一种基于IEC61850的通信组件与应用组件的数据接口方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于IEC61850的通信组件与应用组件的数据接口方法及系统，数据接口方法包括：初始化解析配置文件；数据按分类格式放到共享内存，并通过地址关联映射到实时数据库对应区域；接入外部应用设备，按照各自规约接入系统，并按照接口协议的格式赋值实时数据库接口，IEC61850服务器与客户端通信，按不同服务将数据映射关联到共享内存，实时数据库接口应用程序按照不同功能数据发送不同消息，转换成保护测控规约格式，并发送给外部应用设备，实现与变电站二次设备信息交互的功能。本发明专利技术能够直接地完成IEC61850数据和数据库、多种高级应用数据池之间的接口处理，可应对大电网、智能站的发展需求，对现有设备的接入有重要的现实意义。

Data interface method and system for communication component and application component based on IEC61850

The invention relates to a method and system data interface communication module and Application module based on IEC61850, including the data interface initialization method: parsing configuration files; according to the classification data format to the shared memory, and by mapping the address correlation area corresponding to real-time database; access external applications, according to their respective protocol access system, and in accordance with the format of the assignment the real-time database interface protocol, IEC61850 server and client communications, according to different service mapping data related to shared memory, real-time database interface application program according to the different functions of different data transmission messages into protection protocol format, and sent to the external application equipment, exchange information with two substation equipment function. The invention can directly complete the interface between the IEC61850 data and the database and many advanced application data pool, can address the development needs of large power grids, intelligent station, has important practical significance to access the existing equipment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力系统自动化设备/产品的通讯接口实现方法，具体涉及一种基于IEC61850的通信组件与应用组件的数据接口方法及系统。
技术介绍
智能变电站中统一采用IEC61850标准进行通信，是智能变电站相关标准的基础。该标准通过抽象应用服务接口(AbstractCommunicationServiceInterface,简称ACSI)建立应用层上的抽象模型，描述各接口间的数据交换，采用面向对象的建模方法，基于IEC61850模型数据和传统设备实时数据接口多个环节必须重点处理不同模型之间的映射或转换处理。以往变电站自动化装置面向功能组织数据，设备中的通信软件处理部分，与应用功能实现部分有明显界限，二者之间可以通过公用的数据区进行交互，通信软件无需对这些数据进行转换。基于IEC61850的智能站对数据归类方法与此有本质区别，这也造成基于IEC61850通讯服务访问实时数据的困难，因此设计高效的基于IEC61850的二次设备功能软件模块接口、快速访问实时数据，实现高级应用显得尤为重要，也是实现二次设备互操作的关键。现在大部分厂家数据模型、数据接口、底层构架等标准不统一，从采集数据端到提供给站端的数据分开使用内存，消耗系统资源大，更新访问数据慢，数据不一致等给实际应用带来很多的不便。
技术实现思路
为解决上述现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种基于IEC61850的通信组件与应用组件的数据接口方法及系统，能够更加有效直接地完成IEC61850数据和数据库、多种高级应用数据池之间的接口处理，不仅可应对大电网、智能站的发展需求，对现有设备的接入也有重要的现实意义。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种基于IEC61850的通信组件与应用组件的数据接口方法，其改进之处在于，所述数据接口方法包括下述步骤：(1)初始化解析配置文件；(2)接入外部应用设备，数据按分类格式放到共享内存，并通过地址关联映射到实时数据库对应区域；(3)按照接口协议的格式赋值实时数据库接口，通过实时数据库提供的函数和消息总线读写数据库；(4)IEC61850服务器与客户端通信，按不同服务将数据映射关联到共享内存与数据库；(5)实时数据库接口应用程序按照不同功能数据发送不同消息，转换成保护、测控规约格式，并发送给外部应用设备，实现与变电站二次设备信息交互的功能。进一步地，所述步骤(1)中，IEC61850服务器按映射文件(映射文件建立IEC61850数据索引和其他接口应用数据的关联关系。程序解析该文件以后放到IEC61850共享内存中)建立IEC61850数据和共享内存数据的关联，映射文件中遥测、遥信信息序号按共享内存区遥测、遥信数据定义顺序配置。进一步地，所述步骤(2)中，外部应用设备包括保护装置、测控装置和智能组件。进一步地，所述步骤(3)中，IEC61850服务器接收控制命令转换成本地命令的站号、点号，并赋值实时数据库接口应用接口程序。本专利技术还提供一种基于IEC61850的通信组件与应用组件的数据接口方法的数据接口系统，其改进之处在于，所述系统位于间隔层，包括通信组件与应用组件，所述通信组件包括：1)抽象通信服务和映射模块，用于完成从核心服务映射ACSI到通信协议的转换，包括IEC61850信息和通信模型的建立，并映射到制造报文规范协议MMS、简单网络时间协议SNTP、面向通用对象的变电站事件GOOSE和采样值传输SV；2)XML配置文件解析模块，用于打开并解析XML格式文件、自定义的与接口和服务相关的配置文件；3)制造报文规范协议栈模块，基于TCP/IP协议栈，用于完成包括制造报文规范协议MMS、关联控制服务元素ACSE、面向连接的表示层协议编解码的处理；4)ASN.1编解码模块，用于完成依据编码规则，对于基本数据类型、标记的编解码处理；所述应用组件包括：1)应用模型映射模块，用于完成IEC61850通信模型与应用功能模型的转换；IEC61850通信模型为树形结构信息，应用功能模型通常为表结构的点表信息；2)实时库接口模块，提供轻量级的实时数据库和进程间的访问接口，实时数据库位于IEC61850共享内存中。进一步地，IEC61850共享内存的映射包括：应用接口程序按数据库函数读写格式将遥测、遥信、遥控和SOE数据填入实时数据库相应位置，IEC61850服务器从IEC61850共享内存取测量/开入及遥信/SOE信息，实时更新遥测、遥信、遥控和SOE数据；或按接入来源不同通过读写函数或地址与实时数据库交互数据。进一步地，保护装置、测控装置通过保护、测控接口接入实时数据库；光纤测温装置和侵入波装置通过监测IED接口接入实时数据库；智能终端GOOSE任务通过消息队列并和IEC61850共享内存关联。进一步地，所述数据接口系统通过消息总线传送控制命令短信息并接收来自变电站层控制命令。本专利技术提供的技术方案具有的优异效果是：本专利技术基于IEC61850的通信组件与其他应用组件采用接口模块与共享内存协同合作的方式进行信息交互，避免信息孤岛，也适合实现协议转换后接口处理等功能，具有较好的通用性。基于IEC61850标准的通用接口的设计与实现，使不同的应用，如保护、测控、智能组件等，能简单、方便的与之交换数据，并将现有智能设备的数据信息集成统一管理，保护系统的数据完整，降低系统集成的成本，对当前智能电网的升级改造具有重要意义。本专利技术采用的实时库完全自主开发，简洁、高效，保证了数据双向交互的实时性，可实现常规或传统电力协议与IEC61850通讯协议的双向实时交互。本专利技术解决基于IEC61850的模型数据和其他应用数据接口实现方法，提出整体解决方案，并提高数据访问速度。设计立足于已有的基础，既考虑与IEC61850模型和服务匹配，也考虑与传统数据接口兼容。附图说明图1是本专利技术提供的IEC61850与应用功能软件接口信息交互示意图；图2是本专利技术提供的遥控功能实施流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。以下描述和附图充分地示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本专利技术的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于IEC61850的通信组件与应用组件的数据接口方法，其特征在于，所述数据接口方法包括下述步骤：(1)初始化解析配置文件；(2)接入外部应用设备，数据按分类格式放到共享内存，并通过地址关联映射到实时数据库对应区域；(3)按照接口协议的格式赋值实时数据库接口，通过实时数据库提供的函数和消息总线读写数据库；(4)IEC61850服务器与客户端通信，按不同服务将数据映射关联到共享内存与数据库；(5)实时数据库接口应用程序按照不同功能数据发送不同消息，转换成保护、测控规约格式，并发送给外部应用设备，实现与变电站二次设备信息交互的功能。

【技术特征摘要】
1.一种基于IEC61850的通信组件与应用组件的数据接口方法，其特征在于，所述数据
接口方法包括下述步骤：
(1)初始化解析配置文件；
(2)接入外部应用设备，数据按分类格式放到共享内存，并通过地址关联映射到实时数
据库对应区域；
(3)按照接口协议的格式赋值实时数据库接口，通过实时数据库提供的函数和消息总线
读写数据库；
(4)IEC61850服务器与客户端通信，按不同服务将数据映射关联到共享内存与数据库；
(5)实时数据库接口应用程序按照不同功能数据发送不同消息，转换成保护、测控规约
格式，并发送给外部应用设备，实现与变电站二次设备信息交互的功能。
2.如权利要求1所述的通信组件与应用组件的数据接口方法，其特征在于，所述步骤(1)
中，IEC61850服务器按映射文件建立IEC61850数据和共享内存数据的关联，映射文件中遥
测、遥信信息序号按共享内存区遥测、遥信数据定义顺序配置。
3.如权利要求1所述的通信组件与应用组件的数据接口方法，其特征在于，所述步骤(2)
中，外部应用设备包括保护装置、测控装置和智能组件；与应用组件接口，提供轻量级的实
时数据库和访问进程间的接口，所述实时数据库位于共享内存中，设计接口协议，采用接口
函数格式实现应用功能。
4.如权利要求1所述的通信组件与应用组件的数据接口方法，其特征在于，所述步骤(3)
中，IEC61850服务器接收控制命令转换成本地命令的站号、点号，并赋值实时数据库接口应
用接口程序。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的基于IEC61850的通信组件与应用组件的数据接
口方法的数据接口系统，其特征在于，所述系统位于间隔层，包括通信组件与应用组件，所
述通信组件包括：1)抽象通信服务和映射模块，用于完成从核心服务映射ACSI到通信协议
的转换，包括IEC61850信息和通信模型的建立...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘润花，侯鹏，李冰，申仲涛，马晓光，陈翔宇，曹楠，王冬青，蔡振才，唐志军，周晓东，翟博龙，
申请(专利权)人：国家电网公司，南京南瑞集团公司，国网福建省电力有限公司，国网福建省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11