一種基于iec 60870-5-104規(guī)約擴(kuò)展的配網(wǎng)終端自描述方法
【專利說明】一種基于IEC 60870-5-104規(guī)約擴(kuò)展的配網(wǎng)終端自描述方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種配電終端自描述實(shí)現(xiàn)方法，屬于供配電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]配電終端是用于配電網(wǎng)的各種遠(yuǎn)方監(jiān)測、控制單元的總稱。目前，常見的配電終端大致分為三個類型:饋線終端(FTU)，配變終端(TTU)以及站所終端(DTU)。其中以饋線終端FTU最為常見。FTU是集測量、保護(hù)、監(jiān)控為一體的遠(yuǎn)程自動監(jiān)控裝置。FTU的基本功能包括遙測、遙信、遙控，故障檢測與處理，故障錄波，電能質(zhì)量檢測等。其中遙測、遙信、遙控即監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集(SCADA)功能。此外，配電終端還具備遠(yuǎn)程維護(hù)和實(shí)時監(jiān)測功能。配電終端的遠(yuǎn)程維護(hù)功能是在遠(yuǎn)方對配電終端運(yùn)行及控制參數(shù)進(jìn)行修改及調(diào)整，該功能主要實(shí)現(xiàn)對保護(hù)定值等與系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程的修改及裝置的相關(guān)維護(hù)工作，以便減輕運(yùn)行人員的設(shè)備維護(hù)工作量。配電終端的實(shí)時監(jiān)測功能主要是對配電終端主要功能模塊的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時檢測，如配電終端采樣模塊、控制模塊及電源模塊等主要元部件的工作狀態(tài)，當(dāng)配電終端設(shè)備相關(guān)功能模塊運(yùn)行出現(xiàn)異常時，配電終端應(yīng)能夠?qū)ο嚓P(guān)異常進(jìn)行自檢并評估故障的嚴(yán)重程度，并及時將相關(guān)告警信號上送至主站，以便運(yùn)行維護(hù)人員能夠及時發(fā)現(xiàn)并對故障進(jìn)行處理，從而保障系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。
[0003]在配網(wǎng)建設(shè)中，需要將配網(wǎng)終端的信息上送至主站系統(tǒng)，工作中需要主站根據(jù)終端提供的資料人工錄入裝置的描述信息?，F(xiàn)有技術(shù)中裝置的描述信息實(shí)時自動更新主要采用IEC61850協(xié)議，并將終端模型映射至webservices方式實(shí)現(xiàn)主站與終端間的自描述功能，該方式對于終端裝置的硬件要求較高，在現(xiàn)有主站系統(tǒng)改動較大，難以對現(xiàn)有運(yùn)行設(shè)備及系統(tǒng)進(jìn)行直接升級。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種基于IEC 60870-5-104規(guī)約擴(kuò)展的配網(wǎng)終端自描述方法，實(shí)現(xiàn)配電終端的自描述功能。
[0005]技術(shù)方案:一種基于IEC 60870-5-104規(guī)約擴(kuò)展的配網(wǎng)終端自描述方法，包括如下步驟:
[0006](1)，根據(jù)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)在主站對配電終端建模，在模型中加入在線監(jiān)測邏輯設(shè)備;
[0007](2)，當(dāng)配電終端上電或主站重啟時，主站向終端發(fā)送召喚報文，終端發(fā)出應(yīng)答報文，所述應(yīng)答報文中關(guān)于裝置描述信息的類型標(biāo)識根據(jù)IEC 60870-5-104規(guī)約進(jìn)行擴(kuò)展得至IJ，所述應(yīng)答報文采用八位位組串的數(shù)據(jù)類型傳輸裝置描述信息，所述裝置描述信息按照信息對象地址排列依次上傳至主站；
[0008](3)，主站根據(jù)應(yīng)答報文實(shí)時修改終端的裝置描述信息，具體過程為:主站按照終端在主站數(shù)據(jù)庫中的地址檢索出原有的裝置描述信息，然后對接收到的裝置描述信息和原有的裝置描述信息中每一個信息對象地址的描述進(jìn)行逐一比較，按照描述不一致的信息對象的地址將數(shù)據(jù)庫中原有描述更新為接收到的描述，并按照接收到的裝置描述信息更新中心的系統(tǒng)監(jiān)視頁面；若主站數(shù)據(jù)庫中不存在原有的裝置描述信息，則將接收到的裝置描述信息存入主站數(shù)據(jù)庫，并在中心的系統(tǒng)監(jiān)視頁面中加入該終端的裝置描述信息。
