CN107704492B - 基于主站模式的就地化智能管理单元远程调阅实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于主站模式的就地化智能管理单元远程调阅实现方法，包括：1）依据管理单元建模规范中规定的菜单模型，入库过程中对数据库中菜单模型的数据集和数据项进行筛选，以保证菜单项的完整和数据项不重复；2）远程调阅模块采用主子站模式访问就地化智能管理单元的子站服务器，子站服务器访问数据库以获取装置的菜单信息上传给远程调阅模块；3）远程调阅模块采用客户端缓存机制，缓存菜单的配置；当菜单中数值配置发生改变时，远程调阅模块从子站服务器读配置。本发明的远程界面模块是一个C/S的开发模式，能够通过网络模式分离数据源，部署灵活性强，并发程度高，适合就地化设备的开发和调试多人进行界面操作的需求。

Description

基于主站模式的就地化智能管理单元远程调阅实现方法

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种基于主站模式的就地化智能管理单元远程调阅实现方法。

背景技术

《无防护安装就地化保护应用与实践》中记载，随着就地化无防护继电保护设备的开发和安装，在站控层设置就地化保护智能管理单元(可简称为管理单元)，提供人机交互的手段，同时还实现所有保护装置的集中配置功能。也就是说，就地化智能管理单元是无防护安装就地化保护与应用的过程中，部署在站控层的新的管理信息系统。就地化智能管理单元部署在安全Ⅰ区，通过标准的IEC61850协议与就地化二次设备通信，采集二次设备的状态信息、定值、事件、录波等信息，并对设备进行整定控制和操作。

就地化管理单元具有装置界面集中显示、主接线图显示、一键式备份管理、权限管理、操作日志、定值比对、故障信息管理和远程主站功能。其中主接线图显示、定值比对、故障信息管理、主站远程功能是智能变电站保信系统的深化功能，装置界面集中显示、一键式备份和权限管理是针对就地化设备提出的新增功能。根据Q/GDW 11010规范对保护设备菜单的要求，就地化管理单元远程调阅模块需对各厂家的装置液晶界面进行集中展示，以供运维人员查看及操作。

就地化管理单元具有保信功能，需要与调度主站互相连接，转发上送装置的状态信息、突发事件和录波。目前就地化管理单元通常都在保信系统的基础上研发，管理单元远程调阅可以作为本地应用模块直接开发，数据在进入管理单元数据服务器之前，就可以更新到远程调阅模块中，远程调阅模块甚至可以不依赖保信数据库，这种开发模式具有数据更新速度快的优点，但这种开发模式耦合度非常高，对保信系统的原有系统架构的修改较大，使系统不具有通用属性；且远程调阅模块必须与管理单元部署在同一台硬件上，增加一个远程调试模块，就需要增加一台管理单元装置，前期开发硬件成本较大，导致调试和开发不方便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了基于主站模式的就地化智能管理单元远程调阅实现方法，通过C/S模式的调用方式，能够便捷的开发满足《智能管理单元技术规范》的远程调阅功能，解决了就地化装置开发和现场调试过程中，多人调试资源竞争的冲突和问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于主站模式的就地化智能管理单元远程调阅实现方法，其特征是，包括以下内容：

1)依据管理单元建模规范规定的菜单的模型，入库过程中对数据库中菜单模型的数据集和数据项进行筛选，以保证菜单项的完整和数据项不重复；

2)远程调阅模块采用主子站模式访问就地化智能管理单元的子站服务器，子站服务器访问数据库以获取装置的菜单信息上传给远程调阅模块；

3)远程调阅模块采用客户端缓存机制，缓存菜单的配置；当菜单中数值配置发生改变时，远程调阅模块从子站服务器读配置。

进一步的，远程调用模块中菜单的模型以数据集的形式建模在CID文件的MGR逻辑设备中。

进一步的，对于FC一致的重复数据集，当MGR数据集大部分与PROT数据集完全相同，这些重复数据集选择任何一个LD入库；对于MGR数据集中数据集内容大于PROT或者LD0的数据集时，同一个数据项只需要入库一次；

