CN107193917B - 基于iid的全站系统配置文件无损数据更新方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法，包括如下步骤：步骤1、解析SCD文件：获取数据模板信息、需要更新的IED实例信息和需要更新的IED的通信配置信息；步骤2、解析IID文件，获取需要更新的数据结构；步骤3、比对步骤1和步骤2获取的数据模板信息，进行数据模板冲突处理；步骤4、根据数据模板冲突处理结果更新数据模板；步骤5、进行IED数据实例更新；步骤6、进行IED通信配置更新：将更新通信设置参数后的IID文件中各个通信子网添加到SCD文件中相应子网中。能够快速更新SCD文件，方便智能变电站的改扩建，屏蔽SCL配置文件复杂的结构，减少更新之后对SCD文件再次的配置，降低对SCD更新的误操作。

Description

基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法

技术领域

本发明涉及一种基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法。

背景技术

在常规变电站中一二次设备之间通过大量的电缆直接互连，电缆用量和二次回路较复杂。随着智能变电站相关技术的日益完善，智能变电站逐步进入大规模使用阶段，原常规站直观、相互独立被封装高度耦合的网络数据流所替代，智能变电站采样值通过常规互感器+MU实现数字化，组建SV采样值光纤数字传输网络，一次开关设备通过智能终端完成数字化，经GOOSE光纤网络完成开关设备位置信息、控制信息的传输。由各ICD汇总形成的全站系统配置文件(SCD)代替设计图纸成为调试、运维及改扩建的直接依据。

SCD文件采用IEC 61850建模方式，由于IEC 61850标准以其开放性、先进性和完整性，已成为智能变电站的唯一实际标准，为用户和各设备厂商广泛采用。在IEC 61850Ed2.0新增了模型文件IID(Instantiated IED Description：实例化IED描述)，描述集成过程中IED(智能电子设备)模型文件的预配置等信息，类似信息模板，可在同类IED的多实例或多工程复用，与CID格式类似。IED设备制造商提供ICD文件，系统集成商导入ICD文件以及SSD文件，形成SCD文件；IED设备制造商的IED配置工具导入SCD文件，形成CID文件和过程层文件，下装到装置；SCD文件生成后，如需要更新IED数据模型，由IED配置工具导入SCD文件，在需要更新的装置模型基础上完成修改，最后导出IID文件，交还给系统集成商，系统配置工具导入IID文件，完成数据模型的更新。

在改扩建阶段对SCD文件的更新至关重要，现有技术中无法实现快速、有效的更新，且更新之后还需要对SCD文件进行再次的配置，容易出错。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法，能够快速更新SCD文件，方便智能变电站的改扩建，屏蔽SCL配置文件复杂的结构，减少更新之后对SCD文件再次的配置，降低对SCD更新的误操作；进一步的，校验待更新的模型文件，防止更新的模型文件语法错误致使SCD文件引入错误。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法，包括如下步骤：

步骤1、解析SCD文件：获取数据模板信息、需要更新的IED实例信息和需要更新的IED的通信配置信息；

步骤2、解析IID文件，获取需要更新的数据结构；

步骤3、比对步骤1和步骤2获取的数据模板信息，进行数据模板冲突处理；

步骤4、根据数据模板冲突处理结果更新数据模板；

步骤5、进行IED数据实例更新；

步骤6、进行IED通信配置更新：将更新通信设置参数后的IID文件中各个通信子网添加到SCD文件中相应子网中。

优选，在解析IID文件之前还包括下述步骤：校验IID文件，当校验正确后再解析IID文件。

优选，步骤1中，采用VTD-XML与DOM相结合的方式解析SCD文件。

优选，步骤1具体包括如下部分：

1)采用VTD-XML方式，从SCD中获取需要更新的IED实例信息，然后采用DOM方式，解析IED元素信息；

2)从SCD文件中获取数据模板信息，根据模板元素信息，分为：逻辑节点数据模板LNodeType、逻辑节点引用数据对象模板DOType、数据属性模板DAType、枚举数据模板EnumType，对于每种元素采用数组链表存储数据结构；

3)采用VTD-XML方式，从SCD中获取需要更新的IED的通信配置信息，包括站控层通信参数和过程层通信参数。

优选，校验IID文件包括Schema校验和语义校验。

优选，步骤2具体包括如下步骤：

1)首先在程序运行目录配置文件下查询该更新的IID文件名称是否存在：如果存在则删除，然后将该IID文件进行备份处理，存储在该目录下，否则，直接将该IID文件进行备份处理，存储在该目录下；

