CN107463540A - 电能质量数据的处理方法及电能质量监测装置 - Google Patents

电能质量数据的处理方法及电能质量监测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107463540A
CN107463540A CN201710619020.0A CN201710619020A CN107463540A CN 107463540 A CN107463540 A CN 107463540A CN 201710619020 A CN201710619020 A CN 201710619020A CN 107463540 A CN107463540 A CN 107463540A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
power quality
address
control block
model
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710619020.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107463540B (zh
Inventor
曾幼松
王新华
李晋
杨甫勇
李俊
廖文国
陈坚
云飞
付园园
闫法奎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CEIEC ELECTRIC TECHNOLOGY Inc
Original Assignee
CEIEC ELECTRIC TECHNOLOGY Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CEIEC ELECTRIC TECHNOLOGY Inc filed Critical CEIEC ELECTRIC TECHNOLOGY Inc
Priority to CN201710619020.0A priority Critical patent/CN107463540B/zh
Publication of CN107463540A publication Critical patent/CN107463540A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107463540B publication Critical patent/CN107463540B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F40/00—Handling natural language data
    • G06F40/10—Text processing
    • G06F40/12—Use of codes for handling textual entities
    • G06F40/14—Tree-structured documents
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/80—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of semi-structured data, e.g. markup language structured data such as SGML, XML or HTML
    • G06F16/81—Indexing, e.g. XML tags; Data structures therefor; Storage structures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/80—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of semi-structured data, e.g. markup language structured data such as SGML, XML or HTML
    • G06F16/84—Mapping; Conversion
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Electricity, gas or water supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Abstract

本发明公开一种电能质量数据的处理方法及装置，其方法包括：将获取的电能质量数据通过预设协议进行模型编辑；将进行模型编辑后的数据进行模型解析；将进行模型解析后的数据进行本地数据关联；进行数据集与控制块初始化处理；对数据集与控制块初始化处理后的数据进行报告数据编码。本发明解决了电能质量监测装置因电能质量数据总量大造成的协议处理效率低、影响装置整机稳定性的问题。

Description

