CN106788596B - 基于guid的电网主子站之间免点表远动通信的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于GUID的电网主子站间免点表远动通信的方法，包括以下步骤：1)为调控设备对象进行统一编码，包括设备类别ID、设备类型ID、设备对象ID、设备量测数据类型ID、设备量测数据对象ID、并为每种类型的设备制作与其类型相关的量测数据类型模板；2)主站和子站各自独立建模，形成相同的设备对象GUID；3)主站和子站各自独立建模，形成相同的设备量测数据对象GUID；4)主站与子站基于统一的GUID进行免点表远动通信。通过制定编码规则为设备对象和设备量测数据对象指定唯一的GUID，替代目前主站和子站远动系统间的发送表，免去了繁琐的远动点表维护和调试，减少了运维人员的重复性工作、提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力系统主子站间的通信方法，尤其是涉及一种基于GUID的电网主子站之间免点表远动通信的方法。
背景技术
电网调控主站和子站(本发明中的子站特指变电站)为两套异构的自动化系统，建模过程分别遵照各自领域的标准规范，其中主站为IEC61970标准，子站为IEC61850标准，两者在数据模型的描述上存在很大差异。目前主子站间仍采用传统规约进行通信和远动数据传输，双方须按照预先约定的远动信息点表分别建模并进行联合调试对点工作，需要进行繁琐的、重复性的远动点表维护和调试工作，工作效率低，并未体现出变电站智能化的特点。
本发明对纳入电网调控管理范围的所有设备进行了统一的分类，设计了一套用于不同系统之间进行信息交互共享的编码规则，生成的GUID编码作为电网设备对象及其设备量测数据对象的唯一标识，实现了调控主站与子站远动之间的免点表通信。
以下是文中所用到的一些专用名词的说明：
调控主站：即电网调控中心自动化主站系统，在调控主子站通信过程中简称为“主站”。由调度自动化系统服务器、工作站、系统软件平台系统组成，具备数据采集及监控功能、高级应用功能等，是调度自动化系统的核心。主站是相对于子站来说，变电站俗称子站。主站主要是采集子站四遥信息，向子站下发遥控、遥调等命令。
子站：实际指的是变电站自动化系统，在调控主子站通信过程中简称为“子站”或“变电站”。子站自动化系统由站控层和间隔层设备组成，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对子站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对子站全部设备的运行情况执行监视、测量。
数据通信网关机：子站自动化系统站控层的一种设备，用于子站与调控主站之间的远动通信，也称之为“远动工作站”，为主站系统实现对所辖范围内的子站进行监视控制、信息查询、远程浏览等，可提供数据、模型和图形的传输服务。点表：远动通信点表简称点表，在调控主站与子站远动通信范畴内，点表是指通信双方约定的数据传输顺序，利用数据点号通信双方可唯一确定某个数据对象。GUID：全局唯一标识符，本文特指被纳入电网调控自动化范畴的设备对象或其设备量测数据对象的唯一编码。
量测模板：即设备量测模板，本文特指用于描述某种电网调控设备包含的所有量测数据类型的一种数据结构，其主要内容是描述设备类型ID和量测数据类型ID之间一对多的关系。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种电网调控主站和子站免点表远动通信的方法，本方法通过制定编码规则为设备对象和设备量测数据对象指定唯一标识GUID，替代了目前电网调控主站和子站之间远动系统的远动通信点表，实现免点表通信。
解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种基于GUID的电网主子站之间免点表远动通信的方法，包括以下步骤：
S1、为电网调控设备对象进行统一编码。
S1-1、为电网调控设备分类别、按类型进行统一编码，生成其设备类别ID+设备类型ID：
本发明把纳入电网调度管理范围的电力系统调控设备分为三大类别：一是电网设备容器，包括变电站、间隔等不同类型的设备；二是电网一次设备，包括母线、变压器、线路、断路器、隔离刀闸、接地刀闸、并联电容器、并联电抗器、串联电抗器等不同类型的设备；三是电网二次设备，包括远动工作站、监控主机、继电保护信息子站、测控装置、保护装置、安全自动装置、故障录波器、电度表、交换机等不同类型的设备；
