CN106022952B - 智能变电站装置的iec61850信号映射方法 - Google Patents
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Abstract
智能变电站装置的IEC61850信号映射方法，包括以下步骤：（1）导出信号映射配置文件；（2）解析信号映射配置文件。本发明无需使用配置信息表达其存储地地址的映射关联；映射配置格式适用于作为IEC61850服务端设备的智能变电站装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能变电站装置的IEC61850信号映射方法。
背景技术
目前，智能电站已由试点阶段走向全面推广应用阶段，对变电站的建设和配置过程都已经初步尝试。配置过程的数据源在于装置能力描述文件（简称ICD配置），而大多数厂家在使用ICD配置来表征装置自身提供的模型和服务的同时，也用于表达装置内部的功能信息如何与IEC61850模型的映射关系，由信号短地址信息作为装置内部地址。这种应用方法的优点是装置内外模型表达都使用ICD配置；但是装置内部功能及地址发生变化时，会引起ICD配置的变化，需要重新导入系统配置器更新系统配置描述文件（简称SCD配置），从而再导出装置实例化描述文件（简称CID配置）的过程。
CN101882812公开了《一种数字化变电站智能电子设备面向对象的实现方法》，文中提出一种IEC61850数据映射方法，通过面向对象建模直接获得IEC61850信息对象与实时信息库的存储地址进行关联；此方法免去映射过程，但是仍然需要使用配置信息表达其存储地地址的映射关联。
CN1687930公开了《一种实现IEC61850信息间接接入实时数据库的方法》，文中提出一种IEC61850信息与实时数据库的对应关系和IEC61850设备与实时库设备的对应关系，但是其应用对象适用于IEC61850客户端设备，且其映射配置格式不适用于作为IEC61850服务端设备的智能变电站装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种智能变电站装置的IEC61850信号映射方法，无需使用配置信息表达其存储地地址的映射关联；映射配置格式适用于作为IEC61850服务端设备的智能变电站装置。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种智能变电站装置的IEC61850信号映射方法，包括以下步骤：
（1）导出信号映射配置文件；
（2）解析信号映射配置文件。
进一步，步骤（1）中，导出信号映射配置文件的步骤如下：
（1-1）通过智能变电站的装置配置工具，构建出符合IEC61850标准的功能模型，结合装置的状态量、测量值的开入和开出信息构建出虚端子；
（1-2）根据所构建的功能模型和虚端子完成模型至装置应用功能的映射，包括对装置应用功能进行配置，得到配置结果；所述装置应用功能包括虚端子功能、装置定值功能、压板功能、事件功能、告警功能、遥信功能和遥测功能；所述配置结果包括虚端子配置、装置定值配置、压板配置、事件配置、告警配置、遥信配置和遥测配置。
（1-3）根据配置结果自动构建信号映射关系，包括装置定值到用户定值和系统参数的映射、压板配置到状态量和控制量的映射、遥信配置到状态量和控制量的映射、事件配置到状态量的映射、告警配置到状态量的映射、遥测配置到测量值的映射和虚端子配置到通用I/O模型的映射；
（1-4）通过IED配置工具导出智能变电站装置的ICD配置，ICD配置经过智能变电站装置的系统配置器配置后导出CID配置和信号映射配置文件。
进一步，步骤（1-3）中，根据配置结果中压板配置和遥信配置自动识别出压板和遥信的控制量；其中压板和遥信的控制量的提取步骤如下：
（1-3-1）从ICD中获取数据集中ST状态量列表；
（1-3-2）获取ST状态量对应的DO模型节点；
（1-3-3）查找该DO模型节点下是否存在控制模型；
（1-3-4）若存在控制模型，判定其控制模型是否为有效控制模式；若不存在控制模型，则继续查找下一个ST状态量对象；
（1-3-5）若存在控制模型，则从ICD的数据类型模板中获取其数据模型参引，并保存其关联的状态量模型及控制量对应的内部信号地址。
