CN108418699A - 一种变电站自动化设备通信对点系统及方法 - Google Patents

一种变电站自动化设备通信对点系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变电站自动化设备通信对点系统及方法，1、客户端下发通信对点使能命令，开启服务器端的通信对点功能；2、客户端下发一个测点对象的通信对点写值命令；3、服务器端根据通信对点写值命令，产生该测点对象的模拟变化报告并发送给客户端；4、客户端获取模拟变化报告，并验证测点对象的状态，对异常状态产生告警提示；5、重复执行步骤2‑4，产生所有测点对象的模拟变化报告，根据接收的模拟变化报告的顺序和数目验证客户端和服务器端两侧模型是否一致，并生成通信对点测试报告；6、客户端向服务器端下发通信对点禁止命令，关闭服务器端的通信对点功能。提高对点的自动化程度及可靠性。

Description

一种变电站自动化设备通信对点系统及方法
技术领域
本发明涉及一种变电站自动化设备通信对点系统及方法。
背景技术
在变电站投运前必须对所有设备之间的通信进行对点调试，通信对点调试的目的包括两个方面：一个是通信正确性验证，用来验证双方通信参数设置是否正确、报告上送内容是否正确等；另一个是模型正确性验证，保证客户端/服务器端两侧通信模型一致，避免一侧频繁升级模型文件另外一侧没有及时更新，导致双方模型不匹配，从而出现通信错误。另外，在设备运行过程中出现通信问题时也需要进行通信对点验证，排查故障原因。
目前自动化设备之间通信调试采用人工模拟的方式进行，如调试监控系统和测控装置的通信时需要在测控装置屏柜端子排上逐点加量，给测控装置外部输入，测控装置生成变化报告上送监控系统，监控系统根据接收的报告名称、顺序、数目判断和测控装置的通信是否正常，模型是否一致。这种人工输入对点的方法给变电站工作人员带来了极大的工作负担，并且效率低下，很容易产生错误，给电网安全埋下重大隐患。
在变电站设备自动通信对点调试方面业界也发现相关研究，如有的提出了在服务器端根据特殊状态产生模拟的通信报告发送给客户端展示，但总体上没有形成闭环，自动化程度不够。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种变电站自动化设备通信对点系统及方法，提高对点的自动化程度及可靠性，可以更便利、更高效和更安全的进行通信对点调试。
名词解释：
写值命令：客户端对服务器端下发的带值写操作命令，具体实现方法为客户端下发通信报文给服务器端，该报文的服务类型编码为写操作，服务器端根据该写操作报文对本地数据对象进行相应操作。
另外，本文中的“/”为“或”的意思。
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：
一种变电站自动化设备通信对点系统，包括客户端和服务器端，所述客户端包括对点验证模块、模型操作模块和报告接收模块，所述服务器端包括数据模型模块、模拟变化报告模块和报告发送模块：
所述对点验证模块向模型操作模块发送对点写值命令；
所述模型操作模块用于下发对点使能/禁止命令给数据模型模块，并将对点写值命令转发给数据模型模块；
所述数据模型模块根据接收到的对点使能/禁止命令来打开/关闭通信对点功能，根据接收到的对点写值命令触发模拟变化模块产生测点对象的模拟变化报告；
所述模拟变化报告模块在收到数据模型模块的触发后产生测点对象的模拟变化报告，并发送给报告发送模块；
所述报告发送模块用于将接收到的模拟变化报告发送给客户端的报告接收模块；
客户端的报告接收模块获取服务器端报告发送模块发送的模拟变化报告，并转发给对点验证模块；
所述对点验证模块根据获取的模拟变化报告验证测点对象的状态，并根据接收到的所有模拟变化报告验证客户端和服务器端两侧模型是否一致，最终生成通信对点测试报告。
优选，所述数据模型模块包括通信对点使能/禁止子模块和通信对点索引子模块：
所述对点使能/禁止子模块用来打开或关闭服务器端的通信对点功能；
所述通信对点索引子模块用来根据写值命令的写值内容产生需要模拟对点的测试对象索引和状态值。
优选，对点验证模块通过批量下发对点写值命令，来验证所有测点的通信是否正常，同时根据接收到的模拟变化报告的顺序和数目判断客户端和服务器端两侧模型是否一致，并生成通信对点测试报告。
一种变电站自动化设备通信对点方法，包括如下步骤：
步骤1、客户端向服务器端下发通信对点使能命令，开启服务器端的通信对点功能；
步骤2、客户端向服务器端下发一个测点对象的通信对点写值命令；
步骤3、服务器端根据通信对点写值命令，产生该测点对象的模拟变化报告，并将模拟变化报告发送给客户端；
步骤4、客户端获取模拟变化报告，并验证测点对象的状态，对异常状态产生告警提示；
步骤5、重复执行步骤2-4，或客户端批量下发所有测点通信对点写值命令，产生所有测点对象的模拟变化报告，根据接收的模拟变化报告的顺序和数目验证客户端和服务器端两侧模型是否一致，并生成通信对点测试报告；
步骤6、客户端向服务器端下发通信对点禁止命令，关闭服务器端的通信对点功能。
本发明的有益效果是：
本发明可以在不改变自动化设备屏柜端子接线、不增加额外软硬件设备和不停电的情况下，智能的完成自动化设备通信正确性和模型一致性验证，从而降低工作人员的负担，提高工作效率，同时提高变电站自动化系统可靠性。
附图说明
图1是本发明一种变电站自动化设备通信对点系统的结构示意图。
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，一种变电站自动化设备通信对点系统，包括客户端和服务器端，客户端可以为变电站监控系统或远动机，服务器端可以为变电站间隔层的设备，比如保护装置、测控装置等。其中，客户端包括对点验证模块、模型操作模块和报告接收模块，服务器端包括数据模型模块、模拟变化报告模块和报告发送模块，下面进行详细介绍。
所述对点验证模块主要包括两个功能，首先是向模型操作模块发送对点写值命令，其次是根据获取的模拟变化报告验证测点对象的状态，并根据接收到的所有模拟变化报告验证客户端和服务器端两侧模型是否一致，最终生成通信对点测试报告。一般的，对点验证模块为监控系统或远动机的一个单独模块。
所述模型操作模块用于下发对点使能/禁止命令给数据模型模块，并将对点写值命令转发给数据模型模块。一般的，模型操作模块集成于监控系统或远动机的IEC 61850通信模块，用于采用IEC61850通信规约的写值命令，下发对点使能/禁止命令和对点写值命令给数据模型模块
所述数据模型模块根据接收到的对点使能/禁止命令来打开/关闭通信对点功能，根据接收到的对点写值命令触发模拟变化模块产生测点对象的模拟变化报告。优选，数据模型模块包括通信对点使能/禁止子模块和通信对点索引子模块：对点使能/禁止子模块用来打开或关闭服务器端的通信对点功能，通信对点索引子模块用来根据写值命令的写值内容产生需要模拟对点的测试对象索引和状态值。
一般的，数据模型模块集成于IEC 61860通信规约的模型及通信模块，该模块根据接收到IEC 61850通信规约写值命令，如果被写对象为“通信对点使能/禁止”，则根据其值来打开/关闭通信对点功能，如果被写对象为“通信对点索引”，则根据接收到的被写值触发模拟变化模块产生测点对象的模拟变化报告。
具体实施时，数据模型模块中除了设备本身通信模型中包含的数据对象之外，还需要额外增加两个数据对象，分别为“通信对点使能/禁止”数据对象和“通信对点索引”数据对象。其中，“通信对点使能/禁止”用来打开或关闭服务器端的通信对点功能，该功能起到一个保险作用，避免在正常运行过程中由于误操作而导致误发测点变化报告。“通信对点索引”用来根据写值内容产生需要模拟对点的测试对象索引和状态值，数据模型模块判断“通信对点索引”数据对象的被写值，该值为字符串格式，由一个数据对象的索引名和状态值组成，数据模型模块根据该值提取出对应测试对象和状态值，产生模拟变化报告，发送给客户端报告接收模块。
所述模拟变化报告模块在收到数据模型模块的触发后产生测点对象的模拟变化报告，并发送给报告发送模块。一般的，模拟变化报告模块为运行与保护/测控装置中的一个独立模块，用于在收到数据模型模块的触发后产生测点对象的模拟变化报告，并发送给报告发送模块，此为现有技术。
所述报告发送模块用于将接收到的模拟变化报告发送给客户端的报告接收模块，一般的，报告发送模块即为保护/测控装置的IEC 61850规约模块，采用IEC 61850通信规约的报告发送服务，将接收到的模拟变化报告发送给报告接收模块。
客户端的报告接收模块获取服务器端报告发送模块发送的模拟变化报告，并转发给对点验证模块，一般的，报告接收模块集成于监控系统或远动机的IEC61850通信模块，用于采用IEC 61850通信规约的报告服务，获取报告发送模块的模拟变化报告，并转发给对点验证模块。
位于监控系统和远动机上的对点验证模块提供人机显示界面，将收到的模拟变化报告在人机窗口显示出来，并检查接收到的模拟变化报告是否和其下发的通信对点写值命令匹配，不匹配则为异常状态，对点验证模块对异常状态产生告警提示。
其中，对点验证模块通过批量下发对点写值命令，来验证所有测点的通信是否正常，同时根据接收到的模拟变化报告的顺序和数目判断客户端和服务器端两侧模型是否一致，并生成通信对点测试报告。
相对应的，一种变电站自动化设备通信对点方法，包括如下步骤：
步骤1、客户端向服务器端下发通信对点使能命令，开启服务器端的通信对点功能，比如，模型操作模块对服务器端的“通信对点使能/禁止”数据对象进行写操作，打开服务器端的通信对点功能。
步骤2、客户端向服务器端下发一个测点对象的通信对点写值命令，比如，对数据模型模块的“通信对点索引”数据对象进行写值操作，改变其值，启动服务器端发送该值对应测点的变化报告，该值包含待发送变化报告的测点对象的索引和状态值。
