CN112866418B - 一种变电站事件通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站事件通信方法及系统，属于电力系统技术领域，其特征在于，包括智能电子设备和变电站事件数据转发设备；智能电子设备将自身的变电站事件发布至变电站事件数据转发设备，同时从变电站事件数据转发设备中接收变电站事件；变电站事件数据转发设备接收智能电子设备发送的变电站事件，根据各智能电子设备之间的变电站事件数据对应关系，重新组合成智能电子设备能够接收的通信报文发送给智能电子设备。本发明采用变电站事件数据转发设备是智能电子设备之间变电站事件发送和接收的桥梁，降低了变电站事件通信对智能电子设备软硬件系统的要求，简化了变电站事件通信调试工作，缩短了变电站事件通信系统实施周期，提高了安全可靠性。

Description

一种变电站事件通信方法及系统

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种变电站事件通信方法及系统。

背景技术

名词解释：

智能电子设备：电力系统变电站中的保护装置、测控装置、保护测控装置、智能终端等支持变电站事件发布和订阅的装置，英文缩写表示为IED。

常规电子设备：电力系统变电站中的保护装置、测控装置、保护测控装置等不支持变电站事件发布和订阅的装置。实际上常规电子设备也是智能电子设备中的一种。

变电站是电力系统的重要组成部分，而保护装置、测控装置、保护测控装置、智能终端等设备是变电站二次设备的重要组成部分，是电网及变电站一次设备安全稳定运行的基础。

变电站在运行过程中，这些变电站二次设备之间需要传递信息。在过去的常规的变电站中通过使用电缆连接需要交互信息的变电站二次设备。这种方式导致变电站二次回路非常复杂且容易出现故障，对变电站稳定运行有一定的安全隐患。

智能变电站的发展引入了很多新的技术，智能变电站的一个显著特点是，变电站二次设备之间引入了GOOSE通信。

GOOSE是指面向通用对象的变电站事件。它是IEC61850中的一种快速报文传输机制，用于传输变电站内智能电子设备之间重要的实时性信号。GOOSE采用网络信号代替了常规变电站装置之间硬接线的通信方式，大大简化了变电站二次电缆接线。变电站二次设备之间交互信息的二次电缆被GOOSE通信报文替代了。变电站二次设备之间的GOOSE通信组成了GOOSE网络。

在智能变电站中使用GOOSE通信时，通常采用的GOOSE通信方式是智能电子设备之间通过GOOSE网络的方式交换数据，多个电子设备都接入GOOSE通信网络，通过该GOOSE通信网络进行交换数据。还有另一种通信方式是智能电子设备之间直接点对点连接的方式。两种方式中GOOSE组网通信方式更有优势，也更有普遍意义。

智能电子设备通过GOOSE通信发送数据称之为发布，通过GOOSE通信接收数据称之为订阅。下面的描述中也继续沿用发布和订阅这两种名词。

为了使智能电子设备之间能够正确的交换数据，需要通过变电站配置描述(SCD)工具对GOOSE通信进行配置。配置内容包括把不同智能电子设备之间需要交换的数据进行关联。配置完成后对每个智能电子设备生成独立的包含了与相关智能电子设备之间的数据关联关系虚端子配置文件。

生成的虚端子配置文件需要下装到各自的智能电子设备中，智能电子设备解析这些虚端子配置文件后生成数据发布规则和数据订阅规则，数据订阅规则包括接收哪些GOOSE数据，接收的GOOSE数据与智能电子设备的内部数据怎样进行关联等。之后，智能电子设备能正常的发送GOOSE数据和接收GOOSE数据。

目前的GOOSE通信系统及方案存在的问题和缺点如下：

1、虚端子配置文件是按智能电子设备生成的。即，每个智能电子设备都需要生成独立的虚端子配置文件。生成的虚端子配置文件要下装到每个各自的智能电子设备中。如附图1所示。当智能电子设备比较多时，下装的工作量大且容易出错。当增减智能电子设备时，与之相关的智能电子设备的虚端子配置文件会发生变化，此时需要重新生成新的虚端子配置文件，并下装新的虚端子配置文件到对应的智能电子设备中。另外，下装虚端子配置文件后智能电子设备需要重新启动，使得新的虚端子配置文件生效。这也给现场使用带来不便。同时因为智能电子设备重新启动过程中智能电子设备失去其应该发会的作用，因此对使用智能电子设备的场合有一些安全隐患。