电能质量数据的处理方法及电能质量监测装置
技术领域
本发明属于电力系统自动化通信技术领域，涉及一种电能质量数据的处理方法及电能质量监测装置。
背景技术
IEC61850是IEC标准委员会TC57工作组制定发布的系列标准，国内等同标准名称为DL/T860。IEC61850目前已经发布到第二版，相比第一版，其应用范围不仅仅局限于变电站自动化技术领域，而是扩展到整个电力共用事业自动化领域，其中一个重要扩展就是增加对电能质量数据的全面支持。第二版发布后，IEC61850已逐步应用到电能质量监测系统领域，为电能质量数据的上传提供了一个更为统一、规范、可靠的通信技术手段。
电能质量监测装置要实现通过IEC61850协议将数据传送给监控主站，和其它间隔层保护监控设备一样，主要需要解决如下技术问题：
1)信息模型的解析。解析装置ICD文件，获取各个层次的逻辑设备、逻辑节点、数据、数据属性结构，读取预定义数据集、控制块，控制块包括报告、日志、定值组、GOOSE控制块，其中ICD文件采用XML通用语法格式描述，并遵循IEC61850-6定义的SCL语法规则；
2)本地数据的关联。将IEC61850模型树的每一个数据属性与本地数据进行关联，一般采用短地址(sAddr)进行关联；
3)抽象通信服务接口(ACSI)的实现。根据标准定义，实现ACSI的各个接口，包括获取模型结构、读写模型数值、数据集操作、控制块操作等内容；
4)特定通信服务映射(SCSM)的实现。当前IEC61850-8-1标准规定的SCSM 映射方法是映射到的MMS(制造报文规范)协议，并通过ASN.1格式编码。
但是，现有方案中对电能质量监测装置数据量巨大的特殊性考虑不足，主要包括：
1)谐波、间谐波数组数据量大。谐波、间谐波采用数组方式，数组数量最大可达63次，也就是说一个谐波、间谐波数据相当于普通63个测量数据；
2)数据类型多。同一个测点对象，不仅计算实时数据，还需要计算统计数据、报表数据，包括最大、最小、平均、CP95值，如果全部计算最大可达到9倍数据量；
3)存在多回路情况。多回路电能质量监测装置最多可同时监视9个回路数据，其数据总量在上述基础上再乘以9倍，给模型的解析、本地数据的关联增加了巨大的工作量。
电能质量数据总量的巨大，使得进行IEC61850协议处理各个环节均需要消耗过多资源，降低了协议处理的效率，给整个装置的稳定运行也带来隐患。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电能质量数据的处理方法及电能质量监测装置，解决电能质量监测装置因电能质量数据总量大造成的协议处理效率低、影响装置整机稳定性的问题。
为了达到上述目的，本发明提出一种电能质量数据的处理方法，包括以下步骤：
将获取的电能质量数据通过预设协议进行模型编辑；
将进行模型编辑后的数据进行模型解析；
将进行模型解析后的数据进行本地数据关联；
进行数据集与控制块初始化处理；
对数据集与控制块初始化处理后的数据进行报告数据编码。
其中，所述电能质量数据的处理方法还包括：
将处理后的数据传送给监控主站。
其中，所述预设协议为IEC61850协议。
其中，所述将获取的电能质量数据通过预设协议进行模型编辑的步骤包括：
根据电能质量监测装置的功能需求，按照IEC61850-6定义的SCL语法规范，编写装置ICD文件，具体包括：针对多回路的电能质量监测装置，其ICD 文件只包含了单个信息模型的结构，同时另外定义一个回路总数私有字段描述多回路的数量；每个数据下的所有属性视为一个整体来处理，只定义一个短地址。
其中，所述将数据进行模型解析的步骤包括：
(1)按照XML标准语法解析ICD文件，获取原始的模型描述数据流；
(2)按照SCL语法对XML原始数据流进行重排，获取单个回路信息模型结构，采用树形数据结构描述，第一层为服务器，其后依次为逻辑设备、逻辑节点、数据、数据属性，每个层次采用一个独立的节点进行描述；对于模型中的预定义数据集，采用链表方式，挂载在对应逻辑设备下；对于模型中定义的报告、日志控制块，创建在逻辑节点下，与数据层同等处理；本逻辑设备实例编号为1，称为回路1信息模型；
(3)查询回路1信息模型中定义的回路总数私有字段，如该字段查询不到或其值为1，则只有单个回路，流程结束，否则进行下一步操作；
(4)复制并创建下一回路的信息模型，其方法是，依次遍历回路1信息模型树形结构各个节点，将其名称及属性复制添加到当前树形结构的同等位置；其中，将逻辑设备节点名称中的实例编号替换为当前回路编号，逻辑节点、数据、数据属性的名称、节点属性值不变；将数据集每个成员路径、报告控制块中的关联数据集路径、报告控制块rptID属性中所有逻辑设备名称实例编号替换为当前回路编号；
(5)重复上述步骤(4)，直到所有回路均复制创建完成。
其中，所述将数据进行本地数据关联的步骤包括：
检索数据地址索引表，获取当前属性对应数据的存储地址，再检索属性偏移索引表，获取当前属性对应数据的各个下属属性的偏移量，将该偏移量与数据存储地址相加获得该属性的存储地址；获取存储地址后，将该值赋值到对应数据或数据属性的本地数据关联地址节点属性中。
