智能變電站裝置的iec61850信號映射方法
【專利摘要】智能變電站裝置的IEC61850信號映射方法，包括以下步驟：（1）導出信號映射配置文件；（2）解析信號映射配置文件。本發明無需使用配置信息表達其存儲地地址的映射關聯；映射配置格式適用于作為IEC61850服務端設備的智能變電站裝置。
【專利說明】
智能變電站裝置的IEC61850信號映射方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種智能變電站裝置的IEC61850信號映射方法。【背景技術】
[0002]目前，智能電站已由試點階段走向全面推廣應用階段，對變電站的建設和配置過程都已經初步嘗試。配置過程的數據源在于裝置能力描述文件(簡稱ICD配置)，而大多數廠家在使用ICD配置來表征裝置自身提供的模型和服務的同時，也用于表達裝置內部的功能信息如何與IEC61850模型的映射關系，由信號短地址信息作為裝置內部地址。這種應用方法的優點是裝置內外模型表達都使用ICD配置;但是裝置內部功能及地址發生變化時，會引起ICD配置的變化，需要重新導入系統配置器更新系統配置描述文件(簡稱SCD配置)，從而再導出裝置實例化描述文件(簡稱CID配置)的過程。
[0003]CN101882812公開了《一種數字化變電站智能電子設備面向對象的實現方法》，文中提出一種IEC61850數據映射方法，通過面向對象建模直接獲得IEC61850信息對象與實時信息庫的存儲地址進行關聯;此方法免去映射過程，但是仍然需要使用配置信息表達其存儲地地址的映射關聯。
[0004]CN1687930公開了《一種實現IEC61850信息間接接入實時數據庫的方法》，文中提出一種IEC61850信息與實時數據庫的對應關系和IEC61850設備與實時庫設備的對應關系， 但是其應用對象適用于IEC61850客戶端設備，且其映射配置格式不適用于作為IEC61850服務端設備的智能變電站裝置。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是，克服上述【背景技術】的不足，提供一種智能變電站裝置的IEC61850信號映射方法，無需使用配置信息表達其存儲地地址的映射關聯;映射配置格式適用于作為IEC61850服務端設備的智能變電站裝置。
[0006]本發明解決其技術問題采用的技術方案是，一種智能變電站裝置的IEC61850信號映射方法，包括以下步驟:(1)導出信號映射配置文件；(2)解析信號映射配置文件。
[0007]進一步，步驟(1)中，導出信號映射配置文件的步驟如下:(1-1)通過智能變電站的裝置配置工具，構建出符合IEC61850標準的功能模型，結合裝置的狀態量、測量值的開入和開出信息構建出虛端子；(1-2)根據所構建的功能模型和虛端子完成模型至裝置應用功能的映射，包括對裝置應用功能進行配置，得到配置結果;所述裝置應用功能包括虛端子功能、裝置定值功能、壓板功能、事件功能、告警功能、遙信功能和遙測功能;所述配置結果包括虛端子配置、裝置定值配置、壓板配置、事件配置、告警配置、遙信配置和遙測配置。[〇〇〇8] (1-3)根據配置結果自動構建信號映射關系，包括裝置定值到用戶定值和系統參數的映射、壓板配置到狀態量和控制量的映射、遙信配置到狀態量和控制量的映射、事件配置到狀態量的映射、告警配置到狀態量的映射、遙測配置到測量值的映射和虛端子配置到通用I/O模型的映射；(1-4)通過IED配置工具導出智能變電站裝置的I⑶配置，I⑶配置經過智能變電站裝置的系統配置器配置后導出CID配置和信號映射配置文件。
[0009]進一步，步驟(1-3)中，根據配置結果中壓板配置和遙信配置自動識別出壓板和遙信的控制量;其中壓板和遙信的控制量的提取步驟如下:(1-3-1)從I⑶中獲取數據集中ST狀態量列表；(1-3-2)獲取ST狀態量對應的D0模型節點；(1-3-3)查找該D0模型節點下是否存在控制模型；(1-3-4)若存在控制模型，判定其控制模型是否為有效控制模式;若不存在控制模型， 則繼續查找下一個ST狀態量對象；(1-3-5)若存在控制模型，則從ICD的數據類型模板中獲取其數據模型參引，并保存其關聯的狀態量模型及控制量對應的內部信號地址。
[0010]進一步，步驟(1-3)中，根據智能變電站裝置的IEC61850對象功能約束進行功能分類實現自動映射:即功能約束ST對應狀態量，功能約束MX對應測量值，功能約束C0對應控制量，功能約束SG對應用戶定值，功能約束SP對應系統參數，GOOSE數據集對應輸出通用I /0， AI或BI或MI前綴的通用輸入模型對應輸入通用I/O。
[0011]進一步，步驟(1-4)中，導出信號映射配置文件時，需要完成其中兩種信號的自動過濾:a、S0E遙信信號自動過濾，S0E遙信信號經過SCD配置后確定裝置輸入端子中帶有時標T 的信號，帶有時標T的信號作為S0E遙信信號的數據源；b、通信鏈路告警信號自動過濾，通信鏈路告警信號在SCD導入智能變電站裝置的裝置配置工具后確定被關聯至具體GOOSE通信鏈路或SMV通信鏈路上的通信鏈路告警端子;沒有被關聯的通信鏈路信號直接從信號映射配置文件中刪除。
[0012]進一步，步驟(2)中，解析信號映射配置文件的具體步驟如下:(2-1)將裝置CID配置和信號映射配置文件下載至智能變電站裝置并開始運行；(2-2)通過智能變電站裝置的裝置通信模塊解析CID配置并建立IEC61850數據模型； (2-3)通過智能變電站裝置的裝置通信模塊解析信號映射配置文件，獲取IEC61850數據模型至智能變電站裝置內部通信信號地址之間的映射關系;建立用戶定值、系統參數、狀態量、測量值、控制量、通用1/0模型的信號映射表。
[0013]7、如權利要求6所述的智能變電站裝置的IEC61850信號映射方法，其特征在于:步驟(2-3)中，建立用戶定值、系統參數、狀態量、測量值、控制量、通用1/0模型的信號映射表的步驟如下:(2-3-1)建立用戶定值、系統參數的映射表，初始化定值應用模塊，構建與裝置實時庫的定值通信接口；(2-3-2)建立狀態量、測量值的映射表，初始化智能變電站裝置的報告應用模塊，構建與智能變電站裝置實時庫的遙信和遙測上送通信接口；(2-3-3 )建立控制量的映射表，初始化控制應用模塊，構建與智能變電站裝置實時庫的控制命令通信接口，包含功能壓板、出口壓板、硬壓板、通用開出控制、開關控制、遙調控制及其它應用控制等控制信號；(2-3-4)建立通用I/O模型的映射表，通過虛端子形成的通用I/O信息，對狀態量、測量值的開入和開出進行分類篩選，構建裝置的輸入信息和輸出信息的通信接口。
[0014]與現有技術相比，本發明的優點如下:根據應用功能分類實現裝置功能映射，解決裝置內部模型與IEC61850數據模型強耦合問題，有利于保持裝置能力描述的獨立性和穩定性，不會因為裝置內部信號和功能實現的變化影響裝置能力描述配置，避免對變電站系統配置SCD配置過程造成影響;無需使用配置信息表達其存儲地地址的映射關聯;映射配置格式適用于作為IEC61850服務端設備的智能變電站裝置。【附圖說明】
[0015]圖1是本發明實施例中智能變電站裝置的IEC61850數據模型的信號映射原理圖。
[0016]圖2是圖1所示實施例的映射配置導出關聯圖圖3是圖1所示實施例的智能變電站裝置的裝置通信模塊對配置的解析應用過程圖。【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0018]本實施例包括以下步驟:(1)導出信號映射配置文件；(2)解析信號映射配置文件。
[0019]參照圖1、圖2,步驟(1)中，導出信號映射配置文件的步驟如下:(1-1)通過智能變電站的裝置配置工具(簡稱IED配置工具)，構建出符合IEC61850標準的功能模型，結合裝置的狀態量、測量值的開入和開出信息構建出虛端子；(1-2)根據所構建的功能模型和虛端子完成模型至裝置應用功能的映射，包括對裝置應用功能進行配置，得到配置結果;所述裝置應用功能包括虛端子功能、裝置定值功能、壓板功能、事件功能、告警功能、遙信功能和遙測功能;所述配置結果包括虛端子配置、裝置定值配置、壓板配置、事件配置、告警配置、遙信配置和遙測配置；(1-3)根據配置結果自動構建信號映射關系，包括裝置定值到用戶定值和系統參數的映射、壓板配置到狀態量和控制量的映射、遙信配置到狀態量和控制量的映射、事件配置到狀態量的映射、告警配置到狀態量的映射、遙測配置到測量值的映射和虛端子配置到通用 I/O模型的映射；步驟(1-3)中，根據配置結果中壓板配置和遙信配置自動識別出壓板和遙信的控制量； 其中壓板和遙信的控制量的提取步驟如下:(1-3-1)從ICD中獲取數據集中ST(狀態量)狀態量列表；(1-3-2)獲取ST狀態量對應的D0(數據對象)模型節點；(1-3-3)查找該D0模型節點下是否存在控制模型；(1-3-4)若存在控制模型，判定其控制模型是否為有效控制模式;若不存在控制模型，則繼續查找下一個ST狀態量對象；(1-3-5)若存在控制模型，則從ICD的數據類型模板中獲取其數據模型參引，并保存其關聯的狀態量模型及控制量對應的內部信號地址。
[0020]步驟(1-3)中，根據智能變電站裝置的IEC61850對象功能約束進行功能分類實現自動映射:即功能約束ST對應狀態量，功能約束MX(測量模擬量)對應測量值，功能約束C0 (遙控對象)對應控制量，功能約束SG(定值組)對應用戶定值，功能約束SP(系統參數)對應系統參數，GOOSE (面向通用對象的變電站事件)數據集對應輸出通用I /0，AI (模擬量輸入) 或BI(開關量輸入)或MI(測量量輸入)等前綴的通用輸入模型對應輸入通用I/O。
[0021](1-4)再通過IED配置工具導出智能變電站裝置的ICD配置，I⑶配置經過智能變電站裝置的系統配置器配置后導出CID配置和信號映射配置文件。
[0022]步驟(1-4)中，導出信號映射配置文件時，需要完成其中兩種信號的自動過濾:a、 S0E(裝置事件序列)遙信信號自動過濾，S0E遙信信號只有經過SCD配置后才能確定裝置輸入端子中哪些信號帶有時標T，只有帶有時標T的信號才能作為S0E遙信信號的數據源。b、通信鏈路告警信號自動過濾，通信鏈路告警信號只有在SCD導入智能變電站裝置的裝置配置工具后才能明確哪些通信鏈路告警端子被關聯至具體GOOSE通信鏈路或SMV通信鏈路上;而沒有被關聯的通信鏈路信號應當直接從信號映射配置文件中刪除，這樣有利于減少裝置運行時的配置數據量。
[0023]參照圖3,步驟(2)中，解析信號映射配置文件的具體步驟如下:(2-1)將裝置CID配置和信號映射配置文件下載至智能變電站裝置并開始運行；(2-2)通過智能變電站裝置的裝置通信模塊解析CID配置并建立IEC61850數據模型； (2-3)通過智能變電站裝置的裝置通信模塊解析信號映射配置文件，獲取IEC61850數據模型至智能變電站裝置內部通信信號地址之間的映射關系;建立用戶定值、系統參數、狀態量、測量值、控制量、通用I/O模型的信號映射表。
[0024]步驟(2-3)中，建立用戶定值、系統參數、狀態量、測量值、控制量、通用I/O模型的信號映射表的步驟如下:(2-3-1)建立用戶定值、系統參數的映射表，初始化定值應用模塊，構建與裝置實時庫的定值通信接口；(2-3-2)建立狀態量、測量值的映射表，初始化智能變電站裝置的報告應用模塊，構建與智能變電站裝置實時庫的遙信和遙測上送通信接口；(2-3-3 )建立控制量的映射表，初始化控制應用模塊，構建與智能變電站裝置實時庫的控制命令通信接口，包含功能壓板、出口壓板、硬壓板、通用開出控制、開關控制、遙調控制及其它應用控制等控制信號；(2-3-4)建立通用I/O模型的映射表，通過虛端子形成的通用I/O信息，對狀態量、測量值的開入和開出進行分類篩選，構建裝置的輸入信息和輸出信息的通信接口。
[0025]本發明根據應用功能分類實現裝置功能映射，解決裝置內部模型與IEC61850數據模型強耦合問題，有利于保持裝置能力描述的獨立性和穩定性，不會因為裝置內部信號和功能實現的變化影響裝置能力描述配置，避免對變電站系統配置SCD配置過程造成影響;無需使用配置信息表達其存儲地地址的映射關聯;映射配置格式適用于作為IEC61850服務端設備的智能變電站裝置。
[0026]本領域的技術人員可以對本發明進行各種修改和變型，倘若這些修改和變型在本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則這些修改和變型也在本發明的保護范圍之內。
[0027]說明書中未詳細描述的內容為本領域技術人員公知的現有技術。
【主權項】
1.一種智能變電站裝置的IEC61850信號映射方法，其特征在于:包括以下步驟:(1)導出信號映射配置文件；(2)解析信號映射配置文件。2.