CN102027656B - 用于保护、控制或监测电气开关设备或电源设备的装置及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于保护、控制或监测电气开关设备或电源设备的装置(30a、30b)等，其中，该装置可构造为客户装置，并且适合于与相关联的服务器装置(20a、20b、20c)通信。根据本发明，客户装置(30a)具有独立于服务器的运行程序模块(310)，与运行程序模块(310)链接的独立于服务器的接口程序模块(320)，以及描述服务器装置(20a、20b、20c)的寻址方式的依赖于服务器的通信模块(330)，其中，在接口程序模块(320)内和/或在通信模块(330)内能置入参考指示(B)，所述参考指示(B)在接口程序模块(320)和通信模块(330)之间建立链接，以此链接能够实现在接口程序模块(320)中介下在运行程序模块(310)和通信模块(330)之间的通信。

Description

用于保护、控制或监测电气开关设备或电源设备的装置及其运行方法
技术领域
本发明涉及用于保护、控制或监测电气开关设备或电源设备的装置，其中，该装置可构造为客户装置并且适合于与相关联的服务器装置通信。这样的可构造为客户装置的装置在下文中被简称为客户装置。
背景技术
为保护、控制和监测电气开关设备或电源设备，使用已知的站自动化系统。这样的站自动化系统具有如现场装置、保护装置或站装置的装置，这些装置为完成其任务彼此交换信息。为交换信息对象，使用带有传输介质和通信协议的预先给定的通信技术。例如，在站自动化系统中可以使用根据IEC 61850标准的通信协议。
根据IEC 61850标准的通信基于实施在所使用的装置的数据模型内的信息对象的交换。装置的数据模型从各制造商所使用的装置的层面反应了功能。因为装置功能的结构和范围由各制造商特定的功能实施而确定，所以单独的数据模型和作为其结果的待传输的信息对象的寻址模式不同。在不同制造商的装置中，虽然装置提供可比较的保护和控制功能，但通常寻址模式不同。在目前已知的用于保护、控制和监测电气开关设备或电源设备的装置中，由于不同制造商的装置的寻址模式不同，有时以新装置更换设备内现有的(旧)装置非常昂贵，因为通常不仅必须将变化所涉及的装置的参数进行匹配，而且必须将所有与此装置进行数据交换的另外的装置的参数进行匹配，因为新装置的数据模型与旧装置的数据模型通常不同。
由于此原因，电气开关设备或电源设备的装置的更换通常要求许多步骤，例如如下：
-在系统配置器内将设备构造进行更新，以考虑改变的数据模型，
-将其装置受到新参数化影响的电气开关设备或电源设备的所有现场断电(freischalten)，
-将受到新参数化影响的所有装置的通信解除，
-将所有受影响装置的装置参数化进行更新，
-对于所有新参数化的装置进行装置重新启动，
-检查新参数化装置的具体功能(保护检查、请求测试、功能检查)，和
-将开关设备或电源设备的断电的现场接通。
所述的更换过程导致巨大的参数化成本和检查成本。因为设备运行在装置更换期间受到限制，另外要求组织措施，例如申请断电期限用于将开关设备或电源设备断电。所述的现场断电因此在输电网络中非常不希望被执行，以致于断电通常必须至少提前一年在相关现场的主管的负荷管理站处申请。断电也导致负荷管理的运行计划改变，这通常导致巨大的停运成本，因为在断电情况中，输电网络的传输容量通常下降。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于保护、控制或监测电气开关设备或电源设备的装置，所述装置构造为使其以尽可能低的成本可匹配在替换的服务器装置上。
根据本发明，该技术问题从本文开始部分所描述类型的客户装置出发通过权利要求1的特征解决。根据本发明的客户装置的有利的构造在从属权利要求中给出。
据此，根据本发明，客户装置具有独立于服务器的运行程序模块，与运行程序模块链接的独立于服务器的接口程序模块，和描述了服务器装置的寻址方式的依赖于服务器的通信模块，其中，在接口程序模块中和/或在通信模块中能够置入参考指示，所述参考指示建立了独立于服务器的接口程序模块和依赖于服务器的通信模块之间的链接，以此链接实现了运行程序模块和通信模块之间在接口程序模块中介下的通信。
根据本发明的客户装置的主要优点在于，所述客户装置具有模块结构，该模块结构包括独立于服务器的模块和依赖于服务器的模块，其中，这些模块仅通过参考指示相互链接。由于该模块结构，可使得客户装置仅以很低的成本匹配在新的或更换的服务器装置上，因为仅依赖于服务器的通信模块以及参考指示必须改变。而独立于服务器的运行程序模块以及独立于服务器的接口程序模块则能够保持不变。与客户装置连接的另外的服务器装置也不必重新配置，因为用于这些另外的服务器装置的客户装置保持不变。
