CN115134417B - 一种基于iec61850的电力系统一次设备的数据转换方法和装置 - Google Patents

一种基于iec61850的电力系统一次设备的数据转换方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115134417B
CN115134417B CN202210548191.XA CN202210548191A CN115134417B CN 115134417 B CN115134417 B CN 115134417B CN 202210548191 A CN202210548191 A CN 202210548191A CN 115134417 B CN115134417 B CN 115134417B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
opc
mms
mapping
identified
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210548191.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN115134417A (zh
Inventor
罗富财
黄金魁
王楚
陈跃飞
刘旭
李超
黄晨骏
黄晨昕
张品佳
吴万星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Super High Voltage Branch Of State Grid Fujian Electric Power Co ltd
Tsinghua University
Shenyang Institute of Automation of CAS
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Super High Voltage Branch Of State Grid Fujian Electric Power Co ltd
Tsinghua University
Shenyang Institute of Automation of CAS
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Super High Voltage Branch Of State Grid Fujian Electric Power Co ltd, Tsinghua University, Shenyang Institute of Automation of CAS, State Grid Fujian Electric Power Co Ltd filed Critical Super High Voltage Branch Of State Grid Fujian Electric Power Co ltd
Priority to CN202210548191.XA priority Critical patent/CN115134417B/zh
Publication of CN115134417A publication Critical patent/CN115134417A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115134417B publication Critical patent/CN115134417B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00028—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment involving the use of Internet protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/16—Electric power substations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法及装置，实时采集电力系统一次设备的采样数据；将所述采样数据从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据；将所述OPC UA数据映射为MMS数据，以此基于OPC UA Over TSN的技术将SV数据转换为IEC61850能够识别的MMS数据，且不破坏原始IEC61850的传输架构，为SV数据的采集与传输提供了保证，并提高了MMS数据的执行效率，从而提高SV数据的传输实时性与可靠性。

Description

一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法和 装置
技术领域
本发明涉及数据转换技术领域，尤其涉及一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法和装置。
背景技术
随着工业互联网技术的进步，越来越多的智能化仪器仪表被应用到电力系统的生产运行过程，进一步促进了电力系统一次设备与智能仪器仪表的融合，使得电力系统与智能仪器仪表之间的信息交互的频率逐渐升高，同样导致了上层系统对来自不同生产厂商的智能化终端设备的语义理解提出更高的要求。OPCUA(OLE for Process Control UnifiedArchitecture，用于过程控制的对象连接与嵌入)作为应用层的标准，它通过一个通用的API，为数据提供一个标准的数据传输接口，保证了横向设备间的数据互认以及纵向系统间的数据互通，打破了传统的自动化金字塔传输模式，实现了由现场层、控制层、管理层到云端的数据互连、互通以及语义的互操作。
同时，考虑到OPCUA本身对时间并不敏感，为了保证数据流传输的确定性，需要在数据链路层引入时间敏感网络(Time Sensitive Network，TSN)，TSN包含了一个IEEE802.1协议簇，可以为数据的传输提供确定性的时隙和时延，包含时钟同步、资源预留和确定性调度等，保证了电力系统内部控制指令的实时性和确定性。
