CN104993591B - 一种基于iec61850标准的配电系统远程维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于IEC61850标准的配电系统远程维护方法，属于电力系统及其自动化技术领域。该方法执行如下步骤：1）配电系统中的配电主站发送Discover信息；2）配电系统获取配电终端的配置信息；3）配电主站获得配电终端的实时量测数据；4）配电站根据配电终端的实时量测数据为配电终端生成量侧点表。该方法实现配电网终端接入与退出，这一过程实现全自动化处理，无须人工进行数据点表的核对，该方法另配电网终端得意自动发现和注册；而在配电终端在退出系统或发生故障时自动更新配电网一次拓扑结构；特别是在配电终端退出系统或发生永久性故障后，系统会把该终端及时自动注销，实现了配电网拓扑结构的实时更新，为继电保护功能提供准确的信息。

Description

一种基于IEC61850标准的配电系统远程维护方法

技术领域

本发明涉及一种配电系统远程维护方法，属于电力系统及其自动化技术领域。

背景技术

配电终端是用于配电网的各种远方监测、控制单元的总称。配电终端用于采集、监测和控制配电网的各种实时、准实时信息。根据监控对象不同分为馈线终端（FTU）、配电变压器终端（TTU）、开闭所终端(DTU)。馈线终端主要是安装在10Kv配电网架空线路上的柱上开关和电缆线路上的环网柜、分支箱等处。配电变压器主要安装在配电变压器低压侧出现的监测。开闭所终端主要安装在配电线路的开闭所和配电所等处。配电终端的功能主要包括以下几点：

数据的采集：对配电线路的电压、电流、有功和无功等模拟量进行采集，即所谓的遥测；对配电线路的开关状态、储能完成情况等进行采集，即所谓的遥信。

控制功能：配电终端应该能够接受远方的遥控命令，控制配电线路中的负荷开关、重合器等合闸和分闸，即所谓的遥控。

通信功能：配电终端应能与主站进行通信，还能与其他终端进行通信。

其他功能：事件记录，电池管理，自诊断与自恢复等。

配电终端是配电网自动化建设的重要组成部分，其与配电网主站系统之间的通信网络也是配电网自动化建设的关键。为了实现对整个配电网线路的监控，需要在配电线路沿线安装大量的配电终端，并将配电终端采集的信息通过通信系统汇集到配电网自动化主站系统，配电主站通过下发遥控命令到配电终端完成对配电网一次设备的控制。配电网的的一个重要特点是配电终端设备点多面广，如何实现大量配网自动化设备的有效接入和减少维护的工作量，一直是困扰配网自动化发展的一大难题。

在配电自动化中需要接入大量的、种类繁多的配电终端，由于应用环境不同、生产厂家也不同，配电终端完成的功能和采用的数据接口也不尽一致。另外，目前配电终端采用的通信规约只解决了数据传输问题，数据按模拟量、状态量、控制量等类型打包传输数据的含义不明，数据之间缺少必要的关联关系。所以配电自动化终端的互联、互换、互操作一直是配电自动化系统迫切需要解决的一大技术难题。

IEC61850是国际电工委员会（IEC）、美国电力科学院（EPRI）以及美国电子工程师协会（IEEE）合作制定的标准。IEC61850 标准采用分布式的体系结构和面向对象的建模方法，实现了数据对象的自我描述，为不同厂商的智能电子设备实现互操作和系统无缝集成提供了有效途径。IEC61850提供了层次化的数据模型（分层信息模型）用于描述终端的信息模型,这些数据模型将实际中的设备进行虚拟化,抽象成服务器、逻辑设备、逻辑节点、数据属性等。根据IEC61850分层结构的思想，将配电网自动化通信系统划分为3层，主站层、终端层、间隔层。主站层位于控制中心，是配电网自动化的核心和大脑。终端层是具体线路上的智能设备，包括馈线终端（FTU）、配电变压器终端（TTU）、站所终端（DTU）等。间隔层包括检测线路状态的互感器，如电流互感器、电压互感器等。

目前，配电终端与配电主站之间的传统通信协议只解决了数据传输的问题，数据之间缺乏必要的关联和说明；配电终端与主站之间需要人工进行点表的核对，工作量大，工作效率低，容易出错。同时当配电终端退出配电系统或发生故障时，配电主站无法及时注销配电终端，容易造成配电网故障检测出现错误。这些是配电网自动化工作中亟待改进的环节。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种基于IEC61850标准的配电系统远程维护方法。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种基于IEC61850标准的配电系统远程维护方法，执行如下步骤：