为电网调控设备分类别、按类型进行进行统一编码的规则：其中，调控设备的类别ID占1个字节，从0x01～0xFF，最多支持255种，分别代表上文中提及的电网设备容器、电网一次设备和电网二次设备这三大不同的设备类别；每一类别的调控设备下包括至少二个以上不同类型的调控设备，调控设备的类型ID占2个字节，从0x0001～0xFFFF，最多支持65535种，比如，电网一次设备类别下的设备类型ID分别代表母线、变压器、线路、断路器、隔离刀闸、接地刀闸、并联电容器、并联电抗器、串联电抗器等不同类型的调控设备。
S1-2、为每种类型的电网调控设备的量测数据类型进行统一编码，生成其设备量测数据类型ID：
为每种类型的电网调控设备的量测数据类型分别独立编号，设备量测数据类型ID占2个字节，从0x0001～0xFFFF，最多支持65535种，不同类型的调控设备的量测数据类型ID允许重复。
S1-3、为每种类型的电网调控设备制作量测模板。
S1-4、为具体的一台电网调控设备分配唯一的设备对象ID：
为每一台具体的电网调控设备分配唯一的设备对象ID，占2个字节，从0x0001～0xFFFF，每种类型的设备最多支持65535个设备对象；获知设备对象的设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID，就可以唯一确定一个设备对象。
S2、调控主站和子站各自独立建模，形成相同的电网调控设备对象GUID。
S2-1、调控主站建模，选择调控设备类型获得其设备类别ID+设备类型ID，输入为其分配的设备对象ID，完成该设备对象的主站端建模过程，并同步完成该设备对象的编码过程，生成该设备对象的GUID并保存至主站模型数据库，设备对象GUID编码规则为：“设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID”。
S2-2、电网子站建模，选择调控设备类型获得其设备类别ID+设备类型ID，输入为其分配的设备对象ID，完成该设备对象的子站端建模过程，并同步完成该设备对象的编码过程，生成该设备对象的GUID并保存至子站模型数据库，设备对象GUID编码规则为：“设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID”。
S3、调控主站和子站各自独立建模，形成相同的电网调控设备量测数据对象GUID。
S3-1、调控主站建模，选择调控设备类型获得其设备类别ID+设备类型ID，选择调控设备量测数据类型获得其设备量测数据类型ID，输入为其分配的设备对象ID，完成该设备量测数据对象的主站端建模过程，并根据步骤1-3中中制作的量测模板同步生成设备的设备量测数据对象，并完成编码过程生成设备量测数据对象GUID并保存至主站模型数据库，设备量测数据对象GUID编码规则为：设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID+设备量测数据类型ID；
S3-2、电网子站建模，选择调控设备类型获得其设备类别ID+设备类型ID，选择调控设备量测数据类型获得其设备量测数据类型ID，输入为其分配的设备对象ID，完成该设备量测数据对象的子站端建模过程，并根据步骤1-3中中制作的量测模板同步生成设备的量测数据对象，并完成编码过程生成设备量测数据对象GUID并保存至子站模型数据库，设备量测数据对象GUID编码规则为：设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID+设备量测数据类型ID；
S4、调控主站与子站基于统一的GUID进行免点表远动通信。
S4-1、调控主站与子站建立会话：
调控主站的前置机向子站的数据通信网关机发送建立会话的请求，数据通信网关机回复请求确认。
S4-2、调控主站订阅子站数据对象：
调控主站根据其模型数据库配置的设备量测数据对象GUID，向子站的数据通信网关机发起数据订阅请求，后者收到主站发起的量测数据订阅请求，与子站端模型数据库中的设备量测数据对象GUID进行对比判断，并回复订阅结果。
主站所订阅的子站设备量测数据对象包括模拟量和状态量。
S4-3、调控主站启动子站设备量测数据对象传输：
调控主站的前置机向子站的数据通信网关机发送启动设备量测数据对象传输命令，数据通信网关机回复启动设备量测数据对象传输确认。
S4-4、子站向调控主站发送远动数据：
子站的数据通信网关机将子站的全部模拟量数据分成多帧，每帧包含多个“设备量测数据对象GUID+实时数据”表示多个模拟量量测数据，依次向调控主站前置机发送；状态量数据传输过程同模拟量数据。
传输过程中采用数据变化上传机制。
S4-5、调控主站向子站下发遥控命令：
调控主站的前置机向子站的数据通信网关机下发遥控命令，遥控命令帧格式由“设备GUID+控制分合属性”组成，表示对子站的某个设备进行分或合控制操作；
子站端的数据通信网关机收到遥控命令之后，根据GUID进行解析并转发到相应的测控装置来执行遥控命令。
本发明的有益效果：通过制定编码规则为数据对象指定唯一的GUID，替代目前调控主站系统和子站远动系统之间的发送表，免去了繁琐的远动点表维护和调试工作，减少了供电公司主子站自动化运维人员的重复性工作，提高了供电公司自动化专业人员的工作效率，同时保证了各级电网调度自动化主站系统稳定运行。
附图说明
图1为主子站免点表通信过程示意图；
图2为主站向子站订阅数据及数据对象传输交互过程图；
图3为主站向子站下发遥控命令的交互过程图。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明电网的主子站之间如何基于GUID实现免点表远动通信。
一种基于GUID的电网主子站之间免点表远动通信的方法，包括以下步骤：
S1、为电网调控设备对象进行统一编码。
S1-1、为电网调控设备分类别、按类型进行统一编码，生成其设备类别ID+设备类型ID：
纳入电网调度管理范围的电力系统调控设备分为三大类别：一是电网设备容器，包括变电站、间隔等不同类型的设备；二是电网一次设备，包括母线、变压器、线路、断路器、隔离刀闸、接地刀闸、并联电容器、并联电抗器、串联电抗器等不同类型的设备；三是电网二次设备，包括远动工作站、监控主机、继电保护信息子站、测控装置、保护装置、安全自动装置、故障录波器、电度表、交换机等不同类型的设备；
为电网调控设备分类别、按类型进行进行统一编码的规则：其中，调控设备的类别ID占1个字节，从0x01～0xFF，最多支持255种，分别代表上文中提及的电网设备容器、电网一次设备和电网二次设备这三大不同的设备类别；每一类别的调控设备下包括至少二个以上不同类型的调控设备，调控设备的类型ID占2个字节，从0x0001～0xFFFF，最多支持65535种，比如，电网一次设备类别下的设备类型ID分别代表母线、变压器、线路、断路器、隔离刀闸、接地刀闸、并联电容器、并联电抗器、串联电抗器等不同类型的调控设备。
S1-2、为每种类型的电网调控设备的量测数据类型进行统一编码，获得其设备量测数据类型ID：
为每种类型的电网调控设备的量测数据类型分别独立编号，设备量测数据类型ID占2个字节，从0x0001～0xFFFF，最多支持65535种，不同类型的调控设备的量测数据类型ID允许重复。
S1-3、为每种类型的电网调控设备制作与量测模板。
S1-4、为具体的一台电网调控设备分配唯一的设备对象ID：
为每一台具体的电网调控设备分配唯一的设备对象ID，占2个字节，从0x0001～0xFFFF，每种类型的设备最多支持65535个设备对象；获知设备对象的设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID，就可以唯一确定一个设备对象。
S2、调控主站和子站各自独立建模，形成相同的电网调控设备对象GUID。
S2-1、调控主站建模，选择调控设备类型获得其设备类别ID+设备类型ID，输入为其分配的设备对象ID，完成该设备对象的主站端建模过程，并同步完成该设备对象的编码过程，生成该设备对象的GUID并保存至主站模型数据库，设备对象GUID编码规则为：“设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID”。
S2-2、电网子站建模，选择调控设备类型获得其设备类别ID+设备类型ID，输入为其分配的设备对象ID，完成该设备对象的子站端建模过程，并同步完成该设备对象的编码过程，生成该设备对象的GUID并保存至子站模型数据库，设备对象GUID编码规则为：“设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID”。
S3、调控主站和子站各自独立建模，形成相同的电网调控设备量测数据对象GUID。
S3-1、调控主站建模，选择调控设备类型获得其设备类别ID+设备类型ID，选择调控设备量测数据类型获得其设备量测数据类型ID，输入为其分配的设备对象ID，完成该设备量测数据对象的主站端建模过程，并根据步骤1-3中中制作的量测模板同步生成设备的设备量测数据对象，并完成编码过程生成设备量测数据对象GUID并保存至主站模型数据库，设备量测数据对象GUID编码规则为：设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID+设备量测数据类型ID；
S3-2、电网子站建模，选择调控设备类型获得其设备类别ID+设备类型ID，选择调控设备量测数据类型获得其设备量测数据类型ID，输入为其分配的设备对象ID，完成该设备量测数据对象的子站端建模过程，并根据步骤1-3中中制作的量测模板同步生成设备的量测数据对象，并完成编码过程生成设备量测数据对象GUID并保存至子站模型数据库，设备量测数据对象GUID编码规则为：设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID+设备量测数据类型ID；
S4、调控主站与子站基于统一的GUID进行免点表远动通信。
按照上述S1～S3，电网的主站和子站分别进行各自建模并且完成设备对象及其设备量测数据对象编码后，基于统一的GUID，双方进行免点表远动通信过程，包括建立会话、数据订阅、数据传输和控制命令下发。
如图1所示，是电网主子站免点表通信的过程示意图；如图2所示，是调控主站向子站订阅数据及数据对象传输交互过程图；如图3所示，是主站向子站下发遥控命令的交互过程图；具体包括以下步骤：
S4-1：调控主站与子站建立会话；
调控主站的前置机向子站的数据通信网关机发送建立会话的请求，数据通信网关机回复请求确认。
S4-2、调控主站订阅子站数据对象：
调控主站根据其模型数据库配置的设备量测数据对象GUID，向子站的数据通信网关机发起数据订阅请求，后者收到主站发起的量测数据订阅请求，与子站端模型数据库中的设备量测数据对象GUID进行对比判断，并回复订阅结果。主站所订阅的子站设备量测数据对象包括模拟量和状态量。
S4-3、调控主站启动子站设备量测数据对象传输：
调控主站的前置机向子站的数据通信网关机发送启动设备量测数据对象传输命令，数据通信网关机回复启动设备量测数据对象传输确认。
S4-4、子站向调控主站发送远动数据：
子站的数据通信网关机将子站的全部模拟量数据分成多帧，每帧包含多个“设备量测数据对象GUID+实时数据”表示多个模拟量量测数据，依次向调控主站前置机发送；状态量数据传输过程同模拟量数据。
传输过程中采用数据变化上传机制。
S4-5、调控主站向子站下发遥控命令：
调控主站的前置机向子站的数据通信网关机下发遥控命令，遥控命令帧格式由“设备对象GUID+控制分合属性”组成，表示对子站的某个设备进行分或合控制操作；
子站端的数据通信网关机收到遥控命令之后，根据设备对象GUID进行解析并转发到相应的测控装置来执行遥控命令。
Claims (7)
1.基于GUID的电网主子站之间免点表远动通信的方法，所述GUID为全局唯一标识符，指被纳入电网调控自动化范畴的设备对象或其设备量测数据对象的唯一编码，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、为电网调控设备对象进行统一编码；
步骤1-1、为电网调控设备分类别、按类型进行统一编码，生成其设备类别ID+设备类型ID；
步骤1-2、为每种类型的电网调控设备的量测数据类型进行统一编码，生成其设备量测数据类型ID；
步骤1-3、为每种类型的电网调控设备制作量测模板；
步骤1-4、为具体的一台电网调控设备分配唯一的设备对象ID；
步骤2、调控主站和子站各自独立建模，形成相同的电网调控设备对象GUID；
步骤2-1、调控主站建模，选择调控设备类型获得其设备类别ID+设备类型ID，输入为其分配的设备对象ID，完成该设备对象的主站端建模过程，并同步完成该设备对象的编码过程，生成该设备对象的GUID并保存至主站模型数据库，设备对象GUID编码规则为：设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID；
步骤2-2、电网子站建模，选择调控设备类型获得其设备类别ID+设备类型ID，输入为其分配的设备对象ID，完成该设备对象的子站端建模过程，并同步完成该设备对象的编码过程，生成该设备对象的GUID并保存至子站模型数据库，设备对象GUID编码规则为：设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID；