目前，电力系统间的通信是基于IEC61850标准，并提供了三层两网的架构，但是在引入OPC UA Over TSN的智能传感终端后，并没有考虑隔离层所接收到的数据无法转换为能被站控层识别的MMS数据的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法和装置，能够提高采样数据的传输实时性与可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：
一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法，包括步骤：
采集电力系统一次设备的采样数据；
将所述采样数据从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据；
将所述OPC UA数据映射为MMS数据。
为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：
一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换装置，包括：
数据采集模块，用于采集电力系统一次设备的采样数据；
第一映射模块，用于将所述采样数据从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据；
第二映射模块，用于将所述OPC UA数据映射为MMS数据。
进一步地，所述第一映射模块进一步用于：
根据应用层的OPC UA标准对所述采样数据进行封装，得到封装后的采样数据；
根据数据链路层的TSN标准对所述封装后的采样数据进行封装，得到OPC UA数据。
进一步地，所述第二映射模块进一步用于：
对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据；
对所述识别后的OPC UA数据进行完整性校验，得到第一校验结果；
判断所述第一校验结果是否为数据完整，若是，则对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据。
进一步地，所述第二映射模块进一步用于对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据包括：
对所述OPC UA数据进行完整性校验，得到第二校验结果；
判断所述第二校验结果是否为数据完整，若是，则对所述OPC UA数据进行协议检测，得到检测结果；
判断所述检测结果是否为检测通过，若是，则将所述OPC UA数据存储至缓存队列，并对所述OPC UA数据进行解码，得到识别后的OPC UA数据。
进一步地，所述第二映射模块进一步用于对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据包括：
将所述识别后的OPC UA数据按照MMS数据格式进行封装，得到MMS数据；
对所述MMS数据进行完整性校验，得到第三校验结果；
判断所述第三校验结果是否为数据完整，若是，则缓存所述MMS数据。
本发明的有益效果在于：将采集到的电力系统一次设备的采样数据(SimpleValue，SV)从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据，将OPC UA数据映射为MMS数据，以此基于OPC UA Over TSN的技术将SV数据转换为IEC61850能够识别的MMS数据，且不破坏原始IEC61850的传输架构，为SV数据的采集与传输提供了保证，并提高了MMS数据的执行效率，从而提高SV数据的传输实时性与可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例的一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例的一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换装置的结构示意图；
图3为本发明实施例基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法中的电力系统结构示意图；
图4为本发明实施例基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法中的OPCUA地址空间示意图；
图5为本发明实施例基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法中的SV数据封装示意图；
图6为本发明实施例基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法中的OPCUA Over TSN的映射示意图；
图7为本发明实施例基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法中的OPCUA数据到MMS数据转换示意图；
图8为本发明实施例基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法中的数据转换模块示意图；
图9为本发明实施例基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法中的协议识别单元示意图；
图10为本发明实施例基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法中的协议转换单元示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，本发明实施例提供了一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法，包括步骤：
采集电力系统一次设备的采样数据；
将所述采样数据从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据；