对于FC不一致的重复数据集，数据项分别导入库。

进一步的，远程调阅模块与子站服务器之间基于IEC103+104规约进行交互。

进一步的，远程调阅模块数据获取方式包括查询式和突发式，查询数据通过子站服务器读取数据库的数据信息，突发式数据由装置主动通过IEC61850发送到管理单元事件库，管理单元通过主子站协议上送给远程调阅模块。

进一步的，远程调阅模块中也可对保护装置下发一键式备份、一键式下装和召唤文件操作命令，对现有IEC103+104规约进行如下扩充：

一键式备份ASDU80、一键式下装ASDU82、召唤文件ASDU84。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明的耦合性低、独立性强的远程界面模块是一个C/S的开发模式，能够通过网络模式分离数据源，部署灵活性强，并发程度高，适合就地化设备的开发和调试多人进行界面操作的需求，同时这种独立设计的方法对原开发平台代码的修改最少，体系和架构的冲击最小。

附图说明

图1是就地化管理单元数据流图；

图2是IEC61850模型重复数据集示例图；

图3是多远程调阅模块调试就地化保护装置；

图4是远程调阅模块的启动处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

就地化智能管理单元是无防护安装就地化保护与应用的过程中，部署在站控层的新的管理信息系统。本发明的目的是基于目前的保信系统的系统架构和数据模型，在不影响现有软件架构的基础上，增加管理单元所要求的远程调阅模块，达到功能设计的独立性强和耦合度低的要求，对现有代码的更改少。

本发明的思想是将管理单元的远程调阅模块作为一个简单独立的客户端(Client)进行开发，通过网络连接访问就地化管理单元，此时就地化管理单元作为服务器Server。或者将远程调阅模块嵌入到就地化管理单元中作为本地通道。

远程调阅模块从功能上主要包括保护装置信息的远程展示界面功能、保护装置远程操作功能(定值整定、分区复制、开出传动和不停电传动等)、保护突发事件显示等功能。

本发明的基于主站模式的就地化智能管理单元远程调阅实现方法，包括以下内容：

1)依据管理单元建模规范规定的菜单的模型，入库过程中对数据库中菜单模型的数据集和数据项进行筛选，以保证菜单项的完整和数据项不重复。

为了实现远程调阅模块对所有保护装置界面的显示，远程调用模块通过连接就地化管理单元，从就地化管理单元的数据库中获取菜单信息、数据项描述、数据值等。数据库是远程调用模块与就地化保护装置交互的数据桥梁和协议转换的桥梁，数据库中不仅包括了数据的数值信息，同时包括了就地化保护装置的菜单分组信息。

根据《就地化保护装置菜单信息建模》(管理单元建模规范)，远程调用模块中菜单的模型以数据集的形式建模在CID文件的MGR逻辑设备中。已知就地化管理单元中数据库的数据配置由全站SCD文件导入，SCD文件中新建了MGR逻辑设备，MGR逻辑节点是就地化管理单元规范中新建的逻辑设备，逻辑设备下的数据集与装置菜单一一对应，数据集是数据项的集合，MGR大部分数据项是跨LD引用，数据源来自PROT和LD0，从而导致了数据项的大量重复。

如图2，图中列举出了FC一致和不一致情况下，新建的MGR逻辑设备下的数据集与PROT和LD0逻辑设备下的数据集重复。数据集中重复的数据项发生变位时，由于同一个数据同时在两个不同的报告控制块中，会产生两条相同的事件往管理单元送。需要过滤重复数据。数据库中的同一个61850数据项在同一张表中只存在唯一的索引，同一个数据集属于同一个组，SCD文件入库(数据库)时，选择MGRLD的数据集优先入库，保证同一个菜单下的数据集拥有一个相同的103组号。

