Iec61850数据的接口处理系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开一种IEC61850数据的接口处理系统。其包括数据处理机，在数据处理机中设有可使IEC61850数据与变电站实际装置间进行双向数据信息传递的兼容式模板单元，该模板单元包括模板信息和模板配套信息，模板信息包括相互对应的IEC61850侧数据索引和数据接口侧数据索引。本发明根据装置能力模型生成模板、根据模板形成数据索引、根据数据索引形成快速索引属性的数据接口实现方法，能够更加有效直接的完成IEC61850数据和基础数据（库）、多种高级应用数据池（库）之间的接口处理。其可节省CPU资源，由整改前的30%多大幅下降到整改后的不足10%，大幅降低了CPU的整体负荷，确保装置稳定可靠长期运行。
【专利说明】IEC61850数据的接口处理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种IEC61850数据的接口处理系统，特别是涉及一种使IEC61850数 据与变电站实际装置数据之间进行快速转换的数据接口处理系统。
【背景技术】
[0002]国内变电站系统自引入IEC61850数据通讯以来，在经历了协议站通讯方式之后， 进入数字化变电站快速发展阶段，自2011年开始我国智能电网进入全面建设阶段；从智能 保护装置到通讯处理系统，再到监控系统、主站系统，多个环节上均需要完成IEC61850数 据的接口处理，需要完成IEC61850数据与基础数据之间的关联接口，也需要完成IEC61850 数据与数据库直接的关联处理。
[0003]IEC61850本身为变电站信息模型系统,所有信息均按照模型对号入座,这样信息 按照模型进行传递，在信息接收端按照模型就能够实现信息的解析，解决了变电站信息传 输的建模定点问题，极大的减少了变电站信息相关的配置工作量。
[0004]但是，现有技术中的变电站采集量本身只是类型不同的数据，需要经过处理才能 对应到IEC61850对应模型中的信息；IEC61850模型信息在客户端接收以后需要解析还原 为基础数据(所述基础数据，区别于IEC61850数据；存储于实时数据库/池、关系数据库/ 池中，用于完成数据展示、数据挖掘及高级应用的数据)才能够实现数据基础不同模型层 面上的高级应用功能；也就是说数据服务器端从数据到IEC61850模型信息、应用客户端从 IEC61850模型信息到数据都需要实现IEC61850模型信息与数据间的接口处理。
[0005]IEC61850服务器、客户端装置都按照各自的方案实现了 IEC61850模型信息与数 据间的接口转换，IEC61850模型与数据的接口处理很多都是固定的或者写死的，在装置数 据发生变化时调整复杂且容易出错，不同装置的程序无法做到完全一致，易出错、难维护。
[0006]部分旧有装置、系统在设计之初未考虑到IEC61850方式的应用，后期想实现 IEC61850通讯方式很困难，特别是数据与IEC61850模型信息间的映射环节很容易成为系 统中的短板和盲区，给装置、系统运行带来很大困难。
[0007]IEC61850模型信息为完整模型字符串方式，不仅存储空间上增大很多，而且基于 字符串进行的查找/比对操作计算量上呈现几何级数的增加，会极大的增加CPU的工作负 荷；在服务器系统上，受益于系统平台处理性能优异，不会出现资源很紧张的情况，在嵌入 式装置上则不同，基于字符串进行的大量查找/比对操作会占用大量的CPU处理资源而导 致出现资源紧张甚至影响到装置响应的实时性。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题是提供一种具有使IEC61850数据与变电站实际装置数 据之间能够快速转换的索引模板单元的数据接口处理系统。
[0009]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0010]本发明的IEC61850数据的接口处理系统，包括数据处理机，在数据处理机中设有可使IEC61850数据与变电站实际装置间进行双向数据信息传递的兼容式模板单元，该模 板单元包括模板信息和模板配套信息，所述模板信息包括相互对应的IEC61850侧数据索 引和数据接口侧数据索引，所述IEC61850侧数据索引为IEC61850数据集REF索引或其局 部REF索引、IEC61850数据REF索引或其局部REF索引，数据接口侧数据索引为数据处理 机数据库中数据对应的关键字、关键字段索引，所述模板配套信息为模板与实际数据之间 的实例化对应信息，其包括IEC61850实例信息和数据接口实例信息。
[0011]所述IEC61850侧的数据索引以IEC61850的I⑶/CID模型为基础，所包含的数据 REF或者数据集路径+该数据集内部序号与ICD/CID模型中相应内容直接相关；所述数据 接口侧的数据索引包含与IEC61850侧对应的基础数据索引或者数据库关键索引；所述模 板配套信息中的IEC61850实例信息包括IED Name和模板对应关系；所述数据接口实例信 息包括数据实例信息和模板对应关系。