进一步，步骤（1-3）中，根据智能变电站装置的IEC61850对象功能约束进行功能分类实现自动映射：即功能约束ST对应状态量，功能约束MX对应测量值，功能约束CO对应控制量，功能约束SG对应用户定值，功能约束SP对应系统参数，GOOSE数据集对应输出通用I/O，AI或BI或MI前缀的通用输入模型对应输入通用I/O。
进一步，步骤（1-4）中，导出信号映射配置文件时，需要完成其中两种信号的自动过滤：
a、SOE遥信信号自动过滤，SOE遥信信号经过SCD配置后确定装置输入端子中带有时标T的信号，带有时标T的信号作为SOE遥信信号的数据源；
b、通信链路告警信号自动过滤，通信链路告警信号在SCD导入智能变电站装置的装置配置工具后确定被关联至具体GOOSE通信链路或SMV通信链路上的通信链路告警端子；没有被关联的通信链路信号直接从信号映射配置文件中删除。
进一步，步骤（2）中，解析信号映射配置文件的具体步骤如下：
（2-1）将装置CID配置和信号映射配置文件下载至智能变电站装置并开始运行；
（2-2）通过智能变电站装置的装置通信模块解析CID配置并建立IEC61850数据模型；
（2-3）通过智能变电站装置的装置通信模块解析信号映射配置文件，获取IEC61850数据模型至智能变电站装置内部通信信号地址之间的映射关系；建立用户定值、系统参数、状态量、测量值、控制量、通用I/O模型的信号映射表。
7、如权利要求6所述的智能变电站装置的IEC61850信号映射方法，其特征在于：步骤（2-3）中，建立用户定值、系统参数、状态量、测量值、控制量、通用I/O模型的信号映射表的步骤如下：
（2-3-1）建立用户定值、系统参数的映射表，初始化定值应用模块，构建与装置实时库的定值通信接口；
（2-3-2）建立状态量、测量值的映射表，初始化智能变电站装置的报告应用模块，构建与智能变电站装置实时库的遥信和遥测上送通信接口；
（2-3-3）建立控制量的映射表，初始化控制应用模块，构建与智能变电站装置实时库的控制命令通信接口，包含功能压板、出口压板、硬压板、通用开出控制、开关控制、遥调控制及其它应用控制等控制信号；
（2-3-4）建立通用I/O模型的映射表，通过虚端子形成的通用I/O信息，对状态量、测量值的开入和开出进行分类筛选，构建装置的输入信息和输出信息的通信接口。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
根据应用功能分类实现装置功能映射，解决装置内部模型与IEC61850数据模型强耦合问题，有利于保持装置能力描述的独立性和稳定性，不会因为装置内部信号和功能实现的变化影响装置能力描述配置，避免对变电站系统配置SCD配置过程造成影响；无需使用配置信息表达其存储地地址的映射关联；映射配置格式适用于作为IEC61850服务端设备的智能变电站装置。
附图说明
图1是本发明实施例中智能变电站装置的IEC61850数据模型的信号映射原理图。
图2是图1所示实施例的映射配置导出关联图
图3是图1所示实施例的智能变电站装置的装置通信模块对配置的解析应用过程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例包括以下步骤：
（1）导出信号映射配置文件；
（2）解析信号映射配置文件。
参照图1、图2，步骤（1）中，导出信号映射配置文件的步骤如下：
（1-1）通过智能变电站的装置配置工具（简称IED配置工具），构建出符合IEC61850标准的功能模型，结合装置的状态量、测量值的开入和开出信息构建出虚端子；
（1-2）根据所构建的功能模型和虚端子完成模型至装置应用功能的映射，包括对装置应用功能进行配置，得到配置结果；所述装置应用功能包括虚端子功能、装置定值功能、压板功能、事件功能、告警功能、遥信功能和遥测功能；所述配置结果包括虚端子配置、装置定值配置、压板配置、事件配置、告警配置、遥信配置和遥测配置；
（1-3）根据配置结果自动构建信号映射关系，包括装置定值到用户定值和系统参数的映射、压板配置到状态量和控制量的映射、遥信配置到状态量和控制量的映射、事件配置到状态量的映射、告警配置到状态量的映射、遥测配置到测量值的映射和虚端子配置到通用I/O模型的映射；
