn)換成本地命令的站號(hào)、點(diǎn)號(hào)，并賦值實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫接口應(yīng)用接口程序。
[0014]本發(fā)明還提供一種基于IEC61850的通信組件與應(yīng)用組件的數(shù)據(jù)接口方法的數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，所述系統(tǒng)位于間隔層，包括通信組件與應(yīng)用組件，所述通信組件包括:1)抽象通信服務(wù)和映射模塊，用于完成從核心服務(wù)映射ACSI到通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，包括IEC61850信息和通信模型的建立，并映射到制造報(bào)文規(guī)范協(xié)議MMS、簡單網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議SNTP、面向通用對(duì)象的變電站事件GOOSE和采樣值傳輸SV ;2)XML配置文件解析模塊，用于打開并解析XML格式文件、自定義的與接口和服務(wù)相關(guān)的配置文件；3)制造報(bào)文規(guī)范協(xié)議棧模塊，基于TCP/IP協(xié)議棧，用于完成包括制造報(bào)文規(guī)范協(xié)議麗S、關(guān)聯(lián)控制服務(wù)元素ACSE、面向連接的表示層協(xié)議編解碼的處理；4)ASN.1編解碼模塊，用于完成依據(jù)編碼規(guī)貝IJ，對(duì)于基本數(shù)據(jù)類型、標(biāo)記的編解碼處理；
[0015]所述應(yīng)用組件包括:1)應(yīng)用模型映射模塊，用于完成IEC61850通信模型與應(yīng)用功能模型的轉(zhuǎn)換；IEC61850通信模型為樹形結(jié)構(gòu)信息，應(yīng)用功能模型通常為表結(jié)構(gòu)的點(diǎn)表信息；2)實(shí)時(shí)庫接口模塊，提供輕量級(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和進(jìn)程間的訪問接口，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫位于IEC61850共享內(nèi)存中。
[0016]進(jìn)一步地，IEC61850共享內(nèi)存的映射包括:應(yīng)用接口程序按數(shù)據(jù)庫函數(shù)讀寫格式將遙測、遙信、遙控和SOE數(shù)據(jù)填入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫相應(yīng)位置，IEC61850服務(wù)器從IEC61850共享內(nèi)存取測量/開入及遙信/SOE信息，實(shí)時(shí)更新遙測、遙信、遙控和SOE數(shù)據(jù)；或按接入來源不同通過讀寫函數(shù)或地址與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫交互數(shù)據(jù)。
[0017]進(jìn)一步地，保護(hù)裝置、測控裝置通過保護(hù)、測控接口接入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；光纖測溫裝置和侵入波裝置通過監(jiān)測IH)接口接入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；智能終端GOOSE任務(wù)通過消息隊(duì)列并和IEC61850共享內(nèi)存關(guān)聯(lián)。
[0018]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)通過消息總線傳送控制命令短信息并接收來自變電站層控制命令。
[0019]本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有的優(yōu)異效果是:
[0020]本發(fā)明基于IEC61850的通信組件與其他應(yīng)用組件采用接口模塊與共享內(nèi)存協(xié)同合作的方式進(jìn)行信息交互，避免信息孤島，也適合實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換后接口處理等功能，具有較好的通用性?；贗EC61850標(biāo)準(zhǔn)的通用接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，使不同的應(yīng)用，如保護(hù)、測控、智能組件等，能簡單、方便的與之交換數(shù)據(jù)，并將現(xiàn)有智能設(shè)備的數(shù)據(jù)信息集成統(tǒng)一管理，保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完整，降低系統(tǒng)集成的成本，對(duì)當(dāng)前智能電網(wǎng)的升級(jí)改造具有重要意義。
[0021]本發(fā)明采用的實(shí)時(shí)庫完全自主開發(fā)，簡潔、高效，保證了數(shù)據(jù)雙向交互的實(shí)時(shí)性，可實(shí)現(xiàn)常規(guī)或傳統(tǒng)電力協(xié)議與IEC61850通訊協(xié)議的雙向?qū)崟r(shí)交互。
[0022]本發(fā)明解決基于IEC61850的模型數(shù)據(jù)和其他應(yīng)用數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)方法，提出整體解決方案，并提高數(shù)據(jù)訪問速度。設(shè)計(jì)立足于已有的基礎(chǔ)，既考慮與IEC61850模型和服務(wù)匹配，也考慮與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)接口兼容。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明提供的IEC61850與應(yīng)用功能軟件接口信息交互示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明提供的遙控功能實(shí)施流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實(shí)施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發(fā)明的這些實(shí)施方案可以被單獨(dú)地或總地用術(shù)語“發(fā)明”來表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實(shí)上公開了超過一個(gè)的發(fā)明，不是要自動(dòng)地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個(gè)發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。
[0027]本發(fā)明設(shè)計(jì)采用組件式軟件模塊整合技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)進(jìn)行整合，根據(jù)數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊髮?duì)數(shù)據(jù)分類，同類數(shù)據(jù)整合到一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)，不同類數(shù)據(jù)在不同的數(shù)據(jù)平臺(tái)，平臺(tái)之間采用松散耦合的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，各類數(shù)據(jù)與主站的交互接口相對(duì)獨(dú)立。
[0028]與應(yīng)用任務(wù)接口，提供輕量級(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和訪問進(jìn)程間的接口，所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫RTDB位于共享內(nèi)存中，進(jìn)行了具體的接口協(xié)議設(shè)計(jì)，采用各類接口函數(shù)格式實(shí)現(xiàn)具體的應(yīng)用功能。系統(tǒng)提供了多種讀寫庫的格式，可非常方便的更新數(shù)據(jù)庫；在庫內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了寫入對(duì)象的標(biāo)度變換、參數(shù)的邊界檢查、品質(zhì)狀態(tài)變化，以及并發(fā)性協(xié)調(diào)，保證了數(shù)據(jù)庫的安全性。
[0029]提供通信和應(yīng)用接口函數(shù)庫，建立本地應(yīng)用模型，通過接口函數(shù)/結(jié)構(gòu)變量，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與通信功能的信息交換。
[0030]通過消息總線傳送控制命令等短信息、接收來自變電站層控制命令等。
[0031]設(shè)計(jì)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)模型與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的映射方法，建立了 IEC61850引用與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的地址關(guān)聯(lián)關(guān)系，簡化數(shù)據(jù)訪問過程，減少數(shù)據(jù)更新時(shí)間。
[0032]IEC61850與變電站各部分功能軟件之間的接口信息交互如附圖1所示。
[0033]其中:初始化解析配置文件，IEC61850Server(IEC61850服務(wù)器)按映射文件建立IEC61850數(shù)據(jù)和共享內(nèi)存數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，映射文件中Al (遙測)、DI (遙信)等信息序號(hào)按共享內(nèi)存區(qū)Al (遙測)、DI (遙信)等數(shù)據(jù)定義順序配置。
[0034]接入保護(hù)、測控、智能組件等外部應(yīng)用設(shè)備，數(shù)據(jù)按分類格式放到共享內(nèi)存，并關(guān)聯(lián)映射到數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)區(qū)域。
[0035]接口程序按數(shù)據(jù)庫函數(shù)讀寫格式將Al (遙信)、DI (遙信)、DO(遙控)、S