步骤3、服务器端根据通信对点写值命令，产生该测点对象的模拟变化报告，并将模拟变化报告发送给客户端，比如，数据模型模块判断“通信对点索引”数据对象被写的值，根据该值提取出对应数据对象和状态值，产生模拟变化报告，并最终发送给客户端，发送的模拟变化报告和服务器端外部实际输入变化时所产生的报告相同。
步骤4、客户端获取模拟变化报告，并验证测点对象的状态，对异常状态产生告警提示，其中，客户端的对点验证模块检查接收到的模拟变化报告是否和其下发的通信对点写值命令匹配，若不匹配则产生告警。
步骤5、重复执行步骤2-4，或客户端批量下发所有测点通信对点写值命令，产生所有测点对象的模拟变化报告，根据接收的模拟变化报告的顺序和数目验证客户端和服务器端两侧模型是否一致，并生成通信对点测试报告。其中，批量操作时可以根据接收到的报告的顺序和数目判断客户端和服务器端两侧模型是否一致。
步骤6、客户端向服务器端下发通信对点禁止命令，关闭服务器端的通信对点功能。比如，客户端的模型操作模块对服务器端的“通信对点使能/禁止”数据对象进行写操作，关闭服务器端的通信对点功能。
变电站自动化设备通信调试时，可以采用本发明，高效的完成客户端和服务器端的通信对点验收工作，还可以用于通信故障时的事故排查。通过采用本发明的方法，实现不用在服务器端人为模拟信号输入，就可自动完成通信正确性和模型一致性的验证，提高了变电站自动设备通信对点的自动化程度及可靠性，极大的提高了工作效率。
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 (7)

1.一种变电站自动化设备通信对点系统，包括客户端和服务器端，其特征在于，所述客户端包括对点验证模块、模型操作模块和报告接收模块，所述服务器端包括数据模型模块、模拟变化报告模块和报告发送模块：
所述对点验证模块向模型操作模块发送对点写值命令；
所述模型操作模块用于下发对点使能/禁止命令给数据模型模块，并将对点写值命令转发给数据模型模块；
所述数据模型模块根据接收到的对点使能/禁止命令来打开/关闭通信对点功能，根据接收到的对点写值命令触发模拟变化模块产生测点对象的模拟变化报告；
所述模拟变化报告模块在收到数据模型模块的触发后产生测点对象的模拟变化报告，并发送给报告发送模块；
所述报告发送模块用于将接收到的模拟变化报告发送给客户端的报告接收模块；
客户端的报告接收模块获取服务器端报告发送模块发送的模拟变化报告，并转发给对点验证模块；
所述对点验证模块根据获取的模拟变化报告验证测点对象的状态，并根据接收到的所有模拟变化报告验证客户端和服务器端两侧模型是否一致，最终生成通信对点测试报告。
2.根据权利要求1所述的一种变电站自动化设备通信对点系统，其特征在于，
所述数据模型模块包括通信对点使能/禁止子模块和通信对点索引子模块：
所述对点使能/禁止子模块用来打开或关闭服务器端的通信对点功能；
所述通信对点索引子模块用来根据写值命令的写值内容产生需要模拟对点的测试对象索引和状态值。
3.根据权利要求1所述的一种变电站自动化设备通信对点系统，其特征在于，对点验证模块通过批量下发对点写值命令，来验证所有测点的通信是否正常，同时根据接收到的模拟变化报告的顺序和数目判断客户端和服务器端两侧模型是否一致，并生成通信对点测试报告。
4.根据权利要求3所述的一种变电站自动化设备通信对点系统，其特征在于，对点验证模块对异常状态产生告警提示。
5.根据权利要求1所述的一种变电站自动化设备通信对点系统，其特征在于，所述客户端为变电站监控系统或远动机，所述服务器端为变电站间隔层的设备。
6.一种变电站自动化设备通信对点方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、客户端向服务器端下发通信对点使能命令，开启服务器端的通信对点功能；
步骤2、客户端向服务器端下发一个测点对象的通信对点写值命令；
步骤3、服务器端根据通信对点写值命令，产生该测点对象的模拟变化报告，并将模拟变化报告发送给客户端；
步骤4、客户端获取模拟变化报告，并验证测点对象的状态，对异常状态产生告警提示；
步骤5、重复执行步骤2-4，或客户端批量下发所有测点通信对点写值命令，产生所有测点对象的模拟变化报告，根据接收的模拟变化报告的顺序和数目验证客户端和服务器端两侧模型是否一致，并生成通信对点测试报告；
步骤6、客户端向服务器端下发通信对点禁止命令，关闭服务器端的通信对点功能。
7.根据权利要求6所述的一种变电站自动化设备通信对点方法，其特征在于，步骤4中，客户端检查接收到的模拟变化报告是否和其下发的通信对点写值命令匹配，若不匹配则产生告警。
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