智能變電站智能電子設備的動態(tài)建模方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于智能變電站技術(shù)領域，涉及對站內(nèi)智能電子設備(IED)的模型配置技術(shù)，為一種建立在IED功能模塊及自我描述機制基礎上的智能變電站IED的動態(tài)模型構(gòu)建方法。
【背景技術(shù)】
[0002]智能變電站系統(tǒng)中系統(tǒng)需求的改變可能會造成設備的添加或移除，熱插拔式IED為變電站實施互操作提供了便利條件，但是也造成IED信息模型的變化，增加了智能變電站系統(tǒng)中IH)設備信息模型的建模難度。
[0003]作為智能變電站無縫通信協(xié)議標準的IEC61850具有分布、分層的體系，完全面向?qū)ο蠼?，抽象通信服務接口和特殊通信服務映?SCSM)，變電站配置語言的應用，特殊報文規(guī)范技術(shù)，面向未來的、開放的體系結(jié)構(gòu)等特點，其目標是最大限度地應用現(xiàn)有的標準和被廣泛接受的通信原理，在不同制造商的IH)之間實現(xiàn)良好的互操作性。智能變電站內(nèi)的信息交換機制依賴于信息模型，信息模型設計和選擇是否合理決定著系統(tǒng)中IED能否高效可靠地兼容并進行互操作，信息模型和建模方法是IEC61850規(guī)約的核心。
[0004]智能變電站IED要實現(xiàn)互操作需要完成以下工作，定義完整地描述設備的各類數(shù)據(jù)對象和邏輯節(jié)點、邏輯設備類；定義用這些對象或類完整地描述設備的方法；定義一套面向?qū)ο蟮姆眨慌涮淄ㄐ艆f(xié)議的支持。通過通信映射到MMS (制造報文規(guī)范)，使來自不同制造商的設備之間具有互操作性，且能夠?qū)崿F(xiàn)自我描述，使系統(tǒng)集成變得簡單。
[0005]智能電子設備(IED)建模技術(shù)是保證智能變電站中不同廠家IED滿足互換性、互操作要求的基礎。本發(fā)明對智能變電站IH)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進行分解，利用面向?qū)ο蠼?、抽象服務接口及制造報文?guī)范，提出智能變電站IH)動態(tài)建模技術(shù)，設計IED功能模塊及自我描述機，建立數(shù)據(jù)庫到過程對象的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，建立變電站層IH)動態(tài)模型，實現(xiàn)IED設備的即插即用，實現(xiàn)良好的互操作性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在下文中給出關于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0007]本發(fā)明的目的是在于提供一種實現(xiàn)IED設備的即插即用，實現(xiàn)良好的互操作性，滿足了智能變電站的通信功能要求，可以適應國內(nèi)智能變電站系統(tǒng)通信網(wǎng)絡的發(fā)展要求及變化，具有工程應用價值的智能變電站智能電子設備的動態(tài)建模方法。
[0008]智能變電站自動化通信系統(tǒng)國際標準IEC61850采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)建立了層次結(jié)構(gòu)數(shù)學模型，將設備按功能抽象為邏輯節(jié)點。邏輯節(jié)點為基本數(shù)據(jù)模型，包含一定屬性的數(shù)據(jù)對象，一個物理設備可由多個邏輯設備構(gòu)成，一個邏輯設備同樣可由多個邏輯節(jié)點構(gòu)成。面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)，建立分層信息模型，其IED的信息模型主要包括服務器、邏輯設備、邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)四部分，其中位于底層的數(shù)據(jù)模型可包含若干的數(shù)據(jù)屬性。這四部分信息模型都被定義稱為類，類是由屬性和服務組成。
[0009]服務器類代表設備的外部可視行為，邏輯設備是由邏輯節(jié)點按照一定功能組成的集合，邏輯節(jié)點可以看作是實現(xiàn)IED功能的基本單元，數(shù)據(jù)類是提供服務的底層對象，數(shù)據(jù)代表位于智能變電站自動化服務器設備中應用的有用信息；在實際應用中，智能變電站系統(tǒng)中系統(tǒng)需求的改變可能會造成設備的添加或移除，熱插拔式IED為變電站實施互操作提供了便利條件，但是也造成IED信息模型的變化，增加了智能變電站系統(tǒng)中IH)設備信息模型的建模難度，實現(xiàn)變電站各智能設備(IED)之間的互換性是智能變電站領域關注的重點，IED建模技術(shù)是保證智能變電站中不同廠家IH)滿足互換性、互操作要求的核心技術(shù)。
[0010]在系統(tǒng)運行過程中，如果IED發(fā)生變動就會導致信息模型發(fā)生變化，需要生成新的IED信息模型；在IED信息模型中，服務器、邏輯設備、邏輯節(jié)點以及數(shù)據(jù)模型都提供讀目錄\讀定義服務，這些服務可以提供每個模型的定義信息，然后通過調(diào)用這些抽象通信服務接口來獲得IED的模型信息，并更新信息模型。
