一种面向IEC61850的建模方法技术

一种面向IEC61850的建模方法，用于智能变电站IEC61850建模应用。通过分层、规范建模逻辑，并使用继承、工厂等设计，实现了最优解析器无缝切换、易扩展和高可移植的建模方法。通过该方法的使用，对于多种模型如ICD、CID、IID、SCD、SED、SSD等的处理，以及IEC61850正在多个不同领域衍生模型规范应用的情况，可以有效提高建模效率及质量，降低成本。

A IEC61850 oriented modeling method

A IEC61850 oriented modeling method for intelligent substation IEC61850 modeling applications. Based on the hierarchical and standard modeling logic, and the use of inheritance, factories and other design, to achieve the best parser seamless switching, easy to expand and high transplant model. By using this method, for the treatment of various models such as ICD, CID, IID, SCD, SED, SSD, and IEC61850 are many different areas derived model specification application, can effectively improve the modeling efficiency and quality, reduce the cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种面向IEC61850的建模方法，属于电力自动化
，特别是用于智能变电站IEC61850建模应用。
技术介绍
IEC61850是一个面向变电站网络通信的标准体系，从功能、模型、通信等方面进行了规范，具有良好的扩展性，尤其在模型方面制定的SCL(变电站配置语言)规范提供了一种结构清晰、可灵活定义的机制，而且覆盖了设备建模、变电站配置描述等多个方面，对业务的适用性广，因此，发展到第二版时，最为显著也是最多的变化内容主要集中在模型规范的衍生，如状态监测、新能源、配网自动化等领域。SCL(变电站配置语言)是一种基于由W3C(万维网联盟)发布的XML(可扩展标记语言)规范的衍生规范。XML是一种结构化的文档类型，包括文档树形结构及节点、属性、节点集合等数据。XML解析器用于对XML文档及其数据的处理，实现一个性能优越且功能完备的XML解析器存在的技术难点很多，所以目前对XML文档的处理普遍直接采用第三方XML解析器，由于这些XML解析器由不同厂家研制，对XML处理的支持程度、数据定义及功能接口定义等不尽相同。SCL模型文件遵循XML文件格式，因此，当直接采用第三方XML解析器对SCL文件进行处理时，处理实现逻辑与XML解析器耦合度很高，当所依赖的XML解析器不能支持新的应用(如新的操作系统)，或者要改为性能更优的解析器时，存在移植性差、扩展困难、重复开发等问题。SCL规范定义的内容除了一些基本框架性语义外，还特化定义了用于不同业务范围的具体规范，包括用于设备配置的ICD/CID/IID文件规范，用于变电站配置的SCD/SED文件规范，用于变电站一次系统配置的SSD文件规范等，不同类型文件间存在特定处理差异。如果不同业务的具体模型应用未统一考虑时，如ICD和SCD的模型应用通常在不同的业务范围，则重复开发等问题更严重。如上所述，现有IEC61850建模应用中最为突出的是质量问题和成本问题，同时考虑到IEC61850第二版中大量模型规范的衍生应用及后续发展的需要，有必要研究一种新的建模方法兼顾质量、移植性、扩展性，有效较低重复开发导致的成本。
技术实现思路
为了克服上述已有技术的不足，本专利技术提供了一种面向IEC61850的建模方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种面向IEC61850的建模方法，其特征在于，所述建模方法包括以下步骤：(1)设计XML规范层，所述XML规范层按照可扩展标记语言XML规范定义了用于XML的文档、节点和节点集的XML处理接口；(2)所述XML实现层基于步骤(1)中所述XML规范层定义的XML处理接口对第三方XML解析器提供的XML处理接口进行封装，不同的XML解析器封装为不同的所述XML实现层实例；(3)设计SCL规范层，所述SCL规范层按照IEC61850的SCL规范使用步骤(1)中所述XML规范层定义的XML处理接口设计实现用于变电站配置语言SCL的SCL处理接口，所述SCL处理接口包括对SCL规范定义的层次结构、节点类型、节点间的关联关系、节点查询、节点实例化的SCL处理接口；(4)设计SCL特化层，所述SCL特化层基于步骤(3)中所述SCL规范层定义的SCL处理接口，设计实现对SCL规范中细分的不同类型规范定义的层次结构、节点类型、节点间的关联关系、节点查询、节点实例化的处理接口，包括：用于变电站二次设备建模的ICD、CID、IID规范的处理接口，用于变电站配置的SCD、SED规范的处理接口，用于变电站一次系统和二次设备关联配置的SSD规范的处理接口；(5)设计SCL应用层，所述SCL应用层基于步骤(4)中所述SCL特化层定义的处理接口设计实现变电站及其设备的建模应用，包括：使用ICD、CID、IID处理接口实现变电站二次设备的建模应用，使用SCD、SED处理接口实现变电站配置应用，使用SSD处理接口实现变电站一次系统和二次设备关联配置应用。本专利技术还可以进一步优选以下技术方案：在步骤(1)中，所述XML规范层严格按照可扩展标记语言XML规范中定义的XML处理功能的含义、接口名称和接口参数进行定义。在步骤(2)中，所述XML实现层对第三方XML解析器封装后的XML处理接口不能有任何第三方XML解析器的私有定义，以确保所述XML规范层实现实例的规范化、可替换、可扩展；当所封装的XML解析器不支持某个功能时，对应封装的XML处理接口返回功能不支持提示信息。在步骤(3)中，所述SCL规范层严格按照变电站配置语言SCL规范中定义的层次结构、节点类型、节点间的关联关系、节点查询、节点实例化设计SCL处理接口；所述SCL处理接口的名称及参数按照IEC61850规范中以统一建模语言UML方式定义的名称和参数进行设计，所述SCL规范层仅使用所述XML规范层定义的XML处理接口。在步骤(4)中，所述SCL特化层严格按照变电站配置语言SCL规范中细分的不同类型规范定义的层次结构、节点类型、节点间的关联关系、节点查询、节点实例化设计处理接口，所述SCL特化层仅使用所述SCL规范层。与已有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的方法对于多种模型如ICD、SCD、SSD、IID、SED等的处理，以及IEC61850正在多个不同领域衍生模型规范应用的情况，可以有效提高建模效率及质量，降低成本。附图说明图1为本专利技术的面向IEC61850的建模方法流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。在图1中，本专利技术的面向IEC61850的建模方法核心是基于XML规范和SCL规范进行分层、规范化设计，实现一种建模框架方法，以便达到不同应用层级和应用范围的有效复用，以及灵活的扩展性。有关XML规范中对XML的文档、节点和节点集的规范定义、SCL规范中对SCL的层次结构、节点类型、节点间的关联关系、节点查询、节点实例化的规范定义，在本专利技术中全部按规范定义分别设计XML处理接口和SCL处理接口，由于这些规范内容非常多，并在相应规范中有详细定义，因此在本专利技术中不一一列出。本专利技术的建模方法使用C/C++语言，实际设计实现了几种XML实现层20，都基于第三方XML解析器，主要有libxml2、pugi xml、minixml、msxml，为了便于本专利技术的说明，下文中以libxml2解析器为例进行说明。本专利技术的面向IEC61850的建模方法包括以下步骤：(1)设计XML规范层10。扩展标记语言XML规范定义了用于XML的文档、节点和节点集的处理接口，本专利技术严格按照XML规范中定义的XML处理接口的含义、名称即参数定义XML规范层10。XML规范层10是XML实现层20的设计依据，同时是SCL规范层30的设计基础，因此首先设计。由W3C(万维网联盟)制定的XML规范定义的内容很多，基本类型是节点，即任何内容均按节点类型处理，主要有文档节点、元素节点、属性节点、节点集等处理的处理接口，以及对XML查询的XPATH语法和XML规范大纲XSD等。目前能够全面支持XML规范所有功能的第三方XML解析器不多，严格遵循XML规范(如规范定义的XML处理接口名称及参数)的XML解析器更少，如目前常用的XML解析器主要有微软的msxml、w3c维护的libxml2、IBM的xerces等，其中仅有xer本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向IEC61850的建模方法，用于智能变电站IEC61850建模应用，其特征在于：通过分层、规范建模逻辑，并使用继承设计实现最优解析器无缝切换和可移植的建模方法。

【技术特征摘要】
1.一种面向IEC61850的建模方法，用于智能变电站IEC61850建模应用，其特征在于：通过分层、规范建模逻辑，并使用继承设计实现最优解析器无缝切换和可移植的建模方法。2.一种面向IEC61850的建模方法，其特征在于，所述建模方法包括以下步骤：(1)设计XML规范层，所述XML规范层按照可扩展标记语言XML规范定义了用于XML的文档、节点和节点集的XML处理接口；(2)设计XML实现层，所述XML实现层基于步骤(1)中所述XML规范层定义的XML处理接口对第三方XML解析器提供的XML处理接口进行封装，不同的XML解析器封装为不同的所述XML实现层实例；(3)设计SCL规范层，所述SCL规范层按照IEC61850的SCL规范使用步骤(1)中所述XML规范层定义的XML处理接口设计实现用于变电站配置语言SCL的SCL处理接口，所述SCL处理接口包括对SCL规范定义的层次结构、节点类型、节点间的关联关系、节点查询、节点实例化的SCL处理接口；(4)设计SCL特化层，所述SCL特化层基于步骤(3)中所述SCL规范层定义的SCL处理接口设计实现对SCL规范中细分的不同类型规范定义的层次结构、节点类型、节点间的关联关系、节点查询、节点实例化的处理接口，包括：用于变电站二次设备建模的ICD、CID、IID规范的处理接口，用于变电站配置的SCD、SED规范的处理接口，用于变电站一次系统和二次设备关联配置的SSD规范的处理接口；(5)设计SCL应用层，所述SCL应用层基于步骤(4)中所述SCL特化层定义的处理接口设计实现变电站及其设备的建模应用，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治民，周毅，蒋森维，王文涛，张蕾，邱泽伟，
申请(专利权)人：北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11