CN104820679A - 一种基于iec61850规约的计量终端电度量远传方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种基于IEC61850规约的计量终端电度量远传方法，本发明的主要步骤包括：(1)日志控制块与日志数据集模型建立；(2)周期对电度量信息进行存储；(3)定义电度量日志存储的数据库模型，作为日志记录的全集，供日志查询和加载使用；(4)内存管理，保持一定数量的日志记录，按照时间顺序只保持最新的部分记录；(5)日志管理，在装置重新上电后，需要重新加载数据库中的历史信息，并对当前时间做整点处理，保证上送数据的正确性和主站的一致性。该方法在实现电度量周期存储基础上，以基于IEC61850的日志模型设计和日志服务将电度量数据远传到计量主站，并具备终端重新上电后的日志管理功能。

Description

一种基于IEC61850规约的计量终端电度量远传方法

技术领域

本发明涉及电力系统数据传输安全领域，具体涉及一种基于IEC61850规约的计量终端电度量远传方法。

背景技术

目前计量终端关于电度量的传输一般采用IEC102规约上送，主站与计量终端间通过传统的计量终端提交点表、主站挑点、计量终端接收点表流程来完成转发配置。这种做法流程比较繁杂，而且配置过程容易出错，最重要的是在计量终端的采集装置模型变化以后，主站与计量终端需要重复该挑点配置流程。而使用IEC61850规约通讯则不存在该类问题，61850模型有其自描述的特性，模型变化后主站可以通过读服务直接获取新的模型。而且，现在变电站内使用IEC61850规约通讯已经普及，主站与计量终端间使用IEC61850规约进行通讯也将必然成为一种趋势。

日志服务是IEC61850规约提供的一项重要服务，对日志模型以及日志服务映射等做出了规定。日志服务其支持按时间查询和按ID查询的特性也满足了计量主站对某时间段内查询电度量的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于IEC61850规约的计量终端电度量远传方法，本方法使用IEC61850规约提供的日志服务，完成主站对电度量查询的要求，本方法能够优化目前计量终端的转发配置流程，并适应IEC61850规约大规模推广的趋势。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

一种基于61850规约的计量终端电度量远传方法，包括61850日志模型的建立、计量终端日志存储数据库结构定义、电度量日志存储与内存管理、61850日志服务传输、计量终端断电重启后的日志管理。具体包括如下内容：

1）定义计量终端日志模型，包括以下内容：

（1.1）采用计量数据集中的逻辑对象来生成日志数据集；其中，由计量数据产生变化后会生成对应的日志信息，从而使用该日志信息生成日志数据集；

（1.2）定义日志控制块实例名称：根据IEC61850规约可以扩展的特性，采用lcb为前缀，另外加上计量数据集的名称作为后缀组成控制块实例名称；

（1.3）将日志数据集的名称采用IEC61850统一规范命名为dsLog；

2）对存储计量终端电度量日志信息的数据库结构进行定义，所述日志信息的关键字段包括：电度量节点参引、日志条目ID、日志生成时间、电度量值，当计量终端需要读取数据库中的冗余数据时，通过加载所述日志信息，满足主站查询的请求；

3）定义电度量日志信息的存储机制：因为采用了计量数据集的逻辑对象生成日志数据集，并且将计量数据集的报告控制块中周期上送（period）置为true，所以，当计量终端内置的计时器到了报告控制块中周期时间（intgPd）设定的时间后，IEC61850日志服务自动生成计量数据集所对应的日志信息，所述计量数据集所对应的日志信息分为内存中的存储部分和在计量终端数据库中的存储部分；其中内存中的存储部分：根据计量终端装置的性能差异，在内存中维护的日志信息是一个额定值，超过该额定值时，则清理掉部分日志信息。

所述清理掉部分日志信息是采用按时间顺序，优先清理存储时间最久的一定数量的日志信息，用以存储时间最新的日志信息，并同步更新日志控制块的起始条目ID、结束条目ID以及条目时间。

所述计量终端数据库中的存储部分方面，新生成的日志信息全部写入数据库，数据库中的存储部分作为日志信息的全集，保证日志信息存储的完整性。

4）计量终端通过IEC61850规约的日志服务将自身的电度量日志信息上送到主站。IEC61850规约日志服务有两种，按时间段和按照条目信息读取日志信息。从主站下发按时间查询日志(QueryLogByTime)命令或按大于某条目ID的日志查询(QueryLogAfter)命令到计量终端以后，计量终端根据下发的时间(Time)或者大于条目ID命令判断内存中存储的日志信息是否完全满足下发的时间区间或者是否包含所要求的条目(ID)，如果满足或者包含，则直接从内存中读取日志信息，按照先进先出的原则，将日志信息发往主站；如果不满足或者不包含，则从数据库中读取主站下发的时间段内或者大于该条目(ID)的数据，并发往主站。

5）当计量终端断电重启以后，则重新加载日志信息，目的是为了和主站的日志信息保持一致。根据计量终端数据库中存储的日志信息，按照生成时间读取最新的日志信息，并同步报告控制块信息，并使能报告控制块；由于计量终端是周期存储电度量日志的，为了保证主站召唤历史电度量信息时上送数据的准确性，需要计时器必须在周期存储间隔的整数倍时启动。

6）主站与计量终端间通过制造报文规范（MMS）报文进行传输，将61850的日志服务与制造报文规范（MMS）提供的服务映射起来，包括如下映射关系：将读日志信息服务映射到制造报文规范(MMS)的日志(Journal)对象，将按时间查询日志(QueryLogByTime)、按某条目以后的日志查询(QueryLogAfter)映射到制造报文规范(MMS)的读日志(ReadJournal)服务。

所述日志信息包括日志生成时间，日志ID、日志内容即电度量数据变化信息。

本发明对比现有技术，有如下优点：

在变电站内已基本实现IEC61850规约传输的大背景下，主站与计量终端间使用IEC61850规约传输也将成为一种必然趋势，为了适应这种趋势，本发明提供了一种基于IEC61850规约传输的计量终端电度量传输方法。

附图说明

图1为电度量日志模型的样例；

图2为计量终端电度量日志数据库存储的表结构；

图3为计量终端日志存储的流程图；

图4为终端断电重启后加载数据库日志流程图；

图5为主站下发查询请求后的计量终端处理流程图。

具体实施方式

图1为电度量日志模型的样例。按照该样例与本发明中定义的规则，新建电度量61850模型的日志控制块名称、数据集名称以及使能召唤周期等。

IEC61850规约中并没有对计量终端的日志控制块实例名称以及日志数据集的生成给出明确定义，因此，定义控制块名称使用lcb+数据集后缀，日志数据集直接使用计量数据集，，而日志生成周期为60秒（即参考目前IEC102规约中主站与计量终端交互的时间间隔）。对于触发选项TrgOps，将period置为“true”,即周期存储电度量日志，而品质变化qchg和数据变化dchg置为“false”，即数据变化与品质变化不存入日志信息。如计量数据集为dsEnergy，所以日志控制块的实例名称就是lcbEnergy。

图2为日志存储数据库结构的定义。数据库中存储电度量数据的全数据，关键字段电度量节点参引、日志条目ID、日志生成时间、电度量值可以满足主站按照时间或者条目ID查询日志的需求。

在日志模型与数据库结构定义以后，计量终端将开始与主站通信的过程，该过程中本发明定义了一系列关于日志存储和主站请求处理的机制，如附图所示：

图3为计量终端日志存储的流程图。计量终端需定时存储电表的电度量信息，该部分存储分为内存的存储和数据库的存储。实时判断计时器的情况，当计时器达到预定的时间间隔后，首先判断内存的使用情况，如果内存中的日志没有被写满，则直接写入内存，并同步写入数据库（数据库作为全集数据，保存所有的电度量变化记录）；如果内存中的日志已经被写满（即计量终端系统初始化时申请的内存已经被写满），批量删掉部分时间较长的日志，然后将最新的变化信息写入内存。

图4为主站下发查询命令后的处理流程。计量终端在正常存储电表的电度量信息的基础上，正确响应主站的召唤请求。当计量终端将日志服务映射到MMS服务后，接收到主站的查询MMS报文，根据内存状况判断是否需要获取数据库中的信息，如果内存中的日志信息可以满足主站查询要求，则直接通过MMS服务上送主站；如果不满足，则从数据库中获取相应数据并上送主站。