其中，所述数据地址索引表中的短地址描述与数据对象均采用三层结构方式来描述，第一层为回路数，第二层为数据分类，第三层为基本测点对象；其中，数据分类包括实时值、统计最大、统计最小、统计平均、统计CP95、报表最大、报表最小、报表平均、报表CP95类型，基本测点对象至少包括电压、电流、谐波数组。
其中，所述进行数据集与控制块初始化处理的步骤包括：
遍历数据集每个成员，查找其对应的信息模型结构的节点位置；
生成数据集预编码缓存及其数据地址对照表，其中预编码缓存是根据数据集成员节点位置，按照ASN.1规则进行编码得到的缓存，数据地址对照表定义每一个数据集成员在编码缓存中的数据值编码偏移地址及其本地数据的存储地址；
生成报告控制块预编码缓存。
其中，所述对数据进行报告数据编码的步骤包括：
(1)当报告触发后，用最新值刷新报告控制块预编码缓存中的动态编码部分，其中，关联数据集数值部分的刷新方法是，通过读取对应数据集数据地址对照表，根据对照表中的本地数据存储地址获取数据集成员的当前值，再根据对照表中的数据值编码偏移地址将这个值刷新到缓存中的指定位置；
(2)根据报告控制块选项域属性内容、数据是否触发情况，选择性复制报告控制块预编码缓存中的对应组成单元及具体数据集数值部分。
本发明还提出一种电能质量监测装置，包括：电能质量数据的处理程序，所述电能质量数据的处理程序配置为由处理器调用时，执行如上所述的方法的步骤。
本发明的有益效果：通过本发明的上述各个环节的处理，从以下几个方面大大提高了电能质量数据进行IEC61850协议处理的效率：
(1)利用多回路电能质量监测装置每个回路信息模型结构相同的特点， ICD中只需要定义一个回路，通过模型复制方式实现其它回路的自动创建，极大降低了模型编辑的工作量与装置解析模型结构的时间；
(2)通过数据各个属性共用一个短地址，建立数据地址索引表、属性偏移索引表两个索引表，以及采用三层结构描述数据对象，大大降低了短地址编辑的工作量，提高了装置进行本地数据关联的处理效率；
(3)通过采用报告、日志控制块及数据集预编码的方法，将大量编码工作转移到装置初始化阶段完成，装置运行阶段只需要进行简单的数据赋值与数据复制工作，极大地提高了运行过程中报告、日志编码的效率；由于装置在运行期间绝大多数都是通过报告、日志方式上传数据，因此该方式极大降低了整体IEC61850协议处理的系统资源开销。
附图说明
图1为本发明电能质量数据的处理方法实施例的流程示意图；
图2为本发明的模型解析环节处理流程图；
图3(a)为本发明复制前单回路模型结构示意图；
图3(b)为本发明复制后多回路模型结构示意图；
图4为数据集预编码及基于缓存的快速编码过程中执行预编码后的数据 缓存内容示意图。
为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明较佳实施例提出一种电能质量数据的处理方法，尤其提供一种电能质量数据IEC61850高效协议处理的方法，该方法包括以下步骤：
将获取的电能质量数据通过预设协议进行模型编辑；
将进行模型编辑后的数据进行模型解析；
将进行模型解析后的数据进行本地数据关联；
进行数据集与控制块初始化处理；
对数据集与控制块初始化处理后的数据进行报告数据编码。
之后，将处理后的数据传送给监控主站。
其中，本发明所指预设协议为IEC61850协议。
通过本发明的上述各个环节的处理，大大提高了电能质量数据进行 IEC61850协议处理的效率。
具体地，本发明提供了一种电能质量数据通过IEC61850进行高效协议处理的方法，解决电能质量监测装置因电能质量数据总量大造成的协议处理效率低、影响装置整机稳定性的问题。
本发明的电能质量数据IEC61850高效协议处理的方法，通过在模型编辑、模型解析、本地数据关联、数据集与控制块初始化、报告数据编码等几个环节进行一系列的技术处理来完成。
其中：
所述模型编辑环节，是指根据装置的功能需求，按照IEC61850-6定义的 SCL语法规范，编写装置ICD文件。其特征是，其一，针对多回路的电能质量监测装置，其ICD文件只包含了单个信息模型的结构，同时另外定义一个回路总数私有字段描述多回路的数量；其二，每个数据下的所有属性视为一个整体来处理，只定义一个短地址。
所述模型解析环节，是指装置解析ICD文件，获取信息模型结构，其特征是，采用如下流程及技术方法：
(1)按照XML标准语法解析ICD文件，获取原始的模型描述数据流；
(2)按照SCL语法对XML原始数据流进行重排，获取单个回路信息模型结构，采用树形数据结构描述，第一层为服务器，其后依次为逻辑设备、逻辑节点、数据、数据属性，每个层次采用一个独立的节点进行描述，节点名称即为当前模型路径，节点属性包括短地址描述、本地数据关联地址等；对于模型中的预定义数据集，采用链表方式，挂载在对应逻辑设备下；对于模型中定义的报告、日志等控制块，创建在逻辑节点下，与数据层同等处理，由于ICD文件并未定义其属性，还需要根据IEC61850-7-2的定义手动创建控制块下属属性；本逻辑设备实例编号为1，称为回路1信息模型；
(3)查询回路1信息模型中定义的回路总数私有字段，如该字段查询不到或其值为1，则只有单个回路，流程结束，否则进行下一步操作；
