一種電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的集成方法

1.一種電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的集成方法，其特征是，它由依次連接的通信接口、協(xié)議轉(zhuǎn)換器以及以IEC 61850模型為基礎(chǔ)的ACSI服務(wù)器構(gòu)成無(wú)縫通信服務(wù)器，IEC 61850客戶機(jī)直接與ACSI服務(wù)器相連，不同類型的輸變電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)提供的通信接口接入；采用映射規(guī)則編輯器建立傳統(tǒng)協(xié)議與IEC 61850之間的映射規(guī)則，協(xié)議轉(zhuǎn)換器利用該映射規(guī)則完成傳統(tǒng)協(xié)議與IEC 61850之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)不同類型的輸變電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置與ACSI服務(wù)器的通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同類型的輸變電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置以及IEC
61850客戶機(jī)之間的通信；
所述傳統(tǒng)協(xié)議與IEC 61850之間的映射規(guī)則包括IEC 60870-5通信報(bào)文與ACSI服務(wù)之間的映射、公共數(shù)據(jù)類（CDC）與應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元（ASDU）之間的映射；
所述ACSI服務(wù)器的信息與服務(wù)模型參照IEC 61850技術(shù)體系并結(jié)合狀態(tài)監(jiān)測(cè)的功能與實(shí)際需要而建立，具體步驟如下：
a. 對(duì)于IEC 61850中定義的信息，從IEC 61850模型中抽取出與狀態(tài)監(jiān)測(cè)相關(guān)的邏輯節(jié)點(diǎn)，邏輯節(jié)點(diǎn)包括液體介質(zhì)絕緣（SIML）、氣體介質(zhì)絕緣（SIMG）、電弧監(jiān)視與診斷（SARC）、局放監(jiān)視與診斷（SPDC）、電力變壓器（YPTR）、電壓互感器（TVTR）、電流互感器（TCTR）、斷路器（XCBR）、開關(guān)（CSWI）、測(cè)量單元（MMXU）和計(jì)量單元（MMTR）；
b. 對(duì)于IEC 61850中未定義的信息，借用其它邏輯節(jié)點(diǎn)或按IEC 61850的擴(kuò)展原則定義新的邏輯節(jié)點(diǎn), 包括油色譜監(jiān)視與診斷（SDGA）、斷路器監(jiān)視與診斷（SCBR）、變壓器監(jiān)視與診斷（SPTR）、開關(guān)監(jiān)視與診斷（SSWI）以及溫度監(jiān)視與診斷（STMP）邏輯節(jié)點(diǎn)；
c. 利用上述邏輯節(jié)點(diǎn)及其所包含的數(shù)據(jù)對(duì)象和數(shù)據(jù)屬性，采用客戶機(jī)/服務(wù)器通信模式，提供關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)集、報(bào)告抽象通信服務(wù)，建立ACSI服務(wù)器的信息與服務(wù)模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的集成方法，其特征是，它利用基于XML的SCL文檔來(lái)描述ACSI服務(wù)器模型實(shí)例，采用SCL配置工具實(shí)現(xiàn)模型實(shí)例的導(dǎo)入、編輯與生成，具體步驟如下：
a. SCL文檔在導(dǎo)入過(guò)程中，首先采用SCL Schema文檔對(duì)SCL文檔驗(yàn)證其有效性，以檢查是否符合其要求，隨后對(duì)SCL文檔進(jìn)行XML解析，采用文檔對(duì)象模型（DOM）將導(dǎo)入的SCL文檔轉(zhuǎn)換為一棵駐留在內(nèi)存中的對(duì)象節(jié)點(diǎn)樹，即SCL節(jié)點(diǎn)樹；
b. SCL配置工具通過(guò)與SCL節(jié)點(diǎn)樹的交互，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)SCL文檔中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，采用樹形控件的方式來(lái)組織SCL節(jié)點(diǎn)樹，用戶通過(guò)對(duì)樹形控件的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)SCL元素的訪問(wèn)、插入、修改和刪除，用表格的方式來(lái)組織節(jié)點(diǎn)屬性，用戶通過(guò)填表的方式對(duì)SCL元素的屬性進(jìn)行編輯；
c. 將已經(jīng)配置好的SCL文檔存盤導(dǎo)出，下裝到ACSI服務(wù)器。