步骤3、调控主站和子站各自独立建模，形成相同的电网调控设备量测数据对象GUID；
步骤3-1、调控主站建模，选择调控设备类型获得其设备类别ID+设备类型ID，选择调控设备量测数据类型获得其设备量测数据类型ID，输入为其分配的设备对象ID，完成该设备对象的主站端建模过程，并根据步骤1-3中制作的量测模板同步生成设备的量测数据对象，并完成编码过程生成设备量测数据对象GUID并保存至主站模型数据库，设备量测数据对象GUID编码规则为：设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID+设备量测数据类型ID；
步骤3-2、电网子站建模，选择调控设备类型获得其设备类别ID+设备类型ID，选择调控设备量测数据类型获得其设备量测数据类型ID，输入为其分配的设备对象ID，完成该设备对象的子站端建模过程，并根据步骤1-3中制作的量测模板同步生成设备的量测数据对象，并完成编码过程生成设备量测数据对象GUID并保存至子站模型数据库，设备量测数据对象GUID编码规则为：设备类别ID+设备类型ID+设备对象ID+设备量测数据类型ID；
步骤4、调控主站与子站基于统一的GUID进行免点表远动通信；
步骤4-1、调控主站与子站建立会话；
调控主站的前置机向子站的数据通信网关机发送建立会话的请求，数据通信网关机回复请求确认；
步骤4-2、调控主站订阅子站设备量测数据对象；
调控主站根据其模型数据库配置的设备量测数据对象GUID，向子站的数据通信网关机发起数据订阅请求，后者收到主站发起的设备量测数据对象订阅请求后，与子站端模型数据库中的设备量测数据对象GUID进行对比判断，并回复订阅结果；
步骤4-3、调控主站启动子站设备量测数据对象传输；
调控主站的前置机向子站的数据通信网关机发送启动设备量测数据对象传输命令，数据通信网关机回复启动设备量测数据对象传输确认；
步骤4-4、子站向调控主站发送远动数据；
步骤4-5、调控主站向子站下发遥控命令。
2.根据权利要求1所述的基于GUID的电网主子站之间免点表远动通信的方法，其特征在于，步骤1-1中为电网调控设备分类别、按类型进行统一编码的方法是：将纳入电网调度管理范围的电网调控设备分为电网设备容器、电网一次设备、电网二次设备三大类别，每一类别下包括至少二个以上不同类型的调控设备，调控设备的类别ID占1个字节，从0x01～0xFF，调控设备的类型ID占2个字节，从0x0001～0xFFFF。
3.根据权利要求1所述的基于GUID的电网主子站之间免点表远动通信的方法，其特征在于，步骤1-2中为每种类型的电网调控设备的量测数据类型进行统一编码的方法是：为每种类型的电网调控设备的量测数据类型分别独立编号，设备的量测数据类型ID占2个字节，从0x0001～0xFFFF，不同类型的调控设备的量测数据类型ID允许重复。
4.根据权利要求1所述的基于GUID的电网主子站之间免点表远动通信的方法，其特征在于，步骤1-4中为具体的一台电网调控设备分配唯一的设备对象ID的方法是：其ID编码占2个字节，从0x0001～0xFFFF。
5.根据权利要求1所述的基于GUID的电网主子站之间免点表远动通信的方法，其特征在于，步骤4-2中所述的设备量测数据对象包括模拟量和状态量。
6.根据权利要求1所述的基于GUID的电网主子站之间免点表远动通信的方法，其特征在于，步骤4-4中子站向调控主站发送远动数据的方法是：子站的数据通信网关机将子站的全部数据分成多帧，每帧包含多个设备量测数据对象GUID+实时数据，依次向调控主站的前置机发送，传输过程中采用数据变化上传机制。
7.根据权利要求1所述的基于GUID的电网主子站之间免点表远动通信的方法，其特征在于，步骤4-5中调控主站向子站下发遥控命令的方法是：调控主站的前置机向子站的数据通信网关机下发遥控命令，遥控命令帧格式由设备对象GUID+控制分合属性组成，子站端的数据通信网关机收到遥控命令之后，根据设备对象GUID进行解析并转发到相应的测控装置来执行遥控命令。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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