在能量自动化网络中传输消息的方法和能量自动化部件技术

本发明专利技术涉及用于在能量自动化网络中消息传输的方法，在属于一个组并且布置在至少两个变电站的能量自动化部件中的应用之间可以交换根据IEC61850的消息。通过属于应用的确定组的第一应用发送根据IEC61850的消息，其方式是，通过发送能量自动化部件接收、处理该消息并且通过通信网络和/或公共网络将该消息传输到相同组的第二应用。由包括第二应用的接收能量自动化部件接收、处理该消息并且将该消息转发到所分配的第二应用。借助封装GOOSE消息的隧道能够实现覆盖网络，其用于通过公共网络传输GOOSE消息。在通信单元中手动配置隧道并且定义相应转发规则。因此应用的逻辑分组产生自身的逻辑通信网络。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在能量自动化网络中传输根据标准IEC61850（GOOSE）的消息的方法，所述能量自动化网络包括多个变电站。本专利技术还涉及用于能量自动化网络的能量自动化部件以及变电站。
技术介绍
GOOSE（GenericObjectOrientedSubstationEvents：面向对象的通用变电站事件）是用于通过以太网网络控制设备的有实时能力的网络协议。它在标准IEC61850中详细说明。GOOSE定期地以固定的间隔发送关于设备的状态的消息，例如每隔一秒钟。GOOSE-消息通过组播来发送，也即可以同时通知多个接收方关于发送方的状态。GOOSE的一个典型的应用情况是，能量自动化部件的状态变化——例如开关设备的开关位置（开/关）——或者能量自动化部件的其他状态讯息到其他能量自动化部件上的自发传输。为了交换GOOSE-消息，能量自动化部件通过以太网相互连接。通过以太网控制能量自动化部件相对于传统的直接的设备到设备接线的优点在于连接到该网络上的设备的自由配置。对于新的发送和接收关系不必敷设新的线缆。以太网的散布和以太网用于其他业务的可能性是应用该技术的原因。据此，在OSI-参考模型的层2（Layer2）上传输GOOSE-消息。在此，GOOSE-消息在以太网数据包中设置以太类型字段，由此能够实现GOOSE-消息相对于其他以太网消息的优先权。通过优先权，相对于网络中的IP-包优选处理GOOSE-消息，使得在网络内的延迟尽可能小并且接收方在保持时间窗的情况下收到GOOSE-消息。该协议结构能够实现GOOSE的实时能力。能量自动化网络具有多个变电站，其中所述变电站中的每一个包括至少一个如上所述的自动化部件和通常基于以太网的通信网络，能量自动化部件通过所述通信网络可以交换根据GOOSE的消息。为了控制能量自动化网络，部分需要的是，一个变电站的能量自动化部件的状态也传送到其他变电站中的能量自动化部件上。为此通常可以不使用原始印象中的GOOSE，因为连接变电站的通信网络（以太网）的公共网络通常不具有组播支持或者仅仅以相对高的成本提供组播支持。典型基于互联网协议的公共网络通常是WAN（WideAreaNetwork：广域网），在所述广域网中，在利用路由算法的情况下实现在OSI-参考模型的层3（Layer3）上的数据传输。为了仍然能够将GOOSE-消息越过一个变电站的网络边界地传送到另一个变电站的通信网络中，可以匹配至公共网络的接入节点的基础设施。由此可能的是，公共网络也可以在OSI-参考模型的层2上传输消息。这例如可以如在规范“IEC61850GOOSEoverWiMaxforfastisolationandrestorationoffaultsindistributionnetworks：用于在分布式网络中错误的快速隔离和恢复的、WiMax上的IEC61850GOOSE”中描述那样地实现。在IEC61850-90-5中提出，通过IP-组播和UDP进行GOOSE-消息。这也已知为“可路由的GOOSE”。另一种替代方案基于，在至公共网络的接入节点、也即公共网络的路由器中建立层-2-隧道。上面提出的解决可能性的一个缺点在于，一方面需要在至公共网络的接入点处的经修改的硬件。另一方面，各个能量自动化部件的配置是麻烦的。
技术实现思路
本专利技术的任务是，说明一种用于在能量自动化网络中传输根据标准IEC61850的消息的方法，所述能量自动化网络能够通过较简单的方式和尤其在无硬件修改的情况下实现。另一个任务在于，说明一种适合于此的能量自动化部件以及相应地设置的变电站。所述任务通过根据权利要求1的特征的方法、根据权利要求14的特征的能量自动化部件和根据权利要求17的特征的变电站解决。根据第一方面，提出一种用于在能量自动化网络中传输根据标准IEC61850（GOOSE）的消息的方法，所述能量自动化网络包括多个变电站。变电站中的每一个包括至少一个能量自动化部件和通信网络，通过所述通信网络，所述至少一个能量自动化部件能够交换根据第一通信协议的消息。第一通信协议特别是以太网。总的来说，第一通信协议可以是基于OSI-参考模型的层2的每一个协议。所述变电站的通信网络通过基于第二通信协议、尤其互联网协议的、无组播支持的公共网络相互连接用于交换消息。