CN114372037A - 一种数据通信网关实时数据库生成方法 - Google Patents

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CN114372037A CN202111370143.8A CN202111370143A CN114372037A CN 114372037 A CN114372037 A CN 114372037A CN 202111370143 A CN202111370143 A CN 202111370143A CN 114372037 A CN114372037 A CN 114372037A
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贺欢
贾依霖
李松涛
赵瑜
杨名
王顺江
罗桓桓
崔迪
金宜放
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State Grid Corp of China SGCC
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Anshan Power Supply Co Of State Grid Liaoning Electric Power Co
State Grid Corp of China SGCC
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Abstract

一种数据通信网关实时数据库生成方法，通过对变电站SCD模型层次化解析，建立基于共享内存的层次化链表，组建动态数据集，并对共享内存进行封装形成数据集供外部应用订阅与访问。实现了数据通信网关对下采集间隔数据与对上支撑变电站主站数据集按需请求的无缝衔接，支持变电站电压等级、间隔数据、一次设备、二次设备及二次设备中的数据集FCDA测点信息的订阅动态数据集，实现了按需访问的目标，减少了数据处理的时间，提高了数据通信网关的数据转发效率，满足变电站主站对变电站数据高实时性的要求。

Description

一种数据通信网关实时数据库生成方法
技术领域
本发明涉及电力数据通讯技术领域，特别涉及一种数据通信网关实时数据库生成方法。
背景技术
现阶段电力变电站数据通讯一般使用遥信、遥测、遥控以及遥调数据的主厂变电站之间交互，基本采用的是点表的远动101或104等规约、数据网关机内的数据组织方式，以规约通信为目标，通过二维内存表存储实时数据。同时数据通信网关机对下采用IEC61850客户端采集间隔装置实时数据，对上通过104协议转发四遥数据。在数据通信网关机中，需要在变电站内基于IEC61850的面向对象模型与104转发表之间的进行两次数据转换。
随着电力系统通用服务协议以及DL/T 860通信报文协议等主厂变电站服务化通信协议在主厂变电站之间交互中的应用，原有基于转发表的数据组织方式无法满足主厂变电站之间各业务功能的交互需求。
发明内容
针对现有技术存在的问题及技术要求，本发明的目的是提供了一种数据通信网关实时数据库生成方法，通过对变电站SCD模型层次化解析，建立基于共享内存的层次化链表，组建动态数据集，并对共享内存进行封装形成数据集，最终得出一种数据通信网关实时数据库生成方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种数据通信网关实时数据库生成方法，包括以下步骤：
(S1)变电站SCD模型层次化解析，基于IEC61850模型，并对变电站SCD模型层进行扫描与解析；
(S2)建立基于共享内存的层次化链表；
(S3)组建动态数据集；
(S4)对共享内存进行封装，形成数据集供外部应用订阅与访问。
所述的步骤(S1)变电站SCD模型层次化解析，包括以下步骤：
(S101)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/Substation/VoltageLevel目录；
(S102)提取变电站电压等级的名称、描述以及当前路径；
(S103)将变电站电压等级的名称与当前路径作为电压等级的数据索引；
(S104)存储变电站电压等级的名称、描述以及数据索引；
(S105)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/Substation/VoltageLevel/Bay目录；
(S106)提取变电站间隔数据的名称、描述以及当前路径；
(S107)将变电站间隔数据的名称与当前路径作为变电站间隔数据的数据索引；
(S108)搜索变电站间隔数据上层变电站电压等级的数据索引，提取上层变电站电压等级的数据索引；
(S109)存储变电站间隔数据的名称、描述、数据索引以及上层变电站电压等级的数据索引；
(S110)建立变电站间隔数据所属上层变电站电压等级的父节点链接；
(S111)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/Substation/VoltageLevel/Bay/ConductingEquipment目录；
(S112)提取变电站一次设备的名称、描述以及当前路径；
(S113)将变电站一次设备的名称与当前路径作为变电站一次设备的数据索引；
(S114)搜索变电站一次设备上层变电站间隔数据的数据索引，提取上层变电站间隔数据的数据索引；
(S115)存储变电站一次设备的名称、描述、数据索引以及上层变电站间隔数据的数据索引；
(S116)建立变电站一次设备所属上层变电站间隔数据的父节点链接；
(S117)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/Substation/IED目录；
(S118)提取变电站二次设备的名称、描述以及当前路径；
(S119)将变电站二次设备的名称与当前路径作为变电站二次设备的数据索引；
(S120)搜索变电站二次设备上层变电站一次设备的数据索引，提取上层变电站一次设备的数据索引；
(S121)存储变电站二次设备的名称、描述、数据索引以及上层变电站一次设备的数据索引；
(S122)建立变电站二次设备所属上层变电站一次设备的父节点链接；
(S123)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/IED/AccessPoint/Server/LDevice/LN0/DataSet目录；
