CN108055249A - 一种电力蓄电池监控多协议转换控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种电力蓄电池监控多协议转换控制系统及方法，以解决现有技术方案中的问题，协议转换控制器作为IEC61850终端通过IEC61850通信协议与蓄电池监控平台通信；协议转换控制器匹配下层RMU设备的通信协议，根据匹配的协议与RMU设备通信；协议转换控制器将蓄电池监控平台的控制命令转换成符合下层RMU设备控制协议的格式，并根据转换格式后的控制命令对RMU设备进行控制；协议转换控制器根据与蓄电池监控平台会话的数据需求，获取蓄电池数据以及告警信息，将蓄电池数据以及告警信息发送至蓄电池监控平台。有益效果：把现有的设备业务处理使用同一程序接口与蓄电池监控平台进行通信，适应大范围异构系统组网。

Description

一种电力蓄电池监控多协议转换控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电力蓄电池监控领域，特别是一种电力蓄电池监控多协议转换控制系统及方法。

背景技术

蓄电池监控系统是电力系统的一个重要组成部分，广泛应用于各级变电站、发电厂和电力公司。由于蓄电池监控系统在不同的建设时期选用了不同的技术和不同厂家的产品，导致了标准不统一、技术路线不一致。目前国内电力系统规模化建设，对蓄电池监控系统提出了新的要求，因此实现统一监控、统一存储、分级控制、分域管理，使不同的蓄电池监视系统能够互联互通，满足蓄电池监控系统全局化、整体化的发展需求，已成为亟待解决的问题。

电网蓄电池监控系统是智能电网的一个重要组成部分，广泛应用于电网中各级变电站机房、各级供电公司机房、各个发电厂机房等方面，能够为相关业务系统提供数据、告警及状态等信息的远程采集、传输、储存和处理等功能。

现有蓄电池监控系统是由不同部门、在不同时期、随不同项目建设的，采用的也是不同厂家、不同时期的系统和设备，没有依据统一的接口规范和技术标准，不仅导致了成本增加、资源浪费，而且严重影响了蓄电池监控系统的智能化提升、平台化应用、精益化管理、集约化运营和实现全程全网的无缝集成。目前国家电网公司智能电网建设，对蓄电池监控系统提出了新的要求，因此实现统一监控、统一存储、分级控制、分域管理，使不同的蓄电池监视系统能够互联互通，满足蓄电池监控系统全局化、整体化的发展的需求，已成为亟待解决的问题。

蓄电池监控系统是蓄电池技术与通信网络技术相结合的应用，相对于高速发展的通信网络技术和其他各种应用业务，蓄电池监控业务显得比较年轻，虽然技术已相对成熟，但大规模的网络蓄电池监控业务开拓及应用尚处于起步探索阶段，目前开展该领域的标准化工作是合适的时机，对于系统质量和一致性要求高的电力系统应用尤其如此。

目前蓄电池监控系统多协议转换的方法，相对简单，难以适应大范围异构系统组网。

发明内容

本发明旨在提供一种电力蓄电池监控多协议转换控制系统及方法，以解决现有技术方案中的蓄电池监控系统难以适应大范围异构系统组网的问题。

为了实现所述目的，一种电力蓄电池监控系统的协议转换控制系统，包括上层的蓄电池监控平台和下层的一组RMU设备，在上层的蓄电池监控平台和下层的一组RMU设备之间设有协议转换控制器；

所述协议转换控制器作为IEC61850终端通过IEC61850通信协议与蓄电池监控平台通信；

所述协议转换控制器匹配下层RMU设备的通信协议，根据匹配的协议与RMU设备通信；

所述协议转换控制器将蓄电池监控平台的控制命令转换成符合各下层RMU设备控制协议的格式，并根据转换格式后的控制命令对RMU设备进行控制；

所述协议转换控制器根据与蓄电池监控平台会话的数据需求，获取蓄电池数据以及告警信息，并将蓄电池数据以及告警信息发送至蓄电池监控平台。

优选的，所述协议转换控制器获取下层RMU设备的资源信息、蓄电池数据及告警信息，并存储所述资源信息、蓄电池数据及告警信息。

优选的，所述协议转换控制器包括注册模块、协议匹配模块、资源信息获取模块、蓄电池数据获取模块、告警信息获取模块、数据缓存模块、会话模块、数据打包模块以及数据发送模块；