[0009]有益效果:本發(fā)明的一種基于IEC 60870-5-104規(guī)約擴(kuò)展的配網(wǎng)終端自描述方法中，根據(jù)IEC 61850規(guī)約的建模方法，對配電終端進(jìn)行統(tǒng)一建模，并對IEC 60870-5-104規(guī)約的報文進(jìn)行擴(kuò)展，設(shè)計了主站召喚終端描述和終端應(yīng)答兩種報文，報文中采用八位位組串的數(shù)據(jù)類型來實(shí)現(xiàn)終端描述信息的上傳。主站側(cè)通過對描述信息進(jìn)行自動檢測，系統(tǒng)運(yùn)行時由主站主動查詢終端裝置的描述信息，判斷終端上送的描述信息與主站中原有信息是否一致，并將描述信息導(dǎo)入主站數(shù)據(jù)庫，自動更新主站系統(tǒng)監(jiān)視頁面，實(shí)現(xiàn)終端裝置的自描述功能。其中，現(xiàn)有技術(shù)中配電自動化系統(tǒng)通常會使用IEC60870-5-104+Web services的方法實(shí)現(xiàn)配電主站與配電終端的通訊。但是配電自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩匀找娉蔀殡娋W(wǎng)公司關(guān)注的焦點(diǎn)，Web services作為公有協(xié)議并不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。?04規(guī)約本身不能傳輸數(shù)據(jù)描述信息，本方案中通過擴(kuò)展報文格式使其支持自描述信息的傳輸，從而使得系統(tǒng)只需要使用一種通信規(guī)約。
【附圖說明】
[0010]圖1為FTU信息模型示意圖；
[0011]圖2為主站召喚終端描述的報文格式示意圖；
[0012]圖3為終端應(yīng)答的報文格式示意圖；
[0013]圖4為自描述信息實(shí)時更新邏輯節(jié)點(diǎn)CTIU示意圖；
[0014]圖5為自描述信息實(shí)時更新算法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。
[0016]—種基于IEC 60870-5-104規(guī)約擴(kuò)展的配網(wǎng)終端自描述方法，包括如下步驟:
[0017](1)，根據(jù)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)在主站對配電終端建模，在模型中加入在線監(jiān)測邏輯設(shè)備。根據(jù)對FTU功能的分類，將終端模型劃分為3個邏輯設(shè)備，分別為LD1 (SCADA)，LD2 (保護(hù))，LD3 (在線監(jiān)測)。其中，LLN0和LPHD是每個邏輯設(shè)備不可缺少的兩個邏輯節(jié)點(diǎn)，其中LLN0包含邏輯設(shè)備里的公共信息，LPHD含有與物理裝置本身相關(guān)的信息。如圖1所示，LD4中包括多個邏輯節(jié)點(diǎn)，SIMG和SIML是絕緣介質(zhì)監(jiān)視，分別用來監(jiān)視氣體絕緣介質(zhì)和液體絕緣介質(zhì)；ZBAT是遠(yuǎn)方對配電終端的電池就地維護(hù)；PTTR是過熱邏輯節(jié)點(diǎn)，此邏輯節(jié)點(diǎn)適用于所有的過熱功能。LD3邏輯設(shè)備中的邏輯節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)實(shí)際檢測需要來選取，根據(jù)以上建立的終端模型，可以通過裝置配置工具生成FTU的自描述I⑶文件。IEC 61850-6標(biāo)準(zhǔn)自描述ICD文件采用變電站配置描述語言(SCL)、統(tǒng)一建模語言(UML)和可擴(kuò)展置標(biāo)語言(XML)編碼標(biāo)準(zhǔn)建立。
[0018](2)，當(dāng)配電終端上電或主站重啟時，主站向終端發(fā)送召喚報文，終端發(fā)出應(yīng)答報文，通過應(yīng)答報文上傳終端裝置描述信息，即自描述ICD文件。應(yīng)答報文中關(guān)于裝置描述信息的類型標(biāo)識根據(jù)IEC 60870-5-104規(guī)約進(jìn)行擴(kuò)展得到，不同的是，本方案中應(yīng)答報文采用八位位組串的數(shù)據(jù)類型傳輸裝置描述信息。終端裝置在與主站連接后，將裝置描述信息按照信息對象地址排列，等待主站召喚報文后依次上傳至主站。本實(shí)施例中，主站召喚終端描述報文和終端應(yīng)答報文格式如圖2和圖3所示，其類型標(biāo)識為AOH，終端應(yīng)答報文的每個信息體的數(shù)據(jù)類型是八位位組串，由終端控制每幀報文上送的信息對象的個數(shù)，其余的報文格式與104規(guī)約中的要求相同。
[0019](3)，參考IEC 61850-7-4中邏輯節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展規(guī)定，在主站服務(wù)器上創(chuàng)建自描述信息實(shí)時更新邏輯節(jié)點(diǎn)CTIU，如圖4所示，CTIU繼承公用邏輯節(jié)點(diǎn)類全部指定數(shù)據(jù)并根據(jù)相關(guān)功能做出了相應(yīng)的擴(kuò)展。該邏輯節(jié)點(diǎn)用于主站根據(jù)應(yīng)答報文實(shí)時修改終端的裝置描述信息，CTIU邏輯節(jié)點(diǎn)通過監(jiān)測主站或終端的上電情況啟動。其中包含的狀態(tài)信息有:啟動、動作、終端編號、主站上電提示、終端上電提示、配置更改告警；包含的定值信息有:啟動延時、動作延時、終端名稱。其中，DTID定義了系統(tǒng)檢測的終端編號，Mpower和Tpower分別記錄配電主站和終端的上電情況，ALM定義了配置更改告警。每個CTIU只能監(jiān)視一個配電終端設(shè)備的裝置描述信息并對主站數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)時更新，如果要監(jiān)視并更新多個配電終端設(shè)備的裝置描述信息，可以使用多個CTIU。
