一种变电站与主站间数据的轻量化传输方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种变电站与主站间数据的轻量化传输方法和装置，采用CIM/E描述变电站数据模型，并生成变电站数据模型描述文件，然后将变电站数据模型描述文件转换为变电站数据模型的接口文件；最后根据变电站数据模型的接口文件实现变电站与主站间的数据传输。本发明专利技术提供的技术方案基于CIM/E生成变电站数据模型，支持变电站数据模型和数据交换模型的双向关联索引，变电站数据模型仅包含实体对象，且CIM/E为扁平化结构，缩小了变电站数据模型描述文件的尺寸，且基于变电站数据模型的接口文件对变电站与主站间数据进行传输过程中，传输字节数较直接传输结构化文本大约减少30％～90％，降低了变电站与主站间数据传输对通信带宽的需求，实现了轻量化传输。

A lightweight transmission method and device for data between substations and main stations

The invention provides a lightweight method and device for transmitting data between the master station and substation, substation is described by CIM/E data model, and generate the substation data model description file, and then describe the substation data model interface file conversion for substation data model; finally, according to the interface file data model to realize data transmission substation substation and main station between. The invention provides a technical scheme of CIM/E generation substation based on the data model, support bidirectional association index model and data exchange model of substation substation data, data model contains only the entity object, and CIM/E is a flat structure, reduced substation data model to describe the size of the file, and the file interface based on data model of substation and substation data the main transmission process, the transmission is the number of bytes transmitted directly structured text was reduced by approximately 30% to 90%, reducing the demand for data transmission between the master station and substation communication bandwidth, and implementation of the lightweight transmission.

【技术实现步骤摘要】
一种变电站与主站间数据的轻量化传输方法和装置
本专利技术涉及数据传输技术，具体涉及一种变电站与主站间数据的轻量化传输方法和装置。
技术介绍
随着智能电网的发展，结构化文本被越来越多地用于变电站或主站的信息模型交换，与传统IEC60870-5-101/104等通信协议相比，IEC61850、CIM/E等标准采用结构化文本进行模型描述、通信编码，具有更好的自描述性及自解释性，所传输的电网设备运行信息维度更加丰富，提升了电网可观测、可控能力。然而其代价是传输同样点数的遥测、遥信、遥控等“四遥”信息需要更多的报文字节数，增大对传输通道带宽的占用，成为IEC61850、CIM/E数据模型交互标准分别局限在变电站和主站内部应用的原因之一。目前智能变电站基于IEC61850标准建立了包括一次设备及其拓扑关系、智能电子设备、通信参数、数据模板等的层次化模型，站内通信体系在逻辑层面将变电站设备划分为过程层、间隔层、过程层三层。