所述注册模块用于向蓄电池监控平台进行IEC61850注册，IEC61850终端通过IEC61850通信协议与蓄电池监控平台通信；

所述协议匹配模块用于匹配下层RMU设备的协议；

所述资源信息获取模块用于获取RMU设备信息；

所述蓄电池数据获取模块用于根据匹配的通信协议获取对应的下层RMU设备的蓄电池数据；

所述告警信息获取模块用于获取下层RMU设备的告警信息；

所述数据缓存模块用于将所述蓄电池数据以及告警信息暂时存储，并根据会话的需要提供对应的数据。

所述会话模块用于接受蓄电池监控平台的命令，并根据命令向数据缓存模块获取数据；

所述数据打包模块用于将收到数据进行打包处理，并将打包后的数据传输到数据发送模块；

所述数据发送模块用于将数据打包模块发来的数据发送给蓄电池监控平台。

优选的，所述根据转换格式后的控制命令对RMU设备进行控制包括：根据转换格式后的控制命令对RMU设备进行放电控制和均衡维护控制。

优选的，所述RMU设备信息包括：蓄电池电压、电流、温度或内阻。

优选的，所述告警信息包括开关量告警或模拟量告警。

优选的，会话模块的会话采用IEC61850协议定义的方法并且结合XML格式携带信息，所述蓄电池监控平台的命令包括蓄电池充电、蓄电池放电或蓄电池均衡维护控制。

优选的，数据打包模块将收到蓄电池数据去掉数据的厂家格式的封装，并转换为编码后的原始蓄电池数据，按照TCP方式发送至蓄电池监控平台；数据打包模块将收到的告警数据打包成XML格式发送至蓄电池监控平台，内容包括发生告警的RMU设备的IP、告警通道号、告警名称、告警时间。

作为本发明的另一方面。一种使用电力蓄电池监控系统的协议转换控制系统的协议转换控制方法，包括以下步骤：

步骤A，所述协议转换控制器的注册模块作为IEC61850终端在向蓄电池监控平台注册；

步骤B，所述协议转换控制器匹配下层RMU设备的协议，匹配后用下层RMU设备的私有协议与RMU设备通信；

步骤C，所述协议转换控制器获得下层RMU设备的资源信息；

步骤D，所述协议转换控制器获取下层RMU设备的蓄电池数据以及告警信息；

步骤E，所述协议转换控制器将下层RMU设备的数据缓存起来由会话模块确定需要向蓄电池监控平台发送的数据类型；

步骤F，所述协议转换控制器与蓄电池监控平台进行IEC61850会话，决定需要发送的数据及控制命令；

步骤G，所述协议转换控制器接收蓄电池监控平台的控制命令转换为下层RMU设备的命令控制设备；

步骤H，所述协议转换控制器将会话后的决定的数据进行打包；

步骤I，所述协议转换控制器将会话后的决定的数据发送至蓄电池监控平台

优选的，步骤F中，采用IEC61850协议标准定义的方法，包括：请求、消息、订阅、通知，并结合XML格式携带信息；

所述控制命令包括蓄电池充电、放电或均衡维护；

所述告警信息上传采用订阅、通知结合XML格式；

当收到的命令是蓄电池采集，告警信息上传时会话模块根据命令的需要从数据缓存模块提取相应的数据发送至数据打包模块；

当收到的是控制命令时，则将XML格式的命令内容发送至RMU模块。

通过实施本发明可以取得以下有益技术效果：本发明充分的考虑了各种RMU设备的功能特点，屏蔽了各种RMU设备的私有协议，将各种RMU设备的私有协议转换为统一的协议，并按照功能的不同采用不同的转换方式，把所述现有的设备业务处理使用同一程序接口与蓄电池监控平台进行通信，适应大范围异构系统组网。利用所述的协议转换方法实现现有RMU满足电力要求的接口，而不改变现有的硬件设备，这大大减少了更换设备带来的成本问题，极大的减少监控系统的升级改造的时间。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明；

图1是本发明的应用实例；

图2是协议转换控制器的功能模块图；

图3是本发明的功能流程图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：

实施例1：

本发明中的目的就是实现现有的下层RMU接入标准的蓄电池监控平台，将下层RMU(Remote Monitor Unit,远程监控单元)设备的通信协议转换为平台要求的IEC61850协议。其中平台与协议转换控制器间通信协议是IEC61850协议，协议转换器与RMU设备之间的通信协议是各RMU设备的私有协议。