一種電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的集成方法\n技術(shù)領(lǐng)域\n[0001] 本發(fā)明涉及一種電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的集成方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)IEC 61850技術(shù)體系之下不同廠商狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置間的互操作與信息共享，屬監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。\n背景技術(shù)\n[0002] 從國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)相繼發(fā)生的災(zāi)難性大停電事故調(diào)查顯示，雖然有先進(jìn)的控制系統(tǒng)、高級(jí)的運(yùn)行應(yīng)用軟件，但是老化的輸電網(wǎng)架、陳舊的輸變電設(shè)備導(dǎo)致電網(wǎng)工作在危險(xiǎn)區(qū)。輸變電設(shè)備自身故障一直是危及電網(wǎng)安全運(yùn)行的主要原因之一，而且在電網(wǎng)故障起因中所占的比例也相當(dāng)大。國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與檢修技術(shù)在理論研究方面取得了較大的進(jìn)展，并研發(fā)了針對(duì)輸電線路、變壓器和斷路器等設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)與故障診斷裝置，但在以下方面仍面臨突出問(wèn)題：\n[0003] 1)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息無(wú)法共享。狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還處于分散監(jiān)測(cè)階段，與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相互獨(dú)立，電力控制中心與各個(gè)變電站之間，以及狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間，數(shù)據(jù)信息模型和通信接口高度異構(gòu)，難以充分利用不同的信息進(jìn)行設(shè)備的狀態(tài)評(píng)估、故障診斷和狀態(tài)檢修。\n[0004] 2)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置之間互操作差。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外電力自動(dòng)化設(shè)備廠商推出了各式各樣的狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置與系統(tǒng)，各個(gè)廠商根據(jù)自己的理解實(shí)現(xiàn)，通信協(xié)議不統(tǒng)一、功能和接口各不相同，導(dǎo)致目前各種通信協(xié)議并存的局面，不同廠家的各種設(shè)備甚至同一廠家生產(chǎn)的不同設(shè)備之間也不能直接通信，難以進(jìn)行互操作，系統(tǒng)的升級(jí)和維護(hù)困難。\n[0005] 電網(wǎng)的智能化體現(xiàn)為全面、及時(shí)地掌握電網(wǎng)運(yùn)行的信息，綜合各自動(dòng)化功能系統(tǒng)對(duì)信息分析的結(jié)果，做出最優(yōu)的反應(yīng)。解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵是采用滿足智能電網(wǎng)所需要的、開放的、統(tǒng)一的能夠保障不同廠商狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置之間互操作的技術(shù)體系，只有這樣才能減少設(shè)備接入與協(xié)議轉(zhuǎn)換開銷，降低集成與數(shù)據(jù)交換成本。\n[0006] 目前電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置仍然是采用MODBUS、IEC 60870-5以及大量私有的狀態(tài)監(jiān)測(cè)通信技術(shù)與方法，還沒有哪個(gè)通信協(xié)議能以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)在電力行業(yè)中普及，各種通信協(xié)議并存、互不兼容，難以實(shí)現(xiàn)互操作，從技術(shù)上暴露出了大量的不足，主要表現(xiàn)在：\n[0007] 1)大多采用傳統(tǒng)的串行工作方式，為低速網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，并且采用點(diǎn)到點(diǎn)的電路交換方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，獨(dú)占通信信道。\n[0008] 2)采用面向字符標(biāo)志的傳輸協(xié)議，主要考慮具體設(shè)備的數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一，其數(shù)據(jù)傳送效率不高，可用性不強(qiáng)、信息發(fā)布量小。\n[0009] 3)不僅需要考慮網(wǎng)絡(luò)連接的維護(hù)，對(duì)每一層數(shù)據(jù)包都進(jìn)行詳細(xì)定義，還必須處理具體的報(bào)文格式、高低字節(jié)等問(wèn)題，其擴(kuò)展性、可讀性差。\n[0010] 4)采用面向點(diǎn)的數(shù)據(jù)描述方法，沒有對(duì)各種實(shí)際設(shè)備進(jìn)行建模和描述，導(dǎo)致不同系統(tǒng)之間互操作性差。\n[0011] 在實(shí)際應(yīng)用中，造成狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置主要是孤立運(yùn)行，或集成到現(xiàn)有的SCADA系統(tǒng)中，都難以滿足智能電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)通信集成的需要。\n[0012] 國(guó)際最新的變電站網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)體系IEC 61850采用分層分布式體系、面向?qū)ο蠼?、特殊通信服?wù)映射SCSM、抽象通信服務(wù)接口ACSI、制造報(bào)文規(guī)范MMS和基于XML的系統(tǒng)配置描述語(yǔ)言SCL等新思想與新技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外數(shù)字化變電站中正在受到推崇，國(guó)內(nèi)外基于IEC 61850的數(shù)字化變電站陸續(xù)投入運(yùn)行或正在建設(shè)。在此背景下，狀態(tài)監(jiān)測(cè)集成平臺(tái)顯然也必須支持IEC 61850技術(shù)體系，否則無(wú)法與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)SCADA與變電站自動(dòng)化等其它IEC 61850系統(tǒng)進(jìn)行互操作。但是，實(shí)現(xiàn)基于IEC 61850的狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的通信集成，還需要解決如下問(wèn)題：\n[0013] 1)IEC 61850是一個(gè)龐大的技術(shù)體系，并沒有停留在通信協(xié)議的層次上，也未定義具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。另外，IEC 61850作為變電站內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)體系，主要偏重于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中繼電保護(hù)、測(cè)量、控制等模型的定義，而狀態(tài)監(jiān)測(cè)集成平臺(tái)所需要的是高壓設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，雖然IEC 61850中定義了包括液體介質(zhì)絕緣、氣體介質(zhì)絕緣、電弧監(jiān)視與診斷和局部放電等專門的邏輯節(jié)點(diǎn)，但無(wú)法全面滿足電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)通信集成的需要，因此必須結(jié)合電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)與實(shí)際需要，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的無(wú)縫通信。\n[0014] 2)現(xiàn)有的狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置還不支持IEC 61850，必須實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)協(xié)議與IEC 61850之間的映射。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)所使用的傳統(tǒng)集成方法是采用特定協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置和非轉(zhuǎn)換器的方法。特定協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置的方法只能支持某種特定裝置，協(xié)議轉(zhuǎn)換成本高、可擴(kuò)展性差，非轉(zhuǎn)換器的方法是在新系統(tǒng)中設(shè)計(jì)出公用數(shù)據(jù)庫(kù)，以及與各種協(xié)議數(shù)據(jù)庫(kù)之間的映射，使得系統(tǒng)既能支持IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，又能支持非IEC 61850的傳統(tǒng)協(xié)議，主要工作都在研發(fā)階段完成，現(xiàn)場(chǎng)不需要進(jìn)行IEC 61850的建模工作，工程量和難度較小，但I(xiàn)EC 61850系統(tǒng)或設(shè)備本身需要支持與非IEC 61850協(xié)議之間的映射，設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以充分發(fā)揮IEC 61850的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。\n[0015] 因此，如何從根本上解決目前電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置局部、孤立運(yùn)行，通信協(xié)議不統(tǒng)一、功能和通信接口各不相同，實(shí)現(xiàn)IEC 61850技術(shù)體系之下不同廠商狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置間的互操作與信息共享是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。\n發(fā)明內(nèi)容\n[0016] 本發(fā)明的目的在于提供一種電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的集成方法，以實(shí)現(xiàn)IEC \n61850技術(shù)體系之下不同廠商狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置間的互操作與信息共享。\n[0017] 本發(fā)明所稱問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：\n[0018] 一種電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的集成方法，它由依次連接的通信接口、協(xié)議轉(zhuǎn)換器以及以IEC 61850模型為基礎(chǔ)的ACSI服務(wù)器構(gòu)成無(wú)縫通信服務(wù)器，IEC 61850客戶機(jī)直接與ACSI服務(wù)器相連，不同類型的輸變電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)提供的通信接口接入；采用映射規(guī)則編輯器建立傳統(tǒng)協(xié)議與IEC 61850之間的映射規(guī)則，協(xié)議轉(zhuǎn)換器利用該映射規(guī)則完成傳統(tǒng)協(xié)議與IEC 61850之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)不同類型的輸變電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置與ACSI服務(wù)器的通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同類型的輸變電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置以及IEC 61850客戶機(jī)之間的通信。\n[0019] 上述電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的集成方法，所述傳統(tǒng)協(xié)議與IEC 61850之間的映射規(guī)則包括IEC 60870-5通信報(bào)文與ACSI服務(wù)之間的映射、公共數(shù)據(jù)類CDC與應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元ASDU之間的映射。\n[0020] 上述電方設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的集成方法，所述ACSI服務(wù)器的信息與服務(wù)模型參照IEC 61850技術(shù)體系并結(jié)合狀態(tài)監(jiān)測(cè)的功能與實(shí)際需要而建立，具體步驟如下：\n[0021] a.對(duì)于IEC 61850中定義的信息，從IEC 61850模型中抽取出與狀態(tài)監(jiān)測(cè)相關(guān)的邏輯節(jié)點(diǎn)，邏輯節(jié)點(diǎn)包括液體介質(zhì)絕緣SIML、氣體介質(zhì)絕緣SIMG、電弧監(jiān)視與診斷SARC、局放監(jiān)視與診斷SPDC、電力變壓器YPTR、電壓互感器TVTR、電流互感器TCTR、斷路器XCBR、開關(guān)CSWI、測(cè)量單元MMXU和計(jì)量單元MMTR；\n[0022] b.對(duì)于IEC 61850中未定義的信息，借用其它邏輯節(jié)點(diǎn)或按IEC 61850的擴(kuò)展原則定義新的邏輯節(jié)點(diǎn)，包括油色譜監(jiān)視與診斷SDGA、斷路器監(jiān)視與診斷SCBR、變壓器監(jiān)視與診斷SPTR、開關(guān)監(jiān)視與診斷SSWI以及溫度監(jiān)視與診斷STMP等邏輯節(jié)點(diǎn)；\n[0023] c.利用上述邏輯節(jié)點(diǎn)及其所包含的數(shù)據(jù)對(duì)象和數(shù)據(jù)屬性，采用客戶機(jī)/服務(wù)器通信模式，提供關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)集、報(bào)告等抽象通信服務(wù)，建立ACSI服務(wù)器的信息與服務(wù)模型。\n[0024] 上述電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的集成方法，它利用基于XML的SCL文檔來(lái)描述ACSI服務(wù)器模型實(shí)例，采用SCL配置工具實(shí)現(xiàn)模型實(shí)例的導(dǎo)入、編輯與生成，具體步驟如下：\n[0025] a.SCL文檔在導(dǎo)入過(guò)程中，首先采用SCL Schema文檔對(duì)SCL文檔驗(yàn)證其有效性，以檢查是否符合其要求，隨后對(duì)SCL文檔進(jìn)行XML解析，采用文檔對(duì)象模型DOM將導(dǎo)入的SCL文檔轉(zhuǎn)換為一棵駐留在內(nèi)存中的對(duì)象節(jié)點(diǎn)樹，即SCL節(jié)點(diǎn)樹；\n[0026] b.SCL配置工具通過(guò)與SCL節(jié)點(diǎn)樹的交互，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)SCL文檔中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，采用樹形控件的方式來(lái)組織SCL節(jié)點(diǎn)樹，用戶通過(guò)對(duì)樹形控件的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)SCL元素的訪問(wèn)、插入、修改和刪除，用表格的方式來(lái)組織節(jié)點(diǎn)屬性，用戶通過(guò)填表的方式對(duì)SCL元素的屬性進(jìn)行編輯；\n[0027] c.將已經(jīng)配置好的SCL文檔存盤導(dǎo)出，下裝到ACSI服務(wù)器。\n[0028] 本發(fā)明以IEC 61850模型為基礎(chǔ)，結(jié)合狀態(tài)監(jiān)測(cè)的功能與實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了無(wú)縫通信服務(wù)器，利用無(wú)縫通信服務(wù)器將不同廠商、不同通信接口、不同通信協(xié)議的電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置集成在一起，從根本上解決目前電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置局部、孤立運(yùn)行，通信協(xié)議不統(tǒng)一、功能和通信接口各不相同所造成的難以互操作與信息共享問(wèn)題，能夠更好地滿足智能電網(wǎng)對(duì)全景狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)的需要。\n附圖說(shuō)明\n[0029] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。\n[0030] 圖1是無(wú)縫通信服務(wù)器的結(jié)構(gòu)；\n[0031] 圖2是協(xié)議轉(zhuǎn)換器的工作原理；\n[0032] 圖3是ACSI服務(wù)器的信息與服務(wù)模型；\n[0033] 圖4是IEC 61850報(bào)文的流量；\n[0034] 圖5是IEC 61850報(bào)文的響應(yīng)時(shí)間。\n[0035] 文中各標(biāo)號(hào)為：SCSM、特殊通信服務(wù)映射；ACSI、抽象通信服務(wù)接口；MMS、制造報(bào)文規(guī)范；SCL、系統(tǒng)配置描述語(yǔ)言；SCADA、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)；TYP、類型標(biāo)識(shí)符；SQ、可變結(jié)構(gòu)限定詞中第8位；COT、傳輸原因序號(hào)；SPS、單點(diǎn)狀態(tài)；DPS、雙點(diǎn)狀態(tài)；MV、測(cè)量值；\nCMV、復(fù)數(shù)測(cè)量值；TrgOp、參數(shù)觸發(fā)選項(xiàng)；dchg、數(shù)據(jù)屬性值變化；qchg、品質(zhì)屬性值變化；\ndupd、屬性值刷新；CDC、公共數(shù)據(jù)類；ASDU、應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元；APDU、應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元；\nSIML、液體介質(zhì)絕緣；SIMG、氣體介質(zhì)絕緣；SARC、電弧監(jiān)視與診斷；SPDC、局放監(jiān)視與診斷；\nYPTR、電力變壓器；TVTR、電壓互感器；TCTR、電流互感器；XCBR、斷路器；CSWI、開關(guān)；MMXU、測(cè)量單元；MMTR、計(jì)量單元；SDGA、油色譜監(jiān)視與診斷；SCBR、斷路器監(jiān)視與診斷；SPTR、變壓器監(jiān)視與診斷；SSWI、開關(guān)監(jiān)視與診斷；STMP、溫度監(jiān)視與診斷。\n具體實(shí)施方式\n[0036] 參看圖1，無(wú)縫通信服務(wù)器是本發(fā)明的核心，主要包括通信接口、映射規(guī)則編輯器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、SCL配置工具與ACSI服務(wù)器等模塊，各部分的功能如下：\n[0037] 1)通信接口\n[0038] 提供RS232、RS485、CAN總線或TCP/IP接口，接入不同廠商、不同通信接口、非IEC \n61850通信協(xié)議的狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置或系統(tǒng)，例如變電站內(nèi)的容性設(shè)備、避雷器、變壓器油色譜與局放、斷路器等在線監(jiān)測(cè)裝置，GSM短信方式的污穢、覆冰在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、GPRS/CDMA方式的視頻和圖像在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)方式的絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，并將采集到的狀態(tài)數(shù)據(jù)裝入?yún)f(xié)議轉(zhuǎn)換器。\n[0039] 2)映射規(guī)則編輯器\n[0040] 映射規(guī)則編輯器提供表格式的編輯方法，建立傳統(tǒng)協(xié)議與IEC 61850之間的映射規(guī)則，下面重點(diǎn)給出IEC 60870-5與IEC 61850的映射規(guī)則與過(guò)程：\n[0041] a.IEC 60870-5通信報(bào)文與ACSI服務(wù)的映射\n[0042] 考慮到狀態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)際應(yīng)用，將IEC 60870-5的啟動(dòng)連接報(bào)文映射為ACSI的關(guān)聯(lián)服務(wù)，召喚、遙信變位、遙測(cè)以及循環(huán)遙測(cè)報(bào)文映射為ACSI的報(bào)告服務(wù)，表1提供了IEC \n60870-5通信報(bào)文與ACSI服務(wù)的詳細(xì)映射規(guī)則。\n[0043] 表1 IEC 60870-5通信報(bào)文與ACSI服務(wù)之間的映射\n[0044] \n[0045] 類型標(biāo)識(shí)符TYP標(biāo)識(shí)了IEC 60870-5的應(yīng)用通信報(bào)文的類型，包括單點(diǎn)遙信、標(biāo)度化測(cè)量值等監(jiān)視方向上的過(guò)程信息。ACSI服務(wù)類型通過(guò)MMS傳輸時(shí)被BER編碼為標(biāo)簽，例如讀請(qǐng)求服務(wù)的標(biāo)簽被編碼為“A4”，寫請(qǐng)求服務(wù)的標(biāo)簽被編碼為“A5”。\n[0046] 可變結(jié)構(gòu)限定詞中第8位SQ用于標(biāo)識(shí)的信息排列方式，當(dāng)SQ＝1時(shí)表明對(duì)象連續(xù)排列，用于站召喚或組召喚，當(dāng)SQ＝0時(shí)表明對(duì)象離散排列，用于遙信變位或變化遙測(cè)，低7位表示信息對(duì)象的數(shù)量。ACSI中信息對(duì)象排列方式與數(shù)目是被隱含定義的。\n[0047] 傳輸原因第2個(gè)字節(jié)的低6位為傳輸原因序號(hào)COT，當(dāng)COT＝1時(shí)表示周期循環(huán)，當(dāng)COT＝2時(shí)表示背景掃描，當(dāng)COT＝3時(shí)表示突發(fā)傳輸，當(dāng)COT＝20時(shí)表示響應(yīng)站召喚，當(dāng)COT＝21-36時(shí)表示響應(yīng)第1組到第16組召喚。ACSI的傳輸原因包含在類模型或服務(wù)參數(shù)中，例如報(bào)告模型中的參數(shù)觸發(fā)選項(xiàng)TrgOp規(guī)定了引發(fā)報(bào)告事件的觸發(fā)條件，包括數(shù)據(jù)屬性值變化dchg、品質(zhì)屬性值變化qchg、屬性值刷新dupd、完整性以及總召喚。\n[0048] b.公共數(shù)據(jù)類CDC與應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元ASDU之間的映射\n[0049] IEC 60870-5的需要傳輸?shù)男畔?duì)象由數(shù)據(jù)值、時(shí)標(biāo)、品質(zhì)描述詞構(gòu)成，其中CP56Time2a時(shí)標(biāo)映射為CDC的數(shù)據(jù)屬性t(屬性名稱t，屬性類型TimeStamp)，品質(zhì)描述詞映射為CDC的數(shù)據(jù)屬性q(屬性名稱q，屬性類型Quality)，對(duì)于數(shù)據(jù)值根據(jù)ASDU類型選擇映射到不同的CDC，表2提供了映射規(guī)則。\n[0050] 表2 數(shù)據(jù)值映射為CDC的屬性\n[0051] \n[0052] C.數(shù)據(jù)之間的映射\n[0053] IEC 60870-5采用ASDU公共地址與信息體地址來(lái)唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，其數(shù)據(jù)模型是面向信號(hào)的，對(duì)信息描述都是以點(diǎn)表的形式，從邏輯上來(lái)看是線性和平面的，而IEC \n61850的信息模型是面向?qū)ο蟮?、分層和立體的。另外，由于IEC 60870-5的數(shù)據(jù)需要被工程化處理，因此從線性點(diǎn)表到面向?qū)ο蟮男畔⒛Ｐ偷挠成溥^(guò)程中不存在嚴(yán)格的映射規(guī)則，通過(guò)所提供的映射規(guī)則編輯器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的映射。\n[0054] 3)協(xié)議轉(zhuǎn)換器\n[0055] 參看圖2，協(xié)議轉(zhuǎn)換器利用上述建立的映射規(guī)則，完成傳統(tǒng)協(xié)議與IEC 61850之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換：\n[0056] a.連接的建立\n[0057] IEC 60870-5狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置在建立TCP連接前，一直處于偵聽狀態(tài)并等待無(wú)縫通信服務(wù)器的連接請(qǐng)求。當(dāng)TCP連接已經(jīng)建立，IEC 61850客戶機(jī)發(fā)出應(yīng)用關(guān)聯(lián)服務(wù)請(qǐng)求與無(wú)縫通信服務(wù)器建立雙邊應(yīng)用關(guān)聯(lián)，并獲取無(wú)縫通信服務(wù)器的制造商名稱、模型名稱、版本號(hào)、邏輯狀態(tài)、物理狀態(tài)、本地細(xì)節(jié)以及能力列表等信息。\n[0058] b.總召喚過(guò)程\n[0059] 無(wú)縫通信服務(wù)器向狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置發(fā)送總召喚命令幀(類型標(biāo)識(shí)為100，傳輸原因?yàn)?)，狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置向無(wú)縫通信服務(wù)器發(fā)送總召喚命令確認(rèn)幀(類型標(biāo)識(shí)為100，傳輸原因?yàn)?)，然后發(fā)送單點(diǎn)遙信幀(類型標(biāo)識(shí)為1，傳輸原因?yàn)?0)與歸一化測(cè)量值(類型標(biāo)識(shí)為\n9，傳輸原因?yàn)?0)等召喚數(shù)據(jù)，無(wú)縫通信服務(wù)器使用ACSI的報(bào)告服務(wù)(觸發(fā)選項(xiàng)為總召喚)將接收到的召喚數(shù)據(jù)發(fā)送給IEC 61850客戶機(jī)。\n[0060] c.事件主動(dòng)上傳。\n[0061] 當(dāng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置發(fā)生了突發(fā)事件，狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置將根據(jù)具體情況主動(dòng)向無(wú)縫通信服務(wù)器發(fā)送單點(diǎn)遙信變位幀(類型標(biāo)識(shí)為1，傳輸原因?yàn)?)、帶長(zhǎng)時(shí)標(biāo)的歸一化測(cè)量值(類型標(biāo)識(shí)為34，傳輸原因?yàn)?)等報(bào)文。無(wú)縫通信服務(wù)器使用ACSI的報(bào)告服務(wù)(觸發(fā)選項(xiàng)為屬性值變化)將接收到的變化數(shù)據(jù)發(fā)送給IEC 61850客戶機(jī)。\n[0062] 4)ACSI服務(wù)器\n[0063] 參照IEC 61850技術(shù)體系，結(jié)合狀態(tài)監(jiān)測(cè)的功能與實(shí)際需要，建立ACSI服務(wù)器的信息與服務(wù)模型。\n[0064] a.對(duì)于IEC 61850中定義的信息，從IEC 61850模型中抽取出與狀態(tài)監(jiān)測(cè)相關(guān)的邏輯節(jié)點(diǎn)，包括液體介質(zhì)絕緣SIML、氣體介質(zhì)絕緣SIMG、電弧監(jiān)視與診斷SARC、局放監(jiān)視與診斷SPDC、電力變壓器YPTR、電壓互感器TVTR、電流互感器TCTR、斷路器XCBR、開關(guān)CSWI、測(cè)量單元MMXU和計(jì)量單元MMTR等邏輯節(jié)點(diǎn)。\n[0065] b.對(duì)于IEC 61850中未定義的信息，借用其它邏輯節(jié)點(diǎn)或按IEC 61850的擴(kuò)展原則定義新的邏輯節(jié)點(diǎn)，包括油色譜監(jiān)視與診斷SDGA、斷路器監(jiān)視與診斷SCBR、變壓器監(jiān)視與診斷SPTR、開關(guān)監(jiān)視與診斷SSWI以及溫度監(jiān)視與診斷STMP等邏輯節(jié)點(diǎn)。\n[0066] c.利用上述邏輯節(jié)點(diǎn)及其所包含的數(shù)據(jù)對(duì)象和數(shù)據(jù)屬性，采用客戶機(jī)/服務(wù)器通信模式，提供關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)集、報(bào)告等抽象通信服務(wù)，建立ACSI服務(wù)器的信息與服務(wù)模型，如圖3所示。\n[0067] 圖3中給出了某220kV變電站的部分一次接線圖，以變壓器與線路間隔E1Q2為例，YPTR、TVTR、TCTR、XCBR和XSWI等邏輯節(jié)點(diǎn)分布在過(guò)程層，用來(lái)描述相應(yīng)的一次設(shè)備，XCBR的狀態(tài)監(jiān)測(cè)通過(guò)SCBR和SIMG實(shí)現(xiàn)，XSWI的狀態(tài)監(jiān)測(cè)通過(guò)SSWI實(shí)現(xiàn)，TCTR和TVTR的測(cè)量和計(jì)量通過(guò)MMXU和MMTR實(shí)現(xiàn)，YPTR的狀態(tài)監(jiān)測(cè)通過(guò)SPDC、SIML、SPTR和SDGA實(shí)現(xiàn)，其中SDGA是為了實(shí)現(xiàn)變壓器油色譜狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)，對(duì)油中H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO與CO2等特征氣體含量和增長(zhǎng)率的實(shí)時(shí)分析與報(bào)警。\n[0068] 5)SCL配置工具\(yùn)n[0069] 利用基于XML的SCL文檔來(lái)描述ACSI服務(wù)器模型實(shí)例，提供SCL配置工具作為ACSI服務(wù)器模型的導(dǎo)入、編輯與生成工具。\n[0070] a.SCL文檔在導(dǎo)入過(guò)程中，首先采用SCL Schema文檔對(duì)SCL文檔驗(yàn)證其有效性，以檢查是否符合其要求。隨后對(duì)SCL文檔進(jìn)行XML解析，采用文檔對(duì)象模型DOM將導(dǎo)入的SCL文檔轉(zhuǎn)換為一棵駐留在內(nèi)存中的對(duì)象節(jié)點(diǎn)樹，即SCL節(jié)點(diǎn)樹。\n[0071] b.SCL配置工具通過(guò)與SCL節(jié)點(diǎn)樹的交互，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)SCL文檔中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。\n采用樹形控件的方式來(lái)組織SCL節(jié)點(diǎn)樹，用戶通過(guò)對(duì)樹形控件的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)SCL元素的訪問(wèn)、插入、修改和刪除等。用表格的方式來(lái)組織節(jié)點(diǎn)屬性，用戶通過(guò)填表的方式對(duì)SCL元素的屬性進(jìn)行編輯。\n[0072] c.將已經(jīng)配置好的SCL文檔存盤導(dǎo)出，下裝到ACSI服務(wù)器。\n[0073] 圖4給出了在定時(shí)召喚周期為5s情況下IEC 61850報(bào)文的通信流量示意圖。在圖4中的2-6s時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行了雙邊的應(yīng)用關(guān)聯(lián)、目錄和數(shù)據(jù)類型的獲取，被用于通信的初始化及其全部數(shù)據(jù)模型的一次性獲取，共有157個(gè)報(bào)文，流量較大，系統(tǒng)初始化后，以上服務(wù)將不再被使用。\n[0074] 圖5給出了使用IEC 61850協(xié)議分析軟件獲得的IEC 61850關(guān)聯(lián)與目錄獲取報(bào)文的響應(yīng)時(shí)間。時(shí)間顯示的是與前一個(gè)報(bào)文的時(shí)間間隔(單位為秒)，客戶端的IP地址為“192.168.1.88”，無(wú)縫通信服務(wù)器的IP地址為“192.168.1.86”，第12號(hào)報(bào)文為關(guān)聯(lián)請(qǐng)求報(bào)文(時(shí)間參考報(bào)文)，第13號(hào)為關(guān)聯(lián)響應(yīng)報(bào)文，“0.004427”就是關(guān)聯(lián)報(bào)文的響應(yīng)時(shí)間，其它的報(bào)文為目錄獲取報(bào)文，從圖中可以看出，以上報(bào)文的響應(yīng)時(shí)間在10ms以內(nèi)。\n[0075] 通過(guò)上述試驗(yàn)結(jié)果表明，該發(fā)明通過(guò)了IEC 61850協(xié)議分析軟件的測(cè)試，驗(yàn)證了發(fā)明的正確性與可行性，并顯著提高狀態(tài)監(jiān)測(cè)通信的數(shù)據(jù)傳輸速度，體現(xiàn)了該發(fā)明的優(yōu)越性，更好地滿足智能電網(wǎng)對(duì)全景狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)的需要。