2)获取IID文件中IED标签元素内容，然后获取访问点信息，在访问点下获取报文控制块，由报文控制块找到该访问点下的数据集，最后解析数据对象实例LN；

3)根据解析获取的数据对象实例LN，得到每个LN的逻辑节点数据模板LNodeType的id，根据该id获取逻辑节点数据模板LNodeType数据定义；

4)由解析得到的逻辑节点数据模板LNodeType，获取逻辑节点引用数据对象模板DOType，由解析得到的DOType解析所具有的数据属性模板DAType和枚举数据模板EnumType，将逻辑节点数据模板LNodeType、逻辑节点引用数据对象模板DOType、数据属性模板DAType和枚举数据模板EnumType存储在数组链表中；

5)解析IID文件中通信配置参数，获取网络结构。

优选，步骤3具体包括如下步骤：

1)将IID的枚举数据模板EnumType存储数组链表与SCD中解析的枚举数据模板EnumType存储数组链表进行比对，当存在不一致时，将该不一致数据模板存储在冲突数据模板链表中；当一致时，将该数据模板记录在无冲突数据模板链表中，然后进行比对下一个枚举数据模板，依次循环；

2)针对IID的数据属性模板DAType，查询其中是否存在引用冲突的枚举数据模板EnumType，如果存在，该数据属性视为冲突数据模板，如果不存在，则再进行与SCD中数据属性模板DAType进行比对，如果数据模板冲突，将此数据模板记录在冲突数据模板链表中；当一致时，将该数据模板记录在无冲突数据模板链表中，然后进行比对下一个数据属性模板，依次循环；

3)将IID的逻辑节点引用数据对象模板DOType存储数组链表与SCD中解析的逻辑节点引用数据对象模板DOType存储数组链表进行比对，当存在不一致时，将该不一致数据模板存储在冲突数据模板链表中；当一致时，将该数据模板记录在无冲突数据模板链表中，然后进行比对下一个数据对象模板，依次循环；

4)将IID的逻辑节点数据模板LNodeType存储数组链表与SCD中解析的逻辑节点数据模板LNodeType存储数组链表进行比对，当存在不一致时，将该不一致数据模板存储在冲突数据模板链表中；当一致时，将该数据模板记录在无冲突数据模板链表中，然后进行比对下一个逻辑节点模板，依次循环。

本发明的有益效果是：

1)SCL配置文件语法复杂、信息量大，在应用中经常出现一系列的合法性和规范性问题，影响工程实施的效率和质量，通过基于IID文件对SCD文件进行无损数据更新，能够快速对SCD文件更新，方便智能变电站的改扩建，屏蔽SCL配置文件复杂的结构；

2)在采用这种基于IID文件对SCD文件对IED更新过程中对其他IED信息保持不变，同时保留原有SCD中对该IED的通信配置参数、虚回路配置信息、数据对象描述等信息，减少更新之后对SCD文件再次的配置，降低对SCD更新的误操作。

3)校验待更新的模型文件，防止更新的模型文件语法错误致使SCD文件引入错误。

附图说明

图1是本发明基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法，包括如下步骤：

步骤1、解析SCD文件：获取数据模板信息、需要更新的IED实例信息和需要更新的IED的通信配置信息。可以采用VTD-XML与DOM相结合的方式快速解析SCD文件，具体如下：

1)采用VTD-XML方式，从SCD中获取需要更新的IED实例信息，然后采用DOM方式，解析IED元素信息，解析结构采用树形结构存储；

2)从SCD文件中获取数据模板信息，可以采用偏移地址方式获取模板数据信息，根据模板元素信息，分为：逻辑节点数据模板LNodeType、逻辑节点引用数据对象模板DOType、数据属性模板DAType、枚举数据模板EnumType，对于每种元素采用数组链表存储数据结构；

3)采用VTD-XML方式，从SCD中获取需要更新的IED的通信配置信息，包括站控层通信参数和过程层通信参数。

步骤2、解析IID文件，获取需要更新的数据结构。

IID文件是由SCD文件导出的需要更新的IED待更新的配置文件，对IID配置文件由IED配置工具进行数据模型的修改，为了防止更新的模型文件语法错误致使SCD文件引入错误，优选，在解析IID文件之前还包括校验步骤，即校验IID文件，具体校验步骤包括Schema校验和语义校验：

1)Schema校验：根据Schema检查IID文件SCL文件语法，包括命名空间、Herder、Substation、Communication、IED、DataTypeTemplates；

2)语义校验：包括逻辑节点实例与模板的一致性、数据集中各条数据项与模板的一致性、控制块与数据集的一致性，检查报告、日志、定值、GOOSE、SV控制块引用的数据集是否存在，配置参数是否缺失、错误或重名、数据模板层级引用的一致性，检查LNodeType、DOType、DAType、EnumType、EnumVal等是否正确。

当校验正确后再解析IID文件，通过IID文件的解析，获取需要更新的数据结构，具体包括如下步骤：

1)首先在程序运行目录配置文件下查询该更新的IID文件名称是否存在：如果存在则删除，然后将该IID文件进行备份处理，存储在该目录下，否则，直接将该IID文件进行备份处理，存储在该目录下。后续的解析和处理在该IID文件中进行处理。

2)可以采用VTD-XML方式获取IID文件中IED标签元素内容，然后采用DOM方式获取访问点信息，在访问点下获取报文控制块，由报文控制块找到该访问点下的数据集，最后解析数据对象实例LN。

3)根据解析获取的数据对象实例LN，得到每个LN的逻辑节点数据模板LNodeType的id，根据该id获取逻辑节点数据模板LNodeType数据定义。

4)由解析得到的逻辑节点数据模板LNodeType，获取逻辑节点引用数据对象模板DOType，由解析得到的DOType解析所具有的数据属性模板DAType和枚举数据模板EnumType，将逻辑节点数据模板LNodeType、逻辑节点引用数据对象模板DOType、数据属性模板DAType和枚举数据模板EnumType存储在数组链表中。

5)解析IID文件中通信配置参数，获取网络结构。

步骤3、比对步骤1和步骤2获取的数据模板信息，进行数据模板冲突处理，具体包括如下步骤：

1)将IID的枚举数据模板EnumType存储数组链表与SCD中解析的枚举数据模板EnumType存储数组链表进行比对，当存在不一致时，将该不一致数据模板存储在冲突数据模板链表中；当一致时，将该数据模板记录在无冲突数据模板链表中，然后进行比对下一个枚举数据模板，依次循环。

2)针对IID的数据属性模板DAType，查询其中是否存在引用冲突的枚举数据模板EnumType，如果存在，该数据属性视为冲突数据模板，如果不存在，则再进行与SCD中数据属性模板DAType进行比对，如果数据模板冲突，将此数据模板记录在冲突数据模板链表中；当一致时，将该数据模板记录在无冲突数据模板链表中，然后进行比对下一个数据属性模板，依次循环。

3)将IID的逻辑节点引用数据对象模板DOType存储数组链表与SCD中解析的逻辑节点引用数据对象模板DOType存储数组链表进行比对，当存在不一致时，将该不一致数据模板存储在冲突数据模板链表中；当一致时，将该数据模板记录在无冲突数据模板链表中，然后进行比对下一个数据对象模板，依次循环。

4)将IID的逻辑节点数据模板LNodeType存储数组链表与SCD中解析的逻辑节点数据模板LNodeType存储数组链表进行比对，当存在不一致时，将该不一致数据模板存储在冲突数据模板链表中；当一致时，将该数据模板记录在无冲突数据模板链表中，然后进行比对下一个逻辑节点模板，依次循环。

对于模板中的枚举数据模板EnumType、数据属性模板DAType、逻辑节点引用数据对象模板DOType、逻辑节点数据模板LNodeType，其中比对的两个模板包含的子对象的LNodeType顺序不相同，则认为该两个数据模板有冲突。

步骤4、根据数据模板冲突处理结果更新数据模板。对于数据模板中出现的不一致结果，可以按照三种方式进行处理，第一：提示用户不一致，通过增加前缀，用于区别冲突的模板；第二，忽略IID中的模板，则直接忽略该模板冲突不进行更新，将该数据模板记录在忽略IID模板数组链表中；第三，忽略SCD中的模板，将冲突的模板在SCD中删除，该冲突模板记录在忽略SCD模板的数组链表中

对于数据模板中出现不一致的情况，可以选取以上任意一种方式进行处理。处理完毕后：

1)处理无冲突数组链表模板：循环查找无冲突数组链表模板，将该部分模板从IID文件中删除；

2)处理忽略IID中模板冲突的模板：循环查找忽略IID中模板冲突的模板数组链表，将该部分模板从IID文件中删除；

3)处理忽略SCD中模板冲突的模板：循环查找忽略SCD中模板冲突的模板数组链表，将该部分模板从SCD文件中删除；

4)处理增加前缀的数据模板：循环查找增加前缀的数据模板数组链表，将该部分数据模板根据用户要求增加前缀，修改IID文件中的数据模板，将该部分模板增加前缀；

5)采用VTD-XML方式获取IID文件中还存在的所有数据模板，然后根据SCD模板的顺序，将IID中的枚举数据模板EnumType添加到SCD中最后一个EnumType模板下面，将数据属性模板DAType添加到SCD中最后一个EnumType模板下面，将数据对象模板DOType添加到SCD中最后一个DOType模板下面，将逻辑节点数据模板LNodeType添加到SCD中最后一个LNodeType模板下面。

步骤5、进行IED数据实例更新，具体包括如下步骤：

1)根据需要增加前缀的数组链表，查询IED中逻辑节点实例化，对查询到的逻辑节点实例化中的lnType数据引用增加前缀，使逻辑节点数据引用与增加前缀的逻辑节点数据模板保持一致，更新数据实例。

2)获取SCD文件中该IED的报告控制块，根据报告控制块获取所引用的数据集，然后通过与IID中的报告控制块进行比对，更新IID文件中的数据集信息，获取SCD文件中虚端子。

3)获取SCD文件中该IED接受虚端子连接信息，将该虚端子信息添加到IID文件中的相应节点下。

4)删除SCD中该IED数据实例信息，获取IID文件中IED元素标签，将该IED元素信息添加到SCD文件中。

步骤6、进行IED通信配置更新：将更新通信设置参数后的IID文件中各个通信子网添加到SCD文件中相应子网中，具体包括如下步骤：

1)获取SCD中待更新的IED通信设置参数，其中，站控层通信配置参数包括：IP地址、IP-SUBNET(IP子网掩码)、IP-GATEWAY(网关)等参数；过程层通信配置参数包括：MAC-Address(物理地址)、APPID、VLAN-ID、VLAN-PRIORITY等参数；

2)删除该IED通信信息；

3)根据IID文件中通信网络结构，将这些参数更新到IID文件中；

4)将IID文件中各个通信子网添加到SCD文件中相应子网中。

本发明的数据更新方法，不但保证了更新过程中保存了在SCD中已经配置好的通讯配置参数、虚端子连接关系、数据对象描述信息等信息，同时也能够将该IED数据模板、数据对象实例、数据集信息、报文控制块信息进行更新。为智能变电站新建及改扩建提供必要的技术手段，同时也为变电站安全可靠运行提供了保障，能够快速对装置模型进行更新，确保不影响已配置的通讯信息和虚端子回路信息，以及已配置数据实例描述的保存。

本发明的有益效果是：

1)SCL配置文件语法复杂、信息量大，在应用中经常出现一系列的合法性和规范性问题，影响工程实施的效率和质量，通过基于IID文件对SCD文件进行无损数据更新，能够快速对SCD文件更新，方便智能变电站的改扩建，屏蔽SCL配置文件复杂的结构；

2)在采用这种基于IID文件对SCD文件对IED更新过程中对其他IED信息保持不变，同时保留原有SCD中对该IED的通信配置参数、虚回路配置信息、数据对象描述等信息，减少更新之后对SCD文件再次的配置，降低对SCD更新的误操作。

3)校验待更新的模型文件，防止更新的模型文件语法错误致使SCD文件引入错误。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、解析SCD文件：获取数据模板信息、需要更新的IED实例信息和需要更新的IED的通信配置信息；

步骤2、解析IID文件，获取需要更新的数据结构；

步骤3、比对步骤1和步骤2获取的数据模板信息，进行数据模板冲突处理；

步骤4、根据数据模板冲突处理结果更新数据模板；

步骤5、进行IED数据实例更新；

步骤6、进行IED通信配置更新：将更新通信设置参数后的IID文件中各个通信子网添加到SCD文件中相应子网中；

步骤2具体包括如下步骤：

1)首先在程序运行目录配置文件下查询该更新的IID文件名称是否存在：如果存在则删除，然后将该IID文件进行备份处理，存储在该目录下，否则，直接将该IID文件进行备份处理，存储在该目录下；

2)获取IID文件中IED标签元素内容，然后获取访问点信息，在访问点下获取报文控制块，由报文控制块找到该访问点下的数据集，最后解析数据对象实例LN；

3)根据解析获取的数据对象实例LN，得到每个LN的逻辑节点数据模板LNodeType的id，根据该id获取逻辑节点数据模板LNodeType数据定义；

4)由解析得到的逻辑节点数据模板LNodeType，获取逻辑节点引用数据对象模板DOType，由解析得到的DOType解析所具有的数据属性模板DAType和枚举数据模板EnumType，将逻辑节点数据模板LNodeType、逻辑节点引用数据对象模板DOType、数据属性模板DAType和枚举数据模板EnumType存储在数组链表中；

5)解析IID文件中通信配置参数，获取网络结构；

步骤3具体包括如下步骤：

1)将IID的枚举数据模板EnumType存储数组链表与SCD中解析的枚举数据模板EnumType存储数组链表进行比对，当存在不一致时，将该不一致数据模板存储在冲突数据模板链表中；当一致时，将该数据模板记录在无冲突数据模板链表中，然后进行比对下一个枚举数据模板，依次循环；

2)针对IID的数据属性模板DAType，查询其中是否存在引用冲突的枚举数据模板EnumType，如果存在，该数据属性视为冲突数据模板，如果不存在，则再进行与SCD中数据属性模板DAType进行比对，如果数据模板冲突，将此模板记录在冲突数据模板链表中；当一致时，将该数据模板记录在无冲突数据模板链表中，然后进行比对下一个数据属性模板，依次循环；

3)将IID的逻辑节点引用数据对象模板DOType存储数组链表与SCD中解析的逻辑节点引用数据对象模板DOType存储数组链表进行比对，当存在不一致时，将该不一致数据模板存储在冲突数据模板链表中；当一致时，将该数据模板记录在无冲突数据模板链表中，然后进行比对下一个数据对象模板，依次循环；

4)将IID的逻辑节点数据模板LNodeType存储数组链表与SCD中解析的逻辑节点数据模板LNodeType存储数组链表进行比对，当存在不一致时，将该不一致数据模板存储在冲突数据模板链表中；当一致时，将该数据模板记录在无冲突数据模板链表中，然后进行比对下一个逻辑节点模板，依次循环。

2.根据权利要求1所述的基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法，其特征在于，在解析IID文件之前还包括下述步骤：校验IID文件，当校验正确后再解析IID文件。

3.根据权利要求1所述的基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法，其特征在于，步骤1中，采用VTD-XML与DOM相结合的方式解析SCD文件。

4.根据权利要求3所述的基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法，其特征在于，步骤1具体包括如下部分：

1)采用VTD-XML方式，从SCD中获取需要更新的IED实例信息，然后采用DOM方式，解析IED元素信息；

2)从SCD文件中获取数据模板信息，根据模板元素信息，分为：逻辑节点数据模板LNodeType、逻辑节点引用数据对象模板DOType、数据属性模板DAType、枚举数据模板EnumType，对于每种元素采用数组链表存储数据结构；

3)采用VTD-XML方式，从SCD中获取需要更新的IED的通信配置信息，包括站控层通信参数和过程层通信参数。

5.根据权利要求2所述的基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法，其特征在于，校验IID文件包括Schema校验和语义校验。

6.根据权利要求1所述的基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法，其特征在于，步骤4中，对于数据模板中出现不一致的情况，选取以下任意一种方式进行处理：

a、提示用户不一致，通过增加前缀，用于区别冲突的模板；

b、忽略IID中的模板冲突，不进行更新；

c、忽略SCD中的模板冲突，将冲突的模板在SCD中删除。

7.根据权利要求6所述的基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法，其特征在于，步骤5中具体包括如下步骤：

1)根据需要增加前缀的数组链表，查询IED中逻辑节点实例化，对查询到的逻辑节点实例化中的lnType数据引用增加前缀，使逻辑节点数据引用与增加前缀的逻辑节点数据模板保持一致，更新数据实例；

2)获取SCD文件中该IED的报告控制块，根据报告控制块获取所引用的数据集，然后通过与IID中的报告控制块进行比对，更新IID文件中的数据集信息，获取SCD文件中虚端子；

3)获取SCD文件中该IED接受虚端子连接信息，将该虚端子连接信息添加到IID文件中的相应节点下；

4)删除SCD中该IED数据实例信息，获取IID文件中IED元素标签，将该IED元素信息添加到SCD文件中。

8.根据权利要求7所述的基于IID的全站系统配置文件无损数据更新方法，其特征在于，步骤6中具体包括如下步骤：

1)获取SCD中待更新的IED通信设置参数，其中，站控层通信配置参数包括：IP地址、IP-SUBNET、IP-GATEWAY参数；过程层通信配置参数包括：MAC-Address、APPID、VLAN-ID、VLAN-PRIORITY参数；

2)删除该IED通信信息；

3)根据IID文件中通信网络结构，将这些参数更新到IID文件中；

4)将IID文件中各个通信子网添加到SCD文件中相应子网中。

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