CN110896363B - 实现iec61850智能装置即插即用的接入配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现IEC61850智能装置即插即用的接入配置方法，步骤为：（1）监控系统周期性扫描所在的系统网络，当发现内置ICD文件的智能装置接入到系统网络，监控系统识别智能装置并获得其ICD文件；（2）监控系统使用智能装置的ICD文件对原SCD文件进行自动增量式配置，获得新的SCD文件；（3）监控系统使用新的SCD文件生成针对所述智能装置的CID文件并传递CID文件到对应的智能装置；（4）监控系统和智能装置重新初始化并建立通讯连接。本方法实现了真正意义上的即插即用，较好地解决了智能变电站改扩建配置和调试困难的问题，可有效提高智能变电站改扩建的配置和调试效率。

Description

实现IEC61850智能装置即插即用的接入配置方法

技术领域

本发明涉及一种实现IEC61850智能装置即插即用的方法。

背景技术

智能变电站基于IEC61850协议通讯，目前智能装置的接入监控系统的方式是首先将描述装置能力的ICD文件提供给监控系统集成商，由监控系统集成商使用系统配置工具添加到全站系统配置描述文件SCD中，然后增加通讯配置等参数后将SCD文件给智能装置服务人员，最后由智能装置服务人员使用装置配置工具解析SCD文件导出已配置的描述文件CID通过FTP等方式传递到智能装置后重启完成配置过程。

上述接入方法中间环节多，并且过分依赖于监控系统集成商和智能装置服务人员的参与，还取决于所使用系统配置工具和装置配置工具的相关功能正确性，任何一个环节的错误都会带来最终接入操作的失败，造成调试工作的困难和调试工期的延长。

专利CN109639492A 中公开了一种智能变电站设备自动识别方法及网络管理系统，主要是通过对变电站SCD文件进行解析生成IED之间的连接关系，来帮助用户进行业务的创建和判定IED设备是否被纳入管控，便于自动生成IED网元之间的网络拓扑关系和展示通信链路图。但该方案无法解决对SCD中不存在智能装置的即插即用式接入，同时也不支持对SCD的自动增量式配置，无法应用于基于SCD的IEC61850通讯协议的监控系统。

专利CN107231257A中公开了一种智能变电站过程层网络设备自动配置系统及方法，主要是通过解析SCD文件获取的信息和获取的网络拓扑结构信息生成配置文件，并且利用分布式子系统将配置文件自动配置到相应的装置中，适用于智能变电站初次调试阶段，但无法解决后续改扩建新智能装置的即插即用式接入，也不支持对SCD的自动增量式配置。

发明内容

本发明提出了一种实现IEC61850智能装置即插即用的接入配置方法，其目的是：使得IEC61850智能装置接入网络时即可被自动识别并按配置完成初始化和接入，减少人为和第三方工具参与的环节，提高接入配置的效率，减少操作失误导致的故障。

本发明技术方案如下：

一种实现IEC61850智能装置即插即用的接入配置方法，步骤为：

（1）监控系统周期性扫描所在的系统网络，当发现内置ICD文件的智能装置接入到系统网络，监控系统识别智能装置并获得其ICD文件；

（2）监控系统使用智能装置的ICD文件对原SCD文件进行自动增量式配置，获得新的SCD文件；

（3）监控系统使用新的SCD文件生成针对所述智能装置的CID文件并传递CID文件到对应的智能装置；

（4）监控系统和智能装置重新初始化并建立通讯连接。

作为本接入配置方法的进一步改进：监控系统扫描发现智能装置的方式为：监控系统预先配置用于后续扩展接入智能装置的IP地址范围，并且智能装置预先指定的IP地址也在上述IP地址范围内；步骤（1）中，监控系统周期性扫描该范围内的各IP地址是否存在，从而发现新接入的智能装置。

作为本接入配置方法的进一步改进：智能装置中，描述装置能力的指定名称的ICD文件内置于文件系统的指定目录中；智能装置以指定IP接入系统网络时，切换自身状态为检修态，并开启自身的FTP服务器；监控系统通过IP地址扫描发现智能装置后，利用FTP客户端登录到智能装置的FTP服务器，下载指定目录中的ICD文件。

作为本接入配置方法的进一步改进：步骤（3）中传递CID文件到对应的智能装置的方式为：监控系统使用FTP客户端登录到智能装置的FTP服务器，将CID文件重命名为指定名称后传递到智能装置文件系统的指定目录下。

作为本接入配置方法的进一步改进：步骤（4）中重新初始化并建立通讯连接的具体方法为：智能装置识别到指定名称的CID文件存在后，对CID文件进行校验，通过校验后智能装置重新初始化，并切换自身状态为运行态，关闭FTP服务器，与监控系统建立通讯连接；同时，监控系统使用新SCD文件重新初始化，与智能装置建立通讯连接；如果监控系统与智能装置在一定时间内无法建立连接则给出告警并终止接入处理流程。

作为本接入配置方法的进一步改进：所述智能装置通过周期性扫描文件系统的指定目录的方式来识别指定名称的CID文件是否存在。

作为本接入配置方法的进一步改进：所述步骤（2）的具体方法为：备份当前SCD文件为原SCD文件，然后在原SCD文件的基础上采用增量方式自动添加新接入智能装置的ICD文件，如果在添加过程中出现冲突，则统一使用预设的方式自动处理；然后自动填充智能装置的IP地址到SCD文件中，生成包含新接入智能装置的配置的新SCD文件。

作为本接入配置方法的进一步改进：备份SCD文件之前，监控系统对智能装置的ICD文件进行校验；如果校验失败则终止接入流程并给出警告；如果校验通过则进行备份。

作为本接入配置方法的进一步改进：所述使用预设的方式自动处理是指：如果出现IED名称冲突，则自动为新接入的智能装置的IED重命名为一个不冲突的名称，并更改与之相关的配置；如果出现数据类型模板冲突，则自动为冲突的数据类型模板重命名为一个不冲的id属性，并更改与之相关的配置；如果重命名后仍旧存在冲突则采用递归方式执行自动处理操作直至冲突消除为止。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：（1）将智能变电站接入新智能装置的过程，由原本依赖于监控系统集成商和智能装置服务人员的参与，使用系统配置工具和装置配置工具配置和导出并传递文件的复杂多环节方式，转变为不依赖于人工和第三方工具参与的即插即用的全自动接入方式，整个过程不需要经过任何工具和个人的干预即可实现通讯连接，实现了真正意义上的即插即用，较好地解决了智能变电站改扩建配置和调试困难的问题，本方法的应用和推广可有效提高智能变电站改扩建的配置和调试效率，也为泛在电力物联网体系建设中对智能变电站的改造需求提供了可行的解决方案，有很高的工程实用价值；（2）本方案基于IP地址完成设备的发现和识别，只需预留工程现场后续接入装置的IP地址范围即可，对处理资源的消耗较低；（3）本方法可以实现SCD文件的自动化增量配置，处理所有配置冲突。

附图说明

图1为本方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细说明本发明的技术方案：

如图1，实现IEC61850智能装置即插即用的接入配置方法包括以下步骤：

步骤(1)，在监控系统投运之前，预先配置用于后续扩展接入智能装置的IP地址范围（如172.20.10.1到172.20.10.255），监控系统开启周期性扫描任务，扫描（如ping）该范围以内的各IP地址是否存在。

另一方面，智能装置在接入监控系统网络之前，预先设置工程现场允许扩展接入范围内指定IP地址（如172.20.10.100），并将描述装置能力的指定名称（如TEMPLATE.icd）的ICD文件内置于文件系统的指定目录（如/configuration）中，智能装置切换自身状态为检修态（非投入运行态），智能装置开启FTP服务器，智能装置使用指定的IP地址（如172.20.10.100）接入到监控系统网络中。

监控系统通过周期性扫描任务识别到刚接入的智能装置的IP地址（172.20.10.100）存在，利用FTP客户端登录到智能装置FTP服务器，下载指定文件系统目录中的指定名称（如TEMPLATE.icd）的ICD文件到监控系统中。

步骤(2)，监控系统对智能装置的ICD文件进行校验（如XML格式和IEC61850语义语法校验），校验是否通过采取的处理方式如下：

如果校验失败，则终止自动接入流程并给出警告（可根据需要通知监控系统扫描任务暂停对该IP的扫描）。

如果校验成功，则备份当前基于运行的SCD文件为原SCD文件，在原SCD的基础上采用增量方式自动添加智能装置的ICD文件，其中的自动增量式添加不会影响原有配置，方法具体如下：

如果出现IED名称冲突，则自动为新智能装置的IED重命名为一个不冲突的名称，并更改与之相关的配置；

如果出现数据类型模板冲突，则自动为冲突的数据类型模板重命名为一个不冲的id属性（如添加IED名称为后缀），并更改与之相关的配置，如仍旧存在冲突则采用递归方式执行本操作。

当需要完成其他未列举的冲突处理功能时，可仿照上述的方式实现。

所有冲突处理完成后，自动填充智能装置的IP地址（如172.20.10.100）等配置，生成包含新接入智能装置配置的新SCD文件；

步骤(3)，监控系统使用新SCD文件生成智能装置的已配置描述文件CID，使用FTP客户端登录到智能装置的FTP服务器，将CID文件重命名为指定名称（如configured.cid）后传递到智能装置文件系统的指定目录（如/configuration）中.

步骤(4)，智能装置在检修态周期扫描文件系统的指定目录（如/configuration）中的指定名称（如configured.cid）的CID文件，识别成功后对其进行校验，校验是否通过采取的处理方式如下：

如果校验失败，则删除指定名称（如configured.cid）的CID文件并给出告警提示（如在液晶界面告警）并终止接入流程；

如果校验成功，则使用CID文件重新初始化，切换自身状态为运行态，关闭FTP服务器，与监控系统建立通讯连接，同时，监控系统使用新SCD文件重新初始化，并监视与新增智能装置的通讯连接情况。如果一定时间内仍旧没有监视到成功连接则给出接入失败告警并终止对该IP地址的自动接入流程，如果通讯连接建立成功则智能装置即插即用接入成功。

在本申请所提供的实施例中，所展示的系统和方法可以通过其它的方式实现。例如，使用其他远程传递文件的方式代替FTP方式，使用其他格式配置文件代替ICD或CID文件，SCD自动增量配置方式更加粗略或细化，使用其他基于SCD文件的协议代替IEC61850协议等。

对本实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是很容易的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的构思或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种实现IEC61850智能装置即插即用的接入配置方法，其特征在于步骤为：

（1）监控系统周期性扫描所在的系统网络，当发现内置ICD文件的智能装置接入到系统网络，监控系统识别智能装置并获得其ICD文件；具体的：

监控系统扫描发现智能装置的方式为：监控系统预先配置用于后续扩展接入智能装置的IP地址范围，并且智能装置预先指定的IP地址也在上述IP地址范围内；步骤（1）中，监控系统周期性扫描该范围内的各IP地址是否存在，从而发现新接入的智能装置；

智能装置中，描述装置能力的指定名称的ICD文件内置于文件系统的指定目录中；智能装置以指定IP地址接入系统网络时，切换自身状态为检修态，并开启自身的FTP服务器；监控系统通过IP地址扫描发现智能装置后，利用FTP客户端登录到智能装置的FTP服务器，下载指定目录中的ICD文件；

（2）监控系统使用智能装置的ICD文件对原SCD文件进行自动增量式配置，获得新的SCD文件；

具体方法为：备份当前SCD文件为原SCD文件，然后在原SCD文件的基础上采用增量方式自动添加新接入智能装置的ICD文件，如果在添加过程中出现冲突，则统一使用预设的方式自动处理；然后自动填充智能装置的IP地址到SCD文件中，生成包含新接入智能装置的配置的新SCD文件；

所述使用预设的方式自动处理是指：如果出现IED名称冲突，则自动为新接入的智能装置的IED重命名为一个不冲突的名称，并更改与之相关的配置；如果出现数据类型模板冲突，则自动为冲突的数据类型模板重命名为一个不冲突的id属性，并更改与之相关的配置；如果重命名后仍旧存在冲突则采用递归方式执行自动处理操作直至冲突消除为止；

（3）监控系统使用新的SCD文件生成针对所述智能装置的CID文件并传递CID文件到对应的智能装置；

具体的，传递CID文件到对应的智能装置的方式为：监控系统使用FTP客户端登录到智能装置的FTP服务器，将CID文件重命名为指定名称后传递到智能装置文件系统的指定目录下；

（4）监控系统和智能装置重新初始化并建立通讯连接；

具体方法为：智能装置识别到指定名称的CID文件存在后，对CID文件进行校验，通过校验后智能装置重新初始化，并切换自身状态为运行态，关闭FTP服务器，与监控系统建立通讯连接；同时，监控系统使用新SCD文件重新初始化，与智能装置建立通讯连接；如果监控系统与智能装置在一定时间内无法建立连接则给出告警并终止接入处理流程。

2.如权利要求1所述的实现IEC61850智能装置即插即用的接入配置方法，其特征在于：

所述智能装置通过周期性扫描文件系统的指定目录的方式来识别指定名称的CID文件是否存在。

3.如权利要求1所述的实现IEC61850智能装置即插即用的接入配置方法，其特征在于：备份SCD文件之前，监控系统对智能装置的ICD文件进行校验；如果校验失败则终止接入流程并给出警告；如果校验通过则进行备份。

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