基于IEC 61850的在线监测数据模型映射方法技术

本发明专利技术涉及在线监测的技术领域，尤其涉及一种基于IEC61850的在线监测数据模型映射方法。通过IEC61850模型与各监测装置厂家协议模型映射的方法，完成通信协议规约转换，实现变电站现场在线监测装置监测数据到综合监测单元的接入、存储、转发，完成在线监测数据到站端监测单元的标准化接入；基于IEC61850的在线监测数据模型映射方法，在规范各厂家监测装置数据接入接口规范基础上，采用基于嵌入式数据库以事件为中心的映射方法。本发明专利技术完成了传统在线监测装置的监测数据模型到IEC61850数据模型的映射过程，实现了多种类监测装置接入的高效、统一管理，使工作效率得到了显著的提高。

【技术实现步骤摘要】
基于IEC61850的在线监测数据模型映射方法
本专利技术涉及在线监测的
，尤其涉及一种基于IEC61850的在线监测数据模型映射方法。
技术介绍
国家电网公司推出了一系列标准，规定了智能变电站站端监测单元(CAC)接入各类综合监测单元（或符合IEC61850标准通信要求的在线监测装置）都必须遵循I1接口规范。现阶段变电站在线监测装置的监测数据接入除变压器、电抗器等高压设备的油中溶解气体、局部放电监测装置在综合考虑了一次设备的重要性、经济性等因素的基础上满足IEC61850通信标准外，大多数在线监测装置的通信仍然采用Modbus、IEC60870-5-101/103/104等协议以及在线监测厂家定义的私有协议。从传统在线监测装置的监测数据模型到IEC61850数据模型的映射是接入过程中亟需解决的关键问题。IEC61850-8-1标准将抽象通信服务接口模型映射到制造报文规范、ISO/IEC8802-3标准满足站控层网络通信要求。过程层网络通信协议多样，在线监测数据的接入没有统一的建模规范，接入协议管理复杂。目前已经有关于Modbus等协议和IEC61850标准模型直接映射的方法研究，但这种方法适合于单一通信协议的规约转换，对于接入装置种类多样，监测类型较多的综合监测单元来说，对在线监测数据接入的统一管理及接入效率不利。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足之处，本专利技术提供了一种基于IEC61850的在线监测数据模型映射方法，是在统一在线监测装置接入接口规范的基础上，数据模型映射采用以事件为中心的映射方法，通过基于嵌入式数据库的数据映射及寻址方法，完成传统监测装置监测数据与IEC61850标准数据模型的映射。本专利技术是通过以下技术方案实现的：基于IEC61850的在线监测数据模型映射方法是：通过IEC61850模型与各监测装置厂家协议模型映射的方法，完成通信协议规约转换，实现变电站现场在线监测装置监测数据到综合监测单元的接入、存储、转发，完成在线监测数据到站端监测单元的标准化接入；在规范各厂家监测装置数据接入采用统一的I0接口规范基础上，采用基于嵌入式数据库以事件为中心的映射方法。规范了各厂家监测装置的数据接入统一采用基于Modbus的I0接口，并通过基于嵌入式数据库的数据映射寻址方法，完成传统监测装置监测数据与IEC61850标准模型的映射。本专利技术具有以下优点及有益效果：1、建立统一的、易扩展的数据库存储表结构，进行时间序列存盘，实现接入的在线监测数据的集中管理和数据映射，具有适应综合监测单元的标准接口与上层平台通信；2、提出了以事件为中心的基于IEC61850标准化数据模型的映射方法，方便接入层装置协议的数据转换；3、统一了监测装置的通信接口，规范了在线监测装置的接入接口规范。本专利技术是在综合监测单元的研发过程中，提出的一种在规范各厂家监测装置数据接入接口规范的基础上，采用基于IEC61850标准的以事件为中心与各监测装置厂家协议模型映射的方法，完成通信协议规约转换，实现变电站现场在线监测装置监测数据到综合监测单元的接入、存储、转发，完成在线监测数据到站端监测单元的标准化接入。