CN102209108A

CN102209108A - 实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的方法和系统

Info

Publication number: CN102209108A
Application number: CN2011101277319A
Authority: CN
Inventors: 陶文伟; 骆启松; 赵永发; 谢善益; 陈爱林; 牛文楠; 秦建光; 宋鑫; 黄慧山; 梁鸿健
Original assignee: Shenzhen Power Supply Bureau guangdong Grid Co ltd
Current assignee: Shenzhen Power Supply Bureau guangdong Grid Co ltd
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2011-10-05

Abstract

本发明公开一种实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的方法，包括有：模型配置步骤，在变电站内建立基于IEC 61850标准格式的包含一次设备模型和二次设备模型的全站统一配置模型文件；sFTP文件传输步骤，通过变电站内的远动工作站将包含所述全站统一配置模型文件的数据通过sFTP连接上传到调度主站；模型转换步骤，将所述全站统一配置模型文件转换成符合IEC 61970标准格式的包含有通信信息的公共信息模型；无缝通信步骤，建立调度主站和变电站之间的无缝通信连接。本发明还公开了相应的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的系统。本发明可在尽可能小地影响现有变电站和调度主站的情况下，实现数字化变电站和调度主站之间的无缝通信。

Description

实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的方法和系统

技术领域

本发明涉及电力系统自动化领域，尤其涉及一种实现电网调度主站与智能变电站之间无缝通信的方法和系统。

背景技术

目前的电网自动化系统中，基于IEC 61850标准的数字化变电站和基于IEC 61970标准的调度主站的应用已经成熟。但是，IEC 61850和IEC 61970的模型、服务接口存在较大的差异性，二者是异构系统。因而，在现有的应用中，需要分别在变电站和调度主站配置模型、绘制接线图和配置通信点表，一方面无法实现模型和图形的共享，充分发挥IEC 61850和IEC 61970的技术优越性；另一方面，保持两个异构系统之间的一致性，需要人工检查，极易出错，特别是变电站升级、改造，维护成本非常高，不满足源端维护要求。

2006年美国电科院发表了《IEC 61970，61968和61850之间的模型融合》技术报告，该报告提出了模型融合的用例，比较全面的研究了信息模型融合的技术问题。2007年ABB研究机构申请了国际专利，题目是《IEC 61850与IEC 61970之间双向数据转换方法和系统》(美国专利号20070185591)，该专利发明了从一个标准到另一个标准的文件转换方法，文件格式分别为CIM XML(RDF Schema)和SCL(XML Schema)。2009年广东电网电力科学研究院提出了UCIM的建模概念，发表了《IEC TC57 CIM和IEC 61850 SCL模型整合及UCIM构建》一文。

综上所述，国内外有关IEC 61850和IEC 61970模型融合和统一建模技术已有研究。然而，发明人在实施本发明的过程中发现，我国现有的IEC 61850数字化变电站和IEC 61970调度主站应用已经较为成熟，已投运的系统数量很大，要实现这些现有的数字化变电站和调度主站之间的无缝通信，目前并没有有效的方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种实现电网调度系统和变电站之间无缝通信的方法，该方法可在尽可能小地影响现有变电站和调度主站的情况下，实现数字化变电站和调度主站之间的无缝通信。

本发明进一步所要解决的技术问题是：提供一种实现电网调度系统和变电站之间无缝通信的系统，该系统可在尽可能小地影响现有变电站和调度主站的情况下，实现数字化变电站和调度主站之间的无缝通信。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的方法，包括有：

模型配置步骤，在变电站内建立基于IEC 61850标准格式的包含一次设备模型和二次设备模型的全站统一配置模型文件；

sFTP文件传输步骤，通过变电站内的远动工作站将包含所述全站系统配置模型文件的数据通过sFTP连接上传到调度主站；

模型转换步骤，将所述全站系统配置文件模型转换成符合IEC 61970标准格式的包含有通信信息的公共信息模型；

无缝通信步骤，建立调度主站和变电站之间的无缝通信连接。

相应地，本发明还公开了一种实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的系统，其特征在于，该系统包括有：

模型配置单元，设置在变电站内，用于在建立基于IEC 61850标准格式的包括有一次设备模型和二次设备模型的全站统一配置模型文件；

sFTP连接单元，设置在变电站内的远动工作站服务端和调度主站内的前置机客户端，用于将包含所述全站系统配置文件模型的数据通过sFTP连接上传到调度主站；

模型转换单元，设置在变电站监控系统主机或调度主站前置机内，与所述sFTP连接单元相连，用于将所述全站系统配置文件模型转换成符合IEC61970标准格式的包含有通信信息的公共信息模型；

无缝通信单元，设置在变电站内的远动工作站端和调度主站内的前置机端，用于建立调度主站和变电站之间的无缝通信连接。

本发明的有益效果是：

本发明的实施例通过在变电站内统一配置SCD模型、绘制SVG接线图，并通过sFTP连接方式传送到调度主站实现共享建模，从而在尽可能小地影响现有变电站和调度主站的情况下，实现了数字化变电站和调度主站之间的无缝通信。

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明提供的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的方法一个实施例的实现流程图；

图2是本发明提供的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的系统一个实施例的组成结构图。

具体实施方式

下面参考图1详细描述本发明提供的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的方法的一个实施例；如图所示，本实施例主要包括有：

模型配置步骤S2，在变电站内建立基于IEC 61850标准格式的包括有一次设备模型和二次设备模型的全站统一配置模型文件(SCD)，具体地，所述SCD模型至少包括有一次设备及其拓扑连接关系描述、一次设备与二次设备的关联关系描述、二次设备描述；

sFTP连接步骤S3，通过变电站内的远动工作站将包含所述全站配置模型文件的数据通过sFTP连接上传到调度主站；

模型转换步骤S4，将所述全站系统配置文件模型转换成符合IEC 61970标准格式的包含有通信信息的公共信息模型，该步骤中，模型转换包括静态模型转换和动态模型转换，静态模型包括变电站一次设备及其拓扑连接关系等资源描述，动态模型包括量测等资源描述；

无缝通信步骤S9，建立调度主站和变电站之间的无缝通信连接，在该步骤中，变电站远动工作站根据IEC 61850-80-1将IEC 61850信息映射成IEC 60870-5-104，与主站前置机进行通信，实现数字化变电站和调度主站之间的无缝通信。

具体实现时，sFTP连接步骤S3可具体包括有：

sFTP目录导入步骤S31，将需要传输的文件置入远动工作站内的sFTP服务指定目录下，并向调度主站文件服务；

sFTP数据传输步骤S32，调度主站以客户端方式与所述远动工作站建立sFTP连接，将所述sFTP服务指定目录下的文件下载到调度主站内。

具体实现时，在sFTP连接步骤S3之前还包括有：

图形绘制步骤S1，为变电站内一次设备绘制可视化的接线图，包括电压等级、间隔、电力变压器、变压器绕组、断路器、隔离开关等，并将所述接线图以规范化的可扩展矢量图形(SVG)文件输出。

且sFTP连接步骤S3中的数据还包括有所述可扩展矢量图形文件。

而在所述模型转换步骤S4之后还可包括有：

图模关联步骤S5，将所述公共信息模型与根据所述可扩展适量图形文件中的图形对象关联起来。

在图模关联步骤S5之后，还可包括有：

数据导入步骤S7，将所述公共信息模型文件和接线图导入调度主站的电能管理系统，生成数据库和图形界面，并根据公共信息模型中包含的通信信息生成通信信息表。

而在数据导入步骤S7之前，还可包括有：

合法性校验步骤S6，校验所述公共信息模型和接线图的合法性，若校验结果为合法，则执行所述数据导入步骤。

另外，在模型转换步骤S4之后还可包括有：

通信映射步骤S10，生成通信映射信息交换文件；

变电站内通信步骤S11，远动工作站导入所述通信映射信息交换文件后，以ACSI客户端方式建立与站内IED装置的通信连接，订阅装置报告服务，实现实时数据传输。

在所述数据导入步骤S7之后还包括有：

文件比对步骤S8，调度主站输出所述通信信息表，与所述通信映射信息交换文件进行比对，校验所述通信信息与通信映射信息交换文件的一致性。

具体实现时，在模型配置步骤S1中，可根据遵循IEC 61850-6标准的数字化变电站一次设备模型配置描述规范，在变电站离线配置SCD模型，SCD文件可包括通信、一次设备、IED模型、数据模板等配置内容，此处不再赘述。

变电站综合自动化系统集成厂商提供系统配置工具，负责合并变电站ICD配置模型，实例化后形成SCD文件，交给用户存档。其它系统厂家(例如保护子站、录波子站等)统一向业主索取SCD文件，保证模型的统一性。只有完整配置的SCD模型，即除了二次设备模型外，还包含一次设备及其连接关系、一次设备与二次设备逻辑节点之间的关联关系，才能根据映射关系转换生成CIM模型。

下面参考图2详细描述本发明提供的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的系统的一个实施例；如图所示，本实施例主要包括有：

