CN102647025B - 基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法 - Google Patents
基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法，包括：建立站控层中心服务器，将该站控层中心服务器与间隔层继电保护装置连接通信；将全变电站系统的SCD文件备份在站控层中心服务器中；解析导出全变电站IED设备的CID文件，并在站控层中心服务器中备份；通过站控层中心服务器读取并保存间隔层继电保护装置的有效定值区和修改定值区的定值和CID文件；将站控层中心服务器保存的定值与实时运行的间隔层继电保护装置的定值进行对比和相互同步，并将站控层中心服务器保存的CID文件与实时运行的间隔层继电保护装置的CID文件进行对比和相互同步。本发明可实现继电保护装置的即插即用。
Description
技术领域
本发明涉及数字化变电站的电网技术领域，具体涉及基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法。
背景技术
目前在数字化变电站中，一次设备包括电子式互感器、智能化开关等，二次设备分为过程层、间隔层、站控层；二次设备中的IED设备(智能电子设备)包括继电保护装置、线路保护装置、合并单元、PC机、网关等。如要对一次设备的继电保护装置进行冷备用或热备用时，需要继电保护装置厂商根据系统集成商的SCD文件，利用继电保护装置厂商的私有工具导出原继电保护装置的配置，下载到备用继电保护装置中，才能完成冷备用和热备用切换，继电保护设备之间没有互操作性，甚至没有互换性。这种冷备用或热备用继电保护装置的方式操作步骤繁杂，且不能保证保护装置开入开出量的修改的正确性，需要停电检修，重新做实验核实，才能保证全站运行的正确。因此并不能灵活的备份全站程序等重要信息、也不能智能的、便捷的同步数字化变电站的重要信息。没有任何在全站配置的角度实现保护装置即插即用及功能迁移的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法，实现继电保护装置的即插即用。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法，其特征在于包括：
建立站控层中心服务器，将该站控层中心服务器与间隔层继电保护装置连接通信；
将全变电站系统的SCD文件备份在站控层中心服务器中；
由站控层中心服务器从已备份的SCD文件中解析获得全变电站IED设备的CID文件，并在站控层中心服务器中备份；
通过站控层中心服务器读取并保存间隔层继电保护装置的有效定值区和修改定值区的定值，并以文件的形式存储，形成定值文件；通过站控层中心服务器读取并保存间隔层继电保护装置的CID文件；
将站控层中心服务器保存的定值与实时运行的间隔层继电保护装置的定值进行对比和相互同步，并将站控层中心服务器保存的CID文件与实时运行的间隔层继电保护装置的CID文件进行对比和相互同步，以确保站控层中心服务器保存的定值和实时运行的间隔层继电保护装置的定值一致，并确保站控层中心服务器保存的CID文件与实时运行的间隔层继电保护装置的CID文件一致，获得间隔层继电保护装置的即插即用性。
本发明所述站控层中心服务器通过IEC61850站控层通信协议与间隔层继电保护装置的管理CPU建立MMS连接，用于与间隔层继电保护装置连接通信。
本发明所述站控层中心服务器还通过FTP文件传输协议与间隔层继电保护装置连接通信，用于定值文件和模型文件的备用同步通信。
本发明所述的基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法还包括：
建立过程层中心服务器，将该过程层中心服务器与过程层继电保护装置连接通信；
将全变电站系统的SCD文件备份在过程层中心服务器中；
由过程层中心服务器从已备份的SCD文件中解析获得SV和GOOSE配置信息，形成通用格式的过程层配置文件，并在过程层中心服务器中存储；
通过过程层中心服务器在过程层配置文件中导出指定的过程层继电保护装置的过程层配置文件，并下载到备用的过程层继电保护装置中，获得过程层继电保护装置的即插即用性。
本发明所述的通用格式的过程层配置文件为SED文件。