步骤（1-3）中，根据配置结果中压板配置和遥信配置自动识别出压板和遥信的控制量；其中压板和遥信的控制量的提取步骤如下：（1-3-1）从ICD中获取数据集中ST（状态量）状态量列表；（1-3-2）获取ST状态量对应的DO（数据对象）模型节点；（1-3-3）查找该DO模型节点下是否存在控制模型；（1-3-4）若存在控制模型，判定其控制模型是否为有效控制模式；若不存在控制模型，则继续查找下一个ST状态量对象；（1-3-5）若存在控制模型，则从ICD的数据类型模板中获取其数据模型参引，并保存其关联的状态量模型及控制量对应的内部信号地址。
步骤（1-3）中，根据智能变电站装置的IEC61850对象功能约束进行功能分类实现自动映射：即功能约束ST对应状态量，功能约束MX（测量模拟量）对应测量值，功能约束CO（遥控对象）对应控制量，功能约束SG（定值组）对应用户定值，功能约束SP（系统参数）对应系统参数，GOOSE（面向通用对象的变电站事件）数据集对应输出通用I/O，AI（模拟量输入）或BI（开关量输入）或MI（测量量输入）等前缀的通用输入模型对应输入通用I/O。
（1-4）再通过IED配置工具导出智能变电站装置的ICD配置，ICD配置经过智能变电站装置的系统配置器配置后导出CID配置和信号映射配置文件。
步骤（1-4）中，导出信号映射配置文件时，需要完成其中两种信号的自动过滤：a、SOE（装置事件序列）遥信信号自动过滤，SOE遥信信号只有经过SCD配置后才能确定装置输入端子中哪些信号带有时标T，只有带有时标T的信号才能作为SOE遥信信号的数据源。b、通信链路告警信号自动过滤，通信链路告警信号只有在SCD导入智能变电站装置的装置配置工具后才能明确哪些通信链路告警端子被关联至具体GOOSE通信链路或SMV通信链路上；而没有被关联的通信链路信号应当直接从信号映射配置文件中删除，这样有利于减少装置运行时的配置数据量。
参照图3，步骤（2）中，解析信号映射配置文件的具体步骤如下：
（2-1）将装置CID配置和信号映射配置文件下载至智能变电站装置并开始运行；
（2-2）通过智能变电站装置的装置通信模块解析CID配置并建立IEC61850数据模型；
（2-3）通过智能变电站装置的装置通信模块解析信号映射配置文件，获取IEC61850数据模型至智能变电站装置内部通信信号地址之间的映射关系；建立用户定值、系统参数、状态量、测量值、控制量、通用I/O模型的信号映射表。
步骤（2-3）中，建立用户定值、系统参数、状态量、测量值、控制量、通用I/O模型的信号映射表的步骤如下：
（2-3-1）建立用户定值、系统参数的映射表，初始化定值应用模块，构建与装置实时库的定值通信接口；
（2-3-2）建立状态量、测量值的映射表，初始化智能变电站装置的报告应用模块，构建与智能变电站装置实时库的遥信和遥测上送通信接口；
（2-3-3）建立控制量的映射表，初始化控制应用模块，构建与智能变电站装置实时库的控制命令通信接口，包含功能压板、出口压板、硬压板、通用开出控制、开关控制、遥调控制及其它应用控制等控制信号；
（2-3-4）建立通用I/O模型的映射表，通过虚端子形成的通用I/O信息，对状态量、测量值的开入和开出进行分类筛选，构建装置的输入信息和输出信息的通信接口。
本发明根据应用功能分类实现装置功能映射，解决装置内部模型与IEC61850数据模型强耦合问题，有利于保持装置能力描述的独立性和稳定性，不会因为装置内部信号和功能实现的变化影响装置能力描述配置，避免对变电站系统配置SCD配置过程造成影响；无需使用配置信息表达其存储地地址的映射关联；映射配置格式适用于作为IEC61850服务端设备的智能变电站装置。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (3)
1.一种智能变电站装置的IEC61850信号映射方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）导出信号映射配置文件；
导出信号映射配置文件的步骤如下：
（1-1）通过智能变电站的装置配置工具，构建出符合IEC61850标准的功能模型，结合装置的状态量、测量值的开入和开出信息构建出虚端子；