现有技术中，变电站配置描述(SubstationConfigurationDescription，SCD)数据模型采用变电站配置描述语言(SubstationConfigurationLanguage，SCL)进行描述，设备间基于通信服务进行数据交互。SCL是一种基于(ExtensibleMarkupLanguage，XML)结构化文本描述语言，而站控层通信服务则被映射到制造报文规范，其报文编码采用基于ASN.1的类型-长度-值结构。虽然IEC61850-90-2用于变电站与主站数据传输已有原型实现，但通信报文编码较复杂，尚未规模化应用。在主站主要以电网拓扑及一次设备量测等对象建立公共信息模型(CommonInformationModel，CIM)，CIM采用资源描述框架(ResourceDescriptionFramework，RDF)描述和索引，RDF也是一种基于XML的结构化文本语言。为简化信息模型描述，国内制订了CIM/E标准用来描述CIM，CIM/E采用扁平化的文本结构，具有简洁、高效的特点，已在主站跨系统数据模型交换中应用。在2016年底CIM/E标准被吸收为IEC技术标准。总体来说，在信息模型描述方面无论SCL还是CIM/E都是结构化文本语言。除此以外，变电站与主站间已采用结构化文本语言传输变电站告警信息和状态监测信息，SCD和CIM/E等模型描述性语言和报文编码都体现了结构化文本应用趋势。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术基于变电站与主站间数据传输技术的特点和需求，提供了一种变电站与主站间数据的轻量化传输方法和装置，先采用CIM/E描述变电站数据模型，并生成变电站数据模型描述文件；然后将变电站数据模型描述文件转换为变电站数据模型的接口文件；最后根据变电站数据模型的接口文件实现变电站与主站间的数据轻量化传输。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术提供一种变电站与主站间数据的轻量化传输方法，包括：本专利技术提供一种变电站与主站间数据的轻量化传输方法，包括：采用CIM/E描述变电站数据模型，并生成变电站数据模型描述文件；将变电站数据模型描述文件转换为变电站数据模型的接口文件；根据变电站数据模型的接口文件实现变电站与主站间的数据传输。所述采用CIM/E描述变电站数据模型，并生成变电站数据模型描述文件包括：确定实体对象的属性，所述属性包括基本属性和索引属性；通过CIM/E创建属性的描述字段，并通过聚合属性的描述字段生成变电站数据模型描述文件。所述确定实体对象的属性包括：从SCD模型中提取实体对象，根据实体对象匹配数据模板；从数据模板中提取实体对象的基本属性，并添加实体对象的索引属性。所述基本属性包括实体对象的名称、描述和取值；所述索引属性包括实体对象的资源标识号和引用路径，以及父实体对象的资源标识号。所述属性的描述字段包括序号、名称、类型、选择项和初始值。所述变电站数据模型的接口文件为.proto文件，所述将变电站数据模型描述文件转换为变电站数据模型的接口文件包括：按照同类实体对象使用相同消息定义的原则，定义package中的GoogleProtobuf消息，并逐项定义GoogleProtobuf消息的消息字段；将实体对象的属性的序号、名称、类型、选择项和初始值分别映射到消息字段的标识号、名称、类型、规则和初始值；保存GoogleProtobuf消息的定义，生成变电站数据模型的接口文件。所述根据变电站数据模型的接口文件实现变电站与主站间的数据传输包括：对变电站数据模型进行裁剪，生成数据交换模型，并生成数据交换模型的接口文件；将变电站数据模型导入变电站，形成变电站数据缓存，并将数据交换模型导入主站，形成主站数据缓存；通过编译变电站数据模型的接口文件，生成变电站消息接口，使变电站通过变电站消息接口访问变电站数据缓存；并通过编译数据交换模型的接口文件，生成主站消息接口，使主站通过主站消息接口访问主站数据缓存；通过实体对象的资源标识号调用主站数据缓存，并将主站数据通过主站消息接口发送给变电站，同时通过实体对象的引用路径调用变电站数据缓存，并将变电站数据通过变电站消息接口发送给主站。本专利技术还提供一种变电站与主站间数据的轻量化传输装置，包括：生成模块，用于采用CIM/E描述变电站数据模型，并生成变电站数据模型描述文件；转换模块，用于将变电站数据模型描述文件转换为变电站数据模型的接口文件；传输模块，用于根据变电站数据模型的接口文件实现变电站与主站间的数据传输。所述生成模块包括：确定单元，用于确定实体对象的属性，所述属性包括基本属性和索引属性；生成单元，用于通过CIM/E创建属性的描述字段，并通过聚合属性的描述字段生成变电站数据模型描述文件。所述确定单元具体用于：从SCD模型中提取实体对象，根据实体对象匹配数据模板；从数据模板中提取实体对象的基本属性，并添加实体对象的索引属性。