(S124)提取变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息，包括ldInst、lnClass、lnInst、doName、fc，并以ldInst/lnClass$lnInst$doName$fc格式拼接形成数据集FCDA测点信息索引；
(S125)搜索变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息上层变电站二次设备的数据索引，提取上层变电站二次设备的名称、描述以及数据索引；
(S126)存储变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息的名称、描述、数据索引以及上层变电站二次设备的数据索引；
(S127)建立变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息与上层变电站二次设备的父子关系。
所述的步骤(S2)建立基于共享内存的层次化链表，包括以下步骤：
(S201)通过shmget函数创建共享内存，并以变电站SCD模型层中SCD文件的存储大小作为共享内存的存储大小，同时将共享内存的地址映射至当前进程；
(S202)创建数据结构体，包括数据结构体的名称、扫描、索引以及数据偏移量；
(S203)将步骤(S104)中的变电站电压等级的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时将变电站电压等级的数据偏移量置零；
(S204)将变电站间隔数据的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时依据变电站间隔数据与变电站电压等级之间的父子关系，计算变电站间隔数据的内存单元与变电站电压等级的内存单元之间的位置偏移量；
(S205)将变电站一次设备的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时依据变电站一次设备与变电站间隔数据之间的父子关系，计算变电站一次设备的内存单元与变电站间隔数据的内存单元之间的位置偏移量；
(S206)将变电站二次设备的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时依据变电站二次设备与变电站一次设备之间的父子关系，计算变电站二次设备的内存单元与变电站一次设备的内存单元之间的位置偏移量；
(S207)将变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时依据变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息与变电站二次设备之间的父子关系，计算变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息的内存单元与变电站二次设备的内存单元之间的位置偏移量。
所述的步骤(S3)组建动态数据集，包括以下步骤：
(S301)封装形成获取数据列表、查询数据属性列表、获取数据值列表、获取数据集列表、订阅数据集列表、设置数据集列表；
(S302)提取变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息，形成基础测点数据集，并与设置数据集列表接口连接，形成动态数据集；
(S303)提取变电站二次设备中的测点数据，形成二次设备动态数据集；
(S304)提取变电站一次设备中的测点数据，形成一次设备动态数据集；
(S305)提取变电站间隔数据中的测点数据，形成间隔数据动态数据集；
(S306)提取变电站电压等级中的测点数据，形成电压等级动态数据集。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种数据通信网关实时数据库生成方法，采用变电站SCD模型层次化解析和建立基于共享内存的层次化链表，并组建动态数据集，并对共享内存进行封装形成数据集，实现了数据通信网关对下采集间隔数据与对上支撑变电站主站数据集按需请求的无缝衔接，无需进行数据的二次映射和转换，并支持变电站电压等级、间隔数据、一次设备、二次设备及二次设备中的数据集FCDA测点信息，这5类数据信息对象的订阅动态数据集，实现了按需访问的目标，减少了数据处理的时间，提高了数据通信网关的数据转发效率，满足变电站主站对变电站数据高实时性的要求，与此同时，适应主厂站间基于电力系统通用服务协议以及DL/T 860通信报文协议的服务化通信方式。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举本发明的具体实施方法。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述及其他目的、特征和优点，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的变电站SCD模型层次化解析流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，一种数据通信网关实时数据库生成方法的流程图，包括以下步骤：
(S1)变电站SCD模型层次化解析，基于IEC61850模型，并对变电站SCD模型层进行扫描与解析；
(S2)建立基于共享内存的层次化链表；
(S3)组建动态数据集；
(S4)对共享内存进行封装，形成数据集供外部应用订阅与访问。
如图2所示，一种数据通信网关实时数据库生成方法的变电站SCD模型层次化解析流程图，步骤(S1)变电站SCD模型层次化解析，包括以下步骤：
(S101)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/Substation/VoltageLevel目录；
(S102)提取变电站电压等级的名称、描述以及当前路径；
(S103)将变电站电压等级的名称与当前路径作为电压等级的数据索引；
(S104)存储变电站电压等级的名称、描述以及数据索引；
(S105)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/Substation/VoltageLevel/Bay目录；
(S106)提取变电站间隔数据的名称、描述以及当前路径；
(S107)将变电站间隔数据的名称与当前路径作为变电站间隔数据的数据索引；
(S108)搜索变电站间隔数据上层变电站电压等级的数据索引，提取上层变电站电压等级的数据索引；
(S109)存储变电站间隔数据的名称、描述、数据索引以及上层变电站电压等级的数据索引；