在根据客户装置的有利的构造中，独立于服务器的接口程序模块和依赖于服务器的通信模块被构造为，在与客户装置相关的服务器装置更换为新的服务器装置后，存在于客户装置内的通信模块可通过描述新服务器装置寻址方式的新的通信模块替换，并且在独立于服务器的接口程序模块中现有参考指示可通过与新通信模块相关联的参考指示替换。通过依赖于服务器的通信模块以及参考指示的所设计的可替换性或可更换性，很简单地实现了将客户装置与新的服务器装置连接。
优选地，独立于服务器的接口程序模块使用与功能相关的独立于装置的寻址，并且依赖于服务器的通信模块使用依赖于装置的寻址，其中，首先通过参考指示形成了实现通信的完全地址分配。通过接口程序模块的功能相关性和通信模块的装置相关性实现了最佳解耦，使得客户装置在新的服务器装置上的匹配更进一步被简化。
独立于服务器的接口程序模块的与功能相关的独立于装置的寻址优选地对应于根据IEC 61850-6标准的所谓的“功能-命名-寻址模式”。
依赖于服务器的通信模块的依赖于装置的寻址优选地对应于根据IEC61850标准的所谓的“产品-命名-寻址模式”。
参考指示优选地适合于定义根据IEC 61850-6标准的“功能-命名-寻址模式”和根据IEC 61850标准的“产品-命名-寻址模式”之间的对应关系。
特别优选的是，在接口程序模块中参考指示可被替换而使得接口程序模块此外可保持不变。
考虑到客户装置在电气开关设备和电源设备中的使用，有利的是，将客户装置通过电气开关设备或电源设备的控制层装置或者现场装置、特别是保护装置形成。
客户装置特别优选地具有导入模块，所述导入模块适合于：自动识别新的服务器装置的连接，完全地或部分地载入新服务器装置的服务器自身的通信模块，将客户装置的依赖于服务器的通信模块通过新的依赖于服务器的通信模块替换，以及将独立于服务器的接口程序模块内的参考指示与新的依赖于服务器的通信模块匹配。在客户装置的最后提及的构造中，因此只要新的服务器装置连接到客户装置上，则可实现依赖于服务器的通信模块以及参考指示的自动更新。
替代地或补充地，客户装置可具有输入接口，所述输入接口实现在新服务器装置连接前、连接后或连接期间将用于新服务器装置的通信模块从外部输入，和/或将独立于服务器的接口程序模块中的参考指示从外部与新通信模块匹配。
此外，本发明涉及带有如上所述的客户装置以及带有与该客户装置连接的服务器装置的设备。
优选地，服务器装置具有依赖于服务器的通信模块，所述通信模块由客户装置可读取或可拷贝。
关于这种设备，此外有利的是，将客户装置通过电气开关设备或电源设备的控制层装置或者现场装置、特别是保护装置形成。例如，客户装置可以是控制层装置，并且服务器装置可以是现场装置、特别是保护装置。
此外，本发明涉及一种运行带有客户装置和至少一个与客户装置连接的服务器装置的设备的方法，特别是运行用于保护、控制或监测电气开关设备或电源设备的设备的方法，其中，在方法中，服务器装置通过新的服务器装置替换，并且设备以该新的服务器装置继续运行。
根据本发明，在该方法中，在客户装置中运行独立于服务器的运行程序模块，与运行程序模块链接的独立于服务器的接口程序模块，和描述了服务器装置的寻址方式的依赖于服务器的通信模块，其中，在接口程序模块中和/或通信模块中置入参考指示，该参考指示在接口程序模块和通信模块之间建立了链接，以此链接在接口程序模块的中介下实现了运行程序模块和通信模块之间的通信，在通过新服务器装置替换旧服务器装置后将存在于客户装置内的通信模块通过描述了新服务器装置的寻址方式的新通信模块替换，并且在独立于服务器的接口程序模块中将参考指示通过与新通信模块相关联的新参考指示替换。
关于根据本发明的方法的优点，结合根据本发明的客户装置参考以上实施，因为根据本发明的客户装置的优点基本上对应于根据本发明的方法的优点。
优选地，在替换接口程序模块中的参考指示时，此外接口程序模块可不改变，以尽可能最小化匹配成本。
优选地，在该方法的范围内，将客户装置作为作为电气开关设备或电源设备的控制层装置或者现场装置、特别是保护装置运行，并且将服务器装置也作为同一开关设备或电源设备的控制层装置或者现场装置、特别是保护装置运行，并且，该服务器控制层装置或服务器现场装置在所述方式中通过新的服务器控制层装置或新的服务器现场装置替换。
附图说明
在下文中根据实施例更详细地解释本发明。在此，各图示例性地：
图1示出了带有客户装置和服务器装置的设备的实施例，
图2更详细地示出了客户装置的模块结构和服务器装置的模块结构的实施例，
图3至图5示出了根据图2的客户装置在新服务器装置连接后的重新配置的实施例，
图6示出了客户装置的重新配置的另一个实施例，
图7示出了客户装置的重新配置的第三实施例，和
图8示出了独立于服务器的接口模块、依赖于服务器的通信模块以及与两个模块链接的参考指示的实施例。
在附图中为总览起见，对于相同的或可比较的部件总是使用相同的附图标记。
具体实施方式
图1中示出了站自动化系统10的实施例，其适合于保护、控制或监测未进一步示出的电气开关设备或电源设备。站自动化系统10包括三个服务器装置20a、20b和20c以及两个客户装置30a和30b，它们通过通信网络40相互连接。服务器装置20a、20b和20c例如可以是现场装置、特别是保护装置。客户装置30a和30b例如由控制层装置形成。
如果现在服务器装置20a、20b和20c之一被通过新服务器装置替换，则必须相应地通知并且重新配置与更换的服务器装置连接的客户装置。这在后文中要根据例子进一步详述，其中例如从如下情况出发，即服务器装置20a通过新服务器装置20a′替换，并且相应地将相关联的客户装置30a重新配置。
图2更详细地示例示出了服务器装置20a以及客户装置30a的内部模块结构。可以看出，服务器装置20a包括应用模块210以及服务器自身的通信模块220。
客户装置30a具有独立于服务器的运行程序模块310，独立于服务器的接口程序模块320以及依赖于服务器的通信模块330。此外可以看出，在独立于服务器的接口程序模块320内包括参考指示B，所述参考指示B将该接口模块作为独立于服务器的接口程序模块320和依赖于服务器的通信模块330链接，使得运行程序模块310在通信模块330的中介下与通信模块330通信，并且因此与服务器自身的通信模块220通信。
此外，从图2中可以看出，客户装置30a具有导入模块340。如果现在服务器装置20a通过新服务器装置20a′替换，如在图3至图5中更详细地示出的那样，则导入模块340的功能在于识别服务器装置的更换或新服务器装置20a′的连接，并且完全地或部分地载入新服务器装置20a′的服务器自身的通信模块220′(图3)。然后，导入模块340将依赖于旧服务器的通信模块330通过依赖于新服务器的通信模块330′替换，并且将独立于服务器的接口程序模块320中的参考指示B与新通信模块330′匹配(见图4)。作为结果，得到了重新配置的客户装置30a(见图5)。
导入模块340因此允许以最小的成本实现客户装置30a在供使用的新服务器装置20a′上的更新以及匹配，或实现将客户装置30a相应地重新配置。
在图6中示出了根据图1的客户装置30a的另一种实施例。在该实施例中，根据图2至图5的导入模块340不存在。为了尽管如此也实现依赖于服务器的通信模块330的更新，根据图6的客户装置30a具有输入接口350，配置装置、特别是配置计算机可连接到该输入接口350上。配置装置在图6中以附图标记400指示。
现在，如果服务器装置20a通过新服务器装置20a′替代，如在图6中已表示的那样，则配置装置400将依赖于服务器的新通信模块330′通过输入接口350实现在客户装置30a内，并且将独立于服务器的接口程序模块320内的参考指示B更新。也就是说，客户装置30a的重新配置以及重新参数化在该实施例中通过外部配置装置400完成，该外部配置装置400例如通过程序库构造为有多个已知的依赖于服务器的通信模块330，以允许客户装置30a的重新参数化。
替代地或补充地，配置装置400也能够，在例如通过通信网络40与新服务器装置20a′连接后与该服务器装置20a′通信，并且将服务器自身的通信模块220′从新服务器装置20a′中完全或部分地载出，以便由此获得新的依赖于服务器的通信模块330′，并且然后将其实施在客户装置30a内。这样的实施例在图7中示出。
优选地，服务器自身的通信模块220′被构造为使其直接地并且无另外处理而能够作为依赖于服务器的通信模块330′实施在客户装置30a内。
图8中示出了独立于服务器的接口程序模块320的实施例，在接口程序模块320内的参考指示B的实施例，以及依赖于服务器的通信模块330的实施例。可以看出，在独立于服务器的接口程序模块320中的参考指示B参考依赖于服务器的通信模块330内的装置特定的信息对象500，以此建立了运行程序模块310和通信模块330之间的通讯所要求的、接口程序模块320和通信模块330之间的链接。
接口程序模块320、通信模块330以及参考指示B在根据图8的实施例中以XML模式存储在根据IEC 61850-6标准的SCD(SCD：SubstationConfiguration Description)文件中。可以看出，独立于服务器的接口程序模块320的与功能相关的独立于装置的寻址，对应于根据IEC 61850-6标准的功能-命名-寻址模式，并且，依赖于服务器的通信模块330的依赖于装置的寻址，对应于根据IEC 61850标准的产品-命名-寻址模式。此外可以看出，参考指示B建立了根据IEC 61850-6标准的功能-命名-寻址模式和根据IEC61850标准的产品-命名-寻址模式之间的对应关系。

Claims (23)

1.一种用于保护、控制或监测电气开关设备或电源设备的装置(30a、30b)，其中，所述装置被构造为客户装置，并且适合于与相关联的服务器装置(20a，20b，20c)通信，
其特征在于，
-所述客户装置(30a)具有独立于服务器的运行程序模块(310)，与该运行程序模块链接的独立于服务器的接口程序模块(320)，以及描述所述服务器装置(20a，20b，20c)的寻址方式的依赖于服务器的通信模块(330)，
-其中，在所述接口程序模块(320)内和/或在所述通信模块(330)内能置入参考指示(B)，该参考指示在所述接口程序模块(320)和通信模块(330)之间建立链接，以此链接实现了在该接口程序模块(320)中介下在所述运行程序模块(310)和通信模块(330)之间的通信，
其中，所述独立于服务器的接口程序模块(320)和依赖于服务器的通信模块(330)构造为：在将与客户装置(30a，30b)相关联的服务器装置(20a，20b，20c)通过新服务器装置(20a′)替代后，
-所述客户装置(30a，30b)内存在的通信模块(330)能够通过描述新服务器装置的寻址方式的新通信模块(330′)替代，并且
-在所述独立于服务器的接口程序模块(320)内，现有的参考指示(B)能够通过与新通信模块相关的新参考指示(B′)替代。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述独立于服务器的接口程序模块(320)使用与功能相关的独立于装置的寻址，并且所述依赖于服务器的通信模块(330)使用依赖于装置的寻址，并且首先通过参考指示(B)形成实现通信的完全寻址。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述独立于服务器的接口程序模块(320)的与功能相关的独立于装置的寻址，基于根据IEC61850-6标准的功能-命名-寻址模式。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述依赖于服务器的通信模块(330)的依赖于装置的寻址，基于根据IEC61850标准的产品-命名-寻址模式。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，参考指示(B)适合于定义根据IEC61850-6标准的功能-命名-寻址模式和根据IEC61850标准的产品-命名-寻址模式之间的对应关系。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述接口程序模块(320)中参考指示(B)能够被如下替换，使得该接口程序模块(320)除了该参考指示之外保持不变。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述客户装置(30a，30b)通过电气开关设备或电源设备的控制层装置或者现场装置形成。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述现场装置是保护装置。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述客户装置具有导入模块(340)，该导入模块适合于：自动识别新服务器装置(20a′)的连接，完全地或部分地载入新服务器装置(20a′)的服务器自身的通信模块(220)，将所述客户装置的依赖于服务器的通信模块(330)通过新的依赖于服务器的通信模块(330′)替换，以及将所述独立于服务器的接口程序模块(320)内的参考指示(B)与该新的通信模块(330′)匹配。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述客户装置具有输入接口(350)，该输入接口实现：在新服务器装置(20a′)连接前、连接后或连接期间将用于与新服务器装置(20a′)通信的新通信模块(330′)从外部输入，和/或将所述独立于服务器的接口程序模块(320)中的参考指示(B)从外部与该新通信模块(330′)匹配。
11.一种带有根据前述权利要求中一项所述的客户装置的设备，其特征在于，至少一个服务器装置(20a，20b，20c)与所述客户装置(30a，30b)连接。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述服务器装置具有服务器自身的通信模块(220)，所述服务器装置的通信模块(220)能够由所述客户装置(30a)完全地或部分地读取或拷贝。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述服务器装置(20a，20b，20c)通过开关设备或电源设备的控制层装置或者现场装置形成。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述现场装置是保护装置。
15.一种用于运行设备的方法，特别是用于运行保护或控制电气开关设备或电源设备的设备的方法，所述设备具有客户装置(30a，30b)和与该客户装置连接的至少一个服务器装置(20a，20b，20c)，其中，在该方法中所述服务器装置(20a，20b，20c)通过新服务器装置(20a′)替换并且所述设备以此新服务器装置(20a′)继续运行，
其特征在于，
-在所述客户装置(30a，30b)中运行独立于服务器的运行程序模块(310)，与所述运行程序模块(310)链接的独立于服务器的接口程序模块(320)，和描述所述服务器装置(20a，20b，20c)的寻址方式的依赖于服务器的通信模块(330)，其中，在所述接口程序模块(320)中和/或通信模块(330)中置入参考指示(B)，该参考指示在接口程序模块(320)和通信模块(330)之间建立了链接，以此链接在所述接口程序模块(320)的中介下实现了所述运行程序模块(310)和通信模块(330)之间的通信，
-在通过新服务器装置(20a′)替换旧服务器装置(20a，20b，20c)之后，将存在于所述客户装置(30a，30b)内的通信模块(330)通过描述所述新服务器装置(20a′)的寻址方式的新通信模块(330′)替换，以及
-在独立于服务器的接口程序模块(320)中将所述参考指示(B)通过与新通信模块(330′)相关的新参考指示(B′)替换。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在替换所述接口程序模块(320)中的参考指示(B)时，除了该参考指示之外该接口程序模块(320)不改变。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，将电气开关设备或电源设备的控制层装置作为客户装置(30a，30b)运行，并且将同一开关设备或电源设备的现场装置作为服务器装置(20a，20b，20c)运行，并且按照所描述的方式将该现场装置通过新现场装置替换。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述现场装置是保护装置。
19.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，将电气开关设备或电源设备的现场装置作为客户装置运行，并且将同一开关设备或电源设备的控制层装置作为服务器装置运行，并且按照所描述的方式将该控制层装置通过新控制层装置替换。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述现场装置是保护装置。
21.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，将电气开关设备或电源设备的现场装置作为客户装置运行，并且将同一开关设备或电源设备的现场装置也作为服务器装置运行，并且按照所描述的方式将该现场装置通过新现场装置替换。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述现场装置是保护装置。
23.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，将电气开关设备或电源设备的控制层装置作为客户装置运行，并且将同一开关设备或电源设备的控制层装置也作为服务器装置运行，并且按照所描述的方式将该控制层装置通过新控制层装置替换。
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