本发明所述过程层中心服务器通过FTP文件传输协议与过程层继电保护装置的保护CPU连接通信。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
实现了全站角度的继电保护装置的即插即用，方便备用继电保护装置的投入运行，减小了数字化变电站检修和技改时的工作量，提高了工作效率，并能智能的，灵活的备份，同步数字化变电站的重要信息，提高了数字化变电站的运行可靠性，保障电力系统的安全健康运行。
附图说明
图1是本发明实现站控层继电保护装置即插即用的方法的原理框图；
图2是本发明实现过程层继电保护装置即插即用的方法的原理框图。
具体实施方式
如图1-2所示的基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法，包括：
如图1所示，建立站控层中心服务器，将该站控层中心服务器与间隔层继电保护装置连接通信；
其中，站控层中心服务器包括SCD文件的解析处理模块、第一存储模块和MMS模块，由MMS模块进行MMS连接通信，MMS模块中包括文件服务单元、定值服务单元、报告服务单元和关联服务单元。具体地，站控层中心服务器是通过站控层交换机，并采用IEC61850站控层通信协议与间隔层继电保护装置的管理CPU建立MMS连接，用于与间隔层继电保护装置连接通信；关联服务单元使站控层中心服务器和继电保护装置之间建立起TCP连接和服务，通过以太网TCP层的保活选项来保证链路的通畅，不通过心跳报文，以减少应用层不必要的信息交互；站控层中心服务器还通过站控层交换机，并采用FTP文件传输协议与间隔层继电保护装置连接通信，用于定值文件和CID文件的备用同步通信。
将全变电站系统的SCD文件备份在站控层中心服务器中，也即对全变电站的IED的实例配置和通信参数、IED之间的通信配置以及变电站一次系统结构信息备份至第一存储模块中；
根据已备份的SCD文件，通过站控层中心服务器的解析处理模块解析导出全变电站IED设备的CID文件，并在站控层中心服务器中备份，也即对全变电站IED设备的最终运行文件备份至第一存储模块中，CID文件是继电保护装置中最终运行的文件，属于站控层的模型文件，当继电保护装置的文件系统损坏时，可通过站控层中心服务器备份的CID文件恢复；
先通过站控层中心服务器读取并保存间隔层继电保护装置的有效定值区和修改定值区的定值，并以文件的形式存储到第一存储模块中，形成定值文件，定值文件格式如表1所示，定值文件是继电保护装置启动保护功能的参数文件，有效定值区是所有有效定值文件存放的区号，修改定值区是监控系统修改或本地修改的定值文件存放的区号；同时，通过站控层中心服务器读取并保存间隔层继电保护装置的CID文件；其中，读取修改定值区的定值是指当间隔层继电保护装置进行定值修改时，将向站控层中心服务器发送修改定值的报告，由报告服务单元接收，然后读取该间隔层继电保护装置的中已修改定值区的定值。
表1
| 序号 | 名称 | 描述 | 值 | 数据类型 | 单位 |
| 1 | LLNO$SG$KG1$setVal | 控制字一 | 0 | Long | |
| 2 | LLNO$SG$KG2$setVal | 控制字二 | 0 | Long | |
| 3 | LLNO$SG$KG3$setVal | 控制字三 | 0 | Long | |
| 4 | OvCurPTOC1$SG$StrVal$setMag$f | 过流I段电流 | 0.5 | Float | A |
| 5 | OvCurPTOC2$SG$StrVal$setMag$f | 过流II段电流 | 1.5 | Float | A |
| 6 | OvCurPTOC3$SG$StrVal$setMag$f | 过流III段电流 | 2.5 | Float | A |
| 7 | OvCurPTOC1$SG$OpDlTmms$setVal | 过流I段时间 | 300 | Int | S |
| 7 | OvCurPTOCl$SG$OpDlTmms$setVal | 过流II段时间 | 800 | Int | S |
| 8 | OvCurPTOC1$SG$OpDlTmms$setVal | 过流III段时间 | 1000 | Int | S |