[0020]如圖5所示，通過自描述信息實(shí)時更新邏輯節(jié)點(diǎn)CTIU，主站根據(jù)應(yīng)答報文實(shí)時修改終端的裝置描述信息，具體過程為:首先，主站通過類型標(biāo)識來識別接收到的為某一終端的裝置描述信息，按照該終端在主站數(shù)據(jù)庫中的地址檢索出原有的裝置描述信息，然后對接收到的裝置描述信息和原有的裝置描述信息中每一個信息對象地址的描述進(jìn)行逐一比較，按照描述不一致的信息對象的地址將數(shù)據(jù)庫中原有描述更新為接收到的描述，并按照接收到的裝置描述信息更新中心的系統(tǒng)監(jiān)視頁面；根據(jù)實(shí)際監(jiān)控需要，當(dāng)終端描述信息變化后可以在中心服務(wù)器上生成描述信息的更改日志并發(fā)出報警信息，提示監(jiān)控人員。若主站數(shù)據(jù)庫中不存在原有的裝置描述信息，則將接收到的裝置描述信息存入主站數(shù)據(jù)庫，并通過編輯在中心的系統(tǒng)監(jiān)視頁面中加入該終端的裝置描述信息，從而完成配電終端裝置的自描述信息實(shí)時更新功能。
[0021]本發(fā)明在國電南瑞配電自動化系統(tǒng)上進(jìn)行了試驗(yàn)。主站采用0PEN-3200，工作站為HP系列，采用Linux系統(tǒng)，編程軟件使用microsoft visual c++6.0。終端采用PDZ800，該配電自動化終端采用高配置的硬件平臺進(jìn)行開發(fā)。當(dāng)配電終端上電或主站系統(tǒng)重啟時，主站側(cè)的管理界面立即顯示主站發(fā)送的召喚報文，終端在1秒內(nèi)會發(fā)送應(yīng)答報文將自描述信息依次上發(fā)主站。經(jīng)過多次試驗(yàn)，從主站發(fā)送召喚報文到終端回復(fù)應(yīng)答報文之間的時間少于ls，完全滿足配電自動化系統(tǒng)對時間的要求。
[0022]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于IEC 60870-5-104規(guī)約擴(kuò)展的配網(wǎng)終端自描述方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)，根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在主站對配電終端建模，在模型中加入在線監(jiān)測邏輯設(shè)備； (2)，當(dāng)配電終端上電或主站重啟時，主站向終端發(fā)送召喚報文，終端發(fā)出應(yīng)答報文，所述應(yīng)答報文中關(guān)于裝置描述信息的類型標(biāo)識根據(jù)IEC 60870-5-104規(guī)約進(jìn)行擴(kuò)展得到，所述應(yīng)答報文采用八位位組串的數(shù)據(jù)類型傳輸裝置描述信息，所述裝置描述信息按照信息對象地址排列依次上傳至主站； (3)，主站根據(jù)應(yīng)答報文實(shí)時修改終端的裝置描述信息，具體過程為:主站按照終端在主站數(shù)據(jù)庫中的地址檢索出原有的裝置描述信息，然后對接收到的裝置描述信息和原有的裝置描述信息中每一個信息對象地址的描述進(jìn)行逐一比較，按照描述不一致的信息對象的地址將數(shù)據(jù)庫中原有描述更新為接收到的描述，并按照接收到的裝置描述信息更新中心的系統(tǒng)監(jiān)視頁面；若主站數(shù)據(jù)庫中不存在原有的裝置描述信息，則將接收到的裝置描述信息存入主站數(shù)據(jù)庫，并在中心的系統(tǒng)監(jiān)視頁面中加入該終端的裝置描述信息。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于IEC？60870-5-104規(guī)約擴(kuò)展的配網(wǎng)終端自描述方法，對規(guī)約中的內(nèi)容進(jìn)行了擴(kuò)展，利用擴(kuò)展的主站召喚終端報文以及終端應(yīng)答實(shí)現(xiàn)了裝置描述信息的傳輸，同時實(shí)現(xiàn)了主站側(cè)監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時修改終端描述信息的功能，從而實(shí)現(xiàn)配電終端的自描述功能。
【IPC分類】H02J13/00, H04L12/28, H04L29/06, H04L29/08
【公開號】CN105281991
【申請?zhí)枴緾N201510574856
【發(fā)明人】梅軍, 徐迅, 喻潔, 錢超
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月10日