[0011]本發(fā)明對智能變電站IED系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進行分解，利用面向?qū)ο蠼！⒊橄蠓战涌诩爸圃靾笪囊?guī)范，提出智能變電站IH)動態(tài)建模技術(shù)，設計IH)功能模塊及自我描述機，建立數(shù)據(jù)庫到過程對象的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，建立變電站層IH)動態(tài)模型，實現(xiàn)IED設備的即插即用，實現(xiàn)良好的互操作性。
[0012]—種智能變電站智能電子設備的動態(tài)建模方法，包括以下步驟:
第1步，IH)的功能模塊管理設計:
利用IED自描述特性，建立IED設備的數(shù)學模型、功能組件，實現(xiàn)設備管理，IED接入現(xiàn)場并上電后，作為一個制造報文規(guī)范服務器，通過主站端的功能模塊來管理這些設備，建立通信連接，通知相應的通信模塊與設備進行通信，等待連接并提供相應的服務；
第2步，制造報文規(guī)范服務器客戶端管理設計:
設計制造報文規(guī)范服務器客戶端，接受設備管理模塊的管理并通過制造報文規(guī)范服務器與設備通信，多次交互信息，獲取IE D的模型定義；
第3步，數(shù)據(jù)模型的空間轉(zhuǎn)換管理設計:
通過數(shù)據(jù)模型的空間轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)模型從制造報文規(guī)范服務器域到通信標準命名空間的互相轉(zhuǎn)換；
第4步，數(shù)據(jù)模型的接口設計:
在通信標準命名空間，結(jié)合IH)模板數(shù)據(jù)庫中對象實例的名稱、對象實例的類型、對象實例所處的位置等必要信息，在實時數(shù)據(jù)庫中建立其數(shù)據(jù)模型，完成模型的自動設計；
第5步，信息模型映射設計:
通過抽象通信服務接口將信息模型讀目錄和讀定義服務映射到制造報文規(guī)范服務器的指定服務中，服務請求方對讀目錄和讀定義服務發(fā)出調(diào)用請求并等待響應；通過讀服務器目錄服務獲取服務器的目錄信息，可由尋址服務器將全部邏輯設備名稱表或文件名稱表變成對服務請求方可視、可訪問的，當服務執(zhí)行成功時，返回肯定響應并得出邏輯設備對象引用表或文件名稱；
第6步，邏輯設備信息設計: 通過讀邏輯設備目錄服務獲取邏輯設備目錄信息，使用讀邏輯設備目錄服務可使全部邏輯節(jié)點的對象引用表對服務請求方變成可視、可訪問的；通過讀邏輯節(jié)點目錄服務獲取邏輯節(jié)點目錄信息，使用讀邏輯節(jié)點目錄服務可使構(gòu)成該邏輯節(jié)點任何類的對象引用表對服務請求方可視、可訪問，可以返回肯定響應并可得到所請求類的對象引用表；
第7步，數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)信息設計:
通過讀數(shù)據(jù)定義和讀數(shù)據(jù)目錄服務獲取數(shù)據(jù)類型定義和結(jié)構(gòu)信息，通過利用讀數(shù)據(jù)定義服務，服務請求方能夠可見且可訪問數(shù)據(jù)的全部數(shù)據(jù)屬性定義，得到肯定響應同時得到數(shù)據(jù)對象完整層次，包括數(shù)據(jù)屬性名、屬性類型以及功能約束；使用讀數(shù)據(jù)目錄服務可使數(shù)據(jù)的全部數(shù)據(jù)屬性名列表對服務請求方可視、可訪問，可得到肯定響應并返回數(shù)據(jù)屬性名列表；
第8步，信息綜合及模型生成:
模型生成接口收到對象定義的相關信息后，向IH)模板數(shù)據(jù)庫提出數(shù)據(jù)請求，獲取對象的完整定義信息；模型生成接口模塊，根據(jù)對象的完整定義信息生成數(shù)據(jù)模型設備管理模塊，依據(jù)當前的狀態(tài)啟動相應的服務，并根據(jù)各個服務得到的模型信息，動態(tài)構(gòu)造出整體信息模型結(jié)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明對智能變電站IH)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進行分解，利用面向?qū)ο蠼?、抽象服務接口及制造報文?guī)范，提出智能變電站IH)動態(tài)建模技術(shù)，設計IED功能模塊及自我描述機，建立數(shù)據(jù)庫到過程對象的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，建立變電站層IH)動態(tài)模型，實現(xiàn)IED設備的即插即用，實現(xiàn)良好的互操作性，滿足了智能變電站的通信功能要求，可以適應國內(nèi)智能變電站系統(tǒng)通信網(wǎng)絡的發(fā)展要求及變化，具有工程應用價值。
【附圖說明】
[0014]圖1為智能變電站IED動態(tài)建模過程分解圖。
【具體實施方式】
[0015]