通过便于数据映射的数据库表存储结构的设计，完成传统监测装置监测数据与IEC61850标准模型的映射。完成传统在线监测装置的监测数据模型到IEC61850数据模型的映射过程，实现多种类监测装置接入的高效、统一管理，使工作效率得到了显著的提高。附图说明图1为本专利技术的综合监测单元数据映射方法示意图；图2为本专利技术的综合监测单元系统结构示意图；图3为本专利技术的智能变电站在线监测系统接口示意图；图4为本专利技术的在线监测数据数据库存储结构示意图。下面结合附图及具体实施实例对本专利技术做进一步的详细说明。具体实施方式实施例1：本专利技术是一种基于IEC61850的在线监测数据模型映射方法。是通过IEC61850模型与各监测装置厂家协议模型映射的方法，完成通信协议规约转换，实现变电站现场在线监测装置监测数据到综合监测单元的接入、存储、转发，完成在线监测数据到站端监测单元的标准化接入。基于IEC61850的在线监测数据模型映射方法，规范了各厂家监测装置数据接入统一采用基于Modbus的I0接口，采用以事件为中心方法完成数据模型映射。本专利技术实施方案如下：图1为综合监测单元数据映射方法示意图，从图中可看出综合监测单元协议规约转换方法及过程。图2为综合监测单元系统结构示意图，从图中可以看出综合监测单元在站内状态监测系统中的功能及作用。图3为智能变电站在线监测系统接口示意图，描述了智能变电站在线监测系统站内接口关系。图1描述了智能变电站综合监测单元将各厂家监测装置以统一的I0接口规范接入，并采用基于嵌入式数据库的存取方式，将数据库表与IEC61850逻辑节点数据对象建立一一对应关系，完成标准化数据寻址与映射。图2以系统的视角描述了综合监测单元的功能，并描述了监测数据接入的数据流向及软件结构。图3描述了智能变电站在线监测系统接口，智能变电站在线监测系统由站控层设备，包括站端监测单元、综合应用服务器、数据通信网关机等；综合监测单元；监测装置组成。状态监测系统的接口包括两个部分：一是状态监测系统内部的接口，二是与外部系统的接口。其中I0、I1是状态监测系统内部接口，I2、I3是系统与外部系统间的接口。综合监测单元作为在线监测系统发展的过渡装置，出于成本控制和安装方面考虑，对于功能单一的监测装置，例如避雷器、铁芯接地电流监测装置；采用统一的I0接口规范，对数据进行加工处理，实现与站端监测单元进行标准化数据通信。CAC主要用于非智能站，负责一次高压设备的在线监测数据接入、处理和主站转发的功能，并能转发主站对在线监测装置的控制指令，为主站提供基础支撑。站端监测单元以变电站为对象，承担站内全部监测数据的分析和对监测装置、综合监测单元的管理，并具有CAC的功能与上层平台通信。1、IEC61850数据对象引用与状态监测数据库存储地址映射。IEC61850标准对象引用被用于IEC61850标准分层信息模型中唯一标识一个类实例，基本结构为:LDName/LNName.DataName[.DataName[…]].DataAttributeName[.DAComponentName[…]]。其中,“/”用于将逻辑设备名称和逻辑节点名称分开，“.”用于将更深层次的数据与数据属性的名称分开。接入数据模型的存储由设备地址映射关系表和状态监测数据存储表组成。其中设备地址映射关系表主要包括图4所示字段构成，MapName记录IEC61850标准中的逻辑节点实例名，ID记录该监测装置的逻辑地址，Addr记录状态监测装置的IP或串口地址等物理地址，Type记录状态监测项名称，同时可以兼做状态监测存储表名，作为状态监测存储表索引记录，ComStat记录每一个接入综合监测单元的监测设备与综合监测单元的通信状态。如图4所示，图4记录了状态监测存储表结构和存储策略，除了包括常规状态监测的监测数据参量以外，还包括每个监测数据的数据品质信息。数据模型映射的第一步是建立IEC61850标准对象引用与状态监测数据存储位置的映射。逻辑设备实例映射为数据库名，设备地址映射关系表和状态监测数据存储表均存在于同一数本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于IEC?61850的在线监测数据模型映射方法，其特征是：通过IEC?61850模型与各监测装置厂家协议模型映射的方法，完成通信协议规约转换，实现变电站现场在线监测装置监测数据到综合监测单元的接入、存储、转发，完成在线监测数据到站端监测单元的标准化接入；在规范各厂家监测装置数据接入采用统一的I0接口规范基础上，采用基于嵌入式数据库以事件为中心的映射方法。

【技术特征摘要】
1.基于IEC61850的在线监测数据模型映射方法，其特征是：通过IEC61850模型与各监测装置厂家协议模型映射的方法，完成通信协议规约转换，实现变电站现场在线监测装置监测数据到综合监测单元的接入或存储或转发，完成在线监测数据到站端监测单元的标准化接入；在规范各厂家监测装置数据接入采用统一的I0接口规范基础上，采用基于嵌入式数据库以事件为中心的映射方法；规范了各厂家监测装置的数据接入采用统一的基于Modbus的I0接口，并通过以事件为中心的数据映射寻址方法，完成传统监测装置监测数据与IEC61850标准模型的映射；所述模型映射的方法是智能变电站综合监测单元将各厂家监测装置以统一的I0接口规范接入，并采用基于嵌入式数据库的存取方式，将数据库表与IEC61850逻辑节点数据对象建立一一对应关系，完成标准化数据寻址与映射；变电站现场在线监测系统由站控层设备，包括站端监测单元、综合应用服务器、数据通信网关机、综合监测单元、监测装置组成；状态监测系统的接口包括两个部分：一是状态监测系统内部的接口，二是与外部系统的接口；其中I0和I1是状态监测系统内部接口，I2和I3是系统与外部系统间的接口；综合监测单元作为在线监测系统发展的过渡装置，出于成本控制和安装方面考虑，对于功能单一的监测装置，包括避雷器和铁芯接地电流监测装置，采用统一的I0接口规范，对数据进行加工处理，实现与站端监测单元进行标准化数据通信；站端监测单元CAC用于非智能站，负责一次高压设备的在线监测数据接入、处理和主站转发的功能，并能转发主站对在线监测装置的控制指令，为主站提供基础支撑；站端监测单元以变电站为对象，承担站内全部监测数据的分析和对监测装置，综合监测单元的管理，并具有CAC的功能与上层平台通信；IEC61850数据对象引用与状态监测数据库存储地址映射：IEC61850标准对象引用被用于IEC61850标准分层信息模型中唯一标识一个类实例，基本结构为:LDName/LNName.DataName[.DataName[…]].DataAttributeName[.DAComponentName[…]]；其中,“/”用于将逻辑设备名称和逻辑节点名称分开，“.”用于将更深层次的数据与数据属性的名称分开；接入数据模型的存储由设备地址映射关系表和状态监测数据存储表组成，其中设备地址映射关系包括：MapName记录IEC61850标准中的逻辑节点实例名，ID记录该监测装置的逻辑地址，Addr记录状态监测装置的IP或串口地址物理地址，Type记录状态监测项名称，同时兼做状态监测存储表名，作为状态监测存储表索引记录，ComStat记录每一个接入综合监测单元的监测设备与综合监测单元的通信状态；状态监测存储表结构和存储策略除了包括常规状态监...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，耿宝宏，韩月，程大伟，李艳丹，陈虹全，信守业，郭劲松，刘天远，于淼，钟川，耿建，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁东科电力有限公司，
类型：发明
国别省市：