CN102929757A - 一种电网故障时保护动作事件的iec61850/mms通信仿真方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电网故障时保护动作事件的IEC61850/MMS通信仿真方法，包括如下步骤：查询预配置于SQL数据库中的待仿真保护装置的开关量及保护事件序列；启动IEC61850/MMS通信服务；使用MMS的带缓存报告BRCB特性，定时地将开关量及保护事件序列中一段时间内的待发送序列一次性写入MMS数据对象中，MMS服务产生一次开关量及保护事件报告；重复步骤（3），直至处理完开关量及保护事件序列的所有条目。可使用普通运行Windows系统的PC机建虚拟的智能电子设备仿真系统，用于代替物理的智能电子设备如继电保护装置和测控装置等，产生精确到毫秒保护动作事件序列，以对基于IEC61850通信的智能变电站自动化系统的高级应用进行方便灵活的调试和验证。
Description
技术领域
本发明涉及一种电网故障时保护动作事件的IEC61850/MMS通信仿真方法，属于国际标准《变电站通信网络和系统》（IEC61850）的制造报文规范（MMS）在电力系统变电站自动化系统的应用的领域。
背景技术
IEC61850标准是国际电工委员会TC57工作组针对解决变电站自动化系统面临的互操作新问题最新指定的《变电站通信网络和系统》系列标准。该标准得到国内外大部分主流厂家的支持，成为全球在变电站自动化领域唯一统一的标准。
制造报文规范 MMS(Manufacture Message Specification)是由国际标准化组织ISO制定的一套用于开发和维护工业自动化系统的国际标准报文规范，MMS规范了工业领域具有通信能力的智能传感器、智能电子设备IED、智能控制设备的通信行为，使出自不同厂商的设备之间具有互操作性，使系统集成变得简单、方便。IEC61850标准吸收并应用制造报文规范MMS，实现网络环境下继电保护装置、测控装置等智能电子设备与监控后台之间数据信息的实时交换。
随着基于IEC61850标准的智能变电站的推广和应用，作为智能变电站重要特点的智能高级应用如智能告警、故障分析与决策等功能也在逐步试点应用中。利用RTDS和继电保护测试仪进行电网故障再现，无疑是对实际故障逼真的分析方法，对于进行高级应用的分析验证有着独特的优点，但RTDS和继电保护测试仪需要较大投资，而且不能在现场方便使用，不便于程序员跟踪和发现软件漏洞。另一种方法是使用通用IEC61850/MMS服务端仿真程序，手动产生动作事件来模拟电网故障，但保护动作事件对时间精确性要求相当高，一般为毫秒级，事件的先后发生次序对高级应用的分析至关重要，通用IEC61850/MMS服务端仿真程序很难满足相应的要求。而且一般常规的非实时操作系统如windows系统是不可能产生如此精确时间的事件的。因此如何简单高效地进行电网故障时保护动作事件仿真模拟，对相关高级应用进行开发调试，以及在工程测试平台上进行验证是一个亟待解决的问题。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种电网故障时保护动作事件的IEC61850/MMS通信仿真方法，可使用普通运行Windows系统的PC机建虚拟的智能电子设备仿真系统，用于代替物理的智能电子设备如继电保护装置和测控装置等，产生精确到毫秒保护动作事件序列，以对基于IEC61850通信的智能变电站自动化系统的高级应用进行方便灵活的调试和验证。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种电网故障时保护动作事件的IEC61850/MMS通信仿真方法，包括如下步骤：
步骤（1）：查询预配置于SQL数据库中的待仿真保护装置的开关量及保护事件序列；
步骤（2）：启动IEC61850/MMS通信服务；
步骤（3）：使用MMS的带缓存报告BRCB特性，定时地将开关量及保护事件序列中一段时间内的待发送序列一次性写入MMS数据对象中，MMS服务产生一次开关量及保护事件报告；
步骤（4）：重复步骤（3），直至处理完开关量及保护事件序列的所有条目。
所述步骤（1）具体是指：使用SQL语法的ORDER BY排序功能，将查询结果按照精确到毫秒的发生时间递增排序形成开关量及保护事件序列。
所述步骤（3）具体是指：使用MMS的带缓存报告BRCB特性，将开关量及保护事件序列中在非实时操作系统可分辨的时间段内（如WindowsXP系统时可为100毫秒）的待发送序列一次性写入MMS数据对象中，开关量及保护事件序列中的时标为序列内条目预定义的精确到毫秒的时间，MMS服务产生一次开关量及保护事件报告。
有益效果：本发明提供的一种电网故障时保护动作事件的IEC61850/MMS通信仿真方法，可使用普通运行Windows系统的PC机仿真模拟电网故障时的保护装置和测控装置的MMS通信行为，产生精确到毫秒保护动作事件序列，对基于IEC61850通信的智能变电站自动化系统的智能告警、故障分析与决策等相关高级应用进行调试和验证，摆脱了智能变电站高级应用调试时对物理的智能电子设备的依赖，同时简化了这些高级应用投运前调试工作的复杂度。
附图说明
图1为本发明的仿真方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，为一种电网故障时保护动作事件的IEC61850/MMS通信仿真方法，包括如下步骤：步骤（1）：查询预配置于SQL数据库中的待仿真保护装置的开关量及保护事件序列；步骤（2）：启动IEC61850/MMS通信服务；步骤（3）：使用MMS的带缓存报告BRCB特性，定时地将开关量及保护事件序列中一段时间内的待发送序列一次性写入MMS数据对象中，MMS服务产生一次开关量及保护事件报告；步骤（4）：重复步骤（3），直至处理完开关量及保护事件序列的所有条目。
所述步骤（1）具体是指：使用SQL语法的ORDER BY排序功能，将查询结果按照精确到毫秒的发生时间递增排序形成开关量及保护事件序列。
所述步骤（3）具体是指：使用MMS的带缓存报告BRCB特性，将开关量及保护事件序列中在非实时操作系统可分辨的时间段内（如WindowsXP系统时可为100毫秒）的待发送序列一次性写入MMS数据对象中，开关量及保护事件序列中的时标为序列内条目预定义的精确到毫秒的时间，MMS服务产生一次开关量及保护事件报告。
电网故障时保护装置和测控装置等智能电子设备上送给后台的信息是一组有严格时序关系和毫秒级时间精度的保护动作事件和开关变位序列。该序列的配置信息可存贮于支持SQL的数据库中，针对仿真程序可使用轻量级的进程内数据库如SQLite，每一条事件信息需包括逻辑设备名、数据对象引用、状态值、以及相对触发偏移时间毫秒数等信息。
仿真程序运行时，首先使用SQL语法的ORDER BY排序功能按照相对触发时间毫秒数查询预配置于SQL数据库中的待仿真保护装置的开关量及保护事件，形成精确到毫秒的发生时间递增排序的保护动作事件和开关变位序列。
由于IEC61850标准规定其中CID（Configured IED Description）文件包含了智能电子设备投运时的完整模型信息，仿真程序可使用实际被仿真设备的已有CID文件，解析获得该设备对外通信的所有信息和配置，启动IEC61850/MMS通信服务。
然后设定一定时器任务，典型的在Windows系统下定时周期可为100毫秒，任务触发后，查询开关量及保护事件序列，将序列中该时刻之前的所有待发送序列一次性写入MMS数据对象中，其中每一条事件的时标都是仿真程序开始运行时刻加预配置的相对触发时间毫秒数偏移后的时标，MMS服务将会由于报告的缓存特性产生一次开关量及保护事件报告发送给后台；
定时任务持续运行，直至保护事件及开关量序列中的所有条目都已发送完毕。
本发明提供的一种电网故障时保护动作事件的IEC61850/MMS通信仿真方法，可使用普通运行Windows系统的PC机仿真模拟电网故障时的保护装置和测控装置的MMS通信行为，产生精确到毫秒保护动作事件序列，对基于IEC61850通信的智能变电站自动化系统的智能告警、故障分析与决策等相关高级应用进行调试和验证，摆脱了智能变电站高级应用调试时对物理的智能电子设备的依赖，同时简化了这些高级应用投运前调试工作的复杂度。
以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种电网故障时保护动作事件的IEC61850/MMS通信仿真方法，包括如下步骤：
步骤（1）：查询预配置于SQL数据库中的待仿真保护装置的开关量及保护事件序列；
步骤（2）：启动IEC61850/MMS通信服务；
步骤（3）：使用MMS的带缓存报告BRCB特性，定时地将开关量及保护事件序列中一段时间内的待发送序列一次性写入MMS数据对象中，MMS服务产生一次开关量及保护事件报告；
步骤（4）：重复步骤（3），直至处理完开关量及保护事件序列的所有条目。
2.根据权利要求1所述的一种电网故障时保护动作事件的IEC61850/MMS通信仿真方法，其特征在于：所述步骤（1）具体是指：使用SQL语法的ORDER BY排序功能，将查询结果按照精确到毫秒的发生时间递增排序形成开关量及保护事件序列。
3.根据权利要求1所述的一种电网故障时保护动作事件的IEC61850/MMS通信仿真方法，其特征在于：所述步骤（3）具体是指：使用MMS的带缓存报告BRCB特性，将开关量及保护事件序列中在非实时操作系统可分辨的时间段内的待发送序列一次性写入MMS数据对象中，开关量及保护事件的时标为序列内条目预定义的精确到毫秒的时间，MMS服务产生一次开关量及保护事件报告。
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