一种电力蓄电池监控系统的协议转换控制系统，包括上层的蓄电池监控平台和下层的一组RMU设备，在上层的蓄电池监控平台和下层的一组RMU设备之间设有协议转换控制器；所述协议转换控制器作为IEC61850终端通过IEC61850通信协议与蓄电池监控平台通信；所述协议转换控制器匹配下层RMU设备的通信协议，根据匹配的协议与RMU设备通信；所述协议转换控制器将蓄电池监控平台的控制命令转换成符合各下层RMU设备控制协议的格式，并根据转换格式后的控制命令对RMU设备进行控制；所述协议转换控制器根据与蓄电池监控平台会话的数据需求，获取蓄电池数据以及告警信息，并将蓄电池数据以及告警信息发送至蓄电池监控平台。

如图1所示，平台是基于IEC61850的蓄电池监控平台，协议转换控制器具有获取下层RMU设备的蓄电池数据、告警信息和设备信息及接收平台的控制命令的功能，对平台端实现了屏蔽设备的私有协议。在不改变现有环境的情况下，本发明具有将多个RMU设备的私有协议转换为统一的IEC61850协议的作用，对平台端实现了屏蔽设备的私有协议。

如图2所示，为本发明的功能模块图，其中包括注册模块，资源上报模块、信息获取模块告警查询模块、调阅实时蓄电池数据模块、控制模块、即时告警上传模块、历史数据回放模块。

所述协议转换控制器包括注册模块、协议匹配模块、资源信息获取模块、蓄电池数据获取模块、告警信息获取模块、数据缓存模块、会话模块、充放电控制模块、数据打包模块以及数据发送模块。

所述注册模块用于向蓄电池监控平台进行IEC61850注册，IEC61850终端通过IEC61850通信协议与蓄电池监控平台通信；所述协议匹配模块用于匹配下层RMU设备的协议；所述资源信息获取模块用于获取RMU设备信息；所述蓄电池数据获取模块用于根据匹配的通信协议获取对应的下层RMU设备的蓄电池数据；所述告警信息获取模块用于获取下层RMU设备的告警信息；所述数据缓存模块用于将所述蓄电池数据以及告警信息暂时存储，并根据会话的需要提供对应的数据。所述会话模块用于接受蓄电池监控平台的命令，并根据命令向数据缓存模块获取数据；所述数据打包模块用于将收到数据进行打包处理，并将打包后的数据传输到数据发送模块；所述数据发送模块用于将数据打包模块发来的数据发送给蓄电池监控平台。

下面结合图1和图2对本发明做详细说明。

注册模块是将本发明作为向平台进行IEC61850注册，使本发明作为IEC61850终端与平台通讯。只有在注册成功后才能与平台正常的进行通讯，其他模块才能正常工作。

协议匹配模块匹配下层RMU设备的协议。

其中，每一种RMU设备具备不同的通信协议，在与这些下层设备通信时必须使用相对应的协议，协议匹配模块即是将下层的RMU设备与正确的通信协议匹配起来，这样本发明将能用正确的协议获取下层RMU设备的蓄电池数据，告警信息和进行控制等操作。

资源信息获取模块将获取RMU设备的信息。

上述信息包括各个RMU设备的名称，IP地址，通道个数、数据端口等。资源信息获取模块自动获取设备资源信息，同时还具有检查设备是否在线，是否正常工作的功能。这些资源信息是本发明与下层RMU设备通信的重要信息。

蓄电池数据获取模块根据匹配的通信协议获取对应的下层RMU设备的蓄电池数据。当然获取的蓄电池数据格式是对应的厂家设备的原始数据。每种厂家的设备的数据可能是不同格式的

告警信息获取模块能获取下层RMU设备的告警信息，这些告警信息包括开关量告警和模拟量告警等。

数据缓存模块即是将上述的蓄电池数据和各种告警信息暂时存储起来。根据会话的需要提供相应的数据。

会话模块将接受平台的命令，其中会话采用IEC61850协议标准定义的方法，这些方法包括：请求(invite)、消息(message)、订阅(subscribe)、通知(notify)。并且结合XML(Extensible Markup Language)格式携带信息的方式。这些命令包括蓄电池充电、蓄电池放电、蓄电池均衡维护等等。

