基于IEC 61850的在線監測數據模型映射方法技術

本發明專利技術涉及在線監測的技術領域，尤其涉及一種基于IEC61850的在線監測數據模型映射方法。通過IEC61850模型與各監測裝置廠家協議模型映射的方法，完成通信協議規約轉換，實現變電站現場在線監測裝置監測數據到綜合監測單元的接入、存儲、轉發，完成在線監測數據到站端監測單元的標準化接入；基于IEC61850的在線監測數據模型映射方法，在規范各廠家監測裝置數據接入接口規范基礎上，采用基于嵌入式數據庫以事件為中心的映射方法。本發明專利技術完成了傳統在線監測裝置的監測數據模型到IEC61850數據模型的映射過程，實現了多種類監測裝置接入的高效、統一管理，使工作效率得到了顯著的提高。

【技術實現步驟摘要】
基于IEC61850的在線監測數據模型映射方法
本專利技術涉及在線監測的
，尤其涉及一種基于IEC61850的在線監測數據模型映射方法。
技術介紹
國家電網公司推出了一系列標準，規定了智能變電站站端監測單元(CAC)接入各類綜合監測單元（或符合IEC61850標準通信要求的在線監測裝置）都必須遵循I1接口規范。現階段變電站在線監測裝置的監測數據接入除變壓器、電抗器等高壓設備的油中溶解氣體、局部放電監測裝置在綜合考慮了一次設備的重要性、經濟性等因素的基礎上滿足IEC61850通信標準外，大多數在線監測裝置的通信仍然采用Modbus、IEC60870-5-101/103/104等協議以及在線監測廠家定義的私有協議。從傳統在線監測裝置的監測數據模型到IEC61850數據模型的映射是接入過程中亟需解決的關鍵問題。IEC61850-8-1標準將抽象通信服務接口模型映射到制造報文規范、ISO/IEC8802-3標準滿足站控層網絡通信要求。過程層網絡通信協議多樣，在線監測數據的接入沒有統一的建模規范，接入協議管理復雜。目前已經有關于Modbus等協議和IEC61850標準模型直接映射的方法研究，但這種方法適合于單一通信協議的規約轉換，對于接入裝置種類多樣，監測類型較多的綜合監測單元來說，對在線監測數據接入的統一管理及接入效率不利。
技術實現思路
針對現有技術中存在的上述不足之處，本專利技術提供了一種基于IEC61850的在線監測數據模型映射方法，是在統一在線監測裝置接入接口規范的基礎上，數據模型映射采用以事件為中心的映射方法，通過基于嵌入式數據庫的數據映射及尋址方法，完成傳統監測裝置監測數據與IEC61850標準數據模型的映射。本專利技術是通過以下技術方案實現的：基于IEC61850的在線監測數據模型映射方法是：通過IEC61850模型與各監測裝置廠家協議模型映射的方法，完成通信協議規約轉換，實現變電站現場在線監測裝置監測數據到綜合監測單元的接入、存儲、轉發，完成在線監測數據到站端監測單元的標準化接入；在規范各廠家監測裝置數據接入采用統一的I0接口規范基礎上，采用基于嵌入式數據庫以事件為中心的映射方法。規范了各廠家監測裝置的數據接入統一采用基于Modbus的I0接口，并通過基于嵌入式數據庫的數據映射尋址方法，完成傳統監測裝置監測數據與IEC61850標準模型的映射。本專利技術具有以下優點及有益效果：1、建立統一的、易擴展的數據庫存儲表結構，進行時間序列存盤，實現接入的在線監測數據的集中管理和數據映射，具有適應綜合監測單元的標準接口與上層平臺通信；2、提出了以事件為中心的基于IEC61850標準化數據模型的映射方法，方便接入層裝置協議的數據轉換；3、統一了監測裝置的通信接口，規范了在線監測裝置的接入接口規范。本專利技術是在綜合監測單元的研發過程中，提出的一種在規范各廠家監測裝置數據接入接口規范的基礎上，采用基于IEC61850標準的以事件為中心與各監測裝置廠家協議模型映射的方法，完成通信協議規約轉換，實現變電站現場在線監測裝置監測數據到綜合監測單元的接入、存儲、轉發，完成在線監測數據到站端監測單元的標準化接入。通過便于數據映射的數據庫表存儲結構的設計，完成傳統監測裝置監測數據與IEC61850標準模型的映射。完成傳統在線監測裝置的監測數據模型到IEC61850數據模型的映射過程，實現多種類監測裝置接入的高效、統一管理，使工作效率得到了顯著的提高。附圖說明圖1為本專利技術的綜合監測單元數據映射方法示意圖；圖2為本專利技術的綜合監測單元系統結構示意圖；圖3為本專利技術的智能變電站在線監測系統接口示意圖；圖4為本專利技術的在線監測數據數據庫存儲結構示意圖。下面結合附圖及具體實施實例對本專利技術做進一步的詳細說明。具體實施方式實施例1：本專利技術是一種基于IEC61850的在線監測數據模型映射方法。是通過IEC61850模型與各監測裝置廠家協議模型映射的方法，完成通信協議規約轉換，實現變電站現場在線監測裝置監測數據到綜合監測單元的接入、存儲、轉發，完成在線監測數據到站端監測單元的標準化接入。基于IEC61850的在線監測數據模型映射方法，規范了各廠家監測裝置數據接入統一采用基于Modbus的I0接口，采用以事件為中心方法完成數據模型映射。本專利技術實施方案如下：圖1為綜合監測單元數據映射方法示意圖，從圖中可看出綜合監測單元協議規約轉換方法及過程。圖2為綜合監測單元系統結構示意圖，從圖中可以看出綜合監測單元在站內狀態監測系統中的功能及作用。圖3為智能變電站在線監測系統接口示意圖，描述了智能變電站在線監測系統站內接口關系。圖1描述了智能變電站綜合監測單元將各廠家監測裝置以統一的I0接口規范接入，并采用基于嵌入式數據庫的存取方式，將數據庫表與IEC61850邏輯節點數據對象建立一一對應關系，完成標準化數據尋址與映射。圖2以系統的視角描述了綜合監測單元的功能，并描述了監測數據接入的數據流向及軟件結構。圖3描述了智能變電站在線監測系統接口，智能變電站在線監測系統由站控層設備，包括站端監測單元、綜合應用服務器、數據通信網關機等；綜合監測單元；監測裝置組成。狀態監測系統的接口包括兩個部分：一是狀態監測系統內部的接口，二是與外部系統的接口。其中I0、I1是狀態監測系統內部接口，I2、I3是系統與外部系統間的接口。綜合監測單元作為在線監測系統發展的過渡裝置，出于成本控制和安裝方面考慮，對于功能單一的監測裝置，例如避雷器、鐵芯接地電流監測裝置；采用統一的I0接口規范，對數據進行加工處理，實現與站端監測單元進行標準化數據通信。CAC主要用于非智能站，負責一次高壓設備的在線監測數據接入、處理和主站轉發的功能，并能轉發主站對在線監測裝置的控制指令，為主站提供基礎支撐。站端監測單元以變電站為對象，承擔站內全部監測數據的分析和對監測裝置、綜合監測單元的管理，并具有CAC的功能與上層平臺通信。1、IEC61850數據對象引用與狀態監測數據庫存儲地址映射。IEC61850標準對象引用被用于IEC61850標準分層信息模型中唯一標識一個類實例，基本結構為:LDName/LNName.DataName[.DataName[…]].DataAttributeName[.DAComponentName[…]]。其中,“/”用于將邏輯設備名稱和邏輯節點名稱分開，“.”用于將更深層次的數據與數據屬性的名稱分開。接入數據模型的存儲由設備地址映射關系表和狀態監測數據存儲表組成。其中設備地址映射關系表主要包括圖4所示字段構成，MapName記錄IEC61850標準中的邏輯節點實例名，ID記錄該監測裝置的邏輯地址，Addr記錄狀態監測裝置的IP或串口地址等物理地址，Type記錄狀態監測項名稱，同時可以兼做狀態監測存儲表名，作為狀態監測存儲表索引記錄，ComStat記錄每一個接入綜合監測單元的監測設備與綜合監測單元的通信狀態。如圖4所示，圖4記錄了狀態監測存儲表結構和存儲策略，除了包括常規狀態監測的監測數據參量以外，還包括每個監測數據的數據品質信息。數據模型映射的第一步是建立IEC61850標準對象引用與狀態監測數據存儲位置的映射。邏輯設備實例映射為數據庫名，設備地址映射關系表和狀態監測數據存儲表均存在于同一數本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于IEC?61850的在線監測數據模型映射方法，其特征是：通過IEC?61850模型與各監測裝置廠家協議模型映射的方法，完成通信協議規約轉換，實現變電站現場在線監測裝置監測數據到綜合監測單元的接入、存儲、轉發，完成在線監測數據到站端監測單元的標準化接入；在規范各廠家監測裝置數據接入采用統一的I0接口規范基礎上，采用基于嵌入式數據庫以事件為中心的映射方法。

【技術特征摘要】
1.基于IEC61850的在線監測數據模型映射方法，其特征是：通過IEC61850模型與各監測裝置廠家協議模型映射的方法，完成通信協議規約轉換，實現變電站現場在線監測裝置監測數據到綜合監測單元的接入或存儲或轉發，完成在線監測數據到站端監測單元的標準化接入；在規范各廠家監測裝置數據接入采用統一的I0接口規范基礎上，采用基于嵌入式數據庫以事件為中心的映射方法；規范了各廠家監測裝置的數據接入采用統一的基于Modbus的I0接口，并通過以事件為中心的數據映射尋址方法，完成傳統監測裝置監測數據與IEC61850標準模型的映射；所述模型映射的方法是智能變電站綜合監測單元將各廠家監測裝置以統一的I0接口規范接入，并采用基于嵌入式數據庫的存取方式，將數據庫表與IEC61850邏輯節點數據對象建立一一對應關系，完成標準化數據尋址與映射；變電站現場在線監測系統由站控層設備，包括站端監測單元、綜合應用服務器、數據通信網關機、綜合監測單元、監測裝置組成；狀態監測系統的接口包括兩個部分：一是狀態監測系統內部的接口，二是與外部系統的接口；其中I0和I1是狀態監測系統內部接口，I2和I3是系統與外部系統間的接口；綜合監測單元作為在線監測系統發展的過渡裝置，出于成本控制和安裝方面考慮，對于功能單一的監測裝置，包括避雷器和鐵芯接地電流監測裝置，采用統一的I0接口規范，對數據進行加工處理，實現與站端監測單元進行標準化數據通信；站端監測單元CAC用于非智能站，負責一次高壓設備的在線監測數據接入、處理和主站轉發的功能，并能轉發主站對在線監測裝置的控制指令，為主站提供基礎支撐；站端監測單元以變電站為對象，承擔站內全部監測數據的分析和對監測裝置，綜合監測單元的管理，并具有CAC的功能與上層平臺通信；IEC61850數據對象引用與狀態監測數據庫存儲地址映射：IEC61850標準對象引用被用于IEC61850標準分層信息模型中唯一標識一個類實例，基本結構為:LDName/LNName.DataName[.DataName[…]].DataAttributeName[.DAComponentName[…]]；其中,“/”用于將邏輯設備名稱和邏輯節點名稱分開，“.”用于將更深層次的數據與數據屬性的名稱分開；接入數據模型的存儲由設備地址映射關系表和狀態監測數據存儲表組成，其中設備地址映射關系包括：MapName記錄IEC61850標準中的邏輯節點實例名，ID記錄該監測裝置的邏輯地址，Addr記錄狀態監測裝置的IP或串口地址物理地址，Type記錄狀態監測項名稱，同時兼做狀態監測存儲表名，作為狀態監測存儲表索引記錄，ComStat記錄每一個接入綜合監測單元的監測設備與綜合監測單元的通信狀態；狀態監測存儲表結構和存儲策略除了包括常規狀態監...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高強，耿寶宏，韓月，程大偉，李艷丹，陳虹全，信守業，郭勁松，劉天遠，于淼，鐘川，耿建，
申請(專利權)人：國家電網公司，國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧東科電力有限公司，
類型：發明
國別省市：