適用于傳統微機實驗設備的9-2le報文實現方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種9-2LE報文實現方法，尤其是一種適用于傳統微機實驗設備的9-2LE報文實現方法。屬于遵循IEC61850標準的電力系統數字化領域。
【背景技術】
[0002]IEC61850協議是電力系統數字化的重要標準。在IEC61850協議中，電力系統的電流和電壓等電氣量信息就地采集后，經通信網絡方式以IEC61850-9-2LE報文(簡稱9-2LE報文)形式傳送。目前培訓、教育等實驗設備中存在大量的傳統電力微機實驗設備，這些傳統電力微機實驗設備連接到電力一次系統模型，傳統電力微機實驗設備通過互感器采集電力一次系統的電流和電壓等電氣量，將電氣模擬量經模數轉換形成數字量后做進一步處理。但由于傳統電力微機實驗設備報文處理和通信能力較弱，基本不具有面向對象等能力，很難實現9-2LE報文涉及的數據和通信模型與服務、文件配置等內容。9-2LE報文基于ASN.1標記語言和BER基本編碼規則，涉及BER的ASN.1語法編譯器及編解碼器等較為復雜功能。傳統電力微機實驗設備通常采用性能較低的控制器，難以實現經典的ASN.1編碼方式所需的存儲和數據處理能力，再加上9-2LE報文的強實時性要求，實現難度更大。
[0003]綜上所述，由于9-2LE報文的經典實現方法涉及較為復雜的ASN.1編碼和解碼，當前大量傳統電力微機實驗設備受限于控制器性能不易實現9-2LE報文。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了解決上述現有技術的缺陷，提供一種適用于傳統微機實驗設備的9-2LE報文實現方法，該方法針對傳統電力微機實驗設備性能較低而難以實現9-2LE報文，具有簡單、高效的特點，為傳統電力微機實驗設備實現9-2LE報文提供一種簡便方法。
[0005]本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到:
[0006]適用于傳統微機實驗設備的9-2LE報文實現方法，所述方法包括以下步驟:
[0007]S1、確定傳統電力微機實驗設備的功能和相關配置參數；
[0008]S2、根據9-2LE規約定義好長度，按照規約定義填充離線配置信息；
[0009]S3、將靜態配置的9-2LE報文模板信息下載到傳統電力微機實驗設備中；
[0010]S4、當傳統電力微機實驗設備上電后，調用該模板信息，并根據傳統電力微機實驗設備內部信息配置9-2LE報文模板中的源MAC地址信息、目的MAC地址信息和svID信息；
[0011]S5、生成所述傳統電力微機實驗設備的9-2LE報文模板，并根據所采集的電氣量在9-2LE報文中的位置直接進行填充或提取。
[0012]作為一種實施方案，步驟S2所述按照規約定義填充離線配置信息，具體如下:
[0013]在Pr1rity字段中，TPID填充值為9-2LE規定的0x8100，報文權限UserPr1rity默認填充為4，CFI和VID默認填充為O ;在以太網信息字Ethernet type填充為9-2LE所屬以太網類型0x88BA ;根據9-2LE規定，APPID定義為0x4000 ;采樣值80點一周波的報文規定APDU包含I個ASDU，采樣值為256點每周波的報文規定APDU包含8個ASDU，則字段Length根據后續字節數算出為109 ;對于APDU的填充信息包括:noASDU、confRev和smpSynch，其中noASDU的只填充為I或8，confRev默認填充為1，考慮傳統電力微機實驗設備不配備時間同步功能，smpSynch采樣時間同步標志填充為2 ;對于APDU進行ASN.1編碼過程中的Tag信息和length信息，每個Tag信息根據ASDU字段已作規定，length信息根據后續報文長度算出其值，以提前完成填充。
[0014]作為一種實施方案，步驟S3所述svID信息填充模板為:xxxxMUnn/LLN0$ PhsMeasl，其中xxxx代表客戶實例化標識，由數字或字母組成；nn是實例化序號，取值范圍是01?99，傳統電力微機實驗設備根據自身的名稱配置信息填充好xxxx和nn內容。
[0015]作為一種實施方案，步驟S5通過9-2LE報文發送模塊和9-2LE報文接收模塊實現。
[0016]作為一種實施方案，所述9-2LE報文發送模塊的實現過程如下:
[0017]I)在初始化階段，填充報文常量域，從而生成9-2LE報文模板；
[0018]2)在9-2LE報文發送過程中，利用實驗平臺電力一次系統和傳統電力微機實驗設備的數據采集功能，以數字化方式采集電氣量；
[0019]3)將數字化的電氣量數值和報文序號信息分別填充到9-2LE報文的DataSet域和SmpCnt字段，生成完整的9-2LE報文；
[0020]4)發送完整的9-2LE報文。
[0021]作為一種實施方案，步驟I)所述在初始化階段，填充報文常量域，從而生成9-2LE報文模板，具體如下:
[0022]在初始化階段，通過位尋址的方式，確定常量域在報文中的分布情況，將相應的常量值以及報文序號信息對應填充到常量域區段中，進行初始賦值，只剩下變量域的內容不進行填充，從而生成9-2LE報文模板。
[0023]作為一種實施方案，步驟2)所述利用實驗平臺電力一次系統和傳統電力微機實驗設備的數據采集功能，以數字化方式采集電氣量，具體如下:
[0024]根據IEC61850-9-2LE規定，采樣頻率為一周波80或256個采樣點，結合控制器運行頻率，設置傳統電力微機實驗設備控制器的中斷時鐘定時器的采樣周期，使得中斷時間定時器最接近于ffiC61850要求的250 μ s和78.125 μ S，或是250 μ s和78.125 μ s的整數倍數；當受限于控制器運行速率或模式轉換器速率過低導致一個周波無法采集完整80或256個采樣點時，其他的采樣點采用中間插值法通過運算方法實現；
[0025]傳統電力微機實驗設備運行后，通過模式轉換方法將電力一次系統的電氣量數值采集到傳統電力微機實驗設備中，根據采樣值所對應的9-2LE報文模板中的具體位置，將電氣量數值填充到9-2LE報文模板對應的位置中。
[0026]作為一種實施方案，所述9-2LE報文接收模塊的實現過程如下:
[0027]I)接收9-2LE報文發送模塊發送的9-2LE報文；
[0028]2)確定變量域在9-2LE報文中的位置；
[0029]3)直接從變量域提取相應的電氣量；
[0030]4)將電氣量存入數據存儲器。
[0031]本發明相對于現有技術具有如下的有益效果:
[0032]本發明方法將傳統電力微機實驗設備的9-2LE報文做成模板，根據各報文域在模板中的固定位置，利用9-2LE報文各個報文域在報文中的固定位置，直接進行關鍵內容的填充和提取，實現方法簡單、高效，為傳統電力微機實驗設備實現9-2LE報文提供一種簡便方法。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發明實施例1的9-2LE報文實現方法流程圖。
[0034]圖2為本發明實施例1的IEC61850-9-2LE報文結構圖。
[0035]圖3為本發明實施例1的9-2LE報文實現方法中9-2LE報文發送模塊流程圖。
[0036]圖4為本發明實施例1的9-2LE報文實現方法中9-2LE報文接收模塊流程圖。
【具體實施方式】
[0037]實施例1:
[0038]傳統電力微機實驗設備在投入運行前，就確定了數據采集對象和網絡地址等信息，再加上9-2LE報文表征報文性質的固定內容，除了 9-2LE報文變量域中數字化的電氣量數值以及報文序號等動態變化的參數，9-2LE報文常量域中的內容預先可以知道，且常量域所處的報文位置也可以預先知道。因此利用上述特性，可以將9-2LE報文做成該傳統電力微機實驗設備的9-2LE模板，傳統電力微機實驗設備運行過程中，預先離線設置好并將報文模板保存于控制器內，避免了傳統電力微機實驗設備的處理器在發送報文時臨時生成這些內容，減少處理能力較弱的傳統電力微機實驗設備的負擔。需要處理9-2LE報文時，傳統電力微機實驗設備只需從內存中調取已離線配置好的9-2LE模版，并對照該模板處理對應的9-2LE報文，采用對照模板進行直接填充或提取對應內容的辦法，避免ASN.1編解碼方法。
[0039]如圖1所示，本實施例的9-2LE報文實現方法包括以下步驟:
[0040]S1、確定傳統電力微機實驗設備的功能和相關配置參數；
[0041]傳統電力微機實驗設備的功能主要包括電氣量采集和通信，即相關的配置參數為電氣量采集信息和通信配置信息，電氣量采集信息涵蓋所保護的一次電力設備的電氣量值、品質(Quality)和對時脈沖；通信配置信息包括本地MAC地址和目的MAC地址，svID根據9-2LE模板配置其標識和實例序號。
[0042]S2、根據9-2LE規約定義好長度，按照規約定義填充離線配置信息，做成所述傳統電力微機實驗設備的9-2LE報文模板；
[0043]根據9-2LE規約定義好長度，按照規約定義填充離線配置信息如圖2所示，在Pr1rity (優先級標識)字段中，TPID填充值為9-2LE規定的0x8100，報文權限UserPr1rity默認填充為4，CFI和VID默認填充為O ;在以太網信息字Ethernet type (以太網類型)填充為9-2LE所屬以太網類型0x88BA ;根據9-2LE規定，APPID定義為0x4000 ;采樣值80點一周波的報文規定APDU(Applicat1n Protocol Data Uni，應用協議數據單元)包含一個ASDU (Applicat1n Service Data Unit，應用服務數據單元)，采樣值為256點每周波的報文規定APDU包含8個ASDU，則字段Length (長度)根據后續字節數算出為109 ;對于APDU的填充信息包括rnoASDU、confRev和smpSynch，其中noASDU的只填充為I (80點/周波)或8 (256點/周波)，confRev默認填充為1，考慮傳統電力微機實驗設備不配備時間同步功能，smpSynch采樣時間同步標志填充為2 ;對于APDU進行ASN.1編碼過程中的Tag信息和length信息，每個Tag信息根據ASDU字段已作規定，length信息根據后續報文長度算出其值，以提前完成填充。至此，離線配置信息(也就是靜態配置信