CN105117271A - 一种基于iec61850的状态监测仿真系统测试平台的历史数据仿真方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在基于IEC61850的状态监测仿真测试平台中配置模拟历史数据的生成规则、历史数据的生成与保存、与IEC61850日志服务相应数据结构进行映射及通过日志服务实现历史数据传输的方法。其具体步骤包括：1)启动仿真测试平台的IEC61850MMS服务并通过用户配置为模拟数据配置变化规则；2)读取客户端设置的日志控制块(LCB)触发选项，并结合步骤1)中的数据变化规则，对变化数据发生器进行设置；3)启动变化数据发生器，按照生成规则生成变化数据流，并选择符合触发条件的数据存入日志历史数据库；4)在客户端请求日志服务时将符合条件的历史数据从数据库中检索至日志服务数据结构并执行服务请求。本方法满足了状态监测仿真测试平台在模拟多个状态检测设备时通过日志服务实现长周期历史数据保存、检索的要求，为状态监测综合处理单元或主站系统的测试及调试提供了简便、低成本的手段。

Description

一种基于IEC61850的状态监测仿真系统测试平台的历史数据仿真方法

技术领域

本发明涉及一种基于IEC61850MMS日志服务的状态监测历史数据仿真方法，属于国际标准《变电站通信网络及系统》(IEC61850)制造报文规范(MMS)中日志服务(logservices)的应用领域。

背景技术

目前，IEC61850已经在我国的智能化变电站中作为主要的通讯标准得到广泛应用，对解决变电站各设备和子系统间的互操作性问题起到了良好的效果。变电站一次设备状态监测系统作为变电站自动化系统的重要组成部分，目前也已普遍实施IEC61850标准。

一次设备状态监测对设备运行参数进行持续在线采集并对其进行综合分析评估，以实现对设备状态的有效诊断和评估，对设备的运行、维护提供辅助决策信息。随着一次设备状态监测应用的不断深化及运行经验的积累，系统已从早期的实时数据采集及数据异常告警的简单应用阶段过渡到以多角度、历史数据综合分析为基础的高级应用阶段。高级应用的正确性、有效性取决于多种因素，其中原始数据基于时间的完整性是一个重要方面。目前的变电站一次设备状态监测系统通讯还是以实时数据通讯为主，历史数据的存储由客户端系统自主完成，出现通讯故障、设备存储故障时容易造成历史数据缺失；在IEC61850标准中，可通过日志服务(logservices)实现下级设备的历史数据、故障信息、告警记录等的保存及上级设备对这些信息的读取，目前的状态监测IEC61850应用规范对这一方面的要求覆盖已开始完善。对日志功能的验证手段是状态监测设备、软件测试、调试所必须的。在实验室等开发环境中具备多种类型设备、长时间测试的条件比较困难，同样环境中为不同原理的各种状态监测设备提供数据激励源也基本不可能，造成了该项测试难于进行。而在基于IEC61850的状态监测仿真系统测试平台中提供方便、高效的历史数据模拟功能是必要且可行的技术手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于IEC61850的状态监测仿真系统测试平台的历史数据仿真方法，用于在基于PC计算机或服务器的状态监测仿真系统测试平台上通过IEC61850日志服务实现，可替代实际状态监测设备用于对状态监测系统等状态监测数据客户端历史数据服务实现的正确性验证。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

一种基于IEC61850的状态监测仿真系统测试平台的历史数据仿真方法，包括如下步骤：

1)启动状态监测仿真测试平台的IEC61850MMS服务并通过用户配置为模拟变化数据设置变化规则；

2)读取客户端设置的日志控制块(LCB)触发选项，并结合步骤1)中的模拟变化数据的变化规则，对变化数据发生器进行设置；

3)启动变化数据发生器，按照变化规则生成模拟变化数据，并将符合IEC61850日志触发条件的数据存入日志历史数据库；

4)在客户端请求日志服务时将符合3)中触发条件的历史数据从日志历史数据库中提取至日志服务数据结构中并执行服务请求，完成日志服务后，删除内存中的日志服务数据结构等待下一次客户端请求；

所述步骤2)中读取各个日志控制块(LCB)中配置的对于数据集的触发选项即设置数据存入历史数据库的触发条件，所述触发条件包括品质变化、数据变化、数据值刷新；进一步地，所述触发条件还包括读取用户设置的对各个或各组模拟变化数据的变化规则的进一步声明，设置数据产生的时间段、数据变化规律，所述数据变化规律包括升/降序变化、随机变化或使用状态监测装置产生的预存数据、数据变化的变化幅度、变化频度。根据以上触发条件及用户设置生成数据变化规则，并写入数据变化发生器。

所述步骤3)中，变化数据发生器通过定时器驱动，按照数据变化规则中描述的变化规则生成变化数据序列，根据触发条件将适合条件的数据记入日志历史数据库；记录时，每个符合规则的数据属性(DA)形成一条历史数据记录，历史数据库的容量按照用户配置的历史数据库容量采用先进先出规则进行维护，当日志历史数据库容量超过用户配置容量时，自动对时间最早的记录执行删除操作。将日志历史数据库中因超容量被删除的数据记录入系统备份数据库，用于核对客户端调用日志服务后历史数据库获取的正确性。

所述步骤4)中仅在客户端请求日志服务时，才按照用户日志查询需求从日志历史数据库中读取符合要求的历史数据记录，并按照数据集配置要求在内存中生成日志数据结构并响应日志服务请求。完成本次日志服务后，删除内存中的日志数据结构。

根据上述技术方案实现的本发明其有的益效果是：相对于使用状态监测设备搭建的模拟环境而言，本发明具有模拟环境建设简便、运行速度快，存储能力强等特点；可针对任意测试要求产生给定时间段及变化规律的历史数据或实时生产实时保存，灵活方便，可替代多台状态监测设备的实际长时间运行对状态监测客户端系统或设备进行测试，简化了测试过程，降低了测试成本。

附图说明

图1是本发明历史数据仿真方法的流程图。

具体实施方式

在IEC61850标准中，对日志服务的外部特征做了详细的规定，应用对此功能的具体实现方式并未强制要求，本发明提供的历史数据仿真方法在基于PC计算机或服务器的状态监测仿真系统测试平台上通过IEC61850日志服务实现，可替代实际状态监测设备用于对状态监测系统等状态监测数据客户端历史数据服务实现的正确性验证。

如图1所示，一种基于IEC61850的状态监测仿真系统测试平台的历史数据仿真方法，包含如下步骤：

1)启动状态监测仿真测试平台的IEC61850MMS服务。

2)读取客户端设置的日志控制块(LCB)触发选项，并结合用户配置参数生成数据变化规则，对变化数据发生器进行设置；

3)启动变化数据发生器按照变化规则生成变化数据，存入历史数据库，按照日志控制块配置对历史数据库进行维护；

4)在客户端请求日志服务时将符合条件的历史数据从数据库中加载至日志服务数据结果并执行服务请求，完成日志服务后，删除内存中的日志服务数据结构等待下一次客户端请求；

在步骤1)中，平台软件加载被模拟设备的CID文件并启动MMS服务。该CID文件可以是按照建模要求设计的虚拟设备文件，也可以来源于实际状态监测设备。通过读取模拟设备的日志控制块信息，获得日志服务的基本控制信息。

在步骤2)中，客户端设置的日志控制块触发选项和平台用户的配置信息共同决定了历史数据的产生方式。客户端配置的触发选项决定了数据进入日志历史数据库的基本条件，包括数据变化、质量变化、完整性和数据更新；平台使用者可独立设置每个数据项的变化方式、变化内容、变化幅度等参数，以模拟特定的数据采集过程并控制历史数据的生成数量。以上信息将生成数据变化规则并用于驱动变化数据发生器。

在步骤3)的数据生成及存储过程中历史数据被存储在MMS服务的外部存储器(关系型数据库)中，而不使用内存数据结构，以解决在模拟多个大容量状态监测设备时带来的内存占用问题。数据在日志历史数据库中按逻辑设备(LD)分别存储，同时以单个数据集成员为单位构成数据库记录。

由于状态监测系统中日志历史数据的容量限制以时间长度而不是条目数量进行约定，系统通过定期对日志历史数据库进行扫描，对数据库按照先进先出原则进行维护，对超过存储时限的数据进行删除。由于过期历史数据在对客户端相应功能的验证中仍有核对作用，故删除的数据将被存储至系统备份数据库，用于核对客户端调用日志服务后历史数据库获取的正确性。

在步骤4)中，当客户端通过日志服务发起历史数据检索要求时，根据检索要求中的检索条件，从日志历史数据库中检索出符合条件的数据，并按照数据的描述信息将其重构为MMS日志信息数据结构，并加载到内存中，供日志服务进行调用。完成本次日志服务调用之后，内存中的日志信息即销毁。

以上所说明的实施方式用于对本发明描述的技术方案进行说明，并非限制其为唯一实施方式。对于本发明所属领域的普通技术人员应当理解并仍可以对发明的具体实施方式进行改进或等同替换，这些修改或者等同替换也应视为处于本发明的权利要求范围中。

Claims (7)

1.一种基于IEC61850的状态监测仿真系统测试平台的历史数据仿真方法，其特征在于包括如下步骤：

1)启动状态监测仿真测试平台的IEC61850MMS服务并通过用户配置为模拟变化数据设置变化规则；

2)读取客户端设置的日志控制块(LCB)触发选项，并结合步骤1)中的模拟变化数据的变化规则，对变化数据发生器进行设置；

3)启动变化数据发生器，按照变化规则生成模拟变化数据，并将符合IEC61850日志触发条件的数据存入日志历史数据库；

4)在客户端请求日志服务时将符合3)中触发条件的历史数据从日志历史数据库中提取至日志服务数据结构中并执行服务请求，完成日志服务后，删除内存中的日志服务数据结构等待下一次客户端请求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中数据集的触发选项即设置数据存入历史数据库的触发条件，所述触发条件包括品质变化、数据变化、数据值刷新。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述触发条件还包括读取用户设置的对各个或各组模拟变化数据的变化规则的进一步声明，设置数据产生的时间段、数据变化规律，所述数据变化规律包括升/降序变化、随机变化或使用状态监测装置产生的预存数据、数据变化的变化幅度、变化频度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，变化数据发生器通过定时器驱动，按照数据变化规则中描述的变化规则生成变化数据序列，根据触发条件将适合条件的数据记入日志历史数据库。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述记入时，每个符合规则的数据属性(DA)形成一条历史数据记录，历史数据库的容量按照用户配置的历史数据库容量采用先进先出规则进行维护，当日志历史数据库容量超过用户配置容量时，自动对时间最早的记录执行删除操作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：将日志历史数据库中因超容量被删除的数据记录入系统备份数据库，用于核对客户端调用日志服务后历史数据库获取的正确性。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4)中仅在客户端请求日志服务时，才按照用户日志查询需求从日志历史数据库中读取符合要求的历史数据记录，并按照数据集配置要求在内存中生成日志数据结构并响应日志服务请求；完成本次日志服务后，删除内存中的日志数据结构。