[0012]将所述模板信息与配套实例信息进行对应关联构成实用的数据索引关系表，所述 数据索引关系表包括以IEC61850侧数据和数据接口侧数据中的一侧为主导的单向数据索 引或者以IEC61850侧数据和数据接口侧数据两侧转换的双向数据索引。
[0013]在所述数据索引关系表下构建快速索引属性，所述快速索引属性包括IEC61850 侧数据快速索引属性和数据接口侧数据快速索引属性。
[0014]所述数据库可以是实时数据库、关系数据库或内存数据库。
[0015]所述中央处理机为嵌有单片机的变电站独立装置或者中控计算机。
[0016]与现有技术相比，本发明根据装置能力模型生成模板、根据模板形成数据索引、根 据数据索引形成快速索引属性的数据接口实现方法，能够更加有效直接的完成IEC61850 数据和基础数据(库)、多种高级应用数据池(库)之间的接口处理。本发明生成的数据索引 具有IEC61850数据接口处理通用性，可以灵活应用于各种IEC61850数据处理应用场景；在 一定应用场景下根据通用索引形成的快速处理索引可以高效率的完成IEC61850数据接口 功能，有效缓解IEC61850数据中由于模型数据独立自描述能力同步带来的数据处理占用 资源多的问题，可以作为嵌入式等系统资源比较紧张的IEC61850数据应用情况的一种解 决方案。
[0017]应用本发明IEC61850数据处理接口对一种基于S⑶模型文件的嵌入式规约网关 机装置进行整改，将IEC61850服务器数据读取部分由REF到实时数据的字串索引方式整 改为快速索引方式，使得数据查询获取的效率大幅提升；在SCD模型中包含60个IED、各个 IED数据联系发生变化的情况下，IEC61850服务器数据获取上送服务占用的CPU负荷由整 改前的30%多大幅下降到整改后的不足10%，大幅降低了 CPU的整体负荷，确保了装置能稳 定可靠的长期运行。
[0018]本发明为IEC61850数据处理接口给出了一种可行的接口实现方案，为数据接口 提供了完整、快速、可靠的实施解决方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明模板信息示意图。
[0020]图2是本发明模板配套实例信息示意图。
[0021]图3是本发明索引关系不意图。[0022]图4是本发明数据接口快速索引属性示意图。
[0023]图5是本发明数据接口封装示意图一。
[0024]图6是本发明数据接口封装示意图二。
[0025]图7是本发明各环节结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0027]本发明所述的IEC61850数据接口处理系统，具体包括模板说明、模板配套信息、 模板索引信息处理与数据索引关系表生成、快速数据接口索引属性建立、数据接口设计几 个部分。
[0028]如图1所示，作为实现本发明的关键基础-模板，必须根据实际应用场合进行对 应的设计，以满足实际使用需求为基础，尽量做到以实际应用为最终出发点，进行模板设计 工作。IEC61850数据对象体系主要包括服务器(server)、逻辑设备(LD)、逻辑节点(LN)、 数据(D0)、数据属性(DA)等几个层次，IEC61850数据服务在现阶段SCSM实现为丽S通讯 服务，数据在实际传输中主要为数据传递和数据集传递两种方式，数据传递方式的不同对 应所设计的模板也需要根据需要发生变化，以便据此实现的数据接口实现方式能够更加 快捷有效；比如定值操作中采用数据传递方式，模板中对应信息宜采用数据reference作 为IEC61850数据侧的数据索引；量测信息传递采用数据集传递方式，模板中对应信息宜 采用数据集路径结合数据集内部序号作为IEC61850数据侧的数据索引。模板中除了包括 IEC61850数据侧的数据索引外，还须包括与之关联数据接口侧的数据索引。关联数据接口 侧的数据索引需要充分考虑实际接口情况，在保证数据接口索引的充分性、必要性条件的 前提下，充分考虑到接口实现的便利性和可靠性。
[0029]所述数据接口，是指IEC61850数据与对应数据间的数据转换接口，主要完成数据 值的获取和索引的转换。
[0030]所述数据接口侧，是指数据接口两侧中相对于IEC61850侧的另一侧，便于区分和 说明。
[0031]如图2所示，模板配套实例信息，是模板信息的必要补充，主要包含IEC61850数 据实例和数据库索引实例相关信息。在进行模板设计时，为减少模板数量，模板按照装 置通讯能力描述进行设计，同类型的装置使用一个模板，模板中不包含实例相关信息；在 IEC61850数据中不仅包含模板中的信息，还包含实例信息，为实现实际信息的接口处理， 还必须完成模板之外的实例相关信息的组织。在IEC61850数据侧的配套实例信息主要是 IEDName,同类型的不同设备具有不同的IEDName，在此之下的信息具有共性，可放入模板 中；模板中数据接口侧的索引信息也需要与相关实例信息配合才能最终产生可用的索引信 肩、O
[0032]如图3所示，模板索引信息处理是将模板信息和配套实例信息获取后进行处理， 最终形成可用的数据索引关系表。关键在于将模板信息与配套实例信息进行有效的关联， 结合实际的使用情况以IEC61850数据侧或者数据接口侧为主导形成对于另一侧的数据索 引关系表，以便进一步处理调整为快速索引属性进行快速数据接口处理。如果在应用时需 要完成IEC61850数据和数据接口的双向转换接口，则不易形成以其中一侧为主导的数据索引，宜保持索引信息双向完整性，通过封装的双向接口完成数据接口的双向索引转换。
[0033]如图4所示，数据接口快速索引属性，是在数据接口完成的条件下进行的接口处理优化措施，不仅适用于一侧为主导的单向数据索引应用环境，也适用于双向数据索引接口的应用环境，不同的是在双向数据索引接口应用环境下需要分别形成一侧对于另一侧的数据接口快速索引属性。数据接口快速索引属性指的是一侧数据在另一侧的快速索引定位属性，其本身为另一侧数据的相关属性；在IEC61850数据侧形成的快速索引属性是指 IEC61850数据在数据接口侧的索引定位属性，而在数据接口侧形成的快速索引属性是指数据接口在IEC61850数据侧的索引定位属性。数据接口快速索引属性本身是实例后相关索引信息的优化处理，需要完整的信号实例作为信息载体。如果在应用环境中没有完整信息的已有载体，要实现数据接口快速索引属性就必须自行添加相应的信息载体，在信息使用中对于载体信息进行读写必须进行完善的冗错处理。
[0034]如图5、6所示，数据接口设计工作其实从模板设计环节就已经开始了，在此进行重申是因为数据接口封装本身的相对独立和实现重要性。一个好的接口封装设计，能够大幅减弱接口实现的复杂性，提高接口实现逻辑性，有效减少在接口实现中可能出现的逻辑漏洞。数据接口设计实现可以基于前述环节所形成的数据接口快速索引属性，也可以直接基于前面形成的数据索引直接完成数据接口。在数据接口快速索引属性基础上实现的数据接口与基于数据索引直接进行的数据接口相比，需要完成数据接口快速索引属性的生成并在数据对象基础上占用一定的存储资源，以此为代价，能够不经索引查找就直接完成对应数据的定位索引而快速完成数据接口，大大减少数据接口的处理时间。
[0035]将上述的各个环节，按照数据接口快速索引属性方式进行的整体基于目标实现的 IEC61850数据接口处理系统如图7所示。
[0036]本发明在嵌入式环境及计算机环境下都进行了设计实现，下面就嵌入式环境下的实现做简明阐述。
[0037]应用要求:IEC61850数据到实时数据的接口转换，IEC61850数据组织格式为 IEDname开始的完整reference,实时数据按照unitID和channelNo进行组织，IEDname不例与实时数据unitID实例对应。设计模板示意如下。
[0038][ChannelInfo]
[0039]
【权利要求】
1.一种IEC61850数据的接口处理系统，包括数据处理机，其特征在于:在数据处理机中设有可使IEC61850数据与变电站实际装置间进行双向数据信息传递的兼容式模板单元，该模板单元包括模板信息和模板配套信息，所述模板信息包括相互对应的IEC61850侧数据索引和数据接口侧数据索引，所述IEC61850侧数据索引为IEC61850数据集REF索引或其局部REF索引、IEC61850数据REF索引或其局部REF索引，数据接口侧数据索引为数据处理机数据库中数据对应的关键字、关键字段索引，所述模板配套信息为模板与实际数据之间的实例化对应信息，其包括IEC61850实例信息和数据接口实例信息。
2.根据权利要求1所述的IEC61850数据的接口处理系统，其特征在于:所述IEC61850 侧的数据索引以IEC61850的ICD/CID模型为基础，所包含的数据REF或者数据集路径+该数据集内部序号与ICD/CID模型中相应内容直接相关；所述数据接口侧的数据索引包含与 IEC61850侧对应的基础数据索引或者数据库关键索引；所述模板配套信息中的IEC61850 实例信息包括IED Name和模板对应关系；所述数据接口实例信息包括数据实例信息和模板对应关系。
3.根据权利要求2所述的IEC61850数据的接口处理系统，其特征在于:将所述模板信息与配套实例信息进行对应关联构成实用的数据索引关系表，所述数据索引关系表包括以 IEC61850侧数据和数据接口侧数据中的一侧为主导的单向数据索引或者以IEC61850侧数据和数据接口侧数据两侧转换的双向数据索引。
4.根据权利要求3所述的IEC61850数据的接口处理系统，其特征在于:在所述数据索引关系表下构建快速索引属性，所述快速索引属性包括IEC61850侧数据快速索引属性和数据接口侧数据快速索引属性。
5.根据权利要求1所述的IEC61850数据的接口处理系统，其特征在于:所述数据库可以是实时数据库、关系数据库或内存数据库。
6.根据权利要求1所述的IEC61850数据的接口处理系统，其特征在于:所述中央处理机为嵌有单片机的变电站独立装置或者中控计算机。`
【文档编号】G06F17/30GK103605780SQ201310629175
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】黎强, 崔幸军, 欧灶军, 刘明坤, 徐奕信 申请人:长园深瑞继保自动化有限公司