一种高压直流输电的规约通信系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高压直流输电的规约通信系统，属于高压直流输电技术领域。本发明专利技术的规约通信系统用于设置在高压直流输电控制保护系统与各保护信息子站之间，包括运行时系统、规约数据初始化模块、网络通讯驱动模块、规约通讯主处理模块和应用层数据接口模块，在硬件设计上采用双以太网口，实现高压直流输电控制保护系统与各保护信息子站之间信息交互，软件设计上将应用程序与底层通讯处理程序相分离，提高了程序修改可靠性及工作效率。

A Regular Communication System for HVDC Transmission

The invention relates to a regulated communication system for HVDC transmission, belonging to the technical field of HVDC transmission. The protocol communication system of the invention is used to set up between the control and protection system of HVDC transmission and the protection information sub-stations, including the running system, protocol data initialization module, network communication driver module, protocol communication main processing module and application layer data interface module, and adopts dual Ethernet port in hardware design. The information exchange between HVDC control and protection system and protection information substations is realized. The application program is separated from the underlying communication processing program in software design, which improves the reliability and efficiency of program modification.

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流输电的规约通信系统
本专利技术涉及一种高压直流输电的规约通信系统，属于高压直流输电

技术介绍
在常规及特高压直流输电工程中，控制保护设备与信息保护子站之间要进行状态量、模拟量、顺序事件、故障录播数据等信息交互，对数据的正确性和可靠性有苛刻的要求。传统的直流输电控制保护系统由于历史及技术线路原因，不具备接入交流保护信息子网功能，保护信息无法顺利上送保护信息子站，这与现阶段要求采用标准的通讯规约实现与第三方保护信息子站的通讯需求产生矛盾。目前控制保护系统与后台、远动的通讯均已采用双重化配置，大大提高了数据传输的可靠性，但是控制保护系统与信息保护子站之间尚不具备双网络通讯处理功能，发生硬件故障时会引起通信长时间中断，通讯可靠性不高。由于直流工程项目难度大，保护装置数量庞大，工程应用需求变化频繁，需要一种开发时间短、易于编程且适应性强的软件方法来实现通讯功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高压直流输电的规约通信系统，以解决目前控制保护设备与信息保护子站之间无法正常、及时通信的问题。本专利技术为解决上述技术问题而提供一种高压直流输电的规约通信系统，该规约通信系统用于设置在高压直流输电控制保护系统与各保护信息子站之间，包括运行时系统、规约数据初始化模块、网络通讯驱动模块、规约通讯主处理模块和应用层数据接口模块，所述运行时系统用于图形化编程工具代码的解析和执行、任务管理及调度，所述规约数据初始化模块用于初始化规约信息体数据，所述网络通讯驱动模块用于配置通讯板卡信息，所述规约通讯主处理模块用于周期调用通讯主处理程序，所述应用层数据接口模块用于将用户需要传输或者接收数据的导入，完成用户应用数据与规约处理程序部分的接口工作。进一步地，为了提高通信的可靠性，所述的规约通讯主处理模块采用两条互为备用的链路实现高压直流输电控制保护系统与保护信息子站之间的通信。进一步地，为了更好实现数据的发送，所述的规约通信系统还包括消息发送缓冲区，所述应用层数据接口模块通过所述消息发送缓冲区向保护信息子站发送信息。进一步地，为了实现重要消息优先发送，保证保护动作信息的及时发送，所述消息发送缓冲区在向保护信息子站发送信息时按照设定优先级顺序进行发送。进一步地，为了实现不同数据的发送，所述的设定优先级顺序为：保护动作信息、顺序事件和突变上送数据的优先级高于总召、查询和周期数据，总召、查询和周期数据的优先级高于故障录播数据。为了实现应用程序与底层通讯处理程序相分离，提高程序修改可靠性及工作效率，所述的规约通信系统采用IEC61131图形化设计语言进行通讯程序设计。附图说明图1是高压直流输电的规约通信系统双网络通讯硬件架构示意图；图2是高压直流输电的规约通信系统在HCM3000系统中应用的主要功能模块示意图；图3是高压直流输电的规约通信系统双网络通讯软件处理机制示意图；图4是高压直流输电的规约通信系统接收数据及解析数据流程图；图5是高压直流输电的规约通信系统发送数据流程图；图6是HCM3000系统消息转换成IEC60870-5-103规约新消息发送编辑窗口示意图。