其中，蓄电池数据采集使用的是请求(invite)方法；告警信息上传采用的是订阅(subscribe)、通知(notify)方法结合XML的方式；控制采用的是消息(message)方法结合XML的方式。在收到的命令是蓄电控制，告警信息上传时会话模块将根据命令的从数据缓存模块提取相应的数据发送至数据打包模块。当收到的是控制命令时，则将XML格式的命令内容发送至控制模块。

控制模块将收到的控制的命令依据匹配的协议转换为各个下层RMU支持的控制协议。其中控制协议包括蓄电池充电、放电、均衡维护等等。

控制模块收到的命令是XML格式的，包括要控制的蓄电池的编号(包括蓄电池都所在的RMU的IP地址及通道号)和要控制的命令。控制模块解析了XML的信息后根据IP地址查到RMU，再通过匹配这个RMU的通信协议对所要控制的设备进行控制。

数据打包模块将收到数据进行处理并打包。

将收到蓄电池数据去掉厂家格式的封装，转换为编码后的原始蓄电池数据，然后按照TCP(Real-time Transport Protocol，实时传送协议)方式发送至平台。

数据发送模块将收到的告警数据打包成XML格式发送至平台，内容包括发生告警的RMU设备的IP、告警通道号、告警名称、告警时间。

所述数据发送模块用于将数据打包模块发来的数据发送给蓄电池监控平台。

关于本发明具体处理步骤如图3所示：

步骤A，所述协议转换控制器的注册模块作为IEC61850终端在向蓄电池监控平台注册；

步骤B，所述协议转换控制器的协议匹配模块匹配下层RMU设备的协议，匹配后用下层RMU设备的私有协议与RMU设备通信；

步骤C，所述协议转换控制器的资源信息获取模块获得下层RMU设备的资源信息；

步骤D，所述协议转换控制器的蓄电池数据获取模块以及告警信息获取模块获取下层RMU设备的蓄电池数据以及告警信息；

步骤E，所述协议转换控制器的数据缓存模块将下层RMU设备的数据缓存起来由会话模块确定需要向蓄电池监控平台发送的数据类型；

步骤F，所述协议转换控制器的会话模块与蓄电池监控平台进行IEC61850会话，决定需要发送的数据及控制命令；

步骤G，所述协议转换控制器的控制模块接收蓄电池监控平台的控制命令转换为下层RMU设备的命令控制设备；

步骤H，所述协议转换控制器的数据打包模块将会话后的决定的数据进行打包；

步骤I，所述协议转换控制器的数据发送模块将会话后的决定的数据发送至蓄电池监控平台。

所述会话模块采用IEC61850协议标准定义的方法，包括：请求、消息、订阅、通知，并XML格式携带信息；

所述控制命令包括蓄电池充电、放电、均衡维护等等；

所述告警信息上传采用订阅、通知结合XML格式；

控制采用消息结合XML格式；

当收到的命令是蓄电池数据采集，告警信息上传时会话模块根据命令的从数据缓存模块提取相应的数据发送至数据打包模块；

当收到的是控制命令时，则将XML格式的命令内容发送至控制模块。

本发明充分的考虑了RMU设备的功能特点，对平台端屏蔽了各种RMU设备的私有协议，将各种RMU设备的私有协议转换为统一的协议，并按照功能的不同采用不同的转换方式。上述的流程说明只是拿单一RMU举例说明的，本发明具有同时对512路不同的RMU设备转换的能力。

本发明实施针对电网现有RMU设备的现状，将各个厂家的设备的接口统一为电力标准接口。利用软件的方式实现现有RMU满足国家电网要求的接口，而不改变现有的硬件设备，这大大减少了更换设备带来的成本问题，极大的减少监控系统的升级改造的时间。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种电力蓄电池监控系统的协议转换控制系统，其特征在于：包括上层的蓄电池监控平台和下层的一组RMU设备，其特征在于，在上层的蓄电池监控平台和下层的一组RMU设备之间设有协议转换控制器；

所述协议转换控制器作为IEC61850终端通过IEC61850通信协议与蓄电池监控平台通信；

所述协议转换控制器匹配下层RMU设备的通信协议，根据匹配的协议与RMU设备通信；

所述协议转换控制器将蓄电池监控平台的控制命令转换成符合各下层RMU设备控制协议的格式，并根据转换格式后的控制命令对RMU设备进行控制；

所述协议转换控制器根据与蓄电池监控平台会话的数据需求，获取蓄电池数据以及告警信息，并将蓄电池数据以及告警信息发送至蓄电池监控平台。

2.如权利要求1所述的一种电力蓄电池监控系统的协议转换控制系统，其特征在于：所述协议转换控制器获取下层RMU设备的资源信息、蓄电池数据及告警信息，并存储所述资源信息、蓄电池数据及告警信息。