对于FC一致的重复数据集，MGR数据集大部分与PROT数据集完全相同(数据集中的数据项完全一致)，例如dsMgrSetting、dsMgrMon、dsMgrRelayFun、dsMgrparameter，这些重复数据集选择任何一个LD入库都没有影响。对于MGR数据集中数据集内容大于PROT或者LD0的数据集时(大于表示包含，后面是前面的子集)，例如dsMgrelayDin、dsMgrAlarm，dsMgrRelayDin完全包含了PROT中的DsRelayDin，这些数据集以dsMgrRelayDin中数据集入库，DsRelayDin的数据源由于被包含，同一个遥信数据项在遥信表中只需要入一次，DsRelayDin数据集不需要入库。

对于FC不一致的重复数据集，例如有些厂家的dsMgrGostat和dsCommState重复，标准要求dsMgrGostat数据集是MX，属于模拟量，dsCommstate属于开关量，虽然数据内容一致，但是功能不一样，数据项入库时分别导入模拟量表和开光量表，需要重复入库。

2)远程调阅模块采用主-子站模式访问就地化智能管理单元的子站服务器，以基于IEC103+104规约获取装置的菜单信息。

已知就地化管理单元连接N个就地化保护装置客户端，通过IEC61850协议与装置进行数据交互，即获取装置数据置入数据库中。已知就地化管理单元中数据库的数据配置由全站SCD文件导入，如图1所示，SCD文件经过入库后，数据项分别导入模拟量表、开关量表、定值表和事件表。基于这些表，数据库又分为实时库、采样库和告警库。模拟量、开关量和定值表中的数据有更新时，刷新实时库的数据，实时库的数据保留实时当前值，采样库对模拟量和开关量的某些配置采样点进行定期采样，并保存一定时间内的数据值，告警库保存事件表中的历史事件，便于查询和检索。

就地化管理包括一个IEC103+IEC104规约子站服务器，图3中展示了远程调阅模块的物理部署，远程调阅模块是一个单独的可执行文件，基于主站C/S模式的就地化管理单元远程调阅模式，远程调用模块通过扩展的IEC103+IEC104规约连接子站服务器，得到装置的各类信息并进行各种整定和控制操作。通信采用是标准的继电保护信息处理系统主-子站系统通信规范IEC103+104规约。

界面显示所需的数据保存在共享数据库中，通过配置就地化远程调阅模块主子站协议，子站服务器访问数据库获得内容传输到远程调阅模块。远程调阅模块从显示信息交互方式包括查询式和突发式，查询式包括查询装置的开关量、状态量、定值、参数以及整定定值和参数等操作，状态查询数据通过子站服务器读取数据库的数据信息，运行操作命令通过协议转换模块与装置进行交互。突发式数据是指装置发送的突发事件如保护动作、告警、开关量变位等重要报文。由装置主动通过IEC61850发送到管理单元事件库，管理单元通过主子站协议上送给远程调阅模块。

当需要多个远程调阅模块时，则配置多个IP通道，当IP通道为127.0.0.1时，远程调阅模块为本地通道。远程调阅模块是一个独立运行的可执行文件，可以部署在跨平台的任何机器上，通过网络通道，C/S模式的访问管理单元的数据库，获取远程界面需要的数据内容。

3)远程调阅模块采用客户端缓存机制，缓存菜单的配置，加速装置的连接时间。当菜单中数值配置发生改变时，远程调阅模块通过规约从子站读配置。

远程调阅模块连接装置时，需要通过主子站协议读取子站配置，读取子站的各组、各组的全部条目描述、条目的属性、条目的量纲、最大值、最小值等信息，整个交互过程复杂，信息量大，数据传输时间长，并且SCD文件不更改的情况下，这些配置信息项无变化，不需要每次读取。

在远程调阅模块中设置缓存机制，当SCD入库后，在管理单元中置缓存更新标志，远程调阅模块读取缓存更新标志，无更新且有缓存文件，则不需要读取配置信息，有更新时则需要读取配置并更新客户端缓存。通过客户端缓存机制，能够加速远程调阅模块的初始化过程，加快装置液晶显示的速度。