(4)复制并创建下一回路的信息模型，其方法是，依次遍历回路1信息模型树形结构各个节点，将其名称及属性复制添加到当前树形结构的同等位置；其中，将逻辑设备节点名称中的实例编号替换为当前回路编号，逻辑节点、数据、数据属性的名称、节点属性值不变；将数据集每个成员路径、报告控制块中的关联数据集路径、报告控制块rptID属性中所有逻辑设备名称实例编号替换为当前回路编号；
(5)重复上述步骤(4)，直到所有回路均复制创建完成。
所述本地数据关联环节，完成短地址描述向本地数据关联地址的转换，其特征是，包含两个索引表，其一是短地址描述与数据对象存储地址的索引表(以下简称数据地址索引表)，其二是数据属性的偏移量索引表(以下简称属性偏移索引表)；在进行本地数据关联时，先检索数据地址索引表，获取当前属性对应数据的存储地址，再检索属性偏移索引表，获取当前属性对应数据的各个下属属性的偏移量，将该偏移量与数据存储地址相加获得该属性的存储地址；获取存储地址后，将该值赋值到对应数据或数据属性的本地数据关联地址节点属性中。
为提高检索效率，上述数据地址索引表中的短地址描述与数据对象均采用三层结构方式来描述，第一层为回路数，第二层为数据分类，第三层为基本测点对象；其中，数据分类包括实时值、统计最大、统计最小、统计平均、统计CP95、报表最大、报表最小、报表平均、报表CP95几个类型，基本测点对象是指电压、电流、谐波数组等。采用这种层次描述方式，将短地址描述格式定义为“回路编号.数据分类.基本测点对象”，数据对象采用三维数组进行组织，两者一一对应。
所述数据集与控制块初始化环节，完成数据集与各控制块内容的数据初始化，为进入运行后的协议处理做好准备。其特征是，采用预编码技术，在初始化阶段对数据集内容、报告控制块缓存数据按照ASN.1规则预先进行编码，在之后上传对应协议数据时则无需再次编码，只需刷新新值即可，大大提高运行时协议处理效率。具体方法是：
(1)遍历数据集每个成员，查找其对应的信息模型结构的节点位置；
(2)生成数据集预编码缓存及其数据地址对照表，其中预编码缓存是根据数据集成员节点位置，按照ASN.1规则进行编码得到的缓存，数据地址对照表定义每一个数据集成员在编码缓存中的数据值编码偏移地址及其本地数据的存储地址；
(3)生成报告控制块预编码缓存，具体方法是，按照IEC61850-8-1定义的报告发送格式，对报告各个组成单元按照ASN.1格式分别进行编码并缓存；各组成单元分为固定编码与动态编码两种类型，其中固定编码类型是指运行过程中始终保持不变的，例如报告ID、关联数据集路径、数据集成员路径等，动态编码部分是指运行中需要实时刷新的，例如报告序号、关联数据集数值等。
所述报告数据编码环节，是指装置运行过程中，根据监控主站系统的报告控制块配置要求，定时或通过条件触发产生新的报告并进行编码。其特征是，采用基于预编码缓存的快速编码方式，极大地减少重复编码的操作，具体方法是，当报告触发后，通过如下流程来对报告发送内容进行编码：
(1)用最新值刷新报告控制块预编码缓存中的动态编码部分，其中，关联数据集数值部分的刷新方法是，通过读取对应数据集数据地址对照表，根据对照表中的本地数据存储地址获取数据集成员的当前值，再根据对照表中的数据值编码偏移地址将这个值刷新到缓存中的指定位置；
(2)根据报告控制块选项域(OptFlds)属性内容、数据是否触发情况，选择性复制报告控制块预编码缓存中的对应组成单元及具体数据集数值部分。其中，数据集数值部分需要根据实际触发方式选择性复制，如果是完整性、总召唤触发，则全部复制，如果是数据变化、品质变化、数据更新触发，则只复制变化或更新的数据部分；采用从底部到头部的复制顺序，每一个组成单元的复制均累加当前编码长度，用于填充ASN.1编码中的数据长度部分。
由于日志控制块与报告控制块控制机理及编码格式类似，上述报告控制块的初始化及报告数据编码方法同样适用于日志控制块。
本发明的IEC61850高效协议处理方法不局限于电能质量数据及电能质量监测装置，对于其它数据及装置同样适用。
相比现有技术，本发明的有益效果为：通过本发明的上述各个环节的处理，从以下几个方面大大提高了电能质量数据进行IEC61850协议处理的效率：
(1)利用多回路电能质量监测装置每个回路信息模型结构相同的特点， ICD中只需要定义一个回路，通过模型复制方式实现其它回路的自动创建，极大降低了模型编辑的工作量与装置解析模型结构的时间；
(2)通过数据各个属性共用一个短地址，建立数据地址索引表、属性偏移索引表两个索引表，以及采用三层结构描述数据对象，大大降低了短地址编辑的工作量，提高了装置进行本地数据关联的处理效率；
(3)通过采用报告、日志控制块及数据集预编码的方法，将大量编码工作转移到装置初始化阶段完成，装置运行阶段只需要进行简单的数据赋值与数据复制工作，极大地提高了运行过程中报告、日志编码的效率；由于装置在运行期间绝大多数都是通过报告、日志方式上传数据，因此该方式极大降低了整体IEC61850协议处理的系统资源开销。
下面以具体实例对本发明方案进行详细阐述：
采用本发明的方法，实现一个9回路的电能质量监测装置的IEC61850协议处理。参见图1，需要在模型编辑、模型解析、本地数据关联、数据集与控制块初始化、报告数据编码几个环节进行特殊的技术处理。
