CN103779966A - 基于输入虚端子映射机制的智能终端监测系统及方法 - Google Patents

基于输入虚端子映射机制的智能终端监测系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种智能变电站智能终端检测技术领域的基于输入虚端子映射机制的智能终端监测系统及方法，该系统包括：网络通信模块、数据处理模块、信号映射模块、输出控制模块，其中：网络通信模块接收来自保护的GOOSE报文，数据处理模块处理该报文为通信参数，信号映射模块接收通过GOOSE输入虚端子映射机制，将输入虚端子GOOSE报文以MMS Report方式送出，以构成闭环监测。本发明能够实现智能变电站二次回路的在线实时监测，有利于提高基于IEC61850标准的二次系统可靠性。

Description

基于输入虚端子映射机制的智能终端监测系统及方法
技术领域
本发明涉及的是一种变电站智能终端检测技术领域的装置及方法，具体是一种基于输入虚端子映射机制的智能终端监测系统及方法。
背景技术
在智能变电站技术背景下，IEC61850标准已经成为关键支持技术体系，IEC61850提出了“三层两网”的概念，过程层合并单元、智能终端应运而生。按照IEC61850标准，过程层IED（intelligent electronic device智能电力设备）仅接入过程层SV、GOOSE网络。光缆代替电缆，IED设备之间的信号关联通过GOOSE机制实现，传统的二次回路演变为虚回路，这种应用模式带来的最大问题即IED之间的关联关系不可见，实际运行过程中IED虚端子、虚回路出现问题无有效监测、报警手段。因此，作为过程层IED的智能终端支持MMS服务，可实现继电保护系统闭环在线监测，有助于实现真正意义上的变电站二次系统智能化应用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于输入虚端子映射机制的智能终端监测系统及方法，能够实现智能变电站二次回路的在线实时监测，有利于提高基于IEC61850标准的二次系统可靠性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种基于输入虚端子映射机制的智能终端监测系统，包括：网络通信模块、数据处理模块、信号映射模块和输出控制模块，其中：网络通信模块经MMS网络通信口接收智能终端的配置文件，GOOSE通信端口接收来自保护装置的GOOSE报文，将配置文件和GOOSE报文输出至数据处理模块；通过GOOSE通信端口将来自输出控制模块的一次设备状态信息以GOOSE报文发出；采取T接技术实现不同智能终端之间的级联及MMS报文的数据传输；数据处理模块解析配置文件为硬接点操作控制逻辑，输出至输出控制模块；解析GOOSE报文中的通信参数输出至信号映射模块，及来自保护装置的控制命令输出至输出控制模块；保存配置文件、GOOSE报文以及智能终端软、硬件监视状态信息；并接收来自网络通信模块的数据调用；信号映射模块接收数据处理模块对于GOOSE报文的通信参数，通过输入虚端子映射机制将来自保护装置GOOSE的报文以MMS Report方式输出至网络通信模块；输出控制模块接收来自数据处理模块基于配置文件的硬接点操作控制逻辑及来自保护装置的控制命令，输出至智能终端硬接点，实现对于一次设备（如断路器）的操作控制；通过输出控制模块接收智能终端硬接点接入的一次设备状态信息，以GOOSE报文格式分别输出至网络通信模块及数据存储模块。
所述的网络通信模块包括：MMS网络通信单元、GOOSE网络通信单元，其中：MMS网络通信单元接收来自后台系统的智能终端配置文件，GOOSE网络通信单元接收来自保护装置的GOOSE报文，一并传输至数据处理模块；将经信号映射模块虚端子输入的映射结果以MMSReport服务方式送出；接收来自输出控制模块所反映的一次设备（断路器、隔离刀闸）状态信息，以GOOSE报文输出；并接收来自其他智能终端MMS通信口T接级联的数据转发。
所述的数据处理模块包括：数据解析单元和数据存储单元，其中：数据解析单元接收来自网络通信模块的配置文件解析为硬接点操作控制逻辑，接收来自保护装置的GOOSE报文解析GOOSE报文中的通信参数输出至信号映射模块，解析GOOSE报文中的保护装置控制命令输出至输出控制模块；数据存储单元保存配置文件、GOOSE报文以及智能终端软、硬件监视状态信息；以及来自输出控制模块以GOOSE报文表示的一次设备状态变化信息，并支持网络通信模块对于所存储数据的调用。
所述的信号映射模块包括：映射传输单元和模型映射单元，其中：映射传输单元将来自数据处理模块的GOOSE报文通信参数输出至模型映射单元；模型映射单元采用GOOSE虚端子映射机制，以MMS Report方式传输至网络通信模块。
所述的输出控制模块包括：输出配置单元和操作控制单元，其中：输出配置单元接收自数据处理模块的硬接点操作控制逻辑及保护装置控制命令，输出至操作控制单元；操作控制单元实现对于一次设备（如断路器）的操作控制，并接收来自一次设备的状态信息，以GOOSE报文分别输出至网络通信模块及数据存储模块。
本发明涉及上述系统的监测方法，包括以下步骤：
第一步、网络通信模块经MMS通信接口接收来自后台系统的虚端子配置文件，经GOOSE通信口接收来自保护装置的GOOSE报文，输送至数据处理模块；
第二步、数据处理模块接收来自网络通信模块的GOOSE报文，解析为通信参数并输出至信号映射模块；
第三步、信号映射模块接收来自数据处理模块的GOOSE报文通信参数，通过GOOSE输入虚端子映射机制，以MMS Report方式送至网络通信模块；
第四步、网络通信模块接收信号映射模块输入虚端子映射的MMS Report报文，并上送后台系统，同时，接收来自其他智能终端MMS通信口T接级联的数据转发；
由此，实现基于输入虚端子映射机制的虚回路动态监测。
技术效果
与现有技术相比，本发明的优点包括：通过智能终端输入虚端子映射机制，实现保护系统操作控制回路的完整监测，通过智能终端MMS通信接口T接级联技术，可大幅度减少对于站控层交换机端口的配置需求。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
图中：①配置文件、②保护GOOSE报文、③通信参数、④MMSReport、⑤一次设备状态信息、⑥保护控制命令、⑦数据调用、⑧操作控制命令。
图2为实施例监测流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：包括：网络通信模块、数据处理模块、信号映射模块和输出控制模块，其中：网络通信模块经MMS网络通信口接收智能终端的配置文件，GOOSE通信端口接收来自保护装置的GOOSE报文，将配置文件和GOOSE报文输出至数据处理模块；通过GOOSE通信端口将来自输出控制模块的一次设备状态信息以GOOSE报文发出；采取T接技术实现不同智能终端之间的级联及MMS报文的数据传输。数据处理模块解析配置文件为硬接点操作控制逻辑，输出至输出控制模块；解析GOOSE报文中的通信参数输出至信号映射模块，及来自保护装置的控制命令输出至输出控制模块；保存配置文件、GOOSE报文以及智能终端软、硬件监视状态信息；并接收来自网络通信模块的数据调用。信号映射模块接收数据处理模块对于GOOSE报文的通信参数，通过输入虚端子映射机制将来自保护装置GOOSE的报文以MMSReport方式输出至网络通信模块。输出控制模块接收来自数据处理模块基于配置文件的硬接点操作控制逻辑及来自保护装置的控制命令，输出至智能终端硬接点，实现对于一次设备（如断路器）的操作控制；通过输出控制模块接收智能终端硬接点接入的一次设备状态信息，以GOOSE报文格式分别输出至网络通信模块及数据存储模块。
所述的通信参数包括：GOOSE控制块定义、GOOSE控制块定义中数据集引用的定义、Extref输入输出信号的定义、Extref输入信号的值、Extref输出信号在GOOSE报文中对应的值。
所述的输入虚端子映射机制是指：在SCD文件中找到映射的MMS变量所在的LN，在该变量的有关描述片段中增加desc描述，将输入虚端子的intaddr中的值作为描述内容。在智能终端内部将GOOSE输入虚端子，即SCD中的<Extref>中的intaddr的映射为MMS模型对象，以MMS REPORT报文服务读取值，由此，将GOOSE输入虚端子值与其它对象的值建立起同步变动机制。