2、GOOSE通信是智能电子设备之间进行数据通信，一方面一个智能电子设备可能需要从多个智能电子设备接收数据，另一方面一个智能电子设备的数据可能有多个智能电子设备需要接收，因此GOOSE通信采用的是组播通信的方式。这意味着一个智能电子设备会收到众多智能电子设备发布的GOOSE报文。这些报文里面有些是自己需要接收的，但大部分是自己不需要的。如附图2所示，GOOSE通信系统中有n个智能电子设备。其中智能电子设备1需要从智能电子设备2至智能电子设备6处接收数据。目前的系统中不仅仅是智能电子设备2至智能电子设备6给智能电子设备发GOOSE报文，与智能电子设备1没有数据连接关系的智能电子设备7～智能电子设备n也会给智能电子设备1发送GOOSE报文。即使智能电子设备2至智能电子设备6发送到智能电子设备1的数据中也是大部分数据是没有必要的。考虑到上述原因，智能电子设备收到报文后对报文进行过滤，仅保留自己需要接收的报文进行处理。这对智能电子设备的软硬件技术提出了很高的要求。硬件上需要有FPGA等进行报文过滤，并且需要有强大的处理器对收到的报文进行解析，提取有用的数据。这使得智能电子设备的硬件成本居高不下。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提出一种变电站事件通信方法及系统，采用变电站事件数据转发设备作为智能电子设备之间变电站事件发送和接收的桥梁，降低了变电站事件通信对智能电子设备软硬件系统的要求，降低了变电站事件通信系统的成本，简化了变电站事件通信调试工作，缩短了变电站事件通信系统实施周期，提高了安全可靠性。

本发明的第一目的是提供一种变电站事件通信方法，至少包括：

多个智能电子设备；

至少一台变电站事件数据转发设备；其中：

每台智能电子设备将自身的变电站事件发布至变电站事件数据转发设备，同时仅从变电站事件数据转发设备中接收变电站事件；所述变电站事件数据转发设备接收智能电子设备发送的变电站事件后，根据各智能电子设备之间的变电站事件数据对应关系，重新组合成智能电子设备能够接收的通信报文发送给智能电子设备。

优选地：所述智能电子设备采用单播通信的方式接收变电站事件数据转发设备发送的变电站事件报文。

优选地：所述变电站事件数据转发设备为带有接收过滤器功能、数据重组功能的变电站事件数据交换设备。

优选地：每个智能电子设备中包含一个或多个变电站事件发布数据集和一个变电站事件接收数据集。

优选地：所述智能电子设备从变电站事件数据转发设备中接收一个变电站事件数据报文，该报文中包含了该智能电子设备需要的所有变电站事件数据，所述报文是为该智能电子设备定制的报文，此时，接收报文中的变电站事件数据与该智能电子设备中变电站事件接收数据集中的数据完全对应。

优选地：当有多个变电站事件数据转发设备时，智能电子设备发布变电站事件数据报文应采用组播通信方式；当系统中仅有一个变电站事件数据转发设备时，智能电子设备发布变电站事件数据报文采用组播通信方式或单播通信方式中的一种。

优选地：所述变电站事件数据转发设备从各智能电子设备接收智能电子设备发送的变电站事件报文后，解析收到的报文获取每个智能电子设备发布的变电站事件数据，根据每个智能电子设备需要接收的变电站事件数据类型及顺序重新组成新的报文，把新的变电站事件报文发送给对应的智能电子设备。

优选地：每个变电站事件通信系统的智能电子设备的数量、智能电子设备的类型以及智能电子设备之间发布和订阅的变电站事件数据的虚端子的连接关系反映在变电站配置描述文件中，变电站事件数据转发设备中导入变电站配置描述文件或变电站配置描述文件中导出的整个通信系统的变电站事件通信配置文件进行解析，获取智能电子设备变电站事件相关信息，根据该信息在内部形成每个智能电子设备对应的虚拟智能电子设备。

优选地：各智能电子设备与变电站事件数据转发设备中的虚拟智能电子设备之间是一一对应的关系。

优选地：各智能电子设备中的变电站事件发布数据集和订阅数据集与变电站事件数据转发设备中对应的虚拟电子设备中的变电站事件订阅数据集合发布数据集是一一对应的关系。

本发明的第二目的是提供一种变电站事件通信方法，基于上述变电站事件通信系统实现，包括如下步骤：

变电站事件发布：智能电子设备将自身的变电站事件发布至变电站事件数据转发设备；所述变电站事件数据转发设备接收智能电子设备发送的变电站事件后，根据各智能电子设备之间的变电站事件数据对应关系，重新组合成智能电子设备能够接收的通信报文；

变电站事件订阅：所述智能电子设备从变电站事件数据转发设备中接收一个变电站事件数据报文，该报文中包含了该智能电子设备需要的所有变电站事件数据，所述报文是为该智能电子设备定制的报文，此时，接收报文中的变电站事件数据与该智能电子设备中变电站事件接收数据集中的数据完全对应。

本申请的有益效果是：

本发明中：变电站事件数据转发设备是智能电子设备之间变电站事件发送和接收的桥梁。智能电子设备把各自的变电站事件都发给变电站事件数据转发设备，同时仅从变电站事件数据转发设备中接收变电站事件。变电站事件数据转发设备接收智能电子设备发送的变电站事件后根据各智能电子设备之间的变电站事件数据对应关系重新组合成智能电子设备可以接收的通信报文发送给智能电子设备。具体优点为：