(S110)建立变电站间隔数据所属上层变电站电压等级的父节点链接；
(S111)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/Substation/VoltageLevel/Bay/ConductingEquipment目录；
(S112)提取变电站一次设备的名称、描述以及当前路径；
(S113)将变电站一次设备的名称与当前路径作为变电站一次设备的数据索引；
(S114)搜索变电站一次设备上层变电站间隔数据的数据索引，提取上层变电站间隔数据的数据索引；
(S115)存储变电站一次设备的名称、描述、数据索引以及上层变电站间隔数据的数据索引；
(S116)建立变电站一次设备所属上层变电站间隔数据的父节点链接；
(S117)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/Substation/IED目录；
(S118)提取变电站二次设备的名称、描述以及当前路径；
(S119)将变电站二次设备的名称与当前路径作为变电站二次设备的数据索引；
(S120)搜索变电站二次设备上层变电站一次设备的数据索引，提取上层变电站一次设备的数据索引；
(S121)存储变电站二次设备的名称、描述、数据索引以及上层变电站一次设备的数据索引；
(S122)建立变电站二次设备所属上层变电站一次设备的父节点链接；
(S123)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/IED/AccessPoint/Server/LDevice/LN0/DataSet目录；
(S124)提取变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息，包括ldInst、lnClass、lnInst、doName、fc，并以ldInst/lnClass$lnInst$doName$fc格式拼接形成数据集FCDA测点信息索引；
(S125)搜索变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息上层变电站二次设备的数据索引，提取上层变电站二次设备的名称、描述以及数据索引；
(S126)存储变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息的名称、描述、数据索引以及上层变电站二次设备的数据索引；
(S127)建立变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息与上层变电站二次设备的父子关系。
所述的步骤(S2)建立基于共享内存的层次化链表，包括以下步骤：
(S201)通过shmget函数创建共享内存，并以变电站SCD模型层中SCD文件的存储大小作为共享内存的存储大小，同时将共享内存的地址映射至当前进程；
(S202)创建数据结构体，包括数据结构体的名称、扫描、索引以及数据偏移量；
(S203)将步骤(S104)中的变电站电压等级的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时将变电站电压等级的数据偏移量置零；
(S204)将变电站间隔数据的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时依据变电站间隔数据与变电站电压等级之间的父子关系，计算变电站间隔数据的内存单元与变电站电压等级的内存单元之间的位置偏移量；
(S205)将变电站一次设备的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时依据变电站一次设备与变电站间隔数据之间的父子关系，计算变电站一次设备的内存单元与变电站间隔数据的内存单元之间的位置偏移量；
(S206)将变电站二次设备的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时依据变电站二次设备与变电站一次设备之间的父子关系，计算变电站二次设备的内存单元与变电站一次设备的内存单元之间的位置偏移量；
(S207)将变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时依据变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息与变电站二次设备之间的父子关系，计算变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息的内存单元与变电站二次设备的内存单元之间的位置偏移量。
所述的步骤(S3)组建动态数据集，包括以下步骤：
(S301)封装形成获取数据列表、查询数据属性列表、获取数据值列表、获取数据集列表、订阅数据集列表、设置数据集列表；
(S302)提取变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息，形成基础测点数据集，并与设置数据集列表接口连接，形成动态数据集；
(S303)提取变电站二次设备中的测点数据，形成二次设备动态数据集；
(S304)提取变电站一次设备中的测点数据，形成一次设备动态数据集；
(S305)提取变电站间隔数据中的测点数据，形成间隔数据动态数据集；
(S306)提取变电站电压等级中的测点数据，形成电压等级动态数据集。
以上所述实例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和非实质性的改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种数据通信网关实时数据库生成方法，包括以下步骤：
(S1)变电站SCD模型层次化解析，基于IEC61850模型，并对变电站SCD模型层进行扫描与解析；
(S2)建立基于共享内存的层次化链表；
(S3)组建动态数据集；
(S4)对共享内存进行封装，形成数据集供外部应用订阅与访问。
2.根据权利要求1所述的一种数据通信网关实时数据库生成方法，其特征在于，所述的步骤(S1)变电站SCD模型层次化解析，包括以下步骤：
(S101)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/Substation/VoltageLevel目录；
(S102)提取变电站电压等级的名称、描述以及当前路径；
(S103)将变电站电压等级的名称与当前路径作为电压等级的数据索引；
(S104)存储变电站电压等级的名称、描述以及数据索引；
(S105)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/Substation/VoltageLevel/Bay目录；
(S106)提取变电站间隔数据的名称、描述以及当前路径；
(S107)将变电站间隔数据的名称与当前路径作为变电站间隔数据的数据索引；
(S108)搜索变电站间隔数据上层变电站电压等级的数据索引，提取上层变电站电压等级的数据索引；
(S109)存储变电站间隔数据的名称、描述、数据索引以及上层变电站电压等级的数据索引；
(S110)建立变电站间隔数据所属上层变电站电压等级的父节点链接；
(S111)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/Substation/VoltageLevel/Bay/ConductingEquipment目录；
(S112)提取变电站一次设备的名称、描述以及当前路径；
(S113)将变电站一次设备的名称与当前路径作为变电站一次设备的数据索引；
(S114)搜索变电站一次设备上层变电站间隔数据的数据索引，提取上层变电站间隔数据的数据索引；
(S115)存储变电站一次设备的名称、描述、数据索引以及上层变电站间隔数据的数据索引；
(S116)建立变电站一次设备所属上层变电站间隔数据的父节点链接；
(S117)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/Substation/IED目录；
(S118)提取变电站二次设备的名称、描述以及当前路径；
(S119)将变电站二次设备的名称与当前路径作为变电站二次设备的数据索引；
(S120)搜索变电站二次设备上层变电站一次设备的数据索引，提取上层变电站一次设备的数据索引；
(S121)存储变电站二次设备的名称、描述、数据索引以及上层变电站一次设备的数据索引；
(S122)建立变电站二次设备所属上层变电站一次设备的父节点链接；
(S123)扫描变电站SCD模型层中SCD文件内的SCL/IED/AccessPoint/Server/LDevice/LN0/DataSet目录；
(S124)提取变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息，包括ldInst、lnClass、lnInst、doName、fc，并以ldInst/lnClass$lnInst$doName$fc格式拼接形成数据集FCDA测点信息索引；
(S125)搜索变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息上层变电站二次设备的数据索引，提取上层变电站二次设备的名称、描述以及数据索引；
(S126)存储变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息的名称、描述、数据索引以及上层变电站二次设备的数据索引；
(S127)建立变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息与上层变电站二次设备的父子关系。
3.根据权利要求1所述的一种数据通信网关实时数据库生成方法，其特征在于，所述的步骤(S2)建立基于共享内存的层次化链表，包括以下步骤：
(S201)通过shmget函数创建共享内存，并以变电站SCD模型层中SCD文件的存储大小作为共享内存的存储大小，同时将共享内存的地址映射至当前进程；
(S202)创建数据结构体，包括数据结构体的名称、扫描、索引以及数据偏移量；
(S203)将步骤(S104)中的变电站电压等级的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时将变电站电压等级的数据偏移量置零；
(S204)将变电站间隔数据的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时依据变电站间隔数据与变电站电压等级之间的父子关系，计算变电站间隔数据的内存单元与变电站电压等级的内存单元之间的位置偏移量；
(S205)将变电站一次设备的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时依据变电站一次设备与变电站间隔数据之间的父子关系，计算变电站一次设备的内存单元与变电站间隔数据的内存单元之间的位置偏移量；
(S206)将变电站二次设备的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时依据变电站二次设备与变电站一次设备之间的父子关系，计算变电站二次设备的内存单元与变电站一次设备的内存单元之间的位置偏移量；
(S207)将变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息的名称、描述以及数据索引写入共享内存中的内存单元，同时依据变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息与变电站二次设备之间的父子关系，计算变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息的内存单元与变电站二次设备的内存单元之间的位置偏移量。
4.根据权利要求1所述的一种数据通信网关实时数据库生成方法，其特征在于，所述的步骤(S3)组建动态数据集，包括以下步骤：
(S301)封装形成获取数据列表、查询数据属性列表、获取数据值列表、获取数据集列表、订阅数据集列表、设置数据集列表；
(S302)提取变电站二次设备中的数据集FCDA测点信息，形成基础测点数据集，并与设置数据集列表接口连接，形成动态数据集；
(S303)提取变电站二次设备中的测点数据，形成二次设备动态数据集；
(S304)提取变电站一次设备中的测点数据，形成一次设备动态数据集；
(S305)提取变电站间隔数据中的测点数据，形成间隔数据动态数据集；
(S306)提取变电站电压等级中的测点数据，形成电压等级动态数据集。
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王计林;黄晓雨;: "智能变电站信息提取的研究与实现", 电力信息与通信技术, no. 01, 15 January 2014 (2014-01-15), pages 17 - 21 *

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