3.如权利要求1所述的一种电力蓄电池监控系统的协议转换控制系统，其特征在于：所述协议转换控制器包括注册模块、协议匹配模块、资源信息获取模块、蓄电池数据获取模块、告警信息获取模块、数据缓存模块、会话模块、数据打包模块以及数据发送模块；

所述注册模块用于向蓄电池监控平台进行IEC61850注册，IEC61850终端通过IEC61850通信协议与蓄电池监控平台通信；

所述协议匹配模块用于匹配下层RMU设备的协议；

所述资源信息获取模块用于获取RMU设备信息；

所述蓄电池数据获取模块用于根据匹配的通信协议获取对应的下层RMU设备的蓄电池数据；

所述告警信息获取模块用于获取下层RMU设备的告警信息；

所述数据缓存模块用于将所述蓄电池数据以及告警信息暂时存储，并根据会话的需要提供对应的数据。

所述会话模块用于接受蓄电池监控平台的命令，并根据命令向数据缓存模块获取数据；

所述数据打包模块用于将收到数据进行打包处理，并将打包后的数据传输到数据发送模块；

所述数据发送模块用于将数据打包模块发来的数据发送给蓄电池监控平台。

4.如权利要求1所述的一种电力蓄电池监控系统的协议转换控制系统，其特征在于：所述根据转换格式后的控制命令对RMU设备进行控制包括：根据转换格式后的控制命令对RMU设备进行放电控制和均衡维护控制。

5.如权利要求3所述的一种电力蓄电池监控系统的协议转换控制系统，其特征在于：所述RMU设备信息包括：蓄电池电压、电流、温度或内阻。

6.如权利要求3所述的一种电力蓄电池监控系统的协议转换控制系统，其特征在于：所述告警信息包括开关量告警或模拟量告警。

7.如权利要求3所述的一种电力蓄电池监控系统的协议转换控制系统，其特征在于：会话模块的会话采用IEC61850协议定义的方法并且结合XML格式携带信息，所述蓄电池监控平台的命令包括蓄电池充电、蓄电池放电或蓄电池均衡维护控制。

8.如权利要求3所述的一种电力蓄电池监控系统的协议转换控制系统，其特征在于：数据打包模块将收到蓄电池数据去掉数据的厂家格式的封装，并转换为编码后的原始蓄电池数据，按照TCP方式发送至蓄电池监控平台；数据打包模块将收到的告警数据打包成XML格式发送至蓄电池监控平台，内容包括发生告警的RMU设备的IP、告警通道号、告警名称、告警时间。

9.一种使用权利要求2所述电力蓄电池监控系统的协议转换控制系统的协议转换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，所述协议转换控制器的注册模块作为IEC61850终端在向蓄电池监控平台注册；

步骤B，所述协议转换控制器匹配下层RMU设备的协议，匹配后用下层RMU设备的私有协议与RMU设备通信；

步骤C，所述协议转换控制器获得下层RMU设备的资源信息；

步骤D，所述协议转换控制器获取下层RMU设备的蓄电池数据以及告警信息；

步骤E，所述协议转换控制器将下层RMU设备的数据缓存起来由会话模块确定需要向蓄电池监控平台发送的数据类型；

步骤F，所述协议转换控制器与蓄电池监控平台进行IEC61850会话，决定需要发送的数据及控制命令；

步骤G，所述协议转换控制器接收蓄电池监控平台的控制命令转换为下层RMU设备的命令控制设备；

步骤H，所述协议转换控制器将会话后的决定的数据进行打包；

步骤I，所述协议转换控制器将会话后的决定的数据发送至蓄电池监控平台。

10.一种使用权利要求3所述电力蓄电池监控系统的协议转换控制系统系统的协议转换控制方法，其特征在于，

步骤F中，采用IEC61850协议标准定义的方法，包括：请求、消息、订阅、通知，并结合XML格式携带信息；

所述控制命令包括蓄电池充电、放电或均衡维护；

所述告警信息上传采用订阅、通知结合XML格式；

当收到的命令是蓄电池采集，告警信息上传时会话模块根据命令的需要从数据缓存模块提取相应的数据发送至数据打包模块；

当收到的是控制命令时，则将XML格式的命令内容发送至RMU模块。