将所述OPC UA数据映射为MMS数据。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：将采集到的电力系统一次设备的采样数据(Simple Value，SV)从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据，将OPC UA数据映射为MMS数据，以此基于OPC UA Over TSN的技术将SV数据转换为IEC61850能够识别的MMS数据，且不破坏原始IEC61850的传输架构，为SV数据的采集与传输提供了保证，并提高了MMS数据的执行效率，从而提高SV数据的传输实时性与可靠性。
进一步地，所述将所述采样数据从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据包括：
根据应用层的OPC UA标准对所述采样数据进行封装，得到封装后的采样数据；
根据数据链路层的TSN标准对所述封装后的采样数据进行封装，得到OPC UA数据。
由上述描述可知，根据应用层的OPC UA标准对SV数据进行封装，根据数据链路层的TSN标准对封装后的SV数据再次封装，得到OPC UA数据，数据链路层TSN标准包含了IEEE802.1协议簇，能够为SV数据提供时钟同步、资源预留与确定性调度，以此有效实现了SV数据到OPC UA数据的转换，便于后续将其转换成MMS数据。
进一步地，所述将所述OPC UA数据映射为MMS数据包括：
对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据；
对所述识别后的OPC UA数据进行完整性校验，得到第一校验结果；
判断所述第一校验结果是否为数据完整，若是，则对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据。
由上述描述可知，OPC UA数据到MMS数据的映射需要经过协议识别、数据校验和协议转换，以此实现了数据转换，提升了IEC61850标准应用于电站中的数据传输实时性，且能够保证数据交互的可靠性，有效地避免了数据交互过程中因拥塞或协议不互认导致的数据丢弃或重传。
进一步地，所述对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据包括：
对所述OPC UA数据进行完整性校验，得到第二校验结果；
判断所述第二校验结果是否为数据完整，若是，则对所述OPC UA数据进行协议检测，得到检测结果；
判断所述检测结果是否为检测通过，若是，则将所述OPC UA数据存储至缓存队列，并对所述OPC UA数据进行解码，得到识别后的OPC UA数据。
由上述描述可知，在对OPC UA数据进行协议识别的过程中，需要经过数据校验、协议检测和数据解码，以此保证了数据的可靠性。
进一步地，所述对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据包括：
将所述识别后的OPC UA数据按照MMS数据格式进行封装，得到MMS数据；
对所述MMS数据进行完整性校验，得到第三校验结果；
判断所述第三校验结果是否为数据完整，若是，则缓存所述MMS数据。
由上述描述可知，将识别后的OPC UA数据按照MMS数据格式进行封装，得到MMS数据，对MMS数据进行完整性校验，当校验结果为数据完整，则缓存MMS数据，实现了可靠、有效地数据转换，以便于站控层的智能监测终端能够对MMS数据进行分析和处理，从而提高SV数据的传输实时性与可靠性。
请参照图2，一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换装置，包括：
数据采集模块，用于采集电力系统一次设备的采样数据；
第一映射模块，用于将所述采样数据从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据；
第二映射模块，用于将所述OPC UA数据映射为MMS数据。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：将采集到的电力系统一次设备的采样数据(Simple Value，SV)从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据，将OPC UA数据映射为MMS数据，以此基于OPC UA Over TSN的技术将SV数据转换为IEC61850能够识别的MMS数据，且不破坏原始IEC61850的传输架构，为SV数据的采集与传输提供了保证，并提高了MMS数据的执行效率，从而提高SV数据的传输实时性与可靠性。
进一步地，所述第一映射模块进一步用于：
根据应用层的OPC UA标准对所述采样数据进行封装，得到封装后的采样数据；
根据数据链路层的TSN标准对所述封装后的采样数据进行封装，得到OPC UA数据。
由上述描述可知，根据应用层的OPC UA标准对SV数据进行封装，根据数据链路层的TSN标准对封装后的SV数据再次封装，得到OPC UA数据，数据链路层TSN标准包含了IEEE802.1协议簇，能够为SV数据提供时钟同步、资源预留与确定性调度，以此有效实现了SV数据到OPC UA数据的转换，便于后续将其转换成MMS数据。
进一步地，所述第二映射模块进一步用于：
对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据；
对所述识别后的OPC UA数据进行完整性校验，得到第一校验结果；
判断所述第一校验结果是否为数据完整，若是，则对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据。
由上述描述可知，OPC UA数据到MMS数据的映射需要经过协议识别、数据校验和协议转换，以此实现了数据转换，提升了IEC61850标准应用于电站中的数据传输实时性，且能够保证数据交互的可靠性，有效地避免了数据交互过程中因拥塞或协议不互认导致的数据丢弃或重传。
进一步地，所述第二映射模块进一步用于对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据包括：