如图4所示，图4描述了管理单元远程调阅模块在启动时，调用缓存配置文件，避免数据传输，加速装置连接和启动过程的数据流图。当有缓存文件时，连接装置直接解析缓存文件，显示各级菜单项以及菜单项中的条目，只需要通过协议从子站中读取某项菜单中的数据值。

4)为了实现对保护装置下发控制扩展103规约

针对管理单元对远程调阅的规范要求，就地化管理单元具有一键式备份、一键式下装、召唤版本等扩展功能。针对这些功能，为了实现在远程调阅模块中也可对保护装置下发这些操作命令，本发明对继电保护主子站协议IEC103+104进行扩充，运行操作命令通过协议转换模块与装置进行交互。扩充的命令字如下所示，对命令的描述中所述的主站是指远程调阅模块，子站是指管理单元中子站服务器：

一键式备份ASDU80

由主站发起备份启动命令(不含61850索引)，子站收到后进行处理转发并等待处理结果的返回，最大等待时间1分钟。若处理结果返回失败或者超过1分钟，子站向客户端报告失败。

一键式下装ASDU82

由主站发起下装命令(含待下装文件的绝对路径)，子站收到后进行处理转发并等待处理结果的返回，最大等待时间1分钟。若处理结果返回失败或者超过1分钟，子站向客户端报告失败。

召唤文件ASDU84

由主站发起召唤命令(含待召文件的绝对路径)，子站收到后进行处理转发并等待处理结果的返回，最大等待时间1分钟。若处理结果返回失败或者超过1分钟，子站向客户端报告失败。

本发明的有益效果是，耦合性低、独立性强的远程界面模块是一个C/S的开发模式，能够通过网络模式分离数据源，部署灵活性强，并发程度高，适合就地化设备的开发和调试多人进行界面操作的需求，同时这种独立设计的方法对原开发平台代码的修改最少，体系和架构的冲击最小。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.基于主站模式的就地化智能管理单元远程调阅实现方法，其特征是，包括以下内容：

1）依据管理单元建模规范规定的菜单的模型，入库过程中对数据库中菜单模型的数据集和数据项进行筛选，以保证菜单项的完整和数据项不重复；

2）远程调阅模块采用主子站模式访问就地化智能管理单元的子站服务器，子站服务器访问数据库以获取装置的菜单信息上传给远程调阅模块；

3）远程调阅模块采用客户端缓存机制，缓存菜单的配置；当菜单中数值配置发生改变时，远程调阅模块从子站服务器读配置；

远程调阅模块中菜单的模型以数据集的形式建模在CID文件的MGR逻辑设备中；

对于FC一致的重复数据集，当MGR数据集大部分与PROT数据集完全相同，这些重复数据集选择任何一个LD入库；对于MGR数据集中数据集内容包含PROT或者LD0的数据集时，同一个数据项只需要入库一次；

对于FC不一致的重复数据集，数据项分别导入库。

2.根据权利要求1所述的基于主站模式的就地化智能管理单元远程调阅实现方法，其特征是，远程调阅模块与子站服务器之间基于IEC103+104规约进行交互。

3.根据权利要求1所述的基于主站模式的就地化智能管理单元远程调阅实现方法，其特征是，远程调阅模块数据获取方式包括查询式和突发式，查询数据通过子站服务器读取数据库的数据信息，突发式数据由装置主动通过IEC61850发送到管理单元事件库，管理单元通过主子站协议上送给远程调阅模块。

4.根据权利要求1所述的基于主站模式的就地化智能管理单元远程调阅实现方法，其特征是，远程调阅模块中对保护装置下发一键式备份、一键式下装和召唤文件操作命令时，对现有IEC103+104规约进行如下扩充：

一键式备份ASDU80、一键式下装ASDU82、召唤文件ASDU84。

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