图5为装置充电重启后的加载数据库信息的过程。当主站与计量终端的信息交互出现异常，需要计量终端重启的情况下，为了保证上送主站数据的正确性与完整性，本发明提出了一种整点计时处理方案。从创建报告控制块、生成日志数据集、然后从数据库中按照时间顺序加载最新的日志信息，完成计时器的整点处理后（即周期存储间隔的整数倍时），启动计时器，开始存储计电度量数据，从而保证上送主站数据的正确性与完整性。例如：当周期存储间隔为60秒时，计量终端读取计时器启动时间是否为60秒的倍数，如果不是，需要进行启动等待，直到为60秒的倍数时才启动计时器，来保证主站获取的电度量数据都是在整点的，即整点处理功能。

主站与计量终端间通过制造报文规范（MMS）报文进行传输，将61850的日志服务与制造报文规范（MMS）提供的服务映射起来，包括如下映射关系：将读日志信息服务映射到制造报文规范(MMS)的日志(Journal)对象，将按时间查询日志(QueryLogByTime)、按某条目以后的日志查询(QueryLogAfter)映射到制造报文规范(MMS)的读日志(ReadJournal)服务。

IEC61850规约提供的服务包括读服务、定值服务、报告服务、日志服务等等，数据的传输是通过MMS报文传输的，所以需要将61850的服务与MMS（即制造报文服务）提供的服务映射起来。

本发明的实施方式不限于此，在本发明上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本发明内容所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 (4)

1.一种基于61850规约的计量终端电度量远传方法，其特征在于包括如下内容：

1）定义计量终端日志模型，包括以下内容：

（1.1）采用计量数据集中的逻辑对象来生成日志数据集；

（1.2）定义日志控制块实例名称：根据IEC61850规约可以扩展的特性，采用lcb为前缀，另外加上计量数据集的名称作为后缀组成控制块实例名称；

（1.3）将日志数据集的名称采用IEC61850统一规范命名为dsLog；

2）对存储计量终端电度量日志信息的数据库结构进行定义，所述日志信息的关键字段包括：电度量节点参引、日志条目ID、日志生成时间、电度量值，当计量终端需要读取数据库中的冗余数据时，通过加载所述日志信息，满足主站查询的请求；

3）定义电度量日志信息的存储机制：采用了计量数据集的逻辑对象生成日志数据集，并且将计量数据集的报告控制块中周期上送置为true，当计量终端内置的计时器到了报告控制块中周期时间设定的时间后，IEC61850日志服务自动生成计量数据集所对应的日志信息；

所述计量数据集所对应的日志信息分为内存中的存储部分和在计量终端数据库中的存储部分；

4）计量终端通过IEC61850规约的日志服务将自身的电度量日志信息上送到主站：IEC61850规约日志服务有两种，按时间段和按照条目信息读取日志信息；从主站下发按时间查询日志命令或按大于某条目ID的日志查询命令到计量终端以后，计量终端根据下发的时间或者大于条目ID命令判断内存中存储的日志信息是否完全满足下发的时间区间或者是否包含所要求的条目ID，如果满足或者包含，则直接从内存中读取日志信息，按照先进先出的原则，将日志信息发往主站；如果不满足或者不包含，则从数据库中读取主站下发的时间段内或者大于该条目ID的数据，并发往主站；

5）当计量终端断电重启以后，则重新加载日志信息；根据计量终端数据库中存储的日志信息，按照生成时间读取最新的日志信息，并同步报告控制块信息，并使能报告控制块；

6）主站与计量终端间通过制造报文规范报文进行传输，将61850的日志服务与制造报文规范提供的服务映射起来，包括如下映射关系：将读日志信息服务映射到制造报文规范的日志对象，将按时间查询日志、按某条目以后的日志查询映射到制造报文规范的读日志服务。

2.根据权利要求1所述的基于61850规约的计量终端电度量远传方法，其特征在于：其中内存中的存储部分：根据计量终端装置的性能差异，在内存中维护的日志信息是一个额定值，超过该额定值时，则清理掉部分日志信息；

所述计量终端数据库中的存储部分方面，新生成的日志信息全部写入数据库，数据库中的存储部分作为日志信息的全集，保证日志信息存储的完整性。

3.根据权利要求2所述的基于61850规约的计量终端电度量远传方法，其特征在于：所述清理掉部分日志信息是采用按时间顺序，优先清理存储时间最久的一定数量的日志信息，用以存储时间最新的日志信息，并同步更新日志控制块的起始条目ID、结束条目ID以及条目时间。

4.根据权利要求1所述的基于61850规约的计量终端电度量远传方法，其特征在于：所述计时器是在周期存储间隔的整数倍时启动。