所述的控制命令是指：对于断路器及隔离刀闸的操作控制机构的控制指令。
所述的网络通信模块包括：MMS网络通信单元、GOOSE网络通信单元，其中：MMS网络通信单元接收来自后台系统的智能终端配置文件，GOOSE网络通信单元接收来自保护装置的GOOSE报文，一并传输至数据处理模块；将经信号映射模块虚端子输入的映射结果以MMSReport服务方式送出；接收来自输出控制模块所反映的一次设备（断路器、隔离刀闸）状态信息，以GOOSE报文输出；并接收来自其他智能终端MMS通信口T接级联的数据转发。
所述的数据处理模块包括：数据解析单元和数据存储单元，其中：数据解析单元接收来自网络通信模块的配置文件解析为硬接点操作控制逻辑，接收来自保护装置的GOOSE报文解析GOOSE报文中的通信参数输出至信号映射模块，解析GOOSE报文中的保护装置控制命令输出至输出控制模块；数据存储单元保存配置文件、GOOSE报文以及智能终端软、硬件监视状态信息；以及来自输出控制模块以GOOSE报文表示的一次设备状态变化信息，并支持网络通信模块对于所存储数据的调用。
所述的信号映射模块包括：映射传输单元和模型映射单元，其中：映射传输单元将来自数据处理模块的GOOSE报文通信参数输出至模型映射单元；模型映射单元采用GOOSE虚端子映射机制，以MMS Report方式传输至网络通信模块。
所述的输出控制模块包括：输出配置单元和操作控制单元，其中：输出配置单元接收自数据处理模块的硬接点操作控制逻辑及保护装置控制命令，输出至操作控制单元；操作控制单元实现对于一次设备（如断路器）的操作控制，并接收来自一次设备的状态信息，以GOOSE报文分别输出至网络通信模块及数据存储模块。
如图2所示，本终端通过以下方式实现监测：
S100：网络通信模块经MMS通信接口接收来自后台系统的虚端子配置文件，经GOOSE通信口接收来自保护装置的GOOSE报文，输送至数据处理模块；
S200：数据处理模块接收来自网络通信模块的GOOSE报文，解析为通信参数并输出至信号映射模块；
S300：信号映射模块接收来自数据处理模块的GOOSE报文通信参数，通过GOOSE输入虚端子映射机制，以MMS Report方式送至网络通信模块；
S400：网络通信模块接收信号映射模块输入虚端子映射的MMS Report报文，并上送后台系统，同时，接收来自其他智能终端MMS通信口T接级联的数据转发；
由此，实现基于输入虚端子映射机制的虚回路动态监测。
以上技术方案可见，本发明实施例提供的输入虚端子映射机制，可以实现智能变电站继电保护控制虚回路的实时监测，有利于提高基于IEC61850标准的二次系统可靠性。

Claims (8)

1.一种基于输入虚端子映射机制的智能终端监测系统，其特征在于，包括：网络通信模块、数据处理模块、信号映射模块和输出控制模块，其中：网络通信模块经MMS网络通信口接收智能终端的配置文件，GOOSE通信端口接收来自保护装置的GOOSE报文，将配置文件和GOOSE报文输出至数据处理模块；通过GOOSE通信端口将来自输出控制模块的一次设备状态信息以GOOSE报文发出；采取T接技术实现不同智能终端之间的级联及MMS报文的数据传输；数据处理模块解析配置文件为硬接点操作控制逻辑，输出至输出控制模块；解析GOOSE报文中的通信参数输出至信号映射模块，及来自保护装置的控制命令输出至输出控制模块；保存配置文件、GOOSE报文以及智能终端软、硬件监视状态信息；并接收来自网络通信模块的数据调用；信号映射模块接收数据处理模块对于GOOSE报文的通信参数，通过输入虚端子映射机制将来自保护装置GOOSE的报文以MMS Report方式输出至网络通信模块；输出控制模块接收来自数据处理模块基于配置文件的硬接点操作控制逻辑及来自保护装置的控制命令，输出至智能终端硬接点，实现对于一次设备的操作控制；通过输出控制模块接收智能终端硬接点接入的一次设备状态信息，以GOOSE报文格式分别输出至网络通信模块及数据存储模块。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的网络通信模块包括：MMS网络通信单元、GOOSE网络通信单元，其中：MMS网络通信单元接收来自后台系统的智能终端配置文件，GOOSE网络通信单元接收来自保护装置的GOOSE报文，一并传输至数据处理模块；将经信号映射模块虚端子输入的映射结果以MMS Report服务方式送出；接收来自输出控制模块所反映的一次设备状态信息，以GOOSE报文输出；并接收来自其他智能终端MMS通信口T接级联的数据转发。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的数据处理模块包括：数据解析单元和数据存储单元，其中：数据解析单元接收来自网络通信模块的配置文件解析为硬接点操作控制逻辑，接收来自保护装置的GOOSE报文解析GOOSE报文中的通信参数输出至信号映射模块，解析GOOSE报文中的保护装置控制命令输出至输出控制模块；数据存储单元保存配置文件、GOOSE报文以及智能终端软、硬件监视状态信息；以及来自输出控制模块以GOOSE报文表示的一次设备状态变化信息，并支持网络通信模块对于所存储数据的调用。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的信号映射模块包括：映射传输单元和模型映射单元，其中：映射传输单元将来自数据处理模块的GOOSE报文通信参数输出至模型映射单元；模型映射单元采用GOOSE虚端子映射机制，以MMS Report方式传输至网络通信模块。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的输出控制模块包括：输出配置单元和操作控制单元，其中：输出配置单元接收自数据处理模块的硬接点操作控制逻辑及保护装置控制命令，输出至操作控制单元；操作控制单元实现对于一次设备的操作控制，并接收来自一次设备的状态信息，以GOOSE报文分别输出至网络通信模块及数据存储模块。
6.根据上述任一权利要求所述的系统，其特征是，所述的通信参数包括：GOOSE控制块定义、GOOSE控制块定义中数据集引用的定义、Extref输入输出信号的定义、Extref输入信号的值、Extref输出信号在GOOSE报文中对应的值；
所述的输入虚端子映射机制是指：在SCD文件中找到映射的MMS变量所在的LN，在该变量的有关描述片段中增加desc描述，将输入虚端子的intaddr中的值作为描述内容；在智能终端内部将GOOSE输入虚端子，即SCD中的<Extref>中的intaddr的映射为MMS模型对象，以MMS REPORT报文服务读取值，由此，将GOOSE输入虚端子值与其它对象的值建立起同步变动机制；
所述的控制命令是指：对于断路器及隔离刀闸的操作控制机构的控制指令。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的MMS通信接口采取T接方式，实现不同智能终端之间的级联是指：T接方式即装置MMS网络的物理接口为BNC接口或AUI接口，装置之间用同轴电缆加T型头或收发器以串行的形式连接。
8.一种根据上述任一权利要求所述系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、网络通信模块经MMS通信接口接收来自后台系统的虚端子配置文件，经GOOSE通信口接收来自保护装置的GOOSE报文，输送至数据处理模块；
第二步、数据处理模块接收来自网络通信模块的GOOSE报文，解析为通信参数并输出至信号映射模块；
第三步、信号映射模块接收来自数据处理模块的GOOSE报文通信参数，通过GOOSE输入虚端子映射机制，以MMS Report方式送至网络通信模块；
第四步、网络通信模块接收信号映射模块输入虚端子映射的MMS Report报文，并上送后台系统，同时，接收来自其他智能终端MMS通信口T接级联的数据转发；
由此，实现基于输入虚端子映射机制的虚回路动态监测。
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