專(zhuān)利名稱(chēng)：兼容iec 61850標(biāo)準(zhǔn)和傳統(tǒng)保護(hù)模型的智能電子裝置建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力自動(dòng)化系統(tǒng)中安全保護(hù)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)中繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置等二次設(shè)備的建模實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置(以下簡(jiǎn)稱(chēng)繼電保護(hù))是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要屏障，是電力系統(tǒng)不可缺少的組成部分。繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)作為一個(gè)信息收集、整理和分析的平臺(tái)，可以快速、簡(jiǎn)便、全面地獲取故障信息。該系統(tǒng)的建設(shè)，有利于生產(chǎn)運(yùn)行部門(mén)快速作出事故處理方案，優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度與管理決策，防止信息不全誤判斷造成的事故擴(kuò)大，減少電網(wǎng)的事故損失。
繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)通常由廠站端繼保工作站系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)子站)和供電局調(diào)度端分站(以下簡(jiǎn)稱(chēng)分站)、省電力調(diào)度中心主站系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)主站)組成，子站安裝在變電站內(nèi)，解決站內(nèi)設(shè)備的接入、數(shù)據(jù)匯總、預(yù)處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)問(wèn)題；主站、分站主要實(shí)現(xiàn)對(duì)所管轄電網(wǎng)的二次設(shè)備的日常信息、故障信息等進(jìn)行收集和處理。并提供給各專(zhuān)業(yè)工作人員進(jìn)行必要的信息查詢和管理，為事故處理提供決策的依據(jù)。
在目前實(shí)際使用的絕大多數(shù)繼電保護(hù)中，其信息通過(guò)IEC 60870-5-103規(guī)約或廠家自定義通信規(guī)約傳輸給子站，子站與分站、子站與主站之間則通過(guò)各地用戶所規(guī)定的協(xié)議(一般是對(duì)IEC 60870-5-103規(guī)約的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)方式擴(kuò)展)通信。通信雙方所交換的信息是基于點(diǎn)映射的信息，點(diǎn)的具體語(yǔ)義通常取決于通信雙方的約定，即繼電保護(hù)設(shè)備沒(méi)有明確的通信信息模型。
隨著IEC 61850系列標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布及其被國(guó)內(nèi)等同采用為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，支持IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的繼電保護(hù)設(shè)備逐漸投入應(yīng)用，繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)必須對(duì)以IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的繼電保護(hù)設(shè)備的信息進(jìn)行采集和處理，而這些信息在IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)中定義了明確的語(yǔ)義，即繼電保護(hù)設(shè)備是具有明確的通信信息模型的。因此，在繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)中必須同時(shí)支持這兩種信息。本發(fā)明所提出的建模方法，就是在繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)中同時(shí)兼容這兩種信息的一種方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了在繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)中同時(shí)支持沒(méi)有通信信息模型的點(diǎn)信息和符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的繼電保護(hù)設(shè)備模型的對(duì)象信息，其實(shí)現(xiàn)方法如下參照IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，建立IED、Server、LogicalDevice、LogicalNode等對(duì)象的模型，每種對(duì)象對(duì)應(yīng)一張關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的表。各對(duì)象的表應(yīng)包括IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的該對(duì)象的全部屬性，一般是每個(gè)屬性對(duì)應(yīng)表中的一個(gè)字段，但對(duì)于由多個(gè)子屬性構(gòu)成的復(fù)雜屬性則是每個(gè)子屬性對(duì)應(yīng)表中的一個(gè)字段。IED、Server、LogicalDevice、LogicalNode對(duì)象的物理含義和屬性遵循IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；按照IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，在每個(gè)LogicalNode對(duì)象下包含有多個(gè)Data(數(shù)據(jù))對(duì)象，Data(數(shù)據(jù))對(duì)象則由多個(gè)DataAttribute(數(shù)據(jù)屬性)對(duì)象構(gòu)成，而每個(gè)Data對(duì)象和DataAttribute對(duì)象代表保護(hù)設(shè)備的一個(gè)狀態(tài)量、模擬量、定值或者控制量，也可能是代表多個(gè)狀態(tài)量、模擬量、定值或者控制量，例如一個(gè)表示3相電壓向量的Data數(shù)據(jù)對(duì)象就由3個(gè)電壓向量組成。至于每個(gè)Data對(duì)象和DataAttribute對(duì)象是代表狀態(tài)量、模擬量、定值還是控制量，則由該對(duì)象的功能約束類(lèi)型(Function Constraint)確定。
這種面向?qū)ο蟮哪Ｐ捅阌诶斫?，但不便于?jiǎn)單地按數(shù)據(jù)類(lèi)型建表存放，因此對(duì)Data(數(shù)據(jù))對(duì)象和DataAttribute(數(shù)據(jù)屬性)對(duì)象，由建模工具按照其功能約束類(lèi)型(Function Constraint)分別映射到狀態(tài)量(StatusInput)、模擬量(AnalogInput)、定值(Setting)和控制量(DigitalOutput)等關(guān)系表中，各表的字段中包括但不限于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的這些對(duì)象的全部屬性；對(duì)于沒(méi)有明確模型而只有點(diǎn)定義的傳統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備，由建模工具自動(dòng)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)于該繼電保護(hù)設(shè)備的IED、Server、LogicalDevice、LogicalNode對(duì)象，各對(duì)象的必要屬性由建模工具按照規(guī)則自動(dòng)設(shè)置；對(duì)于LogicalNode的類(lèi)型則按照規(guī)則自動(dòng)定義為擴(kuò)展類(lèi)型；建模工具所采用的規(guī)則包括預(yù)定義缺省規(guī)則，也可由工具的用戶創(chuàng)建規(guī)則；傳統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備的信息點(diǎn)由建模工具按照其語(yǔ)義類(lèi)型分別對(duì)應(yīng)到狀態(tài)量、模擬量、定值、控制量等關(guān)系表中，即把點(diǎn)映射為相應(yīng)表中的一條記錄；在狀態(tài)量、模擬量、定值、控制量等關(guān)系表中，有字段對(duì)應(yīng)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)識(shí)Data及DataAttribute對(duì)象的唯一索引，也有字段對(duì)應(yīng)唯一標(biāo)識(shí)傳統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備信息點(diǎn)的子站號(hào)、保護(hù)地址、信息組地址和信息點(diǎn)地址。
以上步驟即實(shí)現(xiàn)了IED模型建模。
該模型在通信過(guò)程中的應(yīng)用方式如下在通信過(guò)程中，通信進(jìn)程對(duì)其接收到的符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的繼電保護(hù)設(shè)備所傳送的信息對(duì)象，通過(guò)把信息對(duì)象的唯一索引與相應(yīng)表中的唯一索引字段進(jìn)行比對(duì)，獲得該對(duì)象在相應(yīng)表中的記錄號(hào)；在通信過(guò)程中，通信進(jìn)程對(duì)其接收到的傳統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備所傳送的信息點(diǎn)，通過(guò)把信息點(diǎn)的子站號(hào)、保護(hù)地址、信息組地址和信息點(diǎn)地址與相應(yīng)表中的子站號(hào)、保護(hù)地址、信息組地址和信息點(diǎn)地址進(jìn)行比對(duì)，獲得該對(duì)象在相應(yīng)表中的記錄號(hào)；獲得記錄號(hào)后即可用通信中獲取的實(shí)時(shí)值刷新該記錄的動(dòng)態(tài)數(shù)值；所述的比對(duì)方法包括數(shù)值比較、字符串比較和HASH表等。
本發(fā)明提出的建模方法能夠同時(shí)支持沒(méi)有通信信息模型的點(diǎn)信息和符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的繼電保護(hù)設(shè)備模型的信息對(duì)象，而無(wú)需預(yù)先對(duì)傳統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備按照IEC61850建模，能夠高效、方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的信息采集和處理，是一種比較簡(jiǎn)單而又實(shí)用的解決方案。


圖1是表StatusInput的結(jié)構(gòu)示意圖，AnalogInput、DigitalOutput和Setting表與此類(lèi)似。
圖2是建模過(guò)程的流程示意圖。
圖3是模型在通信中的應(yīng)用方式示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考圖2～3，具體說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法。
圖2是建模過(guò)程的流程示意圖。在圖2中包括以下步驟①參照IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，建立關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)表IED、Server、LDevice和LNode，分別對(duì)應(yīng)IED、Server、LogicalDevice和LogicalNode對(duì)象。各表中應(yīng)包括IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的該對(duì)象的全部屬性，一般是每個(gè)屬性對(duì)應(yīng)表中的一個(gè)字段，但對(duì)于由多個(gè)子屬性構(gòu)成的復(fù)雜屬性則是每個(gè)子屬性對(duì)應(yīng)表中的一個(gè)字段。IED、Server、LogicalDevice、LogicalNode對(duì)象的物理含義和屬性遵循IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；②創(chuàng)建關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)表StatusInput、AnalogInput、DigitalOutput和Setting表，分別對(duì)應(yīng)狀態(tài)量、模擬量、控制量和定值對(duì)象，各表的字段組成應(yīng)能體現(xiàn)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中該類(lèi)型Data及DataAttribute對(duì)象的全部屬性；在表StatusInput、AnalogInput、DigitalOutput和Setting中，必須有字段對(duì)應(yīng)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)識(shí)Data及DataAttribute對(duì)象的唯一索引(即0bjectReference)，并且必須有子站號(hào)、保護(hù)地址、信息組地址和信息點(diǎn)地址字段，例如，在圖1所示的StatusInput數(shù)據(jù)庫(kù)表中，就包括子站號(hào)字段substationID、保護(hù)地址字段iedAddress、信息組地址字段groupAddress和信息點(diǎn)地址字段pointAddress；③對(duì)于符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的繼電保護(hù)設(shè)備，其模型一般在SCD文件中描述。建模工具從該設(shè)備的模型描述文件(SCD文件)獲得其所有屬性值；④根據(jù)③所獲得的屬性值，分別在數(shù)據(jù)庫(kù)表IED、Server、LDevice、LNode、StatusInput、AnalogInput、DigitalOutput和Setting中創(chuàng)建相應(yīng)的記錄(包括對(duì)象的唯一索引Object Reference)⑤對(duì)于沒(méi)有明確模型而只有點(diǎn)定義的傳統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備，由建模工具在IED、Server、LDevice、LNode表中自動(dòng)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)于該繼電保護(hù)設(shè)備的記錄，各記錄的必要屬性由建模工具按照規(guī)則自動(dòng)設(shè)置；對(duì)于LNode表的邏輯節(jié)點(diǎn)類(lèi)型則按照規(guī)則自動(dòng)定義為擴(kuò)展類(lèi)型；建模工具所采用的規(guī)則包括預(yù)定義缺省規(guī)則，也可由工具的用戶創(chuàng)建規(guī)則；⑥傳統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備的信息點(diǎn)由建模工具按照其語(yǔ)義類(lèi)型分別對(duì)應(yīng)到StatusInput、AnalogInput、DigitalOutput和Setting等關(guān)系表中，即把點(diǎn)映射為相應(yīng)表中的一條記錄；⑦重復(fù)③～⑥，完成所有保護(hù)設(shè)備的建模。
圖3是模型在通信中的應(yīng)用方式示意圖。參照?qǐng)D3，按照上述方法所建立的模型在通信過(guò)程中的應(yīng)用步驟如下①在通信過(guò)程中，通信進(jìn)程接收到信息對(duì)象后；②判斷該信息對(duì)象所屬于的IED的模型是否是符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的模型；③如是符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的模型，則把信息對(duì)象的對(duì)象索引與相應(yīng)表中的所有記錄的索引字段值依次比較；如果某條記錄中的索引字段值與該信息對(duì)象的對(duì)象索引一致，則獲取該記錄的記錄號(hào)(即ID)；④如不是符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的模型，則把信息對(duì)象的子站號(hào)、保護(hù)地址、信息組地址和信息點(diǎn)地址與相應(yīng)表中的所有記錄的子站號(hào)、保護(hù)地址、信息組地址和信息點(diǎn)地址進(jìn)行比較；如果某條記錄的子站號(hào)、保護(hù)地址、信息組地址和信息點(diǎn)地址與該信息對(duì)象的子站號(hào)、保護(hù)地址、信息組地址和信息點(diǎn)地址一致，則獲取該記錄的記錄號(hào)(即ID)；⑤按照記錄號(hào)用通信中獲取的實(shí)時(shí)值刷新該記錄的動(dòng)態(tài)數(shù)值；在③、④中所述的比較方法包括數(shù)值比較、字符串比較和HASH表等。
綜上所述，本發(fā)明的方法是在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)在繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)中同時(shí)支持沒(méi)有通信信息模型的點(diǎn)信息和符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的繼電保護(hù)設(shè)備模型的對(duì)象信息而提出的一種建模方法，其方法的具體技術(shù)方案由本發(fā)明的權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種在繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)中同時(shí)支持沒(méi)有通信信息模型的點(diǎn)信息和符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的繼電保護(hù)設(shè)備模型的對(duì)象信息的建模方法，其特征在于，包括以下步驟創(chuàng)建關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)表IED、Server、LDevice和LNode，各表的字段中包括但不限于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的IED、Server、LogicalDevice和LogicalNode對(duì)象的全部屬性；創(chuàng)建關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)表StatusInput、AnalogInput、DigitalOutput和Setting表，分別對(duì)應(yīng)狀態(tài)量、模擬量、控制量和定值對(duì)象，各表的字段中包含但不限于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的這些對(duì)象的全部屬性；在表StatusInput、AnalogInput、DigitalOutput和Setting中，必須有字段對(duì)應(yīng)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)識(shí)Data及DataAttribute對(duì)象的唯一索引，并且必須有子站號(hào)、保護(hù)地址、信息組地址和信息點(diǎn)地址字段；對(duì)于符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的繼電保護(hù)設(shè)備，通過(guò)建模工具將其所有屬性對(duì)象分別映射到所述各表中的具體記錄；對(duì)于沒(méi)有明確模型而只有點(diǎn)定義的傳統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備，則按規(guī)則為其自動(dòng)創(chuàng)建相應(yīng)的IED、Server、Ldevice、LNode表記錄，并把其信息點(diǎn)按其語(yǔ)義類(lèi)型分別映射到StatusInput、AnalogInput、DigitalOutput和Setting表的記錄。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在通信過(guò)程中，通信進(jìn)程對(duì)其接收到的符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的繼電保護(hù)設(shè)備所傳送的信息對(duì)象，通過(guò)把信息對(duì)象的唯一索引與相應(yīng)表中的唯一索引字段進(jìn)行比對(duì)，獲得該對(duì)象在相應(yīng)表中的記錄號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在通信過(guò)程中，通信進(jìn)程對(duì)其接收到的傳統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備所傳送的信息點(diǎn)，通過(guò)把信息點(diǎn)的子站號(hào)、保護(hù)地址、信息組地址和信息點(diǎn)地址與相應(yīng)表中的子站號(hào)、保護(hù)地址、信息組地址和信息點(diǎn)地址進(jìn)行比對(duì)，獲得該對(duì)象在相應(yīng)表中的記錄號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)表包括IED、Server、Ldevice、LNode、StatusInput、AnalogInput、DigitalOutput和Setting，分別對(duì)應(yīng)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的IED、Server、LogicalDevice、LogicalNode對(duì)象及狀態(tài)量、模擬量、控制量和定值對(duì)象。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)表StatusInput、AnalogInput、DigitalOutput和Setting中，必須有字段對(duì)應(yīng)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)識(shí)Data及DataAttribute對(duì)象的唯一索引，并且必須有子站號(hào)、保護(hù)地址、信息組地址和信息點(diǎn)地址字段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，建模工具所采用的規(guī)則包括預(yù)定義缺省規(guī)則，也可由工具的用戶創(chuàng)建規(guī)則。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述的通信過(guò)程中采用的比對(duì)方法包括數(shù)值比較、字符串比較和HASH表等。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，獲得記錄號(hào)后用通信中獲取的實(shí)時(shí)值刷新該記錄的動(dòng)態(tài)數(shù)值。
全文摘要
一種在繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)中同時(shí)支持沒(méi)有通信信息模型的點(diǎn)信息和符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的繼電保護(hù)設(shè)備模型的對(duì)象信息的建模方法，包括創(chuàng)建關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)表IED、Server、LDevice和LNode；創(chuàng)建關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)表StatusInput、AnalogInput、DigitalOutput和Setting表；通過(guò)建模工具把符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的繼電保護(hù)設(shè)備的所有屬性對(duì)象分別映射到所述各表中的具體記錄，為沒(méi)有明確模型而只有點(diǎn)定義的傳統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備自動(dòng)創(chuàng)建相應(yīng)的IED、Server、Ldevice、LNode表記錄，并把其信息點(diǎn)按其語(yǔ)義類(lèi)型分別映射到StatusInput、AnalogInput、DigitalOutput和Setting表的記錄。在通信過(guò)程中通過(guò)信息對(duì)象的唯一索引或信息點(diǎn)的地址比對(duì)，可以很方便地把信息對(duì)象或信息點(diǎn)對(duì)應(yīng)到相應(yīng)表的具體記錄上。該方法能簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的信息采集和處理，不要求預(yù)先對(duì)傳統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備按照IEC 61850建模，是一種比較簡(jiǎn)單實(shí)用的解決方案。
文檔編號(hào)H04L29/00GK1960107SQ20061016077
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者楊常府, 葛亮, 王立鼎 申請(qǐng)人:北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司