对所述OPC UA数据进行完整性校验，得到第二校验结果；
判断所述第二校验结果是否为数据完整，若是，则对所述OPC UA数据进行协议检测，得到检测结果；
判断所述检测结果是否为检测通过，若是，则将所述OPC UA数据存储至缓存队列，并对所述OPC UA数据进行解码，得到识别后的OPC UA数据。
由上述描述可知，在对OPC UA数据进行协议识别的过程中，需要经过数据校验、协议检测和数据解码，以此保证了数据的可靠性。
进一步地，所述第二映射模块进一步用于对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据包括：
将所述识别后的OPC UA数据按照MMS数据格式进行封装，得到MMS数据；
对所述MMS数据进行完整性校验，得到第三校验结果；
判断所述第三校验结果是否为数据完整，若是，则缓存所述MMS数据。
由上述描述可知，将识别后的OPC UA数据按照MMS数据格式进行封装，得到MMS数据，对MMS数据进行完整性校验，当校验结果为数据完整，则缓存MMS数据，实现了可靠、有效地数据转换，以便于站控层的智能监测终端能够对MMS数据进行分析和处理，从而提高SV数据的传输实时性与可靠性。
本发明上述基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法及装置能够适用于电力系统一次设备中，以下通过具体实施方式进行说明：
实施例一
请参照图1、图3-图10，如图3所示，IEC61850为一个三层两网的通信架构，包含过程层、隔离层和站控层，两层间由通信网通信，过程层由电力系统一次设备组成，为实际运行的电力系统；隔离层由基于OPC UA标准的传感器和互感器组成，用于完成数据的采集和控制指令的下发；站控层由监控主机构成，用于完成对电力系统的实时监控；其中，隔离层和过程层之间包含有大量量测信息合并单元和用于完成指令下发的智能终端；站控层和隔离层之间包含监测装置；在实际运行过程中，电力系统一次设备将电流、电压和频率等采样数据经合并单元处到达隔离层，站控层通过监测隔离层的数据信息经由隔离层下达控制指令，最终由智能终端执行对电力系统一次设备的操作；
本实施例的一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法，包括步骤：
S1、采集电力系统一次设备的采样数据；
具体的，使用搭载OPC UA标准的智能传感器实时采集过程层上的电力系统一次设备的采样数据(Simple Value，SV)，该SV数据包括设备属性、设备标参、电压、电流、保护动作等信息，根据SV数据经由合并单元处在隔离层构建OPC UA地址空间，生成电力一次设备的信息模型，如图4所示，表征了配置在电力系统一次设备侧的OPC UA传感器实时采集的电压、电流和频率等信息；由于OPC UA是位于应用层的标准，IEC61850中的SV数据位于数据链路层，所以需要将OPC UA数据进行重新封装，如图4所示，以发电机为例，包含有设备属性，如：电压、电流、频率等，这些均是由OPC UA传感器所采集的动态SV数据；此外，也包含有设备功能，如：开始、停止、制动等静态SV数据；
S2、将所述采样数据从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据，如图5和图6所示；
其中，所述映射包括直接映射和间接映射，所述直接映射为数据从应用层不经过传输层和网络层而直接映射至数据链路层，所述间接映射为数据从应用层经传输层和网络层再映射至数据链路层，本实施例中，所述映射为直接映射；
具体的，将所述采样数据从符合应用层的OPC UA标准直接映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据，如图6所示，为了保证隔离层到站控层之间数据传输的实时性，在数据链路层引入了TSN技术，具体包括：
S21、根据应用层的OPC UA标准对所述采样数据进行封装，得到封装后的采样数据；
具体的，在SV数据的首尾添加应用层的OPC UA标准的头部尾部，得到封装后的SV数据；
S22、根据数据链路层的TSN标准对所述封装后的采样数据进行封装，得到OPC UA数据；
具体的，在封装后的SV数据的首尾添加数据链路层的TSN标准的头部尾部，得到OPC UA数据，并将OPC UA数据传输至数据转换模块；
其中，所述传输包括与所述直接映射对应的有线传输以及与所述间接映射对应的无线传输，所述有线传输适用于直接映射方式中的TCP/IP模式，所述无线传输适用于间接映射方式中的UDP/IP模式，本实施例中，所述传输为有线传输；
S3、将所述OPC UA数据映射为MMS数据，如图7和图8所示：
S3由所述数据转换模块执行；所述OPCUA数据映射为MMS数据为5层映射，二者均在ISO/OSI的应用层，保证了对原IEC61850的数据兼容性；
其中，所述OPC UA数据由应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层组成；所述MMS数据由应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层组成，如图7所示，首先，位于应用层的OPC UA数据经过传输层后在原OPC UA数据头部进行TCP封装，并经由网络层IP封装、数据链路层TSN封装，最终到达物理层；其次，数据经过数据转换模块转换为能被IEC61850识别的MMS数据；最终，依次经由物理层、数据链路层、网络层、传输层达到应用层，MMS数据将被识别和解析，具体包括：
S31、对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据，具体包括：
S311、对所述OPC UA数据进行完整性校验，得到第二校验结果；
具体的，采用CRC校验方式对所述OPC UA数据进行完整性校验，得到第二校验结果，具体包括：
S3111、使用CRC多项式确定所述OPC UA数据的补充校验位；
S3112、将所述OPC UA数据与所述CRC多项式进行求余运算得到CRC校验序列，并将所述CRC校验序列填充至所述补充校验位，得到填充后的OPC UA数据；
S3113、判断所述补充校验位是否为0，若是，则确定第二校验结果为数据完整，若否，则确定第二校验结果为数据不完整；
S312、判断所述第二校验结果是否为数据完整，若是，则执行S3121；若否，则执行S3122；
S3121、对所述OPC UA数据进行协议检测，得到检测结果；
具体的，判断所述OPC UA数据是否为OPC UA数据，若是，则确定检测结果为检测通过，若否，则确定检测结果为检测不通过；
S3122、将数据不完整的所述OPC UA数据丢弃，并从OPC UA地址空间重新获取OPCUA数据后返回执行S311；
S313、判断所述检测结果是否为检测通过，若是，则执行S3131；若否，则执行S3132；
S3131、将所述OPC UA数据存储至缓存队列，并对所述OPC UA数据进行解码，得到识别后的OPC UA数据，解码能够解析出OPC UA数据所传递的数据信息；
S3132、过滤检测不通过的所述OPC UA数据，并保持监测状态，等待新数据到达；
S32、对所述识别后的OPC UA数据进行完整性校验，得到第一校验结果；
具体的，判断所述识别后的OPC UA数据是否完整，若是，则确定第一校验结果为数据完整，若否，则确定第一校验结果为数据不完整；
S33、判断所述第一校验结果是否为数据完整，若是，则执行S331；若否，则执行S332；
S331、对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据，具体包括：
S3311、将所述识别后的OPC UA数据按照MMS数据格式进行封装，得到MMS数据；
S3312、对所述MMS数据进行完整性校验，得到第三校验结果；
具体的，判断所述MMS数据的数据信息与所述识别后的OPC UA数据的数据信息是否一致，若是，则确定第三校验结果为数据完整，若否，则确定第三校验结果为数据不完整；
S3313、判断所述第三校验结果是否为数据完整，若是，则缓存所述MMS数据；若否，则返回执行S311；
S332、返回执行S311；
如图8所示，数据转换模块包括协议识别单元、数据校验单元和协议转换单元，S31实现协议识别，S32实现数据校验，S331实现协议转换；如图9所示，协议识别单元包括数据校验、协议检测和数据解码，S311实现协议识别单元的数据校验，S3121实现协议识别单元的协议检测，S3131实现协议识别单元的数据解码；如图10所示，协议转换单元包括数据编码、数据校验和协议转换，S3311实现了协议转换单元的数据编码，S3312实现了协议转换单元的数据校验，S3313实现了协议转换单元的协议转换；
当得到MMS数据后，即可在站控层被监控主机解析，以便于控制指令的精准下达，控制指令经过隔离层到达过程层，用于电力系统一次设备的运行调整，采用OPC UA OverTSN技术可以为隔离层和站控层之间的交互提供更好的实时性和准确性。
实施例二
请参照图2，本实施例的一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换装置，包括：
数据采集模块，用于采集电力系统一次设备的采样数据；
第一映射模块，用于将所述采样数据从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据；
第二映射模块，用于将所述OPC UA数据映射为MMS数据；
在一种可选的实施方式中，所述第一映射模块进一步用于：
根据应用层的OPC UA标准对所述采样数据进行封装，得到封装后的采样数据；
根据数据链路层的TSN标准对所述封装后的采样数据进行封装，得到OPC UA数据；
在一种可选的实施方式中，所述第二映射模块进一步用于：
对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据；
对所述识别后的OPC UA数据进行完整性校验，得到第一校验结果；
判断所述第一校验结果是否为数据完整，若是，则对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据；
在一种可选的实施方式中，所述第二映射模块进一步用于对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据包括：
对所述OPC UA数据进行完整性校验，得到第二校验结果；
判断所述第二校验结果是否为数据完整，若是，则对所述OPC UA数据进行协议检测，得到检测结果；
判断所述检测结果是否为检测通过，若是，则将所述OPC UA数据存储至缓存队列，并对所述OPC UA数据进行解码，得到识别后的OPC UA数据；
在一种可选的实施方式中，所述第二映射模块进一步用于对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据包括：
将所述识别后的OPC UA数据按照MMS数据格式进行封装，得到MMS数据；
对所述MMS数据进行完整性校验，得到第三校验结果；
判断所述第三校验结果是否为数据完整，若是，则缓存所述MMS数据。
综上所述，本发明提供的一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法及装置，采集电力系统一次设备的采样数据；根据应用层的OPC UA标准对所述采样数据进行封装，得到封装后的采样数据；根据数据链路层的TSN标准对所述封装后的采样数据进行封装，得到OPC UA数据，能够为SV数据提供时钟同步、资源预留与确定性调度，以此有效实现了SV数据到OPC UA数据的转换；对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据；对所述识别后的OPC UA数据进行完整性校验，得到第一校验结果；当第一校验结果为数据完整时，对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据，以此基于OPC UAOver TSN的技术将SV数据转换为IEC61850能够识别的MMS数据，且不破坏原始IEC61850的传输架构，为SV数据的采集与传输提供了保证，并提高了MMS数据的执行效率，从而提高SV数据的传输实时性与可靠性。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本发明实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法，其特征在于，包括步骤：
