CN103530464A - 一种iec61850通用建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IEC61850通用建模方法，属于电力自动化技术领域。本发明的方法用于解决已有的面向具体设备的建模方法无法适用于其他设备建模的问题，以及已有建模软件无法满足新的建模需求的问题。本发明的方法通过设计建模规则及数据规则、抽象建模接口，将建模的接口与数据分离，从而实现面向规则的、可配置的通用建模。通过该方法的使用，避免面向具体设备建模软件的重复开发，降低成本，能够快速满足新的建模需求，提高产品质量和工程化水平，有利于建模的统一和IEC61850技术的普及。

Description

一种IEC61850通用建模方法
技术领域
本发明涉及一种IEC61850建模方法，属于电力自动化技术领域。
背景技术
IEC61850是IEC TC57制定的电力自动化用通信网络和系统技术标准，在第一版时仅用于变电站的通信，在第二版时改为电力公用事业自动化用通信网络和系统，其应用范围已经超出变电站，将会在智能电网中被广泛应用。IEC61850一个显著的特点是基于XML制定了用于基于IEC61850通信设备信息和功能描述的SCL模型规范。目前基于IEC61850新增或衍生的标准很多，仍然在不断制定和发布中。这些标准中，绝大部分的变化集中在模型的扩展。在实际应用中，每种基于IEC61850通信的设备都要提供模型，并在工程中进行实例化配置。因此，设备的建模以及模型的配置是IEC61850应用中最为突出和频繁的工作内容。
模型相关的规范内容多且复杂，建模和配置的工作量很大，且容易出错。为了满足大规模应用和技术普及，出现了自动建模，即通过软件实现自动建模。已有的自动建模技术从一定程度上提高了工作效率，降低了应用难度，但存在两个突出的问题：（1）面向具体设备的建模方法无法适用于其他设备建模；（2）已有建模软件无法满足新的建模需求。
不同设备有各自的建模软件，重复开发成本高；不同建模软件生成的模型也不尽一致，这在实际应用中引起了很多调试问题。尤其当有新的设备需要建模，或者已有设备功能变化，或者模型规范变化时，只能通过重新开发或修改建模软件来满足建模需求，很明显，这个过程在新旧兼容性、模型一致性、新技术应用的滞后性等方面存在不足，最严重的是开发成本高、工作效率低。IEC61850技术，尤其是模型方面仍然在快速发展，加上如前所述建模及模型配置是应用中最为频繁的工作内容，已有建模技术存在的高成本、低效率等问题将会越来越突出。
发明内容
为了克服上述已有技术的不足，本发明提供了一种IEC61850通用建模方法。
本发明所采用的技术方案是：通过设计建模规则及数据规则、抽象建模接口，将建模接口与数据解耦，从而实现面向规则的、可配置的通用建模，包括以下步骤：
（1）采集待建模设备的原始数据，并按照数据规则对所采集的数据进行配置生成设备数据；其中，数据规则是对基于IEC61850通信设备的各类数据进行统计和分析后，形成的统一的数据描述格式，独立于具体设备，完全面向数据，包括数据的通用属性、分类、分类属性；
（2）针对步骤（1）中的设备数据，采集待建模设备在IEC61850模型规范基础上的建模扩展项，并按照建模规则对所采集的扩展项配置生成建模规范库；其中，建模规则是将建模过程中用到的模型相关的逻辑节点、访问点、逻辑设备、数据集、报告控制块的处理一般化为通用的规则；建模规范库是基于建模规则的具体定义，包括建模用逻辑节点、逻辑节点子属性的处理规则、访问点规则、逻辑设备规则、数据集规则、报告控制块规则，可配置，保存为离线文件；
（3）依据步骤（2）中的建模规范库，对步骤（1）中的设备数据进行建模配置生成建模数据；其中，建模数据是在设备数据基础上增加与建模相关的建模规范库的实例化应用；
（4）将步骤（3）中的建模规范库、建模数据输入到建模接口，由建模接口依据所述数据规则和所述建模规则将所述输入处理转换为符合IEC61850模型规范的数据，进一步按照IEC61850建模规范生成模型文件，从而实现面向规则的通用建模方法。
与已有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的面向规则建模避免了已有面向具体设备建模软件的重复开发，降低成本，离线可配的建模规则能够快速满足新的建模需求，提高了产品质量和工程化水平及效率，有利于建模的统一和IEC61850技术的普及。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
图1为本发明的IEC61850通用建模方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如附图1所示为本发明IEC61850通用建模方法流程示意图，本发明的IEC61850通用建模方法包括以下步骤：
（1）采集待建模设备的原始数据，并按照数据规则对所采集的数据进行配置生成设备数据。数据规则是对基于IEC61850通信设备的各类数据进行统计和分析后，形成的统一的数据描述格式，独立于具体设备，完全面向数据。数据描述格式包括数据的通用属性、分类、分类属性；其中：
A）数据分类包括3个级别：应用类型，按电力常规数据划分的大类，如模拟量、开关量、控制、定制等；数据类型，是对应用类型的细分，如电流、电压、开入、压板等；值类型，即值的表示方式，如浮点数、整型、布尔值等；
B）数据通用属性包括所属设备ID、数据的ID、描述、应用类型、数据类型、值类型、分相（如A相、B相等）、附加参数、短地址串；其中，附加参数用于设备数据特定的描述信息，仅为了方便基于数据的其他应用，不参与建模过程，默认预留5个附加参数项，原则上不限制；
C）数据分类属性是在通用属性的基础上针对应用类型增加数据的描述信息。目前仅从IEC61850建模的角度，增加分类属性，对于模拟量分类，增加范围、步长、单位、倍数。
（2）按建模规则配置建模规范库。针对步骤（1）中的设备数据，采集待建模设备在IEC61850模型规范基础上的建模扩展项，并按照建模规则对所采集的扩展项配置生成建模规范库；其中，建模规则是将建模过程中用到的模型相关的逻辑节点、访问点、逻辑设备、数据集、报告控制块的处理一般化为通用的规则；建模规范库是基于建模规则的具体定义，包括建模用逻辑节点、逻辑节点子属性的处理规则、访问点规则、逻辑设备规则、数据集规则、报告控制块规则，可配置，保存为离线文件。
建模规则是对建模的各种配置需求、易变情况及流程的综合考虑和分析后，将建模过程中模型相关的处理一般化为通用的规则，并通过外部可配置的建模规范库进行具体定义，从而实现在不修改建模软件的情况下通过修改建模规范库满足新的建模需求。建模规则及建模规范库设计了明确的框架格式，包括建模用逻辑节点、逻辑节点子属性的处理规则、访问点规则、逻辑设备规则、数据集规则、报告控制块规则；其中：
A）逻辑节点按照IEC61850模型规范格式配置，用于罗列在实际建模中用到的逻辑节点；
B）逻辑节点子属性的处理规则，用于描述具体逻辑节点的子属性在建模时如何使用。该规则主要用于明确哪些属性用于数据值的建模，尤其在逻辑节点包含多个值类属性时，以及属性为多级嵌套时叶子属性的路径配置；
C）访问点规则，用于罗列建模中可用的访问点名称；
D）逻辑设备规则，用于罗列建模中可用的逻辑设备，还包括其默认所属的访问点配置；
E）数据集规则，用于罗列建模中可用的数据集，还包括其默认所属的逻辑设备；
F）报告控制块规则，用于罗列建模中可用的报告控制快，还包括其默认对应的数据集，以及默认的属性配置。
除了上述主要的规则外，还包括用于提高建模效率的默认配置，如在步骤（1）所述数据规则中的应用类型、数据类型等默认所属的数据集。
（3）依据步骤（2）中的建模规范库，对步骤（1）中的设备数据进行建模配置生成建模数据；其中，建模数据是在设备数据基础上增加与建模相关的建模规范库的实例化应用，即对具体设备数据增加建模需要的逻辑节点、访问点、逻辑设备、数据集、报告控制块，这样经过配置的设备数据已经满足建模所需的配置信息，就可以输入到建模接口进行建模；
（4）将步骤（3）中的建模规范库、建模数据输入到建模接口，由建模接口依据所述数据规则和所述建模规则将所述输入处理转换为符合IEC61850模型规范的数据，进一步按照IEC61850建模规范生成模型文件，从而实现面向规则的通用建模方法。
建模接口对输入数据的处理包括：A）规则格式处理，即数据规则和建模规则对应的格式处理，需要开发实现；B）结合数据规则和建模规则将建模数据转换为符合IEC61850模型规范的数据。经过这些处理后，剩下的就是常规的IEC61850建模流程了，并最终生成模型文件。只要设备的数据、要求的规范按照规则描述和配置，就可以实现面向规则的通用建模，达到建模接口与数据分离，即独立于具体设备和规范要求。由于建模数据是可离线修改的，因此能够快速满足新的建模需求。
如对于一个具体的模拟量数据，首先按数据规则配置其通用属性和分类属性，然后在建模规范库中配置其建模所需访问点、逻辑设备、逻辑节点，最后在建模数据中配置其建模信息，包括所属的访问点、逻辑设备、逻辑节点，对应的逻辑节点子属性、范围、量纲，至此该模拟量数据已经具备所有建模所需信息，并且严格按照所述数据规则、建模规则配置，便可输入的建模接口进行处理并生成模型文件。
以上给出的实施例用以说明本发明和它的实际应用，并且因此使得本领域的技术人员能够实现或使用本发明，本领域普通技术人员可以再不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例作出种种修改或变化，因而本发明并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特性的最大范围。

Claims (3)

1.一种IEC61850通用建模方法，其特征在于，所述建模方法包括以下步骤：
（1）采集待建模设备的原始数据，并按照数据规则对所采集的数据进行配置生成设备数据；其中，数据规则是指对基于IEC61850通信标准的所述待建模设备的各类原始数据进行统计和分析后，形成的统一的数据描述格式，独立于具体设备，完全面向数据；
（2）针对步骤（1）中的设备数据，采集待建模设备在IEC61850模型规范基础上的建模扩展项，并按照建模规则对所采集的扩展项配置生成建模规范库；其中，建模规则是将建模过程中用到的模型相关的逻辑节点、访问点、逻辑设备、数据集、报告控制块的处理一般化为通用的规则。
（3）依据步骤（2）中的建模规范库，对步骤（1）中的设备数据进行建模配置生成建模数据；其中，建模数据是在设备数据基础上增加与建模相关的建模规范库的实例化应用。
（4）将建模规范库、建模数据输入到建模接口，由建模接口依据所述数据规则和所述建模规则将所述输入的建模规范库、建模数据输入处理转换为符合IEC61850模型规范的数据，进一步按照IEC61850建模规范生成模型文件，从而实现面向规则的通用建模方法。
2.根据权利要求1所述的IEC61850通用建模方法，其特征在于：
在所述步骤（1）中，所述数据描述格式包括设备数据的通用属性、分类、分类属性。
3.根据权利要求1所述的IEC61850通用建模方法，其特征在于：在步骤（2）中，建模规范库是基于建模规则的对相关扩展项的具体定义，包括建模用逻辑节点、逻辑节点子属性的处理规则、访问点规则、逻辑设备规则、数据集规则、报告控制块规则，可配置，保存为离线文件。
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