然后，通过定值服务单元，将站控层中心服务器保存的定值与实时运行的间隔层继电保护装置的定值进行对比和相互同步；通过文件服务单元，将站控层中心服务器保存的CID文件与实时运行的间隔层继电保护装置的CID文件进行对比和相互同步，以确保站控层中心服务器保存的定值和实时运行的间隔层继电保护装置的定值一致，并确保保站控层中心服务器保存的CID文件和实时运行的间隔层继电保护装置的CID文件一致，获得间隔层继电保护装置的即插即用性。
本实施例中，站控层中心服务器会在特定条件下，对实时运行的间隔层继电保护装置的定值文件、CID文件与站控层中心服务器自身存储的定值文件、CID文件进行对比，发现双方不一致后，申请同步，即：(1)在定值文件对比时，比较实时运行的间隔层继电保护装置上的定值文件和站控层中心服务器上保存的定值文件，如果不同，申请同步，可将间隔层继电保护装置上的定值文件同步到站控层中心服务器上，也可将站控层中心服务器上的定值文件同步到间隔层继电保护装置上，确保站控层中心服务器和实时运行的间隔层继电保护装置上定值文件的一致；(2)在站控层模拟文件对比时，比较间隔层继电保护装置上的CID文件和实时运行的站控层中心服务器上存储的CID文件，如果不同，申请同步；当站控层中心服务器与保护装置物理连接正常，但无法建立IEC61850站控层通信协议连接，认为间隔层继电保护装置无法执行IEC61850服务，则通过FTP文件传输协议进行同步，可将实时运行的间隔层继电保护装置上的CID文件同步到站控层中心服务器上，也可将站控层中心服务器上的CID文件同步到实时运行的间隔层继电保护装置上，确保一致。
其中，特定条件是指以下情况：
A.站控层中心服务器与间隔层继电保护装置首次建立MMS连接，会对比定值文件和CID文件；
B.站控层中心服务器收到修改定值报告时，会对比定值文件；
C.不能建立MMS连接，但物理连接正常时，对比CID文件；
D.当间隔层继电保护装置损坏时，站控层中心服务器会将定值文件和CID文件下载同步到备用间隔层继电保护装置中。
本实施例的基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法还包括：
如图2所示，建立过程层中心服务器，将该过程层中心服务器与过程层继电保护装置连接通信，具体是通过文件传输模块、过程层交换机，并采用FTP文件传输协议与过程层继电保护装置的保护CPU连接通信。
过程层中心服务器包括第二存储模块、模型处理模块和文件传输模块，其中，第二存储模块具有全站过程层配置管理子模块，模型处理模块包括单IED信息提取子模块、单IED配置文件生成子模块。
过程层中心服务器主要用于：(1)存储全站设备过程层的61850通信配置SV和GOOSE订阅和发布的内容；(2)解析SCD文件，获得每个过程层继电保护装置的过程层配置信息；(3)生成通用格式的过程层配置文件；(4)与过程层继电保护装置进行通信，完成过程层配置文件的下载、同步功能；
将全变电站系统的SCD文件备份在过程层中心服务器中，即通过第二存储模块将SCD文件进行存储；
由过程层中心服务器从已备份的SCD文件中通过全站过程层配置管理子模块解析获得SV和GOOSE配置信息，再通过IED信息提取子模块生成通用格式的过程层配置文件，该通用格式的过程层配置文件为SED文件，并在第二存储模块中以SED文件存储，从而存储全站设备过程层的61850通信配置SV和GOOSE订阅和发布的内容；其中，SED文件是IEC61850标准第二版提出的用于描述系统间信息交换的文件，过程层中心服务器根据系统集成商提供的SCD，在遵循IEC61850第二版标准的基础上提炼SV和GOOSE配置信息，生成SED文件，从而有效地将站控层的MMS服务信息和过程层的SV、GOOSE信息分离，便于管理和维护。
通过过程层中心服务器在过程层配置文件中导出指定的过程层继电保护装置的过程层配置文件，过程层中心服务器通过SED文件读取指定过程层继电保护装置的过程层配置信息；其中，指定的过程层继电保护装置即为需要即插即用替换的过程层继电保护装置。
具体是，当需要实现过程层继电保护装置的即插即用功能时，过程层中心服务器从SED文件中找到指定的需要替换的继电保护装置，首先，过程层中心服务器读取指定过程层继电保护装置(IED设备)的<IED>节点信息，采用Xpath搜索方式，查找该继电保护装置的各个过程层逻辑设备，例如GOOSE对应的逻辑设备PI，SV对应的逻辑设备SVLD；然后读取该IED其各个过程层逻辑设备的<inputs>节点，获得SV和GOOSE订阅数据集和数据成员的数据类型，根据<inputs>节点提供的信息，反向搜索对应的<IED>内容，这样就获得了指定过程层继电保护装置其订阅方的IED名称、逻辑设备、数据集、控制块信息等，用于组成订阅方信息列表；再读取<DataSet>节点，获得本过程层继电保护装置的SV和GOOSE发布数据集和数据成员的数据类型，用于组成本过程层继电保护装置的发送信息列表；最后根据该本过程层继电保护装置的IED名称及读取<inputs>元素时总结的订阅方IED名称，读取<Communication>节点信息，获得本地和订阅方的通信信息，包括MAC地址，APPID，VLANID等。
通用格式的过程层配置文件的格式如下：
过程层配置文件的通用格式可根据实际需要编制，只要保证各IED设备均采用此通用的格式即可。SED文件导出的过程层配置信息用于引导过程层继电保护装置获取相应的信息，实现SV和GOOSE的收发功能，过程层配置信息应符合一套准则规范，全站内所有的IED设备都按照此准则来描述SV及GOOSE信息，从而实现配置文件的通用性，这样对于某一运行中的过程层继电保护装置出现装置硬件异常，只需通过中心服务器将异常的过程层继电保护装置的过程层配置文件下载到其它热备用的过程层继电保护装置中去，即可替代异常的过程层继电保护装置完成相应的保护功能，从而实现过程层继电保护装置的即插即用。
本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法，其特征在于包括：
建立站控层中心服务器，将该站控层中心服务器与间隔层继电保护装置连接通信；
将全变电站系统的SCD文件备份在站控层中心服务器中；
由站控层中心服务器从已备份的SCD文件中解析获得全变电站IED设备的CID文件，并在站控层中心服务器中备份；
通过站控层中心服务器读取并保存间隔层继电保护装置的有效定值区和修改定值区的定值，并以文件的形式存储，形成定值文件；通过站控层中心服务器读取并保存间隔层继电保护装置的CID文件；
将站控层中心服务器保存的定值与实时运行的间隔层继电保护装置的定值进行对比和相互同步，并将站控层中心服务器保存的CID文件与实时运行的间隔层继电保护装置的CID文件进行对比和相互同步，以确一致，获得间隔层继电保护装置的即插即用性。
2.根据权利要求1所述的基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法，其特征在于：所述站控层中心服务器通过IEC61850站控层通信协议与间隔层继电保护装置的管理CPU建立MMS连接，用于与间隔层继电保护装置连接通信。
3.根据权利要求2所述的基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法，其特征在于：所述站控层中心服务器还通过FTP文件传输协议与间隔层继电保护装置连接通信，用于定值文件和CID文件的备用同步通信。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法，其特征在于：所述的基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法还包括：
建立过程层中心服务器，将该过程层中心服务器与过程层继电保护装置连接通信；
将全变电站系统的SCD文件备份在过程层中心服务器中；
由过程层中心服务器从已备份的SCD文件中解析获得SV和GOOSE配置信息，形成通用格式的过程层配置文件，并在过程层中心服务器中存储；
通过过程层中心服务器在过程层配置文件中导出指定的过程层继电保护装置的过程层配置文件，并下载到备用的过程层继电保护装置中，获得过程层继电保护装置的即插即用性。
5.根据权利要求4所述的基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法，其特征在于：所述的通用格式的过程层配置文件为SED文件。
6.根据权利要求5所述的基于中心服务器方式实现保护装置即插即用的方法，其特征在于：所述过程层中心服务器通过FTP文件传输协议与过程层继电保护装置的保护CPU连接通信。
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