（1-2）根据所构建的功能模型和虚端子完成模型至装置应用功能的映射，包括对装置应用功能进行配置，得到配置结果；所述装置应用功能包括虚端子功能、装置定值功能、压板功能、事件功能、告警功能、遥信功能和遥测功能；所述配置结果包括虚端子配置、装置定值配置、压板配置、事件配置、告警配置、遥信配置和遥测配置；
（1-3）根据配置结果自动构建信号映射关系，包括装置定值到用户定值和系统参数的映射、压板配置到状态量和控制量的映射、遥信配置到状态量和控制量的映射、事件配置到状态量的映射、告警配置到状态量的映射、遥测配置到测量值的映射和虚端子配置到通用I/O模型的映射；
（1-4）通过IED配置工具导出智能变电站装置的ICD配置，ICD配置经过智能变电站装置的系统配置器配置后导出CID配置和信号映射配置文件；所述IED配置工具为智能变电站的装置配置工具；
所述步骤（1-3）中，根据配置结果中压板配置和遥信配置自动识别出压板和遥信的控制量；其中压板和遥信的控制量的提取步骤如下：
（1-3-1）从ICD中获取数据集中ST状态量列表；
（1-3-2）获取ST状态量对应的DO模型节点；
（1-3-3）查找该DO模型节点下是否存在控制模型；
（1-3-4）若存在控制模型，判定其控制模型是否为有效控制模式；若不存在控制模型，则继续查找下一个ST状态量对象；
（1-3-5）若存在控制模型，则从ICD的数据类型模板中获取其数据模型参引，并保存其关联的状态量模型及控制量对应的内部信号地址；
所述ICD是指装置能力描述文件；所述CID是指已配置的装置描述文件；所述ST是指状态量；所述DO是指数据对象；
（2）解析信号映射配置文件；
解析信号映射配置文件的具体步骤如下：
（2-1）将装置CID配置和信号映射配置文件下载至智能变电站装置并开始运行；
（2-2）通过智能变电站装置的装置通信模块解析CID配置并建立IEC61850数据模型；
（2-3）通过智能变电站装置的装置通信模块解析信号映射配置文件，获取IEC61850数据模型至智能变电站装置内部通信信号地址之间的映射关系；建立用户定值、系统参数、状态量、测量值、控制量、通用I/O模型的信号映射表；
步骤（2-3）中，建立用户定值、系统参数、状态量、测量值、控制量、通用I/O模型的信号映射表的步骤如下：
（2-3-1）建立用户定值、系统参数的映射表，初始化定值应用模块，构建与装置实时库的定值通信接口；
（2-3-2）建立状态量、测量值的映射表，初始化智能变电站装置的报告应用模块，构建与智能变电站装置实时库的遥信和遥测上送通信接口；
（2-3-3）建立控制量的映射表，初始化控制应用模块，构建与智能变电站装置实时库的控制命令通信接口，所述控制命令通信接口包含功能压板、出口压板、硬压板、通用开出控制、开关控制、遥调控制信号；
（2-3-4）建立通用I/O模型的映射表，通过虚端子形成的通用I/O信息，对状态量、测量值的开入和开出进行分类筛选，构建装置的输入信息和输出信息的通信接口。
2.如权利要求1所述的智能变电站装置的IEC61850信号映射方法，其特征在于：步骤（1-3）中，根据智能变电站装置的IEC61850对象功能约束进行功能分类实现自动映射：即功能约束ST对应状态量，功能约束MX对应测量值，功能约束CO对应控制量，功能约束SG对应用户定值，GOOSE数据集对应输出通用I/O，AI或BI或MI前缀的通用输入模型对应输入通用I/O；
所述MX是指测量模拟量；所述CO是指遥控对象；所述SG是指定值组；所述GOOSE是指面向通用对象的变电站事件；所述 AI是指模拟量输入；所述BI是指开关量输入；所述MI是指测量量输入。
3.如权利要求1所述的智能变电站装置的IEC61850信号映射方法，其特征在于：步骤（1-4）中，导出信号映射配置文件时，需要完成其中两种信号的自动过滤：
a、SOE遥信信号自动过滤，SOE遥信信号经过SCD配置后确定装置输入端子中带有时标T的信号，带有时标T的信号作为SOE遥信信号的数据源；
b、通信链路告警信号自动过滤，通信链路告警信号在SCD导入智能变电站装置的装置配置工具后确定被关联至具体GOOSE通信链路或SMV通信链路上的通信链路告警端子；没有被关联的通信链路信号直接从信号映射配置文件中删除；
所述SOE是指事件序列；所述SCD是指变电站配置文件；所述SMV是指采样值。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200207 |