(一)模型编辑环节。根据装置的功能需求编写ICD文件时，除了按照 IEC61850-6定义的SCL语法规范编写其中一个回路的模型，其逻辑设备名称为 PQM1；还另外增加如下回路总数的私有字段定义：
<Private type＝"LineCount"Value＝"8">
其次，每个数据下的所有属性视为一个整体来处理，只定义一个短地址，取第一个根节点数据数据定义。例如一个三相电压测量数据，只定义A相电压幅值属性的短地址，A相电压角度、q值、时标属性以及B相、C相电压的所有属性均不再定义短地址，如下所示：
(二)模型解析环节。装置解析ICD文件，获取信息模型结构，具体流程见附图2所示，各流程执行细节如下：
(1)按照XML标准语法解析ICD文件，获取原始的模型描述数据流；XML 是一种通用的标记语法，在通信领域应用广泛，可以很方便地找到开源的代码库来实现；
(2)按照SCL语法对XML原始数据流进行重排，获取单个回路信息模型结构，采用树形数据结构描述，见附图3(a)所示，第一层为服务器(Server)，其后依次为逻辑设备(图所示PQM1)、逻辑节点(图所示LN1、LNn，实际包括 LLN0、LPHD、MMXU、MHAI等)、数据(图所示DO1、DOn，实际包括PPV、PhV、 A、W等)、数据属性(图所示DA1、DAn，实际包括mag、ang等)，每个层次采用一个独立的节点进行描述，节点名称即为当前模型路径，节点属性包括短地址描述、本地数据关联地址等；对于模型中的预定义数据集，采用链表方式，挂载在对应逻辑设备下；对于模型中定义的报告、日志等控制块，创建在逻辑节点下，与数据层同等处理，由于ICD文件并未定义其属性，还需要根据IEC61850-7-2的定义手动创建控制块下属属性；本逻辑设备实例编号为1，称为回路1信息模型；
(3)查询回路1信息模型中定义的回路总数私有字段LineCount，如该字段查询不到或其值为1，则只有单个回路，流程结束，否则进行下一步操作；
(4)复制并创建下一回路的信息模型，其方法是，依次遍历回路1信息模型树形结构各个节点，将其名称及属性复制添加到当前树形结构的同等位置；其中，将逻辑设备节点名称中的实例编号替换为当前回路编号，逻辑节点、数据、数据属性的名称、节点属性值不变；将数据集每个成员路径、报告控制块中的关联数据集路径、报告控制块rptID属性中所有逻辑设备名称实例编号替换为当前回路编号；
(5)重复上述步骤(4)，直到所有回路均复制创建完成。复制后的模型结构示意图见图3(b)所示。
(三)本地数据关联环节。完成短地址描述向本地数据关联地址的转换，需要定义与检索两个索引表。
第一个是数据地址索引表，每个数据行包括短地址描述、本地数据关联地址、子表对象三个属性内容。采用三层结构方式，第一层为回路数，第二层为数据分类，第三层为基本测点对象，每一层对应一个独立的数据地址索引表，并通过字表对象属性关联下一层地址索引表；其中，数据分类包括实时值、统计最大、统计最小、统计平均、统计CP95、报表最大、报表最小、报表平均、报表CP95几个类型，基本测点对象是指电压、电流、谐波数组等。
短地址描述格式为“回路编号.数据分类.基本测点对象”，本地数据采用三维数组进行组织。装置在检索模型属性对应的本地地址时，采用分层检索方式。以回路1三相电压实时值为例，其短地址描述为“L1.inst.phsV”，其所对应本地数据为measData[L1][INST][PHSV]，装置在检索前先将短地址拆分为三个层次，分别为“L1”、“inst”、“phsV”，然后检索第一层索引表，找到“L1”对应的字表对象，进入“inst”实时数据表，在该表中再找到“phsV”，最终获取其关联数据的本地数据地址。
第二个是属性偏移索引表，每个数据行包括属性描述、属性偏移地址、子表对象三个属性内容；完成上述数据地址的检索后，根据定义的字表对象进一步找到本处定义的属性偏移索引表。仍以上述回路1三相电压实时值为例，要进一步找到A相电压幅值，还需要依次检索“cVal.mag.f”，根据“cVal.mag.f”相对于“phsV”的地址偏移量，加上关联数据的本地数据地址，才能最终找到根属性的本地数据关联地址。
(四)数据集与控制块初始化环节。完成数据集与各控制块内容的数据初始化，为进入运行后的协议处理做好准备。这个环节除完成常规初始化处理外，重点需要对数据集内容、报告控制块缓存数据按照ASN.1规则预先进行编码，实现下一个环节运行过程中进行数据编码时则无需再次编码，只需刷新新值即可，大大提高运行时协议处理数据编码的效率。具体方法是在初始化阶段进行如下软件处理：
(1)遍历数据集每个成员，查找其对应的信息模型结构的节点位置；
(2)生成数据集预编码缓存及其数据地址对照表，其中预编码缓存是根据数据集成员节点位置，按照ASN.1规则进行编码得到的缓存，数据地址对照表定义每一个数据集成员属性在编码缓存中的数据值编码偏移地址及其本地数据的存储地址；