本发明降低了变电站事件通信对智能电子设备软硬件系统的要求，用简单的软硬件系统组成的智能电子设备就能够实现目前方案中由复杂软硬件系统组成的智能电子设备才能完成的变电站事件通信。

本发明中变电站事件通信对智能电子设备软硬件系统的要求降低，不需要可编程逻辑门阵列，不需要性能强大的处理器，使得智能电子设备的开发门槛降低。

本发明中变电站事件通信对智能电子设备硬件系统的要求降低，使得智能电子设备的硬件成本与目前方案中的智能电子设备的硬件成本相比大幅度降低，这同时也使得变电站事件通信系统的整体成本也大幅度降低。

本发明中的智能电子设备不需要下装虚端子配置文件，使得装置在使用过程中非常便利，极大的简化了变电站事件通信系统的工程调试的工作量，能够有效缩短变电站事件通信系统的实施周期。同时彻底消除了虚端子配置文件有误导致的智能电子设备可能出现的各种异常问题。

本发明中的智能电子设备不需要下装虚端子配置文件，因此智能电子设备不需要进行重新启动等操作，这使得智能电子设备可以持续的发挥其应发会的作用，消除了智能电子设备重新启动等操作带来的安全隐患。

本发明中的变电站事件数据转发设备，只需要直接下装变电站配置描述文件或者下装变电站配置描述文件中导出的全系统的变电站事件配置信息文件，与目前方案中每个智能电子设备都需要下装虚端子配置文件相比简单易用且可靠，对工程应用带来极大的便利。

本发明中的智能电子设备之间没有直接的数据通信，智能电子设备只与变电站事件数据转发设备进行数据通信，同时变电站事件数据转发设备到智能电子设备的数据报文为单播数据报文。这使得变电站事件通信网络中报文流量大大降低，提高了变电站事件通信系统的可靠性和安全性以及实时性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有技术中，GOOSE通信系统中虚端子配置文件的生成以及虚端子配置文件和智能电子设备的对应关系图；

图2为现有技术中，GOOSE通信系统中智能电子设备之间GOOSE通信和数据接收示意图；

图3为新的变电站事件通信系统中变电站事件通信网络和设备第一示例图；

图4为新的变电站事件通信系统中变电站事件通信网络和设备第二示例图；

图5为新的变电站事件通信系统中变电站事件通信网络和设备第三示例图；

图6为新的变电站事件通信系统中智能电子设备中的变电站事件数据集；

图7为新的变电站事件通信系统中变电站事件数据转发设备中的变电站事件数据集示意图；

图8为新的变电站事件通信系统中智能电子设备与变电站事件数据转发设备之间的变电站事件报文示意图；

图9为新的变电站事件通信系统中智能电子设备中的数据集和变电站事件数据转发设备中的数据集对应关系图；

图10为新的变电站事件通信系统中一个智能电子设备需要接收其他智能电子设备的变电站事件时的数据对应关系举例示意图；

图11为新的变电站事件通信系统中在变电站事件数据转发设备中数据重新组合并发送到智能电子设备的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本发明主要解决下面两个技术问题：

解决的第一个问题是每个智能电子设备的GOOSE配置的问题。现有的方案中，GOOSE虚端子配置后需要把每个智能电子设备的虚端子配置文件生成，并下装到每个智能电子设备中(如附图1所示)，而且这个工作量比较大，同时存在需要重启智能电子设备等不安全隐患在里面。本发明的方案中，每个智能电子设备不需要下装虚端子配置文件也可以正常进行变电站事件通信，而且智能电子设备也不需要重启等操作，消除了智能电子设备使用过程中的安全隐患。

解决的另一个问题是简化了智能电子设备的软硬件系统。现有的方案中，GOOSE发送因为使用了组播通信，因此一个智能电子设备会收到组内的所有智能电子设备发送的通信报文。同时，目前的方案中，一个智能电子设备所需的数据会分散在不同的智能电子设备中，所以必然要接收多个智能电子设备发送的GOOSE数据(如附图2所示)。本发明的方案中不存在一个智能电子设备接收到所有相同组播地址的报文的问题，同时也不存在同时需要从多个智能电子设备接收有用的数据，因此不需要强大的报文过滤系统和强大的运算处理能力，大大的简化了智能电子设备对软硬件系统的要求，这也降低了智能电子设备的硬件成本。

请参阅图3至图11所示，

一种变电站事件通信系统，包含多个智能电子设备和变电站事件数据转发设备；其中：

智能电子设备用来把自己的变电站事件发布出去，供其他智能电子设备订阅这些变电站事件，同时接收其他智能电子设备发布的变电站事件，供智能电子设备内部使用。但是智能电子设备之间不会有直接的变电站事件通信，智能电子设备只与变电站事件数据转发设备进行数据通信。

变电站事件数据转发设备是智能电子设备之间变电站事件发送和接收的桥梁。智能电子设备把各自的变电站事件都发给变电站事件数据转发设备，同时仅从变电站事件数据转发设备中接收变电站事件。变电站事件数据转发设备接收智能电子设备发送的变电站事件后根据各智能电子设备之间的变电站事件数据对应关系重新组合成智能电子设备可以接收的通信报文发送给智能电子设备。

本发明中提到的新的变电站事件通信方案，还需要新的变电站配置工具(或者是变电站配置工具中增加新的功能)来完成虚端子的配置、控制块的配置等工作。

一、智能电子设备采取的技术手段：

1、传统的方案中，智能电子设备的硬件系统非常复杂，而且对硬件系统的性能要求非常高，智能电子设备的硬件系统中需要包括FPGA用来报文过滤的同时也需要性能强大的处理器来解析接收到的众多的GOOSE报文。在本发明中提到的变电站事件通信系统，对智能电子设备的硬件系统的要求比较低，不需要FPGA等用来过滤报文，也不需要性能强大的处理器来解析报文，常规电子设备的硬件系统也能满足变电站事件通信的要求。在本发明中提到的变电站事件通信系统中的智能电子设备的变电站事件通信不采用组播通信的方式，而是采用了单播通信的方式(如附图8所示)。这样除了确实是发送到目标智能电子设备的变电站事件报文之外，其他的变电站事件报文都被挡在智能电子设备的外面了。硬件系统上，智能电子设备需要以太网控制器(通常都有)，而且以太网控制器可以设置接收过滤器，接收过滤器中设置只接收单播数据。这些都是智能电子设备的硬件系统的常规的技术手段，但是就是用常规的技术手段，简化了变电站事件通信系统和通信方法，使通信系统使用更方便、更安全。

2、传统的方案中，智能电子设备需要发布的GOOSE数据放在1个或者若干个发布数据集中，每个GOOSE数据集对应一个发送控制块，每个发送控制块对应一个通信报文。这样GOOSE通信网络中会有很多通信报文在传输。另外，智能电子设备需要从其他智能电子设备接收的GOOSE数据会分散多个其他智能电子设备，这也导致了智能电子设备必须要订阅多个其他智能电子设备的GOOSE报文。在本发明的变电站事件通信系统中，对智能电子设备中的变电站事件发布和变电站事件订阅做了新的规定。每个智能电子设备中只包含一个或多个变电站事件发布数据集(发布数据集越多消耗的处理器的资源越多，为了减少对处理器资源的消耗优选的可以只使用一个发布数据集，下面的说明中按一个发布数据集说明)，所有需要发布的变电站事件数据都放在这一个数据集中。在变电站事件数据接收方面也定义了一个数据集，需要接收的变电站事件数据均放在一个数据集里面。如附图6所示，一个智能电子设备里面只包含一个变电站事件发布数据集和一个变电站事件接收数据集，发布和接收的数据均放在对应的数据集中。需要接收的数据都放在一个数据集是为了给变电站事件数据转发设备处理数据和转发数据方便。这么处理的优点是，1)每个智能电子设备发送一种通信报文，变电站事件通信网络中不会有太多的变电站事件数据报文传输；2)每个智能电子设备只接收来自于变电站事件数据转发设备的一个通讯报文，智能电子设备处理接收变电站事件数据的计算压力大大降低，这也对简化硬件系统提供了条件。在这方面与目前的系统有很大的不同。

3、本发明的变电站事件通信系统中，智能电子设备中配置了一个发送数据集和一个接收数据集。智能电子设备从变电站事件数据转发设备中接收一个变电站事件数据报文，这一个报文中包含了该智能电子设备需要的所有的变电站事件数据，而且从变电站事件数据转发设备中收到的报文是完全为该智能电子设备定制的报文，所以接收的报文中的变电站事件数据与该智能电子设备中变电站事件接收数据集中的数据完全对应。这样智能电子设备就不需要下装任何配置文件就能进行正常的变电站事件通信，而且从变电站事件通信中获取所需的数据。因为智能电子设备免去了下装虚端子配置文件的过程，因此智能电子设备在进行变电站事件配置时不需要进行重新启动等操作，保证了智能电子设备能持续的起到保护测控等相关功能和提供与之相关的服务。

4、本发明的变电站事件通信系统中，智能电子设备发布变电站事件数据报文时可以采用单播通信的方式或者也可以采用组播通信的方式。当系统中有多个变电站事件数据转发设备时，智能电子设备发布变电站数据报文应采用组播通信方式，当系统中有一个变电站事件数据转发设备时，智能电子设备发布变电站数据报文可以采用组播通信方式，也可以采用单播通信方式(如附图8所示)。

5、本发明的变电站事件通信系统中,智能电子设备中可设置变电站事件通信系统所需要的相关参数。参数包括，组播地址(智能电子设备发布变电站事件数据报文时使用组播通信方式)、变电站事件数据转发设备的目标地址(智能电子设备发布变电站事件数据报文时使用单播通信方式)、智能电子设备应用标识等。

二、变电站事件数据转发设备采取的技术手段

1、目前的方案中，GOOSE通信系统中，各智能电子设备之间互相发布和订阅数据。这导致了上面提到的种种问题。为了解决这个问题，本发明的新的变电站事件通信系统中，禁止了智能电子设备之间相互的变电站事件数据报文的发送和接收，增加了变电站事件数据转发设备(如附图8所示)，用来在智能电子设备之间转发变电站事件数据，有效的解决了上面提到的目前的方案中存在的各种技术问题。变电站事件数据转发设备是本发明中提到的新的变电站事件通信系统特有的一个设备。在实际系统中变电站事件转发设备可进行双重配置，保证变电站事件数据转发业务的可靠性。

2、本发明的变电站事件通信系统中,变电站事件数据转发设备的工作原理是，从各智能电子设备接收智能电子设备发送的变电站事件报文后，解析收到的报文获取每个智能电子设备发布的变电站事件数据，根据每个智能电子设备需要接收的变电站事件数据类型及顺序重新组成新的报文，把新的变电站事件报文发送给对应的智能电子设备中。附图7所示的是变电站事件数据转发设备的功能示意图。如附图7所示，变电站事件数据转发设备中类似于存在着变电站事件通信系统中的所有的智能电子设备对应的设备。当然变电站事件转发设备中这些对应设备不是真实存在的，所以在示意图中以虚线画出了对应的设备。实际实现时也可以在变电站事件转发设备中虚拟出实际智能电子设备对应的虚拟智能电子设备。

3、本发明的变电站事件通信系统中,变电站事件数据转发设备中的这些虚拟智能电子设备并不是固定的，而是跟变电站事件通信系统中包含的智能电子设备数量和智能电子设备的类型有关。每个变电站事件通信系统的智能电子设备的数量和智能电子设备的类型以及智能电子设备之间的发布和订阅的变电站事件数据的虚端子的连接关系反映在变电站配置描述(SCD)文件中。变电站事件数据转发设备中导入变电站配置描述文件(或变电站配置描述文件中导出的整个通信系统的变电站事件通信配置文件)进行解析获取智能电子设备变电站事件相关信息，如通信相关的参数、每个智能电子设备的发送数据集和接收数据集以及各智能电子设备的变电站事件数据之间的发布和订阅关系，根据这些信息在内部形成每个智能电子设备对应的虚拟智能电子设备。这点上与目前的系统不同。目前的系统中，变电站配置描述文件中导出每个智能电子设备的虚端子配置文件后下装到各自的虚端子配置文件。而新系统中，每个智能电子设备不需要虚端子配置文件，只有变电站事件数据转发设备需要直接下装变电站配置描述文件或变电站配置描述文件中导出的整个通信系统的变电站事件通信配置文件即可。

4、本发明的变电站事件通信系统中,各智能电子设备之间是没有直接的变电站事件报文发送和接收，各智能电子设备之间通过变电站事件数据转发设备为桥梁进行间接的变电站事件数据的发送和接收。即，如附图8所示，智能电子设备仅仅与变电站事件数据转发设备进行变电站事件报文的发送和接收。

5、本发明的变电站事件通信系统中,各智能电子设备与变电站事件数据转发设备中的虚拟智能电子设备之间是一一对应的关系。实际的智能电子设备中的发送数据集和接收数据集也是与变电站事件数据转发设备中的虚拟智能电子设备中的接收数据集和发送数据集是一一对应的关系。如附图9所示，变电站事件通信系统中有n个实际的智能电子设备，变电站事件数据转发设备中也存在着与之对应的n个虚拟的智能电子设备，且与实际的智能电子设备对应。针对每个实际的智能电子设备和对应的虚拟智能电子设备，智能电子设备中的数据集也是对应的，但是实际智能电子设备中的发送数据集与虚拟智能电子设备中的接收数据集对应、实际智能电子设备中的接收数据集与虚拟智能电子设备中的发送数据集对应。

6、本发明的变电站事件通信系统中,变电站事件数据转发数据负责与智能电子设备进行直接的数据转发，数据转发过程中需要根据每个智能电子设备与其他智能电子设备之间的变电站事件数据的连接关系重新组合新的数据报文发送给相关的智能电子设备。

6.1、如附图10所示，智能电子设备1需要从智能电子设备2接收2个变电站事件数据和智能电子设备3接收3个变电站事件数据，智能电子设备1接收的变电站事件数据和智能电子设备内部数据之间的关系如下：

IED2:SEOutData01→IED1:SEInData05

IED2:SEOutData03→IED1:SEInData08

IED3:SEOutData02→IED1:SEInData12

IED3:SEOutData03→IED1:SEInData06

IED3:SEOutData05→IED1:SEInData15

6.2、新的变电站事件通信系统中，智能电子设备之间没有直接的报文发送和接收，是通过变电站事件数据转发设备在各智能电子设备之间进行数据转发。因此变电站事件数据转发设备内部需要根据每个智能电子设备与其他智能电子设备之间的变电站事件数据的连接关系重新组合新的数据报文发送给相关的智能电子设备。这个过程如附图11所示。

