CN102158550B - 一种基于iec61850电能质量暂态数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于IEC61850规约的电能质量暂态数据传输方法，主要是实现在电能质量采集终端上实现电能质量暂态事件先进先出的存储，以及基于IEC61850暂态数据模型设计、通过IEC61850日志服务功能完全实现暂态事件传输到前置机的功能。主要步骤包括（1）暂态事件模型定义，实现暂态数据在电能质量采集终端的存储和上送传输的模型；（2）在终端上的存储结构的建立，终端上稳态事件以先进先出的方式存储暂态事件记录，而暂态事件的传输主要采用IEC61850规约的LOG模型，将暂态事件以一条记录写入LOG模型，本发明设计的该存储结构，具备先进先出存储和访问功能；（3）暂态事件查询服务，主要分为按时间读日志条目（暂态事件）、按标识ID读日志条目服务。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力系统中关于电能质量监测数据暂态数据通讯方法，更确切的说是一种基于IEC61850电能质量暂态数据传输方法。
背景技术
随着我国经济的腾飞，高新技术产业的发展，众多的电力电子装置以及用电设备对电能质量更加敏感，受电能质量影响造成的经济损失日趋突出，更多的企业和电力用户对供电质量的要求越来越高，因此对电能质量的采集、传输和管理越来越重要，在电能质量指标中电压暂态数据将更加重要，因暂态事件包括录波数据，存储量大，传输困难，需要快速可靠的传输到数据分析中心。
随着对于电能质量数据采集和传输越加重视， IEC61850通讯规约作为同一的通讯标准越来越重要，但目前基于IEC61850通讯规约完全实现暂态数据的传输的方法和技术还很欠缺，一般都是基于文件传输方式，不利于暂态数据的传输和管理；本发明将详细描述基于IEC61850规约完全实现暂态事件在终端的存储、传输和管理，为暂态事件传输、管理提供很大方便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于IEC61850规约的电能质量暂态数据传输方法，主要是实现在电能质量采集终端上实现电能质量暂态事件先进先出的存储，以及基于IEC61850暂态数据模型设计、通过IEC61850日志服务功能完全实现暂态事件传输到前置机的功能。
本发明所采用的技术方案是：本发明涉及的基于IEC61850电能质量暂态数据传输方法，主要包括以下步骤：
A：基于IEC61850规约对电能质量采集终端存储和上送传输的暂态数据的模型进行定义以及由暂态数据组成的暂态事件的模型进行定义；
B：建立暂态数据在电能质量采集终端上先进先出的存储结构，将存储暂态事件的文件建立为队列链表方式，文件分为若干个固定大小的记录空间来存储暂态数据；同时在内存里建立暂态事件的索引记录的队列，与文件中的队列指针关联，索引记录的数目与文件中记录空间的数目一致；
C：客户端通过应用层服务MMS按时间或标识ID从内存队列中搜索索引记录，并根据索引记录读取在文件队列中暂态事件的暂态数据。
进一步，所述步骤A中对暂态数据模型的定义，包括公共数据类型、节点类型以及数据集和报告控制块的定义。
进一步，所述暂态事件的模型包括电压暂升、电压暂降、电压中断的模型。
进一步，所述内存队列中的每条索引记录保存有暂态事件的发生时间、标识ID、记录实际大小和在文件队列中对应存储的物理位置。
进一步，在所述文件队列中，当暂态事件记录数大于最大文件记录记录数时，覆盖文件队列中最开头的记录，实现按照队列方式存储。
进一步，所述步骤C中按照时间读取暂态事件的过程包括以下步骤：
（1）接受到客户发送的按时间读取暂态事件请求；
（2）启动QueryLogByTime服务；
（3）根据要读取的开始时间和接受时间，按这个时间返回从内存队列中快速搜集暂态事件索引记录；
（4）根据搜集的暂态事件索引记录，从文件队列中读取暂态事件，并打包为响应暂态事件列表；
(5) 通过应用服务层MMS接口发送至客户端。
进一步，所述步骤C中按照标识ID读取暂态事件的过程包括以下步骤：
（1）接受到客户发送的标识ID读取暂态事件请求；
（2）启动QueryLogAfter服务；
（3）根据要读取的标识ID，按这个标识ID从内存队列中快速搜集大于该标识ID的暂态事件索引记录；
（4）根据搜集的暂态事件索引记录，从文件队列中读取暂态事件，并打包为响应暂态事件列表；
(5) 通过应用服务层MMS接口发送至客户端。
进一步，在上述两种方式中，当电能质量采集终端或系统启动时，需对内存暂态事件队列初始化，保证内存暂态事件队列与文件队列中保存的事件一致，其初始化步骤包括：
（1）电能质量采集终端或系统启动；
（2）清空内存暂态事件的索引记录的队列；
（3）从文件暂态事件队列中取一个暂态事件；
（4）将取出文件暂态事件记录重新形成内存中暂态事件的索引记录，同时保证ID唯一性；内存暂态事件的索引记录记录保留一个指向文件暂态事件位置的指针。
本发明的有益效果是：由于本发明中的MMS接口主要实现LOG服务，包括两种方式来读取数据，即QueryLogByTime：按时间从暂态数据库中读取暂态事件日志条目并发送达客户端,QueryLogAfter：按标识从暂态数据库中读取暂态事件日志条目，并将暂态事件发送到客户端，为暂态数据的传输和用户的使用提供了很大的方便。而且暂态数据在终端上以先进先出的存储方式，实现这种存储方式，是将文件建立为队列链表方式，文件分为N个固定大小的记录结构来存储暂态数据，每个记录存储一个暂态事件，这样就实现了暂态事件的持久存储，保证按时间和标识ID快速查询服务。
附图说明
图1是本发明中客户端采用两种方式读取暂态数据的示意图；
图2是本发明电能质量采集终端中暂态数据存储结构示意图；
图3是按时间读取暂态事件的流程图；
图4是按标识ID读取暂态事件的流程图；
图5是内存暂态事件队列初始化的流程图。
具体实施方式
本发明提供一个基于IEC61850规约定义的暂态事件模型，实现暂态数据在电能质量采集终端的存储和上送传输的模型；终端上稳态事件以先进先出的方式存储暂态事件记录，而暂态事件主要包括电压暂升、电压暂降、电压中断等项；暂态事件记录主要包括三相电压录波、三相电流录波、三相电压有效值波动序列、三相电流有效值波动序列等；暂态事件的传输主要采用IEC61850规约的LOG模型，将暂态事件以一条记录写入LOG模型，该LOG模型就是在终端上的存储结构；本发明设计的该存储结构，具备先进先出存储和访问功能；如图1所示，LOG服务主要包括按时间读日志条目（暂态事件），按标识ID读日志条目服务，本实施例具体阐述暂态数据模型、暂态事件存储结构(LOG类)、暂态事件查询服务(LOG服务)实现方法，分别如下：
一、暂态数据模型定义（主要包括公共数据类型、节点类型以及数据集和报告控制块的定义）：
1、QVVR电压波动节点定义：
下面两表中将描述了模型中包括的数据对象的具体含义。
2、公用数据类：WAVE_0；描述：三相系统中相对地波形；CDC类：WAVE。
3、公用数据类：RMSV_0；描述：三相系统中三相有效值波动。
二、暂态数据在终端LOG存储结构：
如图2所示，暂态数据在电能质量采集终端中采用前进先出的队列方式实现，采用IEC61650规范中的LOG类存储实现；
1) 暂态事件内存队列存储结构：
为了检索速度快，在内存里建立暂态事件的索引记录，内存中的每条记录保存暂态事件的发生时间、标识ID (EntryID)，记录实际大小和在文件中存储的物理位置offset；以队列形式存在，队列设定为固定大小，和文件中存储的记录数目一致。
2) 暂态事件文件队列存储结构：
为了实现暂态事件的持久性保存，必须将暂态事件保存在文件中，要实现队列方式存储暂态事件，将文件分成N条固定大小记录空间，存储暂态事件；与内存队列实现指针关联，当暂态事件记录数大于最大文件记录记录数N时，覆盖文件最开头的记录，从而实现队列方式存储。
三、LOG日志接口（客户读取暂态数据）：
要实现暂态事件基于IEC61850规约的传输，必须实现按时间读取暂态事件服务功能、按标识ID读取暂态事件服务功能以及初始化暂态事件队列功能；
如图3所示，按时间读取暂态事件服务功能（QueryLogByTime）包括以下具体步骤：
（1）接受到客户发送的按时间读取暂态事件请求；
（2）启动QueryLogByTime服务；
（3）根据要读取的开始时间和接受时间，按这个时间返回从暂态内存队列中快速搜集暂态事件入口的索引记录；
（4）根据搜集的暂态事件入口索引记录，从文件队列中读取暂态事件，并打包为响应暂态事件列表；
(5) 通过服务MMS发送LOG模块的暂态数据至客户端。
如图4所示，按标识ID读取暂态事件服务功能（QueryLogAfter）包括以下步骤：
（1）接受到客户发送的标识ID读取暂态事件请求；
（2）启动QueryLogAfter服务；
（3）更据要读取的EntryID，按这个ID从暂态内存队列中快速搜集大于ID暂态事件入口索引记录；
（4）更具搜集的暂态事件入口索引记录，从文件队列中读取暂态事件，并打包为响应暂态事件列表；
(5) 通过服务MMS发送LOG模块的暂态数据至客户端。
如图5所示流程的内存暂态事件队列初始化（LogInit），当终端或系统启动时，需对内存暂态事件队列初始化，保证内存暂态事件队列（只有暂态时间头信息）与文件保存的事件一致，具体包括以下步骤；
（1）终端或系统启动；
（2）清空内存暂态事件队列；
（3）从文件暂态事件队列中取一个暂态事件；
（4）将取出文件暂态事件记录重新形成内存暂态事件记录，同时保证ID唯一性；内存暂态事件记录保留一个指向文件暂态事件位置的指针。
Claims (8)
1.一种基于IEC61850电能质量暂态数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
A：基于IEC61850规约对电能质量采集终端存储和上送传输的暂态数据的模型进行定义以及由暂态数据组成的暂态事件的模型进行定义；
B：建立暂态数据在电能质量采集终端上先进先出的存储结构，将存储暂态事件的文件建立为队列链表方式，文件分为若干个固定大小的记录空间来存储暂态数据；同时在内存里建立暂态事件的索引记录的队列，与文件中的队列指针关联，索引记录的数目与文件中记录空间的数目一致；
C：客户端通过应用层服务MMS按时间或标识ID从内存队列中搜索索引记录，并根据索引记录读取在文件队列中暂态事件的暂态数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于IEC61850电能质量暂态数据传输方法，其特征在于，所述步骤A中对暂态数据模型的定义，包括公共数据类型、节点类型以及数据集和报告控制块的定义。
3.根据权利要求1所述的一种基于IEC61850电能质量暂态数据传输方法，其特征在于，所述暂态事件的模型包括电压暂升、电压暂降、电压中断的模型。
4.根据权利要求1所述的一种基于IEC61850电能质量暂态数据传输方法，其特征在于，所述内存队列中的每条索引记录保存有暂态事件的发生时间、标识ID、记录实际大小和在文件队列中对应存储的物理位置。
5.根据权利要求1所述的一种基于IEC61850电能质量暂态数据传输方法，其特征在于，在所述文件队列中，当暂态事件记录数大于最大文件记录记录数时，覆盖文件队列中最开头的记录，实现按照队列方式存储。
6.根据权利要求1所述的一种基于IEC61850电能质量暂态数据传输方法，其特征在于，所述步骤C中按照时间读取暂态事件的过程包括以下步骤：
（1）接受到客户发送的按时间读取暂态事件请求；
（2）启动QueryLogByTime服务；
（3）根据要读取的开始时间和接受时间，按这个时间返回从内存队列中快速搜集暂态事件索引记录；
（4）根据搜集的暂态事件索引记录，从文件队列中读取暂态事件，并打包为响应暂态事件列表；
(5) 通过应用服务层MMS接口发送至客户端。
7.根据权利要求1所述的一种基于IEC61850电能质量暂态数据传输方法，其特征在于，所述步骤C中按照标识ID读取暂态事件的过程包括以下步骤：
（1）接受到客户发送的标识ID读取暂态事件请求；
（2）启动QueryLogAfter服务；
（3）根据要读取的标识ID，按这个标识ID从内存队列中快速搜集大于该标识ID的暂态事件索引记录；
（4）根据搜集的暂态事件索引记录，从文件队列中读取暂态事件，并打包为响应暂态事件列表；
(5) 通过应用服务层MMS接口发送至客户端。
8.根据权利要求6或7所述的一种基于IEC61850电能质量暂态数据传输方法，其特征在于，当电能质量采集终端或系统启动时，需对内存暂态事件队列初始化，保证内存暂态事件队列与文件队列中保存的事件一致，其初始化步骤包括：
（1）电能质量采集终端或系统启动；
（2）清空内存暂态事件的索引记录的队列；
（3）从文件暂态事件队列中取一个暂态事件；
（4）将取出文件暂态事件记录重新形成内存中暂态事件的索引记录，同时保证ID唯一性；内存暂态事件的索引记录记录保留一个指向文件暂态事件位置的指针。
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