(3)生成报告控制块预编码缓存，具体方法是，按照IEC61850-8-1定义的报告发送格式，对报告各个组成单元按照ASN.1格式分别进行编码并缓存；各组成单元分为固定编码与动态编码两种类型，其中固定编码类型是指运行过程中始终保持不变的，例如报告ID、关联数据集路径、数据集成员路径等，动态编码部分是指运行中需要实时刷新的，例如报告序号、关联数据集数值等。
(五)报告数据编码环节，是指装置运行过程中，根据监控主站系统的报告控制块配置要求，定时或通过条件触发产生新的报告并进行编码。在此环节中，采用基于预编码缓存的快速编码方式，极大地减少重复编码的操作。具体在软件处理上，当报告触发后，通过如下流程来对报告发送内容进行编码：
(1)用最新值刷新报告控制块预编码缓存中的动态编码部分，其中，关联数据集数值部分的刷新方法是，通过读取对应数据集数据地址对照表，根据对照表中的本地数据存储地址获取数据集成员的当前值，再根据对照表中的数据值编码偏移地址将这个值刷新到缓存中的指定位置；
(2)根据报告控制块选项域(OptFlds)属性内容、数据是否触发情况，选择性复制报告控制块预编码缓存中的对应组成单元及具体数据集数值部分。其中，数据集数值部分需要根据实际触发方式选择性复制，如果是完整性、总召唤触发，则全部复制，如果是数据变化、品质变化、数据更新触发，则只复制变化或更新的数据部分；采用从底部到头部的复制顺序，每一个组成单元的复制均累加当前编码长度，用于填充ASN.1编码中的数据长度部分。
通过一个具体的编码实例说明上述数据集预编码及基于该缓存的快速编 码过程：以一个带角度的CMV类型的数据集成员编码为例，按照ASN.1编码方 法，执行预编码后的数据缓存内容如图4所示。
编码过程记录其中需要动态刷新的几个数值部分的偏移量(图中带方框的部分)，包括幅值(mag.f)、角度(ang.f)、数据品质(q)、时标(t)，例如幅值的数值偏移量为8。
在报告触发后，需要对数据进行编码时，先读取该缓存，然后根据偏移量分别刷新幅值、角度、数据品质、时标几个部分的数值。刷新后，直接整体复制作为该数据的编码结果。
采用上述实现方法跟常规实现方法对比，以8个回路为例，实测结果表明整个IEC61850协议处理的初始化处理时间下降了近60％，运行过程中报告数据的编码时间缩短了近40％，验证了本发明的方法所具备的良好效果。
此外，本发明还提出一种电能质量监测装置，包括：电能质量数据的处理程序，所述电能质量数据的处理程序配置为由处理器调用时，执行如上所述的方法的步骤，在此不再赘述。
此外，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有电能质量数据的处理程序，所述电能质量数据的处理程序配置为由处理器调用时，执行如上所述的方法的步骤，在此不再赘述。
以上所述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流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电能质量数据的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
将获取的电能质量数据通过预设协议进行模型编辑；
将进行模型编辑后的数据进行模型解析；
将进行模型解析后的数据进行本地数据关联；
进行数据集与控制块初始化处理；
对数据集与控制块初始化处理后的数据进行报告数据编码。
2.根据权利要求1所述的电能质量数据的处理方法，其特征在于，所述电能质量数据的处理方法还包括：
将处理后的数据传送给监控主站。
3.根据权利要求1所述的电能质量数据的处理方法，其特征在于，所述预设协议为IEC61850协议。
4.根据权利要求3所述的电能质量数据的处理方法，其特征在于，所述将获取的电能质量数据通过预设协议进行模型编辑的步骤包括：
根据电能质量监测装置的功能需求，按照IEC61850-6定义的SCL语法规范，编写装置ICD文件，具体包括：针对多回路的电能质量监测装置，其ICD文件只包含了单个信息模型的结构，同时另外定义一个回路总数私有字段描述多回路的数量；每个数据下的所有属性视为一个整体来处理，只定义一个短地址。
5.根据权利要求3所述的电能质量数据的处理方法，其特征在于，所述将数据进行模型解析的步骤包括：
(1)按照XML标准语法解析ICD文件，获取原始的模型描述数据流；
(2)按照SCL语法对XML原始数据流进行重排，获取单个回路信息模型结构，采用树形数据结构描述，第一层为服务器，其后依次为逻辑设备、逻辑节点、数据、数据属性，每个层次采用一个独立的节点进行描述；对于模型中的预定义数据集，采用链表方式，挂载在对应逻辑设备下；对于模型中定义的报告、日志控制块，创建在逻辑节点下，与数据层同等处理；本逻辑设备实例编号为1，称为回路1信息模型；
(3)查询回路1信息模型中定义的回路总数私有字段，如该字段查询不到或其值为1，则只有单个回路，流程结束，否则进行下一步操作；
(4)复制并创建下一回路的信息模型，其方法是，依次遍历回路1信息模型树形结构各个节点，将其名称及属性复制添加到当前树形结构的同等位置；其中，将逻辑设备节点名称中的实例编号替换为当前回路编号，逻辑节点、数据、数据属性的名称、节点属性值不变；将数据集每个成员路径、报告控制块中的关联数据集路径、报告控制块rptID属性中所有逻辑设备名称实例编号替换为当前回路编号；