所述公共网络例如可以是互联网或者全球企业网、工业网或者公用事业网。所述能量自动化部件中的每一个包括用于所述能量自动化部件的控制的至少一个应用。在属于一个组并且布置在至少两个变电站的能量自动化部件中的应用之间可以交换根据标准IEC61850（GOOSE）的消息。所述能量自动化部件中的每一个包括通信单元，所述通信单元被构造用于处理根据标准IEC61850（GOOSE）的消息。所述通信单元可以以软件或硬件实现。所述通信单元可以考虑为虚拟交换机。在所述方法中，通过进行发送的能量自动化部件的第一应用发送根据标准IEC61850的消息，其中所述第一应用属于应用的确定的组。通过所述进行发送的能量自动化部件的通信单元接收、处理所述消息并且通过变电站的通信网络和/或所述公共网络将所述消息传输到相同组的至少一个第二应用上，其中所述进行发送的能量自动化部件布置在所述变电站中。由包括相应的第二应用的进行接收的能量自动化部件的一个或者多个通信单元接收、处理所述消息并且将所述消息转发到所分配的第二应用上。通过所述方法可能的是，通过层-3-单播-网络传输利用OSI-参考模型的层2的应用的消息，例如GOOSE，由此在无层-3组播支持的分布式IP-网络中也能够传输GOOSE-消息。尤其不需要在公共网络（也即WAN）上的端到端层-2-基础设施。与通过公共网络的接入节点提供的层-2-VPN-网络不同，所提出的方法实现一种特殊的应用网络，在所述应用网络中分布根据第一通信协议的消息。所述特殊的应用网络在本说明书中也称作“覆盖网络”。GOOSE-消息可以传输到预先定义的接收方上，与所述接收方是否位于与发送方相同的网络中或者位于通过无组播支持的IP-网分离的其他网络中无关。另一个优点在于，可以直接地在能量自动化部件上或者中实施对于传输所需的配置。由此不需要的是，进行尤其在公共网络的部件上的硬件改变。因此，结果是，对在数据技术上连接变电站的公共网络不提出特殊的要求。根据所述方法的一个构型，配置相应的能量自动化部件的通信单元，其方式是，对于在所涉及的能量自动化部件中包含的每一个应用作为第一应用产生以下信息，所述信息包括与所涉及的第二应用所属的组相同的组的进行接收的能量自动化部件的相应地址信息。换言之，进行应接收待发送的GOOSE-消息的其他能量自动化部件的地址的配置。所产生的信息可以是转发表格。所述信息例如可以存储在通信单元中。所述信息也可以存储在能量自动化部件的存储器中。易于理解的是，对于能量自动化部件的每个应用配置并且存储所分配的信息或者转发表格。同时对于所有能量自动化部件在所述能量自动化网络的投入使用之前可以通过中央计算机产生所述信息。例如，所述信息可以由中央计算机传输到能量自动化网络的全部能量自动化部件上。替代地，可以响应于从所述能量自动化部件之一获得问询-消息地实现：尤其在所述能量自动化网络的持续运行中产生所述信息。为此，例如可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在能量自动化网络（1）中传输根据标准IEC 61850的消息的方法，所述能量自动化网络包括多个变电站（100；200；300），其中－变电站（100；200；300）中的每一个包括至少一个能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）和通信网络，通过所述通信网络，所述至少一个能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）能够交换根据第一通信协议的消息；－所述变电站（100，200，300）的通信网络通过基于第二通信协议、尤其互联网协议的、无组播支持的公共网络（400）相互连接以用于交换消息；－所述能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）中的每一个包括用于所述能量自动化部件的控制的至少一个应用（112，122，123，132；212，213；312，313，322，323），其中在属于一个组（10，20，30）并且布置在至少两个变电站（100，200，300）的能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）中的应用（112，122，123，132；212，213；312，313，322，323）之间可以交换根据标准IEC 61850的消息；－所述能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）中的每一个包括通信单元（111，121，131；211；311，321），所述通信单元被构造用于处理根据标准IEC 61850的消息，其中a）通过进行发送的能量自动化部件（EAS）的第一应用（AS）发送根据标准IEC 61850的消息，其中所述第一应用（AS）属于应用的确定的组（10）；b）通过所述进行发送的能量自动化部件（EAS）的通信单元（121）接收、处理所述消息并且通过所述变电站（100）的通信网络和/或所述公共网络（400）将所述消息传输到相同组的至少一个第二应用（112；212；312）上，所述进行发送的能量自动化部件（EAS）布置在所述变电站（100）中；c）由包括相应的第二应用（AE1；AE2；AE3）的进行接收的能量自动化部件（EAE1；EAE2；EAE3）的一个或者多个通信单元（111）接收、处理所述消息并且将所述消息转发到所分配的第二应用（AE1；AE2；AE3）上。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.10 DE 102014206946.71.用于在能量自动化网络（1）中传输根据标准IEC61850的消息的方法，所述能量自动化网络包括多个变电站（100；200；300），其中－变电站（100；200；300）中的每一个包括至少一个能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）和通信网络，通过所述通信网络，所述至少一个能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）能够交换根据第一通信协议的消息；－所述变电站（100，200，300）的通信网络通过基于第二通信协议、尤其互联网协议的、无组播支持的公共网络（400）相互连接以用于交换消息；－所述能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）中的每一个包括用于所述能量自动化部件的控制的至少一个应用（112，122，123，132；212，213；312，313，322，323），其中在属于一个组（10，20，30）并且布置在至少两个变电站（100，200，300）的能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）中的应用（112，122，123，132；212，213；312，313，322，323）之间可以交换根据标准IEC61850的消息；－所述能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）中的每一个包括通信单元（111，121，131；211；311，321），所述通信单元被构造用于处理根据标准IEC61850的消息，其中a）通过进行发送的能量自动化部件（EAS）的第一应用（AS）发送根据标准IEC61850的消息，其中所述第一应用（AS）属于应用的确定的组（10）；b）通过所述进行发送的能量自动化部件（EAS）的通信单元（121）接收、处理所述消息并且通过所述变电站（100）的通信网络和/或所述公共网络（400）将所述消息传输到相同组的至少一个第二应用（112；212；312）上，所述进行发送的能量自动化部件（EAS）布置在所述变电站（100）中；c）由包括相应的第二应用（AE1；AE2；AE3）的进行接收的能量自动化部件（EAE1；EAE2；EAE3）的一个或者多个通信单元（111）接收、处理所述消息并且将所述消息转发到所分配的第二应用（AE1；AE2；AE3）上。2.根据权利要求1所述的方法，其中配置相应的能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）的通信单元（111，121，131；211；311，321），其方式是，对于在所涉及的能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）中包含的每一个应用（112，122，123，132；212，213；312，313，322，323）作为第一应用（AS）产生以下信息，所述信息包括所涉及的第二应用（AE1；AE2；AE3）所属的组相同的组（10，20，30）的所述进行接收的能量自动化部件（EAE1；EAE2；EAE3）的相应地址信息。3.根据权利要求2所述的方法，其中所产生的信息是转发表格。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中同时对于所有能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）在所述能量自动化网络（1）的投入使用之前通过中央计算机（500）产生所述信息。5.根据权利要求2或3所述的方法，其中响应于从所述能量自动化部件（110，120，130；210；310，320）之一获得问询-消息地实现：尤其在所述能量自动化网络（1）的持续运行中产生所述信息。6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，在SCL-配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：K埃格，R弗兰克，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE