專利名稱：符合iec61850標準的數(shù)字化電力監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
近年來，隨著IEC61850協(xié)議標準的提出，國內(nèi)數(shù)字化的建設(shè)得到了大力推廣，傳統(tǒng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)無法適應(yīng)日趨發(fā)展的數(shù)字化變電站了。傳統(tǒng)的Modbus、 IEC60870-103、⑶T、DNP等通信協(xié)議已經(jīng)滿足不了數(shù)字化變電站的技術(shù)要求，取而代之的將是符合IEC61850標準的數(shù)字化電力監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明可適用于各電壓等級的智能變電站及數(shù)字化變電站中，可與站內(nèi)的所有符合IEC61850標準的IED(智能電子設(shè)備)實現(xiàn)無縫對接。
背景技術(shù)：
IEC61850標準是一個全球性變電站自動化標準，它采用了面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)，根據(jù)ICD模型文件將IED的所有功能抽象成一個樹形模型，并使用抽象通信服務(wù)接口 (ACSI)將IEC61850的功能服務(wù)映射到MMS (報文制造規(guī)范)，實現(xiàn)IEC61850的各種通信服務(wù)。IEC61850標準的提出使各廠家的IED具備了互操作性，不需要現(xiàn)場編寫程序、調(diào)試規(guī)約
坐寸ο變電站內(nèi)的各IED具備了 IEC61850通信功能，而傳統(tǒng)的面向點的電力監(jiān)控系統(tǒng)并不具備IEC61850通信功能，不能滿足數(shù)字化變電站的技術(shù)要求，所以符合IEC61850標準的數(shù)字化電力監(jiān)控系統(tǒng)在數(shù)字化變電站中是必不可少的。傳統(tǒng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)遵循的是面向點的設(shè)計思想，而IEC61850標準遵循的是面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想，因此，如何將傳統(tǒng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)與IEC61850面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)有效結(jié)合起來成了數(shù)字化電力監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了概括本發(fā)明的目的，在這里描述了本發(fā)明的某些方面、優(yōu)點和新穎特征。應(yīng)了解，無需所有這些方面、優(yōu)點和特征包含在任一特殊的實施例中。本發(fā)明適用于各電壓等級數(shù)字化變電站和智能變電站，用于構(gòu)建數(shù)字化變電站監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明符合IEC61850協(xié)議標準，具有互操作性，可以與站內(nèi)的所有符合IEC61850 標準的IED進行互聯(lián)互通，實現(xiàn)無縫對接。本發(fā)明主要實現(xiàn)變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)與IED (智能電子設(shè)備)的通訊，根據(jù) IEC61850標準規(guī)范，使后臺監(jiān)控系統(tǒng)能接收并處理IED上傳的遙測、遙信、遙脈等數(shù)據(jù)，并能處理后臺監(jiān)控系統(tǒng)對IED下發(fā)的遙控、定值操作等控制命令。此外能通過IEC61850規(guī)范提供的上傳報告服務(wù)，實時查詢接收最新變化的數(shù)據(jù)，對用戶需求的特定數(shù)據(jù)利用如數(shù)據(jù)集DATASET等方式，實施信息交換服務(wù)。本發(fā)明支持導(dǎo)入SCD或ICD文件的方式，在獲取各廠家的ICD文件后即可完成系統(tǒng)通信的集成工作，大大減少了現(xiàn)場調(diào)試的工作量。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明采用了面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)，根據(jù)ICD模型文件將IED的所有功能抽象成一個樹形模型，并使用抽象通信服務(wù)接口(ACSI)將IEC61850 的功能服務(wù)映射到MMS (報文制造規(guī)范)，實現(xiàn)IEC61850的各種通信服務(wù)。傳統(tǒng)的SCADA電力監(jiān)控模塊則是采用的面向點的通信技術(shù)，本發(fā)明通過BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)對面向點的傳統(tǒng)SCADA監(jiān)控模塊與IEC61850面向?qū)ο蟮耐ㄐ偶夹g(shù)建立了映射關(guān)系，實現(xiàn)了傳統(tǒng) SCADA監(jiān)控模塊的數(shù)字化通信功能。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明適用于各電壓等級的數(shù)字化變電站及智能變電站，采用BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)了面向?qū)ο蟮腎EC61850數(shù)據(jù)格式與傳統(tǒng)SCADA的面向點的數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和映射，可以在不改變傳統(tǒng)SCADA監(jiān)控系統(tǒng)的框架基礎(chǔ)上快速實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的IEC61850通信功能。本發(fā)明具有互操作性功能，支持IEC61850通信功能，可以與變電站內(nèi)的IED(智能電子設(shè)備)實現(xiàn)無縫對接，使后臺監(jiān)控系統(tǒng)能接收并處理IED上傳的遙測、遙信、遙脈等數(shù)據(jù)， 并能處理后臺監(jiān)控系統(tǒng)對IED下發(fā)的遙控、定值操作等控制命令。此外能通過IEC61850規(guī)范提供的上傳報告服務(wù)，實時查詢接收最新變化的數(shù)據(jù)。本發(fā)明支持導(dǎo)入SCD或ICD文件的方式，在獲取各廠家的ICD文件后即可完成系統(tǒng)通信的集成工作，大大減少了現(xiàn)場調(diào)試的工作量。


圖I是本發(fā)明實施例的總體原理框圖。圖2是本發(fā)明實施例的S⑶模型文件的導(dǎo)入和傳遞原理圖。圖3是本發(fā)明實施例的總體流程圖。
具體實施例方式以下通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的說明。本發(fā)明可分為3個模塊IEC61850客戶端通信模塊，IEC61850客戶端調(diào)試模塊， SCADA動態(tài)庫模塊。而BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫則是銜接三者的橋梁。UIEC61850客戶端調(diào)試模塊，使用XML解釋器將指定S⑶文件或I⑶文件解析成樹形結(jié)構(gòu)，并將模型中的所有邏輯節(jié)點屬性寫入BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫，便于IEC61850通信程序獲取SCD模型的相關(guān)信息。IEC61850客戶端調(diào)試模塊設(shè)計了直觀的IED配置界面， 可以對站內(nèi)所有IED進行配置IED名稱、訪問點、實例號、IP地址、報告控制塊等，可以將實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)實時顯示到樹形模型結(jié)構(gòu)中。2、IEC61850客戶端通信模塊主要負責(zé)與站內(nèi)所有IED的IEC61850通信，從 BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫讀取指定的S⑶或I⑶文件及相關(guān)配置參數(shù)，解析S⑶或I⑶文件，并將模型信息及Unicode code碼格式的自描述信息全部寫入BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫。 IEC61850客戶端通信模塊與IED進行IEC61850通信，對所有IED的報告控制塊進行使能， 然后解析IED主動上送報告信息，在數(shù)據(jù)庫中查找報告控制塊的數(shù)據(jù)集元素名稱，并將數(shù)據(jù)寫入BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫。IEC61850客戶端通信模塊從BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫中檢測SCADA動態(tài)庫監(jiān)控下發(fā)的控制命令，并通過IEC61850通信服務(wù)將控制命令下發(fā)至指定的 IED。3,SCADA通信動態(tài)庫模塊可以在不改變傳統(tǒng)SCADA構(gòu)架的基礎(chǔ)上使傳統(tǒng)SCADA監(jiān)控模塊快速實現(xiàn)IEC61850通信功能。SCADA通信動態(tài)庫從實時數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)屬性的描述信息，自動關(guān)聯(lián)至SCADA的面向點的數(shù)據(jù)點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動組態(tài)。SCADA通信動態(tài)庫從BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫讀取當前實時數(shù)據(jù),刷新至顯示界面。4、本發(fā)明采用了開發(fā)源代碼的嵌入式實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)BerkeleyDB, Berkeley DB 為許多編程語言提供了實用的API接口，包括C、C++、C#、Java、Perl、Tcl、Python和PHP等， 所有同數(shù)據(jù)庫相關(guān)的操作都由Berkeley DB函數(shù)庫負責(zé)統(tǒng)一完成。BerkeleyDB是靠兩個 DBT結(jié)構(gòu)體來維護的key和data。其中key為索引部分,data為數(shù)據(jù)部分。數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的存儲均是以字節(jié)流的方式存儲的，key及data的指針可以指定為任何類型的數(shù)據(jù)，本發(fā)明將邏輯節(jié)點屬性的葉子節(jié)點作為數(shù)據(jù)庫的索引key，data結(jié)構(gòu)體中則存放了此葉子節(jié)點下的所有屬性值，包括數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)值等。本發(fā)明中的IEC61850通信模塊、 IEC61850客戶端調(diào)試模塊、SCADA通信動態(tài)庫分別采用了 BerkeleyDB的C、C#、C++等3種 API接口，實現(xiàn)了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)與面向點的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和關(guān)聯(lián)。雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當可作各種變化或潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以本申請的權(quán)利要求保護范圍所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種符合IEC61850標準的數(shù)字化電力監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于它包括IEC61850客戶端調(diào)試模塊、IEC61850客戶端通信模塊、SCADA通信動態(tài)庫模塊、和BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫；所述IEC61850客戶端調(diào)試模塊，使用XML解釋器將指定SCD文件或ICD文件解析成樹形結(jié)構(gòu)，并將模型中的所有邏輯節(jié)點屬性寫入BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫，便于IEC61850 客戶端通信模塊獲取SCD模型的相關(guān)信息；IEC61850客戶端調(diào)試模塊設(shè)計直觀的IED 配置界面，對站內(nèi)所有IED進行配置IED名稱、訪問點、實例號、IP地址、報告控制塊，將 BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)實時顯示到樹形模型結(jié)構(gòu)中；所述IEC61850客戶端通信模塊，負責(zé)與站內(nèi)所有IED的IEC61850通信，從BerkeleyDB 實時數(shù)據(jù)庫讀取指定的SCD或ICD文件及相關(guān)配置參數(shù)，解析SCD或ICD文件，并將模型信息及Unicode code碼格式的自描述信息全部寫入BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫；IEC61850 客戶端通信模塊與IED進行IEC61850通信，對所有IED的報告控制塊進行使能，然后解析IED主動上送報告信息，在數(shù)據(jù)庫中查找報告控制塊的數(shù)據(jù)集元素名稱，并將數(shù)據(jù)寫入BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫；IEC61850客戶端通信模塊從BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫中檢測 SCADA動態(tài)庫監(jiān)控下發(fā)的控制命令，并通過IEC61850通信服務(wù)將控制命令下發(fā)至指定的 IED ；所述SCADA通信動態(tài)庫模塊，從BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)屬性的描述信息，自動關(guān)聯(lián)至SCADA的面向點的數(shù)據(jù)點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動組態(tài)；SCADA通信動態(tài)庫從BerkeIeyDB 實時數(shù)據(jù)庫讀取當前實時數(shù)據(jù)，刷新至顯示界面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的符合IEC61850標準的數(shù)字化電力監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫是靠兩個DBT結(jié)構(gòu)體來維護的key和data,其中key為索引部分，data為數(shù)據(jù)部分；數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的存儲均是以字節(jié)流的方式存儲，key及data 的指針可以指定為任何類型的數(shù)據(jù)，邏輯節(jié)點屬性的葉子節(jié)點作為數(shù)據(jù)庫的索引key，data 結(jié)構(gòu)體中存放此葉子節(jié)點下的所有屬性值，包括數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的符合IEC61850標準的數(shù)字化電力監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 所述IEC61850客戶端通信模塊、IEC61850客戶端調(diào)試模塊、SCADA通信動態(tài)庫模塊分別采用BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫的C、C#、C++等3種API接口，實現(xiàn)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)與面向點的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和關(guān)聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種符合IEC61850標準的數(shù)字化電力監(jiān)控系統(tǒng)，它通過BerkeleyDB實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)對面向點的傳統(tǒng)SCADA監(jiān)控模塊與IEC61850面向?qū)ο蟮耐ㄐ偶夹g(shù)建立映射關(guān)系。使傳統(tǒng)電力監(jiān)控具備IEC61850通信功能，可以與變電站內(nèi)的IED實現(xiàn)無縫對接，本發(fā)明能接收并處理IED上傳的遙測、遙信、遙脈等數(shù)據(jù)，并能處理后臺監(jiān)控系統(tǒng)對IED下發(fā)的遙控、定值操作等控制命令。此外能通過IEC61850規(guī)范提供的上傳報告服務(wù)，實時查詢接收最新變化的數(shù)據(jù)。本發(fā)明支持導(dǎo)入SCD或ICD文件的方式，在獲取各廠家的ICD文件后即可完成系統(tǒng)通信的集成工作，大大減少了現(xiàn)場調(diào)試的工作量。
文檔編號H02J13/00GK102611197SQ201110458479
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者任勝蘭, 張杭, 趙新明 申請人:南京因泰萊電器股份有限公司