模型配置单元2，设置在变电站内，用于在建立基于IEC 61850标准格式的包括有一次设备模型和二次设备模型的统一全站系统配置文件模型，而所述SCD模型至少包括有一次设备及其拓扑连接关系描述、一次设备与二次设备的关联关系描述、二次设备描述；

sFTP连接单元，设置在变电站内的远动工作站服务端和调度主站内的前置机客户端，用于将包含所述全站配置模型文件的数据通过sFTP连接上传到调度主站；

模型转换单元4，设置在变电站监控主机或调度主站前置机内，与所述sFTP连接单元相连，用于将所述全站系统配置文件模型转换成符合IEC 61970标准格式的包含有通信信息的公共信息模型，具体实现时，该单元可跨平台实现，即可部署在变电站，与模型配置单元2集成，也可以部署在调度主站；

具体实现时，所述sFTP连接单元可具体包括有：

sFTP服务器端31，设置在所述远动工作站内，用于将需要传输的数据置入远动工作站内的sFTP服务指定目录下；

sFTP客户端32，设置在所述前置机内，用于与sFTP服务器端31建立sFTP连接，将所述sFTP服务指定目录下的数据下载到调度主站内。

具体实现时，该系统还可包括有：

图形绘制单元1，用于为变电站内一次设备绘制可视化的接线图，并将所述接线图以可扩展矢量图形文件输出；

且所述sFTP连接单元传输的数据还包括有所述可扩展矢量图形文件；及

图模关联单元5，与模型转换单元4和所述sFTP连接单元相连，用于将所述公共信息模型与根据所述可扩展适量图形文件还原生成的接线图关联起来。

该系统还可包括有：

数据导入单元7，与图模关联单元5相连，用于将所述公共信息模型文件和接线图导入调度主站的电能管理系统(EMS)，生成数据库和图形界面，并根据公共信息模型中包含的通信信息生成通信信息表。

该系统还包括有：

合法性校验单元6，设置在图模关联单元5和数据导入单元7之间，用于校验所述公共信息模型和接线图的合法性，若校验结果为合法，则向数据导入单元7发送执行信号。

另外，该系统还可包括有：

通信映射单元10，与所述模型转换单元相连，用于生成通信映射信息交换文件，并将所述通信映射信息通过sFTP连接返回到变电站的远动工作站；

站内通信单元11，设置在远动工作站内，用于在导入所述通信映射信息交换文件后，以ACSI客户端方式建立与站内IED装置的通信连接。

该系统还可包括有：

文件比对单元8，与数据导入单元7和通信映射单元10相连，用于将所述通信信息表与所述通信映射信息交换文件进行比对，校验所述通信信息与通信映射信息交换文件的一致性。

具体实现时，设置在变电站远动工作站的无缝通信单元(变电站侧)91根据IEC 61850-80-1将IEC 61850信息映射成IEC 60870-5-104，与设置在主站前置机的无缝通信单元(调度主站侧)92进行通信，实现数字化变电站和调度主站之间的无缝通信。

在首次实施本发明后，可抽选部分位置遥信、遥测、保护硬接点信号进行传动测试，测试通过后备份变电站SCD模型、通信映射信息表、SVG主接线图、CIM文件，纳入版本管理。测试成功后，关闭远动工作站sFTP连接服务，结束整个调试过程。

综上所述，本发明提出了电网IEC 61850数字化变电站和IEC 61970主站之间建立无缝通信的实现方法，实施本发明，在调度中心主站系统接入数字化变电站远动或者保护装置信息时，能够直接采用变电站建立的自描述模型，自动建立图模关联关系和通信映射，减少人工核对信号等极易出错的重复性工作，满足源端维护需要，提高变电站与调度中心之间的互操作和信息交换能力。

本发明所提出的实现电网调度主站和数字化变电站之间无缝通信的方法及系统完全是模型驱动的，充分发挥了IEC 61850和IEC61970标准应用的优越性，能够极大减轻主站的重复工作量，提高数字化变电站和主站之间的互操作和信息交换能力，促进数字化变电站和主站的深化应用。本发明已成功应用于深圳电网220kV简龙站和110kV太古站，并取得了良好的效果，应用表明本发明具有很好的推广应用价值。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的方法，其特征在于，包括有：

sFTP文件传输步骤，通过变电站内的远动工作站将包含所述全站配置模型文件的数据通过sFTP连接上传到调度主站；

模型转换步骤，将所述全站配置模型文件转换成符合IEC 61970标准格式的包含有通信信息的公共信息模型；

2.如权利要求1所述的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的方法，其特征在于，所述sFTP文件传输步骤包括有：

文件存储步骤，将需要传输的模型文件置入远动工作站内的sFTP服务指定目录下；

sFTP文件传输步骤，调度主站以客户端方式与所述远动工作站建立sFTP连接，将所述sFTP服务指定目录下的数据下载到调度主站内。

3.如权利要求1或2所述的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的方法，其特征在于，在所述sFTP文件传输步骤之前还包括有：

图形绘制步骤，可视化绘制变电站一次设备的主接线图，并将所述接线图以可扩展矢量图形文件输出；

且所述sFTP文件传输步骤中的数据还包括有所述可扩展矢量图形文件；

而在所述模型转换步骤之后还包括有：

图模关联步骤，将所述公共信息模型与根据所述可扩展适量图形文件中的图形对象关联起来。

4.如权利要求3所述的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的方法，其特征在于，在所述模型转换步骤之后还包括有：

通信映射步骤，生成通信映射信息交换文件；

变电站内通信步骤，通过远动工作站配置工具自动导入所述通信映射信息交换文件后，以ACSI客户端方式建立与站内IED装置的通信连接。

5.如权利要求3所述的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的方法，其特征在于，在所述图模关联步骤后，还包括有：

数据导入步骤，将所述公共信息模型文件和接线图导入调度主站的电能管理系统，生成数据库和图形界面，并根据公共信息模型中包含的通信信息生成通信信息表。

6.如权利要求5所述的实现电网调度主站与变电站之间通信的方法，其特征在于，所述数据导入步骤之前还包括有：

合法性校验步骤，校验所述公共信息模型和接线图的合法性，若校验结果为合法，则执行所述数据导入步骤。

7.如权利要求5所述的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的方法，其特征在于，在所述数据导入步骤之后还包括有：

文件比对步骤，输出所述通信信息表，与所述通信映射信息交换文件进行比对，校验所述通信信息与通信映射信息交换文件的一致性。

8.如权利要求1所述的实现电网调度主站与变电站之间通信的方法，其特征在于，所述全站统一配置模型至少包括有一次设备及其拓扑连接关系描述、一次设备与二次设备的关联关系描述、二次设备描述。

9.一种实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的系统，其特征在于，该系统包括有：

模型配置单元，设置在变电站内，用于在建立基于IEC 61850标准格式的包括有一次设备模型和二次设备模型的统一全站系统配置文件模型；

sFTP文件传输单元，设置在变电站内的远动工作站服务端和调度主站内的前置机客户端，用于将包含所述全站系统配置文件模型的数据通过sFTP连接上传到调度主站；

10.如权利要求9所述的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的系统，其特征在于，所述sFTP连接单元包括有：

sFTP服务器端，设置在所述远动工作站内，用于将需要传输的数据置入远动工作站内的sFTP服务指定目录下；

sFTP客户端，设置在所述前置机内，用于与所述sFTP服务器端建立sFTP连接，将所述sFTP服务指定目录下的数据下载到调度主站内。

11.如权利要求9或10所述的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的系统，其特征在于，该系统还包括有：

图形绘制单元，用于可视化绘制变电站一次设备的主接线图，并将所述接线图以可扩展矢量图形文件输出；

且所述sFTP连接单元传输的数据还包括有所述可扩展矢量图形文件；

图模关联单元，设置在变电站监控系统主机或调度主站前置机内，用于将所述公共信息模型与根据所述可扩展适量图形文件的图形对象关联起来。

12.如权利要求11所述的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的系统，其特征在于，该系统还包括有：

通信映射单元，与所述模型转换单元相连，用于生成通信映射信息交换文件，并将所述通信映射信息通过sFTP连接返回到变电站的远动工作站；

站内通信单元，设置在远动工作站内，用于在导入所述通信映射信息交换文件后，以ACSI客户端方式建立与站内IED装置的通信连接。

13.如权利要求11所述的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的系统，其特征在于，该系统还包括有：

数据导入单元，与所述图模关联单元相连，用于将所述公共信息模型文件和接线图导入调度主站的电能管理系统，生成数据库和图形界面，并根据公共信息模型中包含的通信信息生成通信信息表。

14.如权利要求13所述的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的系统，其特征在于，该系统还包括有：

合法性校验单元，设置在所述图模关联单元和数据导入单元之间，用于校验所述公共信息模型和接线图的合法性，若校验结果为合法，则向所述数据导入单元发送执行信号。

15.如权利要求13所述的实现电网调度主站与变电站之间无缝通信的系统，其特征在于，该系统还包括有：

文件比对单元，与所述通信连接单元相连，用于将所述通信信息表与所述通信映射信息交换文件进行比对，校验所述通信信息与通信映射信息交换文件的一致性。

16.如权利要求9所述的实现电网调度主站与变电站之间通信的系统，其特征在于，所述全站统一配置模型至少包括有一次设备及其拓扑连接关系描述、一次设备与二次设备的关联关系描述、二次设备描述。