一种智能变电站IED设备用户自定义配置文件的应用方法

摘要

本发明涉及一种智能变电站IED设备用户自定义配置文件的应用方法。所述智能变电站包括站控层设备、过程层设备，该方法实现方式为：首先，针对IED设备不同的功能，从IEC61850标准配置文件中提取IED设备与变电站内设备通信的相关配置信息；其次，建立IEC61850标准配置文件与IED设备应用功能信息之间的映射关系，形成IED设备自定义配置文件，供IED设备直接读取解析和应用。本发明简化IEC61850标准在IED设备中的实现方式，提高IED设备应用配置文件解析建模的效率，缩短IED设备的调试周期。

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网的配电和变电自动化领域，特别涉及一种智能变电站IED设备用户自定义配置文件的应用方法。

背景技术

目前智能变电站中IED设备普遍应用IEC61850通信规约实现站内设备以及站间的信息交互。为实现变电站内系统通信的配置功能，国内外电力企业陆续开发了各自的配置工具软件，通过配置工具利用变电站配置描述语言SCL（SubstationConfigurationdescriptionLanguage）生成的配置文件在工程中应用一般需经过解析建模。由于IEC61850标准目前尚未将各类设备的所有功能的建模细节规范化，各厂家对标准的理解不完全一致，在解析建模过程中容易出现对数据结构的理解歧义，给厂家联调带来困难，有时甚至需要修改程序以适应不同的工程；工程现场有时会临时调整接线或增减接入量，每次的修改都需由专业人员更改配置文件后重新解析建模，管理操作复杂、效率低且延长了调试周期，同时也增加了调试人员的工作量。除此之外，61850配置文件本身内容较多，解析及读取所花费时间较长，这也是导致应用IEC61850标准的保护测控等要求快速响应的二次设备比传统型保护测控设备启动时间长得多的主要原因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简化IEC61850标准在IED设备中的实现方式，提高IED设备应用配置文件解析建模的效率，缩短IED设备的调试周期的智能变电站IED设备用户自定义配置方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种智能变电站IED设备用户自定义配置文件的应用方法，所述智能变电站包括站控层设备、过程层设备，包括如下步骤，

S1：针对IED设备不同的功能，从IEC61850标准配置文件中提取IED设备与变电站内设备通信的相关配置信息；

S2：建立IEC61850标准配置文件与IED设备应用功能信息之间的映射关系，形成IED设备自定义配置文件，供IED设备直接读取解析和应用；

其中，公共缓冲区为IED设备自定义数据缓冲区，依照IED设备自身定义存放包括量测、开入、参数、定值及压板的数据；GOOSE接口缓冲区以及SV接口缓冲区为IED设备与过程层设备接口数据结构，依据IED设备自定义配置文件存储IED设备自定义数据与IEC61850标准模型数据之间的映射关系；Server接口公共缓冲区为IED设备与站控层设备接口数据结构，依据IED设备自定义配置文件存储IED设备自定义数据与61850Server引用之间的配置关系。

在本发明一实施例中，所述步骤S2的具体实现方式为：IED设备初始化，解析IED设备自定义配置文件，将通过GOOSE收发的过程层设备数据配置写入GOOSE接口缓冲区，将与站控层设备联系的数据配置写入Server接口公共缓冲区，并按IED设备自定义配置文件中的序号定义与公共缓冲区关联，形成映射关系，实现从自定义数据到IEC61850标准模型数据的转换；GOOSE接收任务在收到GOOSE报文更新信息后，将数据按映射关系填入公共缓冲区相应位置；61850Server任务从公共缓冲区读取量测、开入、参数、定值、压板的信息，依照Server接口公共缓冲区定义的映射关系按MMS协议格式封装成数据报文报发送给后台或客户端。

在本发明一实施例中，所述IED设备自定义配置文件采用XML格式编写，其参数定义及条目描述遵循变电站配置描述语言SCL所定义规则。

在本发明一实施例中，所述IED设备自定义配置文件包括gseIOMap.xml、local2svrMap.xml，其中：gseIOMap.xml是用于GOOSE收发功能的配置文件，动态配置GOOSE收发控制块、61850Server引用与GOOSE接口缓冲区的关联关系；local2svrMap.xml用于配置61850Server引用与Server接口公共缓冲区的关联关系。

在本发明一实施例中，所述gseIOMap.xml由IEC61850标准配置文件*.cid导出，用于配置IED设备要接收的控制模块信息、数据集信息、开出信息以及接口映射关系，具体包括：输入控制块、输出控制块、量测量、开入量、开出量和跳闸信息，其中，输入控制块、输出控制块用于配置IED设备发送和接收GOOSE的通用信息，量测量、开入量、开出量和跳闸信息用于配置实现IEC61850标准配置文件信息与IED设备自定义数据之间的映射关系。

在本发明一实施例中，所述local2svrMap.xml由IEC61850标准配置文件*.cid导出，用于配置IED设备到server端接口映射信息，包括遥测、遥信、遥控、定值和参数的信息。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提出的方法，应用用户自定义的配置文件，实现标准IEC61850配置文件与设备应用功能之间的对接；该自定义配置文件的格式、配置内容、命名规则保证了更高效、更方便的实现基于IEC61850标准的通信任务。在保证设备通信正确的同时，提高了设备的工作效率，减少因IEC61850标准文件读取解析所占用的时间和资源。该文件的生成方法简单，文件格式易读，易于掌握，便于修改维护，最大限度降低操作人员专业依赖性强的问题。

附图说明

图1为本发明配置文件与IED设备公用数据缓冲区的映射关系图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

如图1所示，本发明一种智能变电站IED设备用户自定义配置文件的应用方法，所述智能变电站包括站控层设备、过程层设备，包括如下步骤，

S1：针对IED设备不同的功能，从IEC61850标准配置文件中提取IED设备与变电站内设备通信的相关配置信息；

S2：建立IEC61850标准配置文件与IED设备应用功能信息之间的映射关系，形成IED设备自定义配置文件，供IED设备直接读取解析和应用。

本发明应用自定义配置文件实现智能变电站IED设备不同功能的配置，自定义配置文件与IEC61850标准模型数据以及IED设备功能之间的映射关系如图1所示（图1为保护IED示例）。其中公共缓冲区为IED设备自定义数据缓冲区，依照IED设备自身定义存放量测、开入、参数、定值及压板等数据；GOOSE接口缓冲区以及SV接口缓冲区为IED设备与过程层设备接口数据结构，依据IED设备自定义配置文件存储IED设备自定义数据与IEC61850标准模型数据之间的映射关系；Server接口公共缓冲区为IED设备与站控层接口数据结构，依据IED设备自定义配置文件存储IED设备自定义数据与61850Server引用之间的配置关系。

IED设备在启动初始化时即解析自定义配置文件，将通过GOOSE收发的过程层数据配置写入GOOSE接口缓冲区，将与站控层联系的数据配置写入Server接口公共缓冲区，并按配置文件中的序号定义与IED设备自定义数据（公共缓冲区）关联，形成映射关系，实现从自定义数据到IEC61850标准模型数据的转换。GOOSE接收任务在收到GOOSE报文更新信息后，发送消息，触发“CommApp任务”运行，将数据按映射关系填入公共缓冲区相应位置。61850Server任务从公共缓冲区读取测量/开入及遥信/SOE/定值/参数/压板信息，依照Server接口公共缓冲区定义的映射关系按MMS协议格式封装成数据报文报发送给后台或客户端。

