CN102999367A - 一种快速初始化iec61850智能装置客户端通讯的方法 - Google Patents
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Abstract
一种快速初始化IEC61850智能装置客户端通讯的方法，其方法包括的主要步骤有：导库子系统依据IEC61850标准解析scd文件、处理智能装置模型的数据对象类型、保存数据对象类型与对应索引到客户端通讯配置文件，以及客户端读取客户端通讯配置文件、客户端创建保存数据对象的数据结构、完成一个数据对象的初始化，直到全部数据对象处理结束，完成客户端初始化过程。本发明针对现有IEC61850智能装置客户端在处理有大量数据时初始化速度慢问题，从而导致系统安装调试时期需要不断修改模型而不得不重启客户端引起的麻烦，以及系统运行期间由于各种因素导致主备智能装置客户端切换而引起数据丢失问题，和智能装置与客户端通讯恢复需要重新初始化引起的其他问题。
Description
技术领域
本发明属于厂站端采用IEC61850协议的智能装置与客户端之间实现MMS通讯处理领域，尤其涉及的是一种采用快速初始化IEC61850智能装置客户端通讯的方法。
背景技术
国际电工委员会TC57在总结以前通讯协议的基础上，制定了IEC61850通讯标准。该通讯标准通过对变电站自动化系统中的对象进行统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的对象通讯服务接口，增强了设备间的互操作性，可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。该标准具备配置灵活、可靠性高、安全性强的特点，代表了变电站自动化技术未来的发展方向。
IEC61850标准中，对象和服务是MMS协议中两类最主要的概念。其中对象是静态的概念，以一定的数据结构关系间接体现了实际设备各个部分的状态、工况以及功能等方面的属性。属性代表了对象所对应的实际设备本身固有的某种可见或不可见的特性，它既可以是简单的数据，也可以是复杂的结构，甚至可以是其他对象。实际设备的物理参数映射到对象的相应属性上，对实际设备的监控就是通过对对象属性的读取和修改来完成的。对象类的实例称为对象，它是实际物理实体在计算机中的抽象表示，是MMS中可以操作的、具有完成意义的最小单元，所有的MMS服务都是基于对象完成的。
正是因为MMS层通讯基于对象方式，所以在智能装置客户端与装置通讯建立通讯时，必须从装置获取逻辑设备、逻辑节点、数据对象等模型详细信息，并针对每一个数据对象创建对应的数据结构。对于普通变电站，使用装置数量不多，每一个装置的数据对象数量也很有限，但是近年来出现了大功率储能站以及数字化站和智能变电站。在这种厂站端中，智能模型本身具有的数据对象非常多，而且智能装置的数量也非常多，这样使得厂站端的数据对象数量从9~30万多个数据对象。这么大规模数量的数据对象导致智能装置客户端通讯初始化速度非常慢，经过测试一个9万个数据对象的智能装置模型，使用传统方法初始化，初始化时间为20分钟。这样导致如下问题：系统安装调试时期，需要不断修改模型重启客户机非常麻烦；在系统运行期间，由于各种因素导致主备智能装置客户端切换时，由于备机转换为主机时需要很长的初始化时间，使得由于主机出现问题而不得不启用备机的情况下，丢失大量数据；同时，智能装置与智能装置客户端之间由于某种原因导致通讯中断，而后通讯恢复正常后需要重新初始化，从而还会引起的其他问题。
发明内容
本发明的目的在于克服IEC61850智能装置客户端通讯初始化速度慢的问题，数字化变电站、智能变电站以及储能站等厂站端采集大量数据对象实例时，使用传统处理方法的客户端初始化时间特别长而使得系统调试困难，主备系统切换困难严重时导致丢失重要的监控数据，以及通讯中断而后又恢复通讯等情况下出现的其他问题。为此，本发明提供了一种快速初始化智能装置客户端通讯的方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种快速初始化IEC61850智能装置客户端通讯的方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：
（1）、智能变电站监控系统的导库子系统依据IEC61850标准解析变电站配置描述scd文件；
（2）、智能变电站监控系统根据步骤（1）对scd文件的解析，获取IEC61850智能装置IED模型包含的数据对象(DataObject)类型，并进行处理得到各数据对象类型的唯一索引；
（3）、保存数据对象类型与对应索引到智能装置IED客户端通讯配置文件，循环执行步骤（2）至步骤（3），直到所有IEC61850智能装置IED模型的数据对象处理结束；
（4）、智能装置IED客户端读取客户端通讯配置文件；
（5）、智能装置IED客户端创建保存数据对象的数据结构，完成一个数据对象的初始化；
（6）、循环执行步骤（4）至步骤（6），直到全部数据对象处理结束，完成客户端初始化过程。
本发明可进一步包括但不限于以下优选技术方案。
所述步骤（1）的依据IEC61850标准解析scd文件包括：从scd文件的substation部分得到变电站、电压等级、间隔层、智能装置的层次关系，解析智能装置模型得到访问点（AccessPoint）、虚拟服务器（Server）、逻辑设备（LogiclDevice）、逻辑接点（LogiclNode）、数据对象（DataObject），并结合数据模版（DataTemplates）得到数据对象类型，从而得到每一个数据对象及其对应的数据对象类型。
进一步，在步骤（2）中，使用现有的哈希算法对步骤（1）得到智能装置模型的数据对象类型进行处理，得到数据对象类型的唯一索引，保证智能装置模型中所有数据对象类型都有一个唯一的索引值与之对应。
进一步的优选方案为：在步骤（3）中，根据智能装置模型中逻辑节点LLN0下数据对象实例的数据集项，每一个数据集项对应于一个数据对象实例（数据对象实例是数据对象类的一个具体实现），导库子系统为它生成一个遥测、遥信或遥脉项，并结合步骤（2）生成的该数据对象类型对应的数据对象类型索引值，把这个遥测、遥信或遥脉与数据对象类型索引作为一条数据配置项保存到智能装置客户端通讯配置文件中，然后，对智能装置模型中所有数据集项逐一循环处理，就得到所有数据对象、遥测、遥信或遥脉项以及与数据对象类型索引之间的对应配置数据。
进一步的优选方案如下：所述步骤（4）的IEC61850智能装置客户端读取客户端通讯配置文件的方法为：智能装置客户端程序启动时，逐项读取步骤（4）生成的通讯配置文件。
所述步骤（5）的客户端创建保存数据对象的数据结构的方法为：根据步骤（5）读取到的一个数据项，根据数据对象类型索引值，检查该数据项的三遥量对应的数据对象是否已经初始化，如果没有初始化就从智能装置获取该数据对象的所有数据属性，为它创建一个保存该数据对象的数据结构，并把这个数据对象类型索引及数据结构保存到缓冲区中；如果该数据对象类型已经初始化，不需要从智能装置获取数据对象详细的数据属性，直接从数据缓冲区中取出与它对应的数据结构，并重新创建一个保存数据对象实例的新数据结构。
本申请做完步骤（6）后就意味着一个记录三遥量的数据对象初始化完毕。重复步骤（4）至步骤（6），直到完成所有数据对象的初始化，智能装置客户端初始化过程结束。
本发明具有以下有益效果：
本发明提出了采用快速初始化IEC61850智能装置客户端的方法，具有如下优点和积极效果：
（1）大大缩短IEC61850智能装置客户端初始化时间。使用传统方法初始化，一个8万个遥信和1万个遥测的智能装置模型，初始化时间约为20分钟；采用快速初始化IEC61850智能装置客户端的方法后，相同模型初始化时间仅为1~2秒钟。为系统安装调试时期，需要不断修改模型重启客户机提供了方便。
（2）主备IEC61850智能装置客户端切换时，大大缩短了备机转换为主机的初始化时间，使得由于主机出现问题而不得不启用备机的情况下，数据丢失最少。
（3）当IEC61850智能装置客户端与智能装置的通讯中断而后又恢复正常通讯时，加快IEC61850智能装置客户端重新初始化时间，从而减少由此引起的其他问题。
附图说明
图1是本发明快速初始化IEC61850智能装置客户端的处理流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明方法做详细说明。
本发明涉及的是一种采用快速初始化IEC61850智能装置客户端的方法，对智能装置客户端通讯初始化过程进行处理，如图1所示，其具体方法步骤如下：
1、依据IEC61850标准解析scd文件；
从scd文件的substation部分得到变电站、电压等级、间隔层、智能装置的层次关系，解析智能装置模型得到访问点（AccessPoint）、虚拟服务器（Server）、逻辑设备（LDevice）、逻辑接点（LNode）、数据对象（DO），并结合数据模版（DataTemplate）得到数据对象类型，从而得到每一个数据对象及其对应的数据对象类型。
2、处理IEC61850智能装置模型的数据对象类型；
所述步骤（2）的处理IEC61850智能装置模型的数据对象类型方法为：对步骤（1）得到智能装置模型的数据对象类型进行处理，使用现有的哈希算法得到数据对象类型的唯一索引，保证智能装置模型中所有数据对象类型都有一个唯一的索引值与之对应。
3、保存数据对象类型与对应索引到客户端通讯配置文件；
所述步骤（3）的保存数据对象类型与对应索引到客户端通讯配置文件的方法为：根据智能装置模型中逻辑节点LLN0下数据对象实例的数据集项，其中每一个数据集项对应于一个数据对象实例（数据对象实例是数据对象类的一个具体实现），导库子系统为它生成一个遥测、遥信或遥脉项，并从步骤（2）生成的哈希数据中取到该数据对象实例对应的数据对象类型索引，把这个遥测、遥信或遥脉与数据对象类型索引作为一个数据项保存到智能装置客户端通讯配置文件中。然后，对智能装置模型中所有数据集项逐一循环处理，就得到所有数据对象、遥测、遥信或遥脉项以及与数据对象类型索引之间的对应配置数据。
4、客户端读取客户端通讯配置文件；
所述步骤（4）的IEC61850智能装置客户端读取客户端通讯配置文件的方法为：IEC61850智能装置客户端程序启动时，逐项读取步骤（4）生成的通讯配置文件。
5、客户端创建保存数据对象的数据结构；
所述步骤（5）的客户端创建保存数据对象的数据结构的方法为：根据步骤（5）读取到的一个数据项，根据数据对象类型索引值，检查该数据项的三遥测量量对应的数据对象是否已经初始化，如果没有初始化就从智能装置获取该数据对象的数据属性，为它创建一个保存该数据对象的数据结构，并把这个数据对象类型索引及数据结构保存到缓冲区中；如果该数据对象类型已经初始化，不需要从智能装置获取数据对象详细的数据属性，直接从数据缓冲区中取出与它对应的数据结构，并重新创建一个保存数据对象实例的新数据结构。
6、完成一个数据对象的初始化。
所述的完成一个数据对象的初始化的方法为：做完步骤（6）后就意味着一个记录三遥量的数据对象初始化完毕。重复步骤（4）至步骤（6），直到完成所有数据对象的初始化，IEC61850智能装置客户端通讯初始化过程结束。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种快速初始化IEC61850智能装置客户端通讯的方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：
（1）、智能变电站监控系统的导库子系统依据IEC61850标准解析变电站配置描述scd文件；
（2）、智能变电站监控系统根据步骤（1）对scd文件的解析，获取IEC61850智能装置IED模型包含的数据对象(DataObject)类型，并进行处理得到各数据对象类型的唯一索引；
（3）、保存数据对象类型与对应索引到智能装置IED客户端通讯配置文件，循环执行步骤（2）至步骤（3），直到所有IEC61850智能装置IED模型的数据对象处理结束；
（4）、智能装置IED客户端读取客户端通讯配置文件；
（5）、智能装置IED客户端创建保存数据对象的数据结构，完成一个数据对象的初始化；
（6）、循环执行步骤（4）至步骤（6），直到全部数据对象处理结束，完成客户端初始化过程。
2.根据权利要求1所述的一种快速初始化IEC61850智能装置客户端通讯的方法，其特征在于：
步骤（1）所述依据IEC61850标准解析scd文件包括：从scd文件的substation部分得到变电站、电压等级、间隔层、智能装置的层次关系，解析智能装置模型得到访问点（AccessPoint）、虚拟服务器（Server）、逻辑设备（LogiclDevice）、逻辑接点（LogiclNode）、数据对象（DataObject），并结合数据模版（DataTemplates）得到数据对象类型，从而得到每一个数据对象及其对应的数据对象类型。
3.根据权利要求1所述的一种快速初始化IEC61850智能装置客户端通讯的方法，其特征在于：
在步骤（2）中，使用现有的哈希算法对步骤（1）得到智能装置模型的数据对象类型进行处理，得到数据对象类型的唯一索引，保证智能装置模型中所有数据对象类型都有一个唯一的索引值与之对应。
4.根据权利要求1所述的一种快速初始化IEC61850智能装置客户端通讯的方法，其特征在于：
在步骤（3）中，根据智能装置模型中逻辑节点LLN0下数据对象实例的数据集项，导库子系统为每一个数据集项生成一个遥测、遥信或遥脉项，并结合步骤（2）生成的该数据对象类型对应的数据对象类型索引值，把这个遥测、遥信或遥脉与数据对象类型索引作为一条数据配置项保存到智能装置客户端通讯配置文件中，然后，对智能装置模型中所有数据集项逐一循环处理，就得到所有数据对象类型对应的的遥测、遥信或遥脉项以及与数据对象类型索引之间的对应配置数据，其中每一个数据集项对应于一个数据对象实例，所述数据对象实例是数据对象类型的一个具体实现。
5.根据权利要求1所述的一种快速初始化IEC61850智能装置客户端通讯的方法，其特征在于：
所述步骤（4）的智能装置客户端读取客户端通讯配置文件的方法为：智能装置客户端程序启动时，逐项读取步骤（4）生成的通讯配置文件。
6.根据权利要求1所述的一种快速初始化IEC61850智能装置客户端通讯的方法，其特征在于：
在步骤（5）中，当所述客户端读取到所述通讯配置文件中的一条数据配置项时，根据数据对象类型索引值，检查该数据配置项的三遥量对应的数据对象是否已经初始化，如果没有初始化，就从智能装置获取该数据对象的所有数据属性，为它创建一个保存该数据对象的数据结构，并把这个数据对象类型索引及数据结构保存到缓冲区中；如果该数据对象类型已经初始化，不需要从智能装置获取数据对象详细的数据属性，直接从数据缓冲区中取出与它对应的数据结构，并重新创建一个保存数据对象实例的新数据结构。
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