采集电力系统一次设备的采样数据，所述采样数据为SV数据，所述SV数据包括设备属性、设备标参、电压、电流和保护动作信息；
将所述采样数据从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据，所述映射为直接映射，所述直接映射为数据从应用层不经过传输层和网络层而直接映射至数据链路层；
将所述OPC UA数据映射为MMS数据；
所述将所述OPC UA数据映射为MMS数据包括：
对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据；
对所述识别后的OPC UA数据进行完整性校验，得到第一校验结果；
判断所述第一校验结果是否为数据完整，若是，则对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据；
所述对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据包括：
将所述识别后的OPC UA数据按照MMS数据格式进行封装，得到MMS数据；
对所述MMS数据进行完整性校验，得到第三校验结果；
判断所述第三校验结果是否为数据完整，若是，则缓存所述MMS数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法，其特征在于，所述将所述采样数据从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据包括：
根据应用层的OPC UA标准对所述采样数据进行封装，得到封装后的采样数据；
根据数据链路层的TSN标准对所述封装后的采样数据进行封装，得到OPC UA数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换方法，其特征在于，所述对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据包括：
对所述OPC UA数据进行完整性校验，得到第二校验结果；
判断所述第二校验结果是否为数据完整，若是，则对所述OPC UA数据进行协议检测，得到检测结果；
判断所述检测结果是否为检测通过，若是，则将所述OPC UA数据存储至缓存队列，并对所述OPC UA数据进行解码，得到识别后的OPC UA数据。
4.一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于采集电力系统一次设备的采样数据，所述采样数据为SV数据，所述SV数据包括设备属性、设备标参、电压、电流和保护动作信息；
第一映射模块，用于将所述采样数据从符合应用层的OPC UA标准映射至符合数据链路层的TSN标准，得到OPC UA数据，所述映射为直接映射，所述直接映射为数据从应用层不经过传输层和网络层而直接映射至数据链路层；
第二映射模块，用于将所述OPC UA数据映射为MMS数据；
所述第二映射模块进一步用于：
对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据；
对所述识别后的OPC UA数据进行完整性校验，得到第一校验结果；
判断所述第一校验结果是否为数据完整，若是，则对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据；
所述第二映射模块进一步用于对所述识别后的OPC UA数据进行协议转换，得到MMS数据包括：
将所述识别后的OPC UA数据按照MMS数据格式进行封装，得到MMS数据；
对所述MMS数据进行完整性校验，得到第三校验结果；
判断所述第三校验结果是否为数据完整，若是，则缓存所述MMS数据。
5.根据权利要求4所述的一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换装置，其特征在于，所述第一映射模块进一步用于：
根据应用层的OPC UA标准对所述采样数据进行封装，得到封装后的采样数据；
根据数据链路层的TSN标准对所述封装后的采样数据进行封装，得到OPC UA数据。
6.根据权利要求4所述的一种基于IEC61850的电力系统一次设备的数据转换装置，其特征在于，所述第二映射模块进一步用于对所述OPC UA数据进行协议识别，得到识别后的OPC UA数据包括：
对所述OPC UA数据进行完整性校验，得到第二校验结果；
判断所述第二校验结果是否为数据完整，若是，则对所述OPC UA数据进行协议检测，得到检测结果；
判断所述检测结果是否为检测通过，若是，则将所述OPC UA数据存储至缓存队列，并对所述OPC UA数据进行解码，得到识别后的OPC UA数据。
CN202210548191.XA 2022-05-18 2022-05-18 一种基于iec61850的电力系统一次设备的数据转换方法和装置 Active CN115134417B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210548191.XA CN115134417B (zh) 2022-05-18 2022-05-18 一种基于iec61850的电力系统一次设备的数据转换方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210548191.XA CN115134417B (zh) 2022-05-18 2022-05-18 一种基于iec61850的电力系统一次设备的数据转换方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115134417A CN115134417A (zh) 2022-09-30
CN115134417B true CN115134417B (zh) 2023-11-17

Family