如權利要求1所述的智能變電站裝置的IEC61850信號映射方法，其特征在于:步驟 (1)中，導出信號映射配置文件的步驟如下:(1-1)通過智能變電站的裝置配置工具，構建出符合IEC61850標準的功能模型，結合裝 置的狀態量、測量值的開入和開出信息構建出虛端子；(1-2)根據所構建的功能模型和虛端子完成模型至裝置應用功能的映射，包括對裝置 應用功能進行配置，得到配置結果;所述裝置應用功能包括虛端子功能、裝置定值功能、壓 板功能、事件功能、告警功能、遙信功能和遙測功能;所述配置結果包括虛端子配置、裝置定 值配置、壓板配置、事件配置、告警配置、遙信配置和遙測配置；(1-3)根據配置結果自動構建信號映射關系，包括裝置定值到用戶定值和系統參數的 映射、壓板配置到狀態量和控制量的映射、遙信配置到狀態量和控制量的映射、事件配置到 狀態量的映射、告警配置到狀態量的映射、遙測配置到測量值的映射和虛端子配置到通用 I/O模型的映射；(1-4)通過IED配置工具導出智能變電站裝置的I⑶配置，I⑶配置經過智能變電站裝置 的系統配置器配置后導出CID配置和信號映射配置文件。3.如權利要求2所述的智能變電站裝置的IEC61850信號映射方法，其特征在于:步驟 (1-3)中，根據配置結果中壓板配置和遙信配置自動識別出壓板和遙信的控制量;其中壓板 和遙信的控制量的提取步驟如下:(1-3-1)從I⑶中獲取數據集中ST狀態量列表；(1-3-2)獲取ST狀態量對應的DO模型節點；(1-3-3)查找該DO模型節點下是否存在控制模型；(1-3-4)若存在控制模型，判定其控制模型是否為有效控制模式;若不存在控制模型， 則繼續查找下一個ST狀態量對象；(1-3-5)若存在控制模型，則從ICD的數據類型模板中獲取其數據模型參引，并保存其 關聯的狀態量模型及控制量對應的內部信號地址。4.如權利要求2所述的智能變電站裝置的IEC61850信號映射方法，其特征在于:步驟 (1-3)中，根據智能變電站裝置的IEC61850對象功能約束進行功能分類實現自動映射:即功 能約束ST對應狀態量，功能約束MX對應測量值，功能約束C0對應控制量，功能約束SG對應用 戶定值，功能約束SP對應系統參數，GOOSE數據集對應輸出通用I/0，AI或BI或MI前綴的通用 輸入模型對應輸入通用I/O。5.如權利要求2所述的智能變電站裝置的IEC61850信號映射方法，其特征在于:步驟 (1-4)中，導出信號映射配置文件時，需要完成其中兩種信號的自動過濾:a、S0E遙信信號自動過濾，S0E遙信信號經過SCD配置后確定裝置輸入端子中帶有時標T 的信號，帶有時標T的信號作為S0E遙信信號的數據源；b、通信鏈路告警信號自動過濾，通信鏈路告警信號在SCD導入智能變電站裝置的裝置 配置工具后確定被關聯至具體GOOSE通信鏈路或SMV通信鏈路上的通信鏈路告警端子;沒有 被關聯的通信鏈路信號直接從信號映射配置文件中刪除。6.如權利要求1-5之一所述的智能變電站裝置的IEC61850信號映射方法，其特征在于: 步驟(2)中，解析信號映射配置文件的具體步驟如下:(2-1)將裝置CID配置和信號映射配置文件下載至智能變電站裝置并開始運行；(2-2)通過智能變電站裝置的裝置通信模塊解析CID配置并建立IEC61850數據模型；(2-3)通過智能變電站裝置的裝置通信模塊解析信號映射配置文件，獲取IEC61850數 據模型至智能變電站裝置內部通信信號地址之間的映射關系;建立用戶定值、系統參數、狀 態量、測量值、控制量、通用I/O模型的信號映射表。7.如權利要求6所述的智能變電站裝置的IEC61850信號映射方法，其特征在于:步驟 (2-3)中，建立用戶定值、系統參數、狀態量、測量值、控制量、通用I/O模型的信號映射表的 步驟如下:(2-3-1)建立用戶定值、系統參數的映射表，初始化定值應用模塊，構建與裝置實時庫 的定值通信接口；(2-3-2)建立狀態量、測量值的映射表，初始化智能變電站裝置的報告應用模塊，構建 與智能變電站裝置實時庫的遙信和遙測上送通信接口；(2-3-3)建立控制量的映射表，初始化控制應用模塊，構建與智能變電站裝置實時庫的 控制命令通信接口，包含功能壓板、出口壓板、硬壓板、通用開出控制、開關控制、遙調控制 及其它應用控制等控制信號；(2-3-4)建立通用I/O模型的映射表，通過虛端子形成的通用I/O信息，對狀態量、測量 值的開入和開出進行分類篩選，構建裝置的輸入信息和輸出信息的通信接口。
【文檔編號】G06Q50/06GK106022952SQ201610302976
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月10日
【發明人】唐衛華, 孫志云, 洪文國, 顏勇, 汪覺恒, 鄧慶紅, 羅仲達, 熊志榮, 徐柳茂, 張佳波
【申請人】中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司, 上海思源弘瑞自動化有限公司