6.2.1、变电站事件数据转发设备从智能电子设备2接收的变电站事件数据与变电站事件数据转发设备内部的虚拟变电站事件数据的关系如下：

IED2:SEOutData01→IED:VIED2:VSEInData01

IED2:SEOutData02→IED:VIED2:VSEInData02

IED2:SEOutData03→IED:VIED2:VSEInData03

IED2:SEOutData04→IED:VIED2:VSEInData04

6.2.2、变电站事件数据转发设备从智能电子设备3接收的变电站事件数据与变电站事件数据转发设备内部的虚拟变电站事件数据的关系如下：

IED3:SEOutData01→IED:VIED3:VSEInData01

IED3:SEOutData02→IED:VIED3:VSEInData02

IED3:SEOutData03→IED:VIED3:VSEInData03

IED3:SEOutData04→IED:VIED3:VSEInData04

IED3:SEOutData05→IED:VIED3:VSEInData05

6.2.3、变电站事件数据转发设备发给智能电子设备1的变电站事件数据转发设备内部的虚拟变电站事件数据与智能电子设备1需要接收的变电站事件数据的关系如下：

IED:VIED1:VSEOutData01→IED1:SEInData01

IED:VIED1:VSEOutData02→IED1:SEInData02

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6.2.4、变电站事件数据转发设备内部，根据智能电子设备1从智能电子设备2和智能电子设备3订阅的变电站事件数据的对应关系，对从智能电子设备2和智能电子设备3接收的变电站事件数据进行重新组合，数据的对应关系如下：

IED:VIED2:VSEInData01→IED:VIED1:VSEOutData05

IED:VIED2:VSEInData03→IED:VIED1:VSEOutData08

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IED:VIED3:VSEInData03→IED:VIED1:VSEOutData06

IED:VIED3:VSEInData05→IED:VIED1:VSEOutData15

7、当变电站事件数据转发设备接收某一个智能电子设备发送的通信中断时，变电站事件数据转发设备根据导入的变电站配置描述文件(或变电站配置描述文件中导出的整个通信系统的变电站事件通信配置文件)中配置的报文中断时的处理措施对数据进行清零、预置、保持等处理，同时也根据配置继续发送或停止与这些中断的变电站事件有关的数据报文到相关的智能电子设备。

三、变电站配置描述配置工具采取的技术手段

1、变电站配置描述配置工具针对每个智能电子设备配置智能电子设备的以太网物理地址、接收应用标识符、发送应用标识符、智能电子设备用于发布报文的组播地址等。

2、考虑到智能电子设备故障或通信通道的故障等原因导致变电站事件数据转发设备从智能电子设备接收变电站事件报文中断的情况，变电站配置描述配置工具中当从智能电子设备接收变电站事件报文中断时对相关报文中的每一个变电站事件数据进行清零、预置、保持等配置，同时也可以配置是否要把这些已中断的变电站事件数据发送到所需要的智能电子设备中。

3、当变电站事件数据转发设备只能导入整个通信系统变电站事件配置文件时，变电站配置描述配置工具应能导出整个通信系统的变电站事件通信配置文件。

以下描述的实施例中只描述了与实现本发明变电站事件通信系统的实施相关的措施。

一、变电站事件通信系统实施例：

1、变电站事件通信系统实施例1；

1.1、变电站事件通信系统实施例1的原理如附图3所示；

1.2、变电站事件通信系统中包含若干个智能电子设备；

1.3、变电站事件通信系统中包含变电站事件数据转发设备；

1.4、变电站事件通信系统中包含以太网网络交换机；

2、变电站事件通信系统实施例2；

2.1、变电站事件通信系统实施例2的原理如附图4所示；

2.2、变电站事件通信系统中通信系统由若干个子网组成；

2.3、变电站事件通信系统中的每个子网中包含网络交换机和若干个智能电子设备，一个或者若干个变电站事件数据转发设备可以布置在一个或多个子网中；

2.4、变电站事件通信系统中若干个子网之间通过网络交换机连接，连接成一个大的网络；

3、变电站事件通信系统实施例3；

3.1、变电站事件通信系统实施例3的原理如附图5所示；

3.2、变电站事件通信系统中包含若干个智能电子设备；

3.3、变电站事件通信系统中包含以太网交换机；

3.4、变电站事件通信系统中变电站事件数据转发设备集成到以太网交换机中；

二、智能电子设备实施例：

1、智能电子设备的硬件系统实施例；

1.1、智能电子设备的硬件系统中包含处理器和以太网控制器，以太网控制器用于发送和接收变电站事件的报文，处理器用于各种计算、控制以及报文的处理；

1.2、以太网控制器中设置接收过滤器，只允许接收单播数据报文，其他类型的报文丢弃。

2、智能电子设备的模型实施例；

2.1、每个智能电子设备都有一个模型文件，模型文件供智能电子设备自己使用和提供给变电站配置工具导入；

2.2、智能电子设备的模型文件中配置了两个数据集，用于变电站事件通信，分别为变电站事件发送数据集和变电站事件接收数据。

2.3、变电站事件发送数据集中包含了智能电子设备发送的所有变电站事件，变电站事件接收数据集中包含了智能电子设备需要接收的所有变电站事件；

2.4、智能电子设备的模型文件中的变电站事件发布数据集和接收数据集中的变电站事件可以是预先定义好不能变更的，也可以是根据需要数据集中增减变电站事件；

2.5、智能电子设备的模型文件中的变电站事件发布数据集和接收数据集，可根据需要在数据集中增减数据时，智能电子设备自动适应变更后的数据集。

3、智能电子设备的参数实施例；

3.1、智能电子设备需要配置与变电站事件通信相关的参数；

3.2、目标组播地址(智能电子设备发布变电站事件数据报文时使用组播通信方式)、用于智能电子设备发布变电站事件报文时的目标地址；

3.3、变电站事件数据转发设备的目标地址(智能电子设备发布变电站事件数据报文时使用单播通信方式)用于智能电子设备发布变电站事件报文时的目标地址；

3.4、发送应用标识符用于智能电子设备发布变电站事件报文；

3.5、接收应用标识符用于智能电子设备接收变电站事件报文的校验；

3.6、最小时间间隔(T1)用于智能电子设备发布变电站事件报文时，事件发生后的最短的重发时间；

3.7、最大时间间隔(T0)用于智能电子设备发布变电站事件报文时，稳定条件下，心跳报文传输间隔；

3.8、装置以太网通信物理地址用于智能电子设备发布变电站事件报文时的源地址和接收变电站事件报文时的目标地址。装置以太网通信物理地址是可选的参数。

4、智能电子设备的软件系统实施例；

4.1、智能电子设备中运行的程序定时扫描发送数据集中的数据是否有变化，有变化时以T1时间间隔连续发送变电站事件报文，状态稳定后，以T0时间间隔连续发送报文。

4.2、当智能电子设备发送的变电站事件数据集内的变电站事件是预先定义时，智能电子设备按预先定义的发送数据集内的变电站事件发送变电站事件报文；

4.3、当智能电子设备发送的变电站事件数据集内的变电站事件是可在模型文件中进行配置时，智能电子设备从模型文件中获取发送数据集的相关信息，根据模型中获取的发送数据集进行变电站事件报文的发送。

4.4、智能电子设备中运行的程序定时检查以太网控制器的接收缓存中是否有新的数据报文。当有新的数据报文时对报文进行解析并校验，校验接收的数据报文是否可用。如数据可用，则用接收的数据更新智能电子设备内部的对应数据状态。

4.5、当智能电子设备需要接收的变电站事件数据集内的变电站事件是预先定义时，智能电子设备按预先定义的接收数据集进行变电站事件报文的接收；

4.6、当智能电子设备需要接收的变电站事件数据集内的变电站事件是可在模型文件中进行配置时，智能电子设备从模型文件中获取接收数据集的相关信息，根据模型中获取的接收数据集进行变电站事件报文的接收。

4.7、智能电子设备发布变电站事件数据报文时使用组播通信方式时，智能电子设备发送的变电站事件报文使用组播地址。智能电子设备发布变电站事件数据报文时使用单播通信方式时，智能电子设备发送的变电站事件报文使用变电站事件数据转发设备的目标地址。

三、变电站事件数据转发设备实施例；

1、变电站事件数据转发设备实施例1；

1.1、按照变电站事件通信系统实施例1的方案，变电站事件数据转发设备为独立装置；

1.2、变电站事件数据转发设备的硬件系统与目前方案中的智能电子设备的硬件系统类似，需要FPGA和强大的处理器用来报文过滤和处理。

1.3、变电站事件数据转发设备可以导入变电站配置描述(或变电站配置描述文件中导出的整个通信系统的变电站事件通信配置文件)，从中获取变电站事件通信相关信息；

1.4、变电站事件数据转发设备获取变电站事件通信相关信息后在设备内部虚拟出对应每个智能电子设备的虚拟智能电子设备。虚拟出的智能电子设备中包含发送数据集和接收数据集，分别对应实际智能电子设备的接收数据集合发送数据集。

1.5、变电站事件数据转发设备接收到智能电子设备发送的变电站数据报文后解析并校验，如果接收的数据可用，则把接收的数据保存到对应的虚拟智能电子设备的接收数据集中的变电站事件对用的数据点中。

1.6、变电站事件数据转发设备根据每个虚拟智能电子设备的发送数据集中的变电站事件数据与其他虚拟智能电子设备中的接收数据集中的变电站事件数据之间的对应关系更新发送数据集中的变电站事件对应的数据点；

1.7、变电站事件数据转发设备监视每个虚拟智能电子设备的发送数据集中的变电站事件数据，当数据有变化时以T1时间间隔连续发送变电站事件报文。状态稳定后，以T0时间间隔连续发送报文。

1.8、当变电站事件数据转发设备接收某一个智能电子设备发送的通信中断时，变电站事件数据转发设备根据导入的变电站配置描述文件(或变电站配置描述文件中导出的整个通信系统的变电站事件通信配置文件)中配置的报文中断时的处理措施对数据进行清零、预置、保持等处理，同时也根据配置继续发送或停止与这些中断的变电站事件有关的数据报文到相关的智能电子设备。

1.9、变电站事件数据转发设备中报文接收、解析、数据重组和报文发送等可在处理器中实现，也可以在FPGA等现场可编程门阵列中实现。

2、变电站事件数据转发设备实施例2；

2.1、按照变电站事件通信系统实施例3，把变电站事件数据转发设备集成到网络交换机中；

2.2、集成到网络交换中的变电站事件数据转发设备的实施方案与独立配置的变电站事件数据转发设备的实施方案相同。

四、变电站配置描述配置工具实施例；

1、变电站配置描述配置工具实现目前方案中的变电站配置描述配置工具实现的所有功能；

2、变电站配置描述配置工具中针对每个智能电子设备配置智能电子设备的以太网物理地址、接收应用标识符、发送应用标识符、智能电子设备用于发布报文的组播地址等；

3、变电站配置描述配置工具中配置当智能电子设备发送的变电站事件报文中断时报文中的相关数据进行清零、预置、保持等，同时进行配置这些数据相关的报文是否发送到需要这些数据的智能电子设备。

4、当变电站事件数据转发设备只能导入整个通信系统变电站事件配置文件时，变电站配置描述配置工具应能导出整个通信系统的变电站事件通信配置文件；

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种变电站事件通信系统，其特征在于，包括：

多个智能电子设备；每个智能电子设备中包含一个或多个变电站事件发布数据集和一个变电站事件接收数据集；

至少一台变电站事件数据转发设备；其中：

每台智能电子设备将自身的变电站事件发布至变电站事件数据转发设备，同时仅从变电站事件数据转发设备中接收变电站事件；所述变电站事件数据转发设备接收智能电子设备发送的变电站事件后，根据各智能电子设备之间的变电站事件数据对应关系，重新组合成智能电子设备能够接收的通信报文发送给智能电子设备；

智能电子设备从变电站事件数据转发设备中接收一个变电站事件数据报文，所述变电站事件数据报文包含该智能电子设备需要的所有变电站事件数据，而且从变电站事件数据转发设备中收到的报文是完全为该智能电子设备定制的报文，接收的变电站事件数据报文中的变电站事件数据与该智能电子设备中变电站事件接收数据集中的数据完全对应；

每个变电站事件通信系统的智能电子设备的数量、智能电子设备的类型以及智能电子设备之间发布和订阅的变电站事件数据的虚端子的连接关系反映在变电站配置描述文件中，变电站事件数据转发设备中导入变电站配置描述文件或变电站配置描述文件中导出的整个通信系统的变电站事件通信配置文件进行解析，获取智能电子设备和变电站事件相关信息，根据该信息在内部形成每个智能电子设备对应的虚拟智能电子设备；

智能电子设备与虚拟智能电子设备之间是一一对应的关系，智能电子设备中的发送数据集和接收数据集也是与虚拟智能电子设备中的接收数据集和发送数据集是一一对应的关系。

2.根据权利要求1所述的变电站事件通信系统，其特征在于：所述智能电子设备采用单播通信的方式接收变电站事件数据转发设备发送的变电站事件数据。

3.根据权利要求1所述的变电站事件通信系统，其特征在于：所述变电站事件数据转发设备为带有接收过滤器功能、数据重组功能的变电站事件数据交换设备。

4.根据权利要求1所述的变电站事件通信系统，其特征在于：当有多个变电站事件数据转发设备时，智能电子设备发布变电站事件数据报文应采用组播通信方式；当系统中仅有一个变电站事件数据转发设备时，智能电子设备发布变电站事件数据报文采用组播通信方式或单播通信方式中的一种。

5.根据权利要求1所述的变电站事件通信系统，其特征在于：所述变电站事件数据转发设备从各智能电子设备接收智能电子设备发送的变电站事件报文后，解析收到的报文获取每个智能电子设备发布的变电站事件数据，根据每个智能电子设备需要接收的变电站事件数据类型及顺序重新组成新的报文，把新的变电站事件报文发送给对应的智能电子设备。

6.一种变电站事件通信方法，基于权利要求1-5任一项所述变电站事件通信系统实现，其特征在于，包括如下步骤：

变电站事件发布：智能电子设备将自身的变电站事件发布至变电站事件数据转发设备；所述变电站事件数据转发设备接收智能电子设备发送的变电站事件后，根据各智能电子设备之间的变电站事件数据对应关系，重新组合成智能电子设备能够接收的通信报文；

变电站事件订阅：所述智能电子设备从变电站事件数据转发设备中接收一个变电站事件数据报文，该报文中包含了该智能电子设备需要的所有变电站事件数据，所述报文是为该智能电子设备定制的报文，此时，接收报文中的变电站事件数据与该智能电子设备中变电站事件接收数据集中的数据完全对应。

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