ID=83376722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210548191.XA Active CN115134417B (zh) 2022-05-18 2022-05-18 一种基于iec61850的电力系统一次设备的数据转换方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115134417B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101478549B1 (ko) * 2013-08-30 2015-01-02 한국전력공사 변전소와 scada 간의 데이터 변환 장치 및 그 방법
CN111193632A (zh) * 2018-11-14 2020-05-22 比亚迪股份有限公司 数据采集与监视控制系统
CN111831700A (zh) * 2019-04-16 2020-10-27 Abb瑞士股份有限公司 用于自动化系统组件的可互操作通信的系统和方法
CN112166429A (zh) * 2018-06-11 2021-01-01 Abb瑞士股份有限公司 暴露的信息模型与应用的集成中具有降低复杂度的系统和方法
CN112822276A (zh) * 2021-01-09 2021-05-18 中国电力科学研究院有限公司 一种变电站站控层通信方法、系统、电子设备及存储介质

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10862756B2 (en) * 2018-03-22 2020-12-08 Citrix Systems, Inc. Systems and methods for inventory discovery in a network

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101478549B1 (ko) * 2013-08-30 2015-01-02 한국전력공사 변전소와 scada 간의 데이터 변환 장치 및 그 방법
CN112166429A (zh) * 2018-06-11 2021-01-01 Abb瑞士股份有限公司 暴露的信息模型与应用的集成中具有降低复杂度的系统和方法
CN111193632A (zh) * 2018-11-14 2020-05-22 比亚迪股份有限公司 数据采集与监视控制系统
CN111831700A (zh) * 2019-04-16 2020-10-27 Abb瑞士股份有限公司 用于自动化系统组件的可互操作通信的系统和方法
CN112822276A (zh) * 2021-01-09 2021-05-18 中国电力科学研究院有限公司 一种变电站站控层通信方法、系统、电子设备及存储介质

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于设备网络服务框架的微网监控构架与自适应服务方法;胥芳;杨永科;谭大鹏;艾青林;胡克用;;电力系统自动化(19);全文 *
智能电网调度控制技术国际标准体系研究;辛耀中;;电网技术(01);全文 *
边缘网关节点中的OPC UA-TSN融合技术研究;万浩;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;第24-32页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115134417A (zh) 2022-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103312551B (zh) 通用网关接口的测试方法及测试装置
CN112822276B (zh) 一种变电站站控层通信方法、系统、电子设备及存储介质
CN102984757B (zh) 一种物联网网关数据处理方法及装置
CN103532668A (zh) 一种确保tcp通信数据完整及正确的方法
CN111741092A (zh) 采集系统、集成终端以及检测系统
CN111694828A (zh) 数据处理方法、设备、系统及存储介质
CN112437064B (zh) 数据传输方法、数据读取方法、装置、设备及存储介质
CN108933830A (zh) 基于nb-iot的数据汇聚方法及装置
CN114362885A (zh) 物联网数据传输方法、装置、设备和介质
CN113993000A (zh) 现场监控数据的传输方法、运营系统和传输设备
CN115134417B (zh) 一种基于iec61850的电力系统一次设备的数据转换方法和装置
CN104780123B (zh) 一种网络包收发处理装置及其设计方法
CN112399446A (zh) 边缘网关通信方法、装置、计算机设备和存储介质
CN116321286B (zh) 应用智能算法的数据偏差鉴定系统
CN115543755B (zh) 一种性能监管方法、装置、系统、设备和介质
CN109922088A (zh) 工业通讯三网合一装置及其工作方法
CN106648912A (zh) 数据采集平台中数据处理的模块化方法及装置
CN104468190A (zh) 一种wifi数据抓包方法、装置及智能终端
CN113746850A (zh) 一种物联网多通道数据采集方法
CN114786255A (zh) 电力物联网终端的定位方法、装置、设备及可读存储介质
CN113660286A (zh) 结合卡尔曼滤波数据融合的通信协议融合方法及相关设备
CN113518087A (zh) 一种iot协议反向对接方法及装置
CN113985854A (zh) 数据处理方法、装置及电子设备
CN112583901A (zh) 一种物联网感知层数据信号传输的方法
CN114679501B (zh) Modbus转mqtt协议的云网关实现方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant