CN103888291A - 基于iec61850标准的配电终端即插即用通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于IEC61850标准的配电终端即插即用通信方法，包括如下步骤：配电终端向主站端发送注册信息，主站端接收并核实注册信息；如果注册信息不符，则按照注册信息向配电终端下发信息模型文件或从配电终端获取信息模型文件，使主站端接收的注册信息和配电终端发送的注册信息一致；主站端将信息模型文件按照相应的映射关系解析成通信点表；配电终端按本地信息模型文件向主站端传送配电网的实时运行信息；主站端接收配电网的实时运行信息，通过命令对配电终端进行控制。本发明通过信息模型的交互，实现配电终端的自描述以及主站端对配电终端功能点的自动识别、自动解析，达到配电终端入网、更改配置及升级维护时“即插即用”的效果。

Description

基于IEC61850标准的配电终端即插即用通信方法

技术领域

本发明涉及一种配电终端通信方法，尤其涉及一种基于IEC61850标准的配电终端即插即用通信方法，属于配电自动化技术领域。

背景技术

配电终端是安装在配电网现场的各种远程监测、控制单元的总称，主要包括馈线终端、站所终端、配变终端等。其功能主要包括：数据采集、控制、数据传输、维护、对时、事件顺序记录（SOE）、馈线故障诊断、单相接地检测、一次重合闸等。

配电终端是配电自动化建设的必要设备，它与配电自动化主站***的通信网络也是配电自动化建设的必备条件。为了实现配电线路和分布式电源的监控，需要在配电线路沿线和分布式电源处安装大量的配电终端，并将配电终端采集的信息通过通信***汇集到位于控制中心的配电网自动化主站***，配电主站通过下发遥控命令到配电终端完成对配电网一次设备和分布式电源的控制。

在现有技术中，配电终端采用的通信规约只解决了数据传输问题，数据按模拟量、状态量、控制量等类型打包传输数据含义（来源）不明，数据之间缺少必要的关联关系。配电终端没有自描述功能，配电终端与主站端之间需要人工交流说明数据的具体来源、含义。不同厂商的配电终端与主站端之间难以实现互联互通，配电终端不能实现即插即用。这就导致安装调试、管理维护的工作量大。如何实现大量配电网自动化设备的有效通信和减少维护的工作量，一直是困扰配电网自动化发展的一大难题。

IEC61850标准是美国电科院（EPRI）、电气与电子工程师协会（IEEE）和国际电工技术委员会（IEC）合作的成果，其目的是建立一个真正的全球性的标准，解决电力企业自动化的通信网络和***互联互通的问题。遵循IEC61850分层、分布式体系结构及集中控制的设计思想，将配电网自动化通信***划分为3层，主站层、馈线层、终端层。主站层位于控制中心，是配电网自动化的核心和大脑。馈线层对1条中压馈线进行监控，包括位于变电站的网络设备、对整条馈线进行控制的智能设备等。IEC61850标准在智能变电站中已广泛应用，其定义了丰富的资源用来实现多种功能，诸如面向对象的建模技术、抽象通信服务接口、特定服务映射技术等。

目前,在配网终端与主站的交互通信机制方面，大量采用符合配电主站-配电终端通信规约IEC60870-5-104/101的通信方式，对配电终端普遍缺少信息模型及终端自描述机制。这造成设备安装调试及运维中，导致配电终端调试、配置更改及升级中对点等工作只能人工完成。在通信调试中，配电终端现场工程人员与远程配电主站靠电话反复沟通，才能保证点表（即数据点的对应关系）的对应。配电终端对功能点可配置的支持性很差，并导致设备维护、升级或更换时上述调试工作需要重新进行，产生大量重复性工作，给工程技术人员增加了大量负担。

在公开号为103023149A的中国发明申请中，公开了了一种基于IEC61850标准的配电智能终端及智能配电***。该终端包括双核数据处理板件、模拟量采集板件、遥信板件、遥控板件、电源类模块、高速串行总线。该技术方案满足了目前智能配电网对终端功能的基本要求，模块化的设计满足了扩展不同功能的需求，对推动智能配电终端在开放性、扩展型、互操作性方面起到很大的促进作用。但是，该技术方案并不能实现配电终端的即插即用。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于IEC61850标准的配电终端即插即用通信方法。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种基于IEC61850标准的配电终端即插即用通信方法，包括如下步骤：

配电终端向主站端发送注册信息；

主站端接收并核实注册信息，如果注册信息一致，则主站端与配电终端进行通信；

如果注册信息不符，则按照注册信息向配电终端下发信息模型文件或从配电终端获取信息模型文件，使主站端接收的注册信息和配电终端发送的注册信息一致；

主站端将信息模型文件按照相应的映射关系解析成通信点表；

配电终端按本地信息模型文件向主站端传送配电网的实时运行信息；

主站端接收配电网的实时运行信息，通过命令对配电终端进行控制。

其中较优地，如果主站端没有当前注册的配电终端的注册信息，则主站端通过通信接口从当前注册的配电终端获取信息模型文件，并在主站端保存该配电终端的注册信息。

其中较优地，如果主站端保存的注册信息与接收到的配电终端的注册信息比对后发现版本信息不符，则主站端通过通信接口从当前注册的配电终端获取信息模型文件，并更新主站端的信息模型文件。

其中较优地，如果主站端有当前注册的配电终端的注册信息，并且发现主站端保存的注册信息与当前注册的配电终端的注册信息中的配电终端唯一ID不一致，则主站端向当前注册的配电终端发送所述配电终端的信息模型文件。

其中较优地，所述主站端接收并核实注册信息的步骤还包括：

主站端接收配电终端发送的注册信息；

主站端在本地注册信息表中查询；

根据注册信息中包含的IP地址及端口号，主站端做出配电终端是否需要信息更新的判断。

本发明所提供的基于IEC61850标准的配电终端即插即用通信方法，通过研究IEC61850的信息模型及建模技术，采用终端-主站通信机制，通过信息模型的交互，实现配电终端的自描述以及主站端对配电终端功能点的自动识别、自动解析，达到配电终端入网、更改配置及升级维护时“即插即用”的效果。

附图说明

图1是本发明所提供的配电终端即插即用的通信流程示意图；

图2是本发明中，配电终端的模型映射原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供一种基于IEC61850标准的配电终端即插即用通信方法，如图1所示，具体包括如下步骤：配电终端向主站端发送注册信息；主站端接收注册信息并核实注册信息；如果注册信息一致，则主站端与配电终端进行实时的通信；如果注册信息不符，则按照注册信息的实际情况向配电终端下发按IEC61850信息模型建模形成的信息模型文件（以下均简称信息模型文件）或向配电终端获取按IEC61850信息模型建模形成的信息模型文件，使主站端接收的注册信息和配电终端发送的注册信息一致；主站端将该信息模型文件按照相应的映射关系解析成通信点表；配电终端按本地信息模型文件向主站端传送配电网实时运行信息；主站端接收配电网实时运行信息并通过命令对配电终端进行控制。下面对本配电终端即插即用通信方法展开详细具体的说明。

配电终端在进行维护、升级或更换时，配电终端向主站端发送注册信息，注册信息优选包括配电终端版本信息、IP地址及端口号、唯一标识名称等。配电终端上电后，主动向主站端发送注册信息，主站端维护下辖的所有配电终端的注册信息，形成注册信息表。主站端接收配电终端发送的注册信息，每接收一条注册信息，主站端就会到本地的注册信息表中查询，根据注册信息中包含的IP地址及端口号，主站端做出配电终端是否新入网、是否有过信息更新的判断。如果是上述情况，主站端便召唤该配电终端的信息模型文件，并更新本地注册信息表。

主站端接收到配电终端传输的注册信息后，将接收到的注册信息与主站端存储的配电终端信息对比。如果注册信息一致，则主站端与配电终端进行实时的通信；如果注册信息不符，则按照注册信息的实际情况向配电终端下发信息模型文件或向配电终端获取信息模型文件，使主站端接收的注册信息和配电终端发送的注册信息一致。具体如下：如果主站端没有当前注册的配电终端的注册信息，则主站端通过webservice通信接口从当前注册的配电终端获取信息模型文件并在主站端保存当前注册的配电终端的注册信息，使主站端接收的注册信息和配电终端发送的注册信息一致。如果主站端保存的注册信息与接收到的当前注册的配电终端的注册信息比对版本信息不符，则主站端通过webservice通信接口从当前注册的配电终端获取信息模型文件并更新主站端的信息模型文件，使主站端接收的注册信息和配电终端发送的注册信息一致。如果主站端有当前注册的配电终端的注册信息，且发现主站端保存的注册信息中与当前注册的配电终端的注册信息中的配电终端唯一ID不一致，则主站端向当前注册的配电终端发送当前配电终端的信息模型文件，使主站端接收的注册信息和配电终端发送的注册信息一致。配电终端出现故障更换后，则主站端有当前注册的配电终端的注册信息，主站端保存的注册信息中与更换后注册配电终端的注册信息中的配电终端唯一ID不一致，主站端可以将已经保存的原有配电终端的信息模型文件自动下发给新的配电终端，最终使主站端接收的注册信息和配电终端发送的注册信息一致。主站端和配电终端通过信息模型的交互，实现配电终端的自描述以及主站端对配电终端功能点的自动识别、自动解析，达到配电终端入网、更改配置及升级维护时“即插即用”的效果。

在IEC61850标准中，将通信技术本身和所实现的通信功能分开，对于通信的具体实现需要映射到具体的通信规约上。考虑到目前在主站通信中大量采用的101/104规约，IEC标准制定了IEC61850-80-1导则，详细定义了IEC61850的信息模型向101/l04映射的方法和采用的数据类型。如图2所示，主站端与配电终端建立实时通信，主站端将信息模型文件按照相应的映射关系解析成通信点表。主站端根据IEC61850-80-1标准，主站端将IEC61850信息模型文件解析成IEC104规约通信点表。如图2所示，图中LD（Logical Device）为逻辑设备，MMXU、CSWI及GGIO以为逻辑节点（Logical Node），逻辑节点(例如MMXU)下面的各层为各逻辑节点固有的数据对象，可查询IEC61850-7-3及IEC61850-7-4。

配电终端按本地信息模型文件向主站端传送配电网实时运行信息（例如遥测、遥信等实时数据）。下面以配电网实时运行信息中的遥测为例，对IEC61850映射属性名和IEC60870-5类型的映射关系具体说明，遥测实时数据的映射关系如表1所示：

表1遥测实时数据的映射关系

如表1所示，主站端将配电终端传输的电网实时运行信息MMXU$PhV$phsA.cVal.mag.f的IEC61850映射属性名映射为IEC60870-5类型标识为13的遥测信息。其中IEC61850映射属性名casdu映射为IEC60870-5类型中配电终端（DTU、FTU、TTU等）的设备编号，IEC61850映射属性名ioa映射为IEC60870-5类型中信息对象的编号（即IEC104通信中对应该断路器遥信位置点号），IEC61850映射属性名ti映射为IEC60870-5类型中使用的信息体类型，IEC61850映射属性名desc映射为IEC60870-5类型中供用户自定义和方便阅读的功能点描述。

主站端接收配电网的实时运行信息，并通过命令对配电终端进行控制。主站端接收配电终端该配电网实时运行信息，并可通过相应的命令对配电终端进行控制（例如对开关的遥控等）。

综上所述，本发明将通信的具体实现映射到具体的通信规约上，并采用配电终端向主站端的注册机制，能够实现主站端对在网及入网配电终端的自动识别，通过信息模型文件，实现点表自动解析；当在配电终端进行配置更新、配电终端更换时，在信息模型文件中予以体现，借助即插即用机制，主站端可自动召唤信息模型文件，实现信息的自动同步。

上面对本发明所提供的基于IEC61850标准的配电终端即插即用通信方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (5)

1.一种基于IEC61850标准的配电终端即插即用通信方法，其特征在于包括如下步骤：

配电终端向主站端发送注册信息；

主站端接收并核实注册信息，如果注册信息一致，则主站端与配电终端进行通信；

如果注册信息不符，则按照注册信息向配电终端下发信息模型文件或从配电终端获取信息模型文件，使主站端接收的注册信息和配电终端发送的注册信息一致；

主站端将信息模型文件按照相应的映射关系解析成通信点表；

配电终端按本地信息模型文件向主站端传送配电网的实时运行信息；

主站端接收配电网的实时运行信息，通过命令对配电终端进行控制。

2.如权利要求1所述的配电终端即插即用通信方法，其特征在于：

如果主站端没有当前注册的配电终端的注册信息，则主站端通过通信接口从当前注册的配电终端获取信息模型文件，并在主站端保存该配电终端的注册信息。

3.如权利要求1所述的配电终端即插即用通信方法，其特征在于：

如果主站端保存的注册信息与接收到的配电终端的注册信息比对后发现版本信息不符，则主站端通过通信接口从当前注册的配电终端获取信息模型文件，并更新主站端的信息模型文件。

4.如权利要求1所述的配电终端即插即用通信方法，其特征在于：

如果主站端有当前注册的配电终端的注册信息，并且发现主站端保存的注册信息与当前注册的配电终端的注册信息中的配电终端唯一ID不一致，则主站端向当前注册的配电终端发送所述配电终端的信息模型文件。

5.如权利要求1所述的配电终端即插即用通信方法，其特征在于，所述主站端接收并核实注册信息的步骤还包括：

主站端接收配电终端发送的注册信息；

主站端在本地注册信息表中查询；

根据注册信息中包含的IP地址及端口号，主站端做出配电终端是否需要信息更新的判断。

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