所述基本属性包括实体对象的名称、描述和取值；所述索引属性包括实体对象的资源标识号和引用路径，以及父实体对象的资源标识号。所述属性的描述字段包括序号、名称、类型、选择项和初始值。所述变电站数据模型的接口文件为.proto文件，所述转换模块包括：定义单元，用于按照同类实体对象使用相同消息定义的原则，定义package中的GoogleProtobuf消息，并逐项定义GoogleProtobuf消息的消息字段；映射单元，用于将实体对象的属性的序号、名称、类型、选择项和初始值分别映射到消息字段的标识号、名称、类型、规则和初始值；生成单元，用于保存GoogleProtobuf消息的定义，生成变电站数据模型的接口文件。所述传输模块包括：裁剪单元，用于对变电站数据模型进行裁剪，生成数据交换模型，并生成数据交换模型的接口文件；导入单元，用于将变电站数据模型导入变电站，形成变电站数据缓存，并将数据交换模型导入主站，形成主站数据缓存；编译单元，用于通过编译变电站数据模型的接口文件，生成变电站消息接口，使变电站通过变电站消息接口访问变电站数据缓存；并通过编译数据交换模型的接口文件，生成主站消息接口，使主站通过主站消息接口访问主站数据缓存；调用单元，用于通过实体对象的资源标识号调用主站数据缓存，并将主站数据通过主站消息接口发送给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站与主站间数据的轻量化传输方法，其特征在于，包括：采用CIM/E描述变电站数据模型，并生成变电站数据模型描述文件；将变电站数据模型描述文件转换为变电站数据模型的接口文件；根据变电站数据模型的接口文件实现变电站与主站间的数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种变电站与主站间数据的轻量化传输方法，其特征在于，包括：采用CIM/E描述变电站数据模型，并生成变电站数据模型描述文件；将变电站数据模型描述文件转换为变电站数据模型的接口文件；根据变电站数据模型的接口文件实现变电站与主站间的数据传输。2.根据权利要求1所述的变电站与主站间数据的轻量化传输方法，其特征在于，所述采用CIM/E描述变电站数据模型，并生成变电站数据模型描述文件包括：确定实体对象的属性，所述属性包括基本属性和索引属性；通过CIM/E创建属性的描述字段，并通过聚合属性的描述字段生成变电站数据模型描述文件。3.根据权利要求2所述的变电站与主站间数据的轻量化传输方法，其特征在于，所述确定实体对象的属性包括：从SCD模型中提取实体对象，根据实体对象匹配数据模板；从数据模板中提取实体对象的基本属性，并添加实体对象的索引属性。4.根据权利要求3所述的变电站与主站间数据的轻量化传输方法，其特征在于，所述基本属性包括实体对象的名称、描述和取值；所述索引属性包括实体对象的资源标识号和引用路径，以及父实体对象的资源标识号。5.根据权利要求2所述的变电站与主站间数据的轻量化传输方法，其特征在于，所述属性的描述字段包括序号、名称、类型、选择项和初始值。6.根据权利要求5所述的变电站与主站间数据的轻量化传输方法，其特征在于，所述变电站数据模型的接口文件为.proto文件，所述将变电站数据模型描述文件转换为变电站数据模型的接口文件包括：按照同类实体对象使用相同消息定义的原则，定义package中的GoogleProtobuf消息，并逐项定义GoogleProtobuf消息的消息字段；将实体对象的属性的序号、名称、类型、选择项和初始值分别映射到消息字段的标识号、名称、类型、规则和初始值；保存GoogleProtobuf消息的定义，生成变电站数据模型的接口文件。7.根据权利要求1或6所述的变电站与主站间数据的轻量化传输方法，其特征在于，所述根据变电站数据模型的接口文件实现变电站与主站间的数据传输包括：对变电站数据模型进行裁剪，生成数据交换模型，并生成数据交换模型的接口文件；将变电站数据模型导入变电站，形成变电站数据缓存，并将数据交换模型导入主站，形成主站数据缓存；通过编译变电站数据模型的接口文件，生成变电站消息接口，使变电站通过变电站消息接口访问变电站数据缓存；并通过编译数据交换模型的接口文件，生成主站消息接口，使主站通过主站消息接口访问主站数据缓存；通过实体对象的资源标识号调用主站数据缓存，并将主站数据通过主站消息接口发送给变电站，同时通过实体对象的引用路径调用变电站数据缓存，并将变电站数据通过变电站消息接口发送给主站。8.一种变电站...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴艳平，窦仁晖，姚志强，耿明志，任浩，袁浩，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32