1）所述配电系统中的配电主站以定时广播或组播的方式发送Discover信息；

当所述配电系统中的配电终端收到所述Discover信息时，则通过Register将注册信息向所述配电主站发送以进行注册；

2）所述配电系统的配电终端接入程序利用所述配电终端的自描述服务webservice端口访问所述配电终端，获取所述配电终端的配置信息；

3）所述配电主站利用101/104通信规约访问配电终端，获得配电终端的实时量测数据，所述实时量测数据包括所述配电系统中配电线路的电压、电流、有功、无功以及各种开关状态、储能情况；

4）所述配电站根据所述配电终端的实时量测数据为所述配电终端生成量侧点表，以实现远程维护；

情况1：若所述配电主站无法获取已注册的配电终端的实时量测数据，则向所述配电系统上报无法获取实时量测数据的配电终端故障，并更新配电终端拓扑结构，将更新好的配电终端拓扑结构发送给所述配电系统中的各终端；待所述配电终端故障排除后，回到步骤1）所述配电终端重新注册接入所述配电系统；

情况2：若已注册的配电终端主动退出所述配电系统，则所述配电主站并更新配电终端拓扑结构，并将更新好的配电终端拓扑结构发送给所述配电系统中的各终端。

本发明的有益效果是：通过上述注销模型，在配电终端因故退出系统或者主动退出系统的情况下，配电主站都可以快速准确地从主站模型库中将该配电终端的信息模型删除，实现了配电网终端的自动识别功能。

上述技术方案的改进是：情况1中的更新配电终端拓扑结构是指从终端模型库中将无法获取实时量测数据的配电终端的信息模型注销，注销后的配电终端拓扑结构即为更新好的配电终端拓扑结构；

情况2中的更新配电终端拓扑结构是指从终端模型库中将退出所述配电系统的配电终端的信息模型注销，注销后的配电终端拓扑结构即为更新好的配电终端拓扑结构。

上述技术方案的改进是：所述注册信息包括发送所述注册信息的配电终端的名称、IP地址、网络服务端口以及配置版本信息。

上述技术方案的改进是：所述配置信息包括所述配电终端的服务器、所述配电终端的逻辑设备、所述配电终端的逻辑节点、所述配电终端的数据对象、所述配电终端的数据属性。

本发明采用上述技术方案的有益效果是：本发明提供基于IEC61850标准的配电系统远程维护方法，实现配电网终端接入与退出，这一过程实现全自动化处理，无须人工进行点表的核对，该方法另配电网终端得意自动发现和注册；而在配电终端在退出系统或发生故障时自动更新配电网一次拓扑结构；特别是在配电终端退出系统或发生永久性故障后，系统会把该终端及时自动注销，实现了配电网拓扑结构的实时更新，为继电保护功能提供准确的信息。

并且，由以上服务器、逻辑设备、逻辑节点等组成的配置信息即所谓配电终端的分层信息模型。该模型不仅包含终端设备相关的数据，而且包含与这些数据对应的自描述信息。从而使得配电系统的配置过程不再需要人工进行点表的核对。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例一种基于IEC61850标准的配电系统远程维护方法的配电终端的注册模型流程示意图。

图2是本发明实施例一种基于IEC61850标准的配电系统远程维护方法的配电终端主动注销模型流程示意图。

图3是本发明实施例一种基于IEC61850标准的配电系统远程维护方法的配电终端故障时被动注销模型流程示意图。

具体实施方式

实施例

本实施例的一种基于IEC61850标准的配电系统远程维护方法，如图1、2及3所示，执行如下步骤：

1）配电系统中的配电主站以定时广播或组播的方式发送Discover信息；

当配电系统中的配电终端收到Discover信息时，则通过Register将注册信息向配电主站发送以进行注册；

2）配电系统的配电终端接入程序利用配电终端的自描述服务web service端口访问配电终端，获取配电终端的配置信息；

将IEC61850定义的服务器、逻辑设备、逻辑节点、数据对象、数据属性及所有服务，生成以XML描述的web service的数据结构、函数、参数、和返回值以及服务接口。同时使抽象通信服务服务和web service形成一对一的映射。实现配电主站获取配电终端的配置信息包括服务器、逻辑设备、逻辑节点、数据对象、数据属性等。

3）基于IEC61850标准的终端设备模型，通过IEC61850中特有的抽象通信服务接口（ACSI）映射到 IEC60870-5-101/104通信协议上，配电主站利用101/104通信规约访问配电终端，实现配电主站对配电终端的实时量测数据的获取，实时量测数据包括配电系统中配电线路的电压、电流、有功、无功以及各种开关状态、储能情况；