(5)重复上述步骤(4)，直到所有回路均复制创建完成。
6.根据权利要求3所述的电能质量数据的处理方法，其特征在于，所述将数据进行本地数据关联的步骤包括：
检索数据地址索引表，获取当前属性对应数据的存储地址，再检索属性偏移索引表，获取当前属性对应数据的各个下属属性的偏移量，将该偏移量与数据存储地址相加获得该属性的存储地址；获取存储地址后，将该值赋值到对应数据或数据属性的本地数据关联地址节点属性中。
7.根据权利要求6所述的电能质量数据的处理方法，其特征在于，所述数据地址索引表中的短地址描述与数据对象均采用三层结构方式来描述，第一层为回路数，第二层为数据分类，第三层为基本测点对象；其中，数据分类包括实时值、统计最大、统计最小、统计平均、统计CP95、报表最大、报表最小、报表平均、报表CP95类型，基本测点对象至少包括电压、电流、谐波数组。
8.根据权利要求3所述的电能质量数据的处理方法，其特征在于，所述进行数据集与控制块初始化处理的步骤包括：
遍历数据集每个成员，查找其对应的信息模型结构的节点位置；
生成数据集预编码缓存及其数据地址对照表，其中预编码缓存是根据数据集成员节点位置，按照ASN.1规则进行编码得到的缓存，数据地址对照表定义每一个数据集成员在编码缓存中的数据值编码偏移地址及其本地数据的存储地址；
生成报告控制块预编码缓存。
9.根据权利要求3所述的电能质量数据的处理方法，其特征在于，所述对数据进行报告数据编码的步骤包括：
(1)当报告触发后，用最新值刷新报告控制块预编码缓存中的动态编码部分，其中，关联数据集数值部分的刷新方法是，通过读取对应数据集数据地址对照表，根据对照表中的本地数据存储地址获取数据集成员的当前值，再根据对照表中的数据值编码偏移地址将这个值刷新到缓存中的指定位置；
(2)根据报告控制块选项域属性内容、数据是否触发情况，选择性复制报告控制块预编码缓存中的对应组成单元及具体数据集数值部分。
10.一种电能质量监测装置，其特征在于，包括：电能质量数据的处理程序，所述电能质量数据的处理程序配置为由处理器调用时，执行如权利要求1-9中任一项所述的方法的步骤。
CN201710619020.0A 2017-07-26 2017-07-26 电能质量数据的处理方法及电能质量监测装置 Active CN107463540B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710619020.0A CN107463540B (zh) 2017-07-26 2017-07-26 电能质量数据的处理方法及电能质量监测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710619020.0A CN107463540B (zh) 2017-07-26 2017-07-26 电能质量数据的处理方法及电能质量监测装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107463540A true CN107463540A (zh) 2017-12-12
CN107463540B CN107463540B (zh) 2020-08-07

Family

ID=60547298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710619020.0A Active CN107463540B (zh) 2017-07-26 2017-07-26 电能质量数据的处理方法及电能质量监测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107463540B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108462709A (zh) * 2018-03-20 2018-08-28 南京丹迪克科技开发有限公司 一种客户端采集电能质量监测终端测量数据的方法
CN108829734A (zh) * 2018-05-21 2018-11-16 南京丹迪克科技开发有限公司 电能质量icd模型中叶子节点自动匹配量纲的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102759675A (zh) * 2012-07-27 2012-10-31 深圳市中电软件有限公司 一种在线式电能质量监测装置
CN102998562A (zh) * 2012-11-26 2013-03-27 江苏省电力公司电力科学研究院 基于iec61850通信协议的电能质量监测系统
WO2014204486A1 (en) * 2013-06-21 2014-12-24 Schneider Electric USA, Inc. Systems and methods for energy expert collaboration features