自定义配置文件采用XML格式编写，其参数定义及条目描述遵循变电站配置描述语言SCL所定义规则，生成后由设备直接读取，满足设备应用IEC61850标准通信的需求。如图1自定义配置文件的名称为gseIOMap.xml、local2svrMap.xml，其中：gseIOMap.xml是用于GOOSE收发功能的配置文件，动态配置GOOSE收发控制块、61850引用与设备功能数据区的关联关系；local2svrMap.xml用于配置61850Server引用与设备功能数据区的关联关系。

gseIOMap.xml自定义配置文件由IEC61850标准配置文件*.cid导出，文件主要配置IED设备要接收的控制模块信息、数据集信息，开出信息以及接口映射关系等，其主要配置内容包括以下部分：输入控制块、输出控制块、量测量、开入量、开出量和跳闸信息等。其中：输入控制块、输出控制块用于配置IED设备发送和接收GOOSE的通用信息，如：goID、gocdRef、源地址、目的地址、数据集信息以及ldName等，GOOSE输入映射中的控制模块（GOCB）和数据集成员类型以及数目按发送端设备（如：过程层智能单元）的GOOSE输出格式配置；量测量、开入量、开出量和跳闸信息用于配置实现IEC61850标准配置文件信息与IED设备自定义数据之间的映射关系，其配置内容包括配置量的逻辑节点名称、类型、状态、对应汉字名称以及在IED设备数据区中存放的序号等。

local2svrMap.xml自定义配置文件主要配置IED设备到server端接口映射信息，其主要包括遥测、遥信、遥控、定值和参数等信息，其配置内容与gseIOMap.xml类似，包括逻辑节点名称、类型、状态、对应汉字名称以及在IED设备数据区中存放的序号等。自定义配置文件由IEC61850标准配置文件*.cid导出，通过建立遥测、遥信、遥控、定值和参数的点表文件，导出并拷贝相应部分内容到local2svrMap.xml中。

以下为本发明的一具体实施例。

以变压器保护装置的IEC61850通信任务的实现为例说明本专利的实现方法。变压器保护装置根据IEC61850标准模型数据生成的自定义配置文件gseIOMap.xml，文件中各部分具体内容的配置规则如下：

1、通用部分<GSEGenl>：用于公共信息，如IED设备发布开出报文时需要重发的次数、IED设备开出对应的最大路数等；

2、输入控制模块<GSEIN>/输出控制模块<GSEOUT>：每个条目对应一个输入/输出GOCB控制块，控制模块对应信息应配置成与GOOSE发送接收端设备一致。其配置内容包括以下3个部分：

1)goID、gocdRef、datSet、ldName等信息；

2)设备输入/输出的desMAC、srcMAC、APPID、VLAN-PRI、VID等信息；

3)输入控制模块中配置数据集信息，<DataSetdesc="XXX"name="XXX">中name定义为GOOSE发送端设备的LDInst-DataSetname，其中数据成员（数目、类型、顺序）与本设备接入报文的发送端设备icd文件对应；输出控制模块配置<PortCtl>信息，包括本控制块对应的设备输出端口配置等信息。

3、数据个数<IOCfg>：配置设备采集的模拟量和开关量的最大个数；

4、量测量<Measurement_AI>/开入量<Measurement_DI>/遥控开出量<Measurement_DO>/保护跳闸量<Measurement_TR>：按配置条目的逻辑节点名称、类型、状态、对应汉字名称以及在IED设备数据区中存放的序号等内容进行配置。此处以量测量及遥控开出量为例进行说明。

1)对量测量：如设备中A相电流，在本装置模拟量数据区中存放序号为“0”，其逻辑节点名称为“PT6601PI03/GOINGGIO1$MX$AnIn5$mag”，汉字名称为“A相电流”；

2)对遥控开出量：如设备输出“断路器遥控”，类型为双点控制，其双状态逻辑节点为“PT6601PI02/H1BRKCSWI1$ST$OpOpn”和“PT6601PI02/H1BRKCSWI1$ST$OpCls”，在本装置遥控开出数据区中序号为0，汉字名称为“遥控断路器”。

local2svrMap.xml自定义配置文件中各部分具体内容的配置规则同gseIOMap.xml相似，不同点在于增加了与站控层相关的参数、定值配置条目。定值、参数配置条目除需按照逻辑节点名称、类型、对应汉字名称等内容进行配置，还需配置定值参数区结构位置标记、IED设备定值参数数据在当前区域中存放的序号等内容。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。