4）配电站根据配电终端的实时量测数据为配电终端生成量侧点表，以实现远程维护；

情况1：若配电主站无法获取已注册的配电终端的实时量测数据，则向配电系统上报无法获取实时量测数据的配电终端故障，并更新配电终端拓扑结构，将更新好的配电终端拓扑结构发送给配电系统中的各终端；待配电终端故障排除后，回到步骤1）配电终端重新注册接入配电系统。

若配电主站在10s内没有获取配电终端的实时量测数据的情况下，向该配电终端发送Check信号。如果3s内没有得到该配电终端的答复信号，则确认该配电终端发生了故障，配电主站更新配电终端的拓扑结构的同时，还需要发出告警进入故障整修程序。待故障排除后，该配电终端重新通过发现注册机制接入配电系统。

情况2：若已注册的配电终端主动退出配电系统，则配电主站并更新配电终端拓扑结构，并将更新好的配电终端拓扑结构发送给配电系统中的各终端。

而在配电终端退出配电系统之前，该终端向配电主站发送Request信号。配电主站收到终端发送过来的信号后，发送Check信号给配电终端，如果3s内收不到回复，即确认该配电终端退出配电系统，接着从配电主站终端模型库中将该终端信息模型注销，并将更新好的配电终端拓扑结构发送给所有的终端设备。

本实施例的情况1中的更新配电终端拓扑结构是指从终端模型库中将无法获取实时量测数据的配电终端的信息模型注销，注销后的配电终端拓扑结构即为更新好的配电终端拓扑结构；

本实施例的情况2中的更新配电终端拓扑结构是指从终端模型库中将退出配电系统的配电终端的信息模型注销，注销后的配电终端拓扑结构即为更新好的配电终端拓扑结构。

本实施例的注册信息包括发送注册信息的配电终端的名称、IP地址、网络服务端口以及配置版本信息。

本实施例的配置信息包括配电终端的服务器、配电终端的逻辑设备、配电终端的逻辑节点、配电终端的数据对象、配电终端的数据属性。

本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于 IEC61850 标准的配电系统远程维护方法，其特征在于执行如下步骤 ：

1）所述配电系统中的配电主站以定时广播或组播的方式发送 Discover 信息 ；

当所述配电系统中的配电终端收到所述 Discover 信息时，则通过 Register 将注册信息向所述配电主站发送以进行注册 ；

2）所述配电系统的配电终端接入程序利用所述配电终端的自描述服务web service端口访问所述配电终端，获取所述配电终端的配置信息 ；

3）所述配电主站利用 101/104 通信规约访问配电终端，获得配电终端的实时量测数据，所述实时量测数据包括所述配电系统中配电线路的电压、电流、有功、无功以及各种开关状态、储能情况 ；

4）所述配电主站根据所述配电终端的实时量测数据为所述配电终端生成量测点表，以实现远程维护 ；

情况 1 ：若所述配电主站无法获取已注册的配电终端的实时量测数据，则向所述配电系统上报无法获取实时量测数据的配电终端故障，并更新配电终端拓扑结构，将更新好的配电终端拓扑结构发送给所述配电系统中的各终端；待所述配电终端故障排除后，回到步骤 1）所述配电终端重新注册接入所述配电系统 ；

情况 2 ：若已注册的配电终端主动退出所述配电系统，则所述配电主站并更新配电终端拓扑结构，并将更新好的配电终端拓扑结构发送给所述配电系统中的各终端；

所述配置信息包括所述配电终端的服务器、所述配电终端的逻辑设备、所述配电终端的逻辑节点、所述配电终端的数据对象、所述配电终端的数据属性。

2.如权利要求1所述的基于IEC61850标准的配电系统远程维护方法，其特征在于 ：情况 1 中的更新配电终端拓扑结构是指从终端模型库中将无法获取实时量测数据的配电终端的信息模型注销，注销后的配电终端拓扑结构即为更新好的配电终端拓扑结构 ；

情况 2 中的更新配电终端拓扑结构是指从终端模型库中将退出所述配电系统的配电终端的信息模型注销，注销后的配电终端拓扑结构即为更新好的配电终端拓扑结构。

3.如权利要求1所述的基于IEC61850标准的配电系统远程维护方法，其特征在于 ：所述注册信息包括发送所述注册信息的配电终端的名称、IP 地址、网络服务端口以及配置版本信息。