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进行详细说明。本专利技术的高压直流输电的规约通信系统如图1所示，是设置在高压直流输电控制保护系统和各保护信息子站之间，用于实现高压直流输电控制保护系统和各保护信息子站之间的通信。该高压直流输电的规约通信系统采用10M/100M以太网接口实现硬件传输，在物理通道上配置通讯链路，为了实现通讯的可靠性，其中10M/100M以太网接口有两个，以实现硬件的冗余，通讯链路有两条，分别为LAN1和LAN2，两条链路互为备用，高压直流输电控制保护系统通过上述以太网接口和通讯链路与各保护信息子站进行信息的传输，且互不干扰，当一条通讯链路发生硬件故障时，可通过另外一条链路与子站通讯避免因链路故障导致通信长时间中断，从而提高了控制保护系统与保护信息子站之间通信的可靠。本专利技术将应用程序与底层通讯处理程序相分离，从结构上可分为两部分，IEC60870-5-103底层通讯处理部分和应用层报文接口部分，如图2所示，虚线框内是用户不可见部分，通过IEC60870-5-103规约通讯主处理模块周期调用通讯主处理程序；另一部分是用户可见部分，即应用层通讯数据接口功能块，这些功能块负责将用户需要传输或者接收的数据导入到IEC60870-5-103规约的模块中，完成用户应用数据与规约处理程序部分的接口工作。本专利技术的高压直流输电的规约通信系统包括SMARTPLC运行时系统、规约数据初始化模块、网络通讯驱动模块、IEC60870-5-103规约通讯主处理程序、应用层数据接口模块、异常处理及测试模块。运行时系统用于图形化编程工具代码的解析和执行、任务管理及调度，规约数据初始化模块用于初始化规约信息体数据，网络通讯驱动模块用于配置通讯板卡信息，规约通讯主处理模块用于周期调用通讯主处理程序，周期可由用户配置，应用层数据接口模块用于将用户需要传输或者接收数据的导入，完成用户应用数据与规约处理程序部分的接口工作。下面以HCM3000系统作为控制保护系统为例进行说明，将本专利技术的高压直流输电的规约通信系统应用到HCM3000系统和各保护子站之间，如图2所示，HCM3000系统与保护信息子站通过本专利技术的高压直流输电的规约通信系统进行状态量、模拟量、软压板、顺序事件、故障录波数据等信息的交互。HCM3000系统执行IEC60870-5-103及DL/T667-1999标准定义的ASDU的格式规定。每个IEC60870-5-103通讯客户端均对应一个IEC60870-5-103信息结构体，所有与IEC60870-5-103通讯有关的链路数据、应用数据及其他信息均配于信息结构体中。该信息体主要包含以下信息：IEC60870-5-103客户端的通讯配置信息，如通讯状态、IP地址、端口号；IEC60870-5-103客户端的规约信息，如功能类型、装置地址；服务器监听、接收和发送任务ID，接收发送socket信息，IEC60870-5-103规约链路层监视状态信息；接收发送报文指针及长度；各种功能的使能信息，如周期使能、突变使能、总召使能等；带有3个优先级的发送数据缓存区指针信息；周期性应用ASDU的计时计数器及超时信息；周期性数据的模拟量、状态量、定值、软压板等各个应用数据按扇区配置的地址信息；故障录波数据信息。根据上述的IEC60870-5-103信息体数据信息，本专利技术的高压直流输电的规约通信系统的应用程序通过SCI功能块申请相应的信息结构体，根据状态量接口功能块SBNI、模拟量接口功能块SAI、定值上送及接收接口功能块SPI、以及SOE接口功能块SSI配置，对该信息体中的相关元素初始化。整个通讯规约程序靠该信息体将数据整合在一起，完成整个通讯功能。高压直流输电的规约通信系统双网络通讯软件处理机制如图3所示。在运行过程中，两条通讯链路LAN1和LAN2，都具备有接收和发送条件。当有接收数据任务时，将该数据存储进入接收数据链表，IEC60870-5-103规约通信系统的主处理功能块SMP根据接收的数据，按帧解析接收数据，具体的流程如图4所示。HCM3000系统中，本专利技术的IEC60870本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流输电的规约通信系统，其特征在于，该规约通信系统用于设置在高压直流输电控制保护系统与各保护信息子站之间，包括运行时系统、规约数据初始化模块、网络通讯驱动模块、规约通讯主处理模块和应用层数据接口模块，所述运行时系统用于图形化编程工具代码的解析和执行、任务管理及调度，所述规约数据初始化模块用于初始化规约信息体数据，所述网络通讯驱动模块用于配置通讯板卡信息，所述规约通讯主处理模块用于周期调用通讯主处理程序，所述应用层数据接口模块用于将用户需要传输或者接收数据的导入，完成用户应用数据与规约处理程序部分的接口工作。

【技术特征摘要】
1.一种高压直流输电的规约通信系统，其特征在于，该规约通信系统用于设置在高压直流输电控制保护系统与各保护信息子站之间，包括运行时系统、规约数据初始化模块、网络通讯驱动模块、规约通讯主处理模块和应用层数据接口模块，所述运行时系统用于图形化编程工具代码的解析和执行、任务管理及调度，所述规约数据初始化模块用于初始化规约信息体数据，所述网络通讯驱动模块用于配置通讯板卡信息，所述规约通讯主处理模块用于周期调用通讯主处理程序，所述应用层数据接口模块用于将用户需要传输或者接收数据的导入，完成用户应用数据与规约处理程序部分的接口工作。2.根据权利要求1所述的高压直流输电的规约通信系统，其特征在于，所述的规约通讯主处理模块采用两条互为备用的链路实现高压直流输电控制保护系统与保护信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳亚菲，胡欢，张健，李跃鹏，傅亚光，郭虎锋，刘增超，康婧婧，曾丽丽，于海，刘威鹏，杨敏，李二玉，王祺元，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41