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102759675A (zh) * 2012-07-27 2012-10-31 深圳市中电软件有限公司 一种在线式电能质量监测装置
CN102998562A (zh) * 2012-11-26 2013-03-27 江苏省电力公司电力科学研究院 基于iec61850通信协议的电能质量监测系统
WO2014204486A1 (en) * 2013-06-21 2014-12-24 Schneider Electric USA, Inc. Systems and methods for energy expert collaboration features

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YANYU FAN ET AL.: "Study and Application of Data Aggregation Based on FAST Protocol in Power Quality Monitoring System", 《2012 ASIA-PACIFIC POWER AND ENERGY ENGINEERING CONFERENCE》 *
王晖: "标准化数据集成的智能电网配网末端电能质量监测", 《电力信息化》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108462709A (zh) * 2018-03-20 2018-08-28 南京丹迪克科技开发有限公司 一种客户端采集电能质量监测终端测量数据的方法
CN108462709B (zh) * 2018-03-20 2020-11-03 南京丹迪克科技开发有限公司 一种客户端采集电能质量监测终端测量数据的方法
CN108829734A (zh) * 2018-05-21 2018-11-16 南京丹迪克科技开发有限公司 电能质量icd模型中叶子节点自动匹配量纲的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107463540B (zh) 2020-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107402976B (zh) 一种基于多元异构模型的电网多源数据融合方法及系统
CN109150640A (zh) 一种基于二层网络协议的网络拓扑发现方法及系统
US8739178B2 (en) Method of configuring intelligent electronic devices to facilitate standardized communication messages among a plurality of IEDS within a network
CN103379136B (zh) 一种日志采集数据压缩方法、解压缩方法及装置
CN108414849A (zh) 智能变电站自动化测试系统及方法
CN112507499B (zh) 基于gis的配电网线损数据采集方法及相关装置
CN107730394A (zh) 基于大数据的全景电网多元异构数据融合方法
CN105184482B (zh) 一种变压器台账数据校验系统及其方法
CN105790441A (zh) 一种智能变电站继电保护巡检系统
CN104573024B (zh) 一种复杂网络体系下异构安全日志信息的自适应提取方法及系统
CN102439818A (zh) 自动生成变电站goose信号连接拓扑关系的方法和设备
CN105447247A (zh) 一种调控信息校核的方法及系统
CN103593568A (zh) 基于iec 61850的在线监测数据模型映射方法
CN107798062A (zh) 一种变电站历史数据统一存储方法和系统
CN104463465B (zh) 一种基于分布式模型的实时监控集群处理方法
CN107463540A (zh) 电能质量数据的处理方法及电能质量监测装置
CN104268665A (zh) 一种管理系统用户行为分析方法
CN115828233A (zh) 一种电网动态安全检测系统数据封装方法
CN104881739A (zh) 一种基于iec61970/61968 cim标准的营配数据一致性校验方法
CN110058879B (zh) 一种智能终端快速组态方法
CN110674235A (zh) 一种营配拓扑档案同步管理系统及方法
CN111182006B (zh) 一种物理集群映射为云计算资源的方法及装置
Bakalov et al. A network model for the utility domain
CN109617654A (zh) 工业互联网大数据服务系统数据传输方法与数据聚合解析装置
CN115733780A (zh) 基于柔性以太网的动态自适应方法、系统、设备及介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant