一种IEC61850模型库建立及配置方法与流程

一种iec61850模型库建立及配置方法
技术领域
1.本发明涉及电力自动化技术领域，特别是涉及一种iec61850模型库建立及配置方法。


背景技术：

2.iec61850标准是国际电工委员会制定的用于变电站内通信的标准协议，近年来在变电站应用的同时，还广泛应用于光伏、储能、轨道交通等领域。在有iec61850标准要求的场合，产品不符合标准是不能准入的，因此各装置生产厂家必须对产品进行iec61850建模。同一个生产厂家可能会生产一系列功能各异的产品，如果逐一对每个产品进行单独建模，需要重复开发，工作量很大，浪费人力物力的同时，提高了模型出错的几率。建模是iec61850规约的核心和难点，近年来受到了广泛的研究和关注，产生了基于专家系统等智能算法的建模方法，这些方法不仅在原理上比较复杂，难以实现，也不能解决前述需要重复建模的问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术的缺陷，本发明提供一种iec61850模型库建立及配置方法，对多个需要建模的装置进行统一建模，形成通用化可配置的icd模型库文件，单个装置建模时只需要对模型进行裁剪和配置即可，解决了模型重复开发的问题，缩短了开发周期，并且保证了各装置模型文件的一致性和数据源头的唯一性，便于问题检查和维护升级。
4.为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种iec61850模型库建立及配置方法，包括以下步骤：s01）、列举所有需要建模的装置，逐一分析并列出装置的一级功能，按照各装置一级功能，构建逻辑设备ldevice；s02）、对各装置一级功能进行细分，对最小功能单元构建逻辑节点ln；s03）、列出各个逻辑节点下的数据对象，包括数据类型、数据属性、数据属性类型，提取出各装置的公用数据类；s04）、建立icd文件，在数据类型模板（datatypetemplates）段配置各逻辑节点和数据的属性，将逻辑节点和数据对象按照装置划分区域集中放置，将各装置的公用数据类集中进行配置，且只配置一次；s05）、对各数据进行初始化，包括配置寄存器映射地址、变量名、单位、系数，将数据初始化内容按照装置划分区域集中放置，在各装置下对数据进行分类放置；s06）、配置数据集，按照装置进行划分，一个装置配置为一个数据集，在各装置下进行细分，分类划分出数据子集；s07）、为各数据集及数据子集配置控制块，为每个装置数据集配置控制块，并按照装置划分区域放置，在一个装置内部分类配置数据子集的控制块；s08）、对其中一个装置建模，保持数据类型模板（datatypetemplates）段不变，在
数据初始化部分，对其他装置逻辑节点及数据初始化内容进行裁剪；在数据集部分，对其他装置数据集及数据子集进行裁剪；在数据集控制块部分，对其他装置数据集控制块及数据子集控制块进行裁剪，根据装置的具体类型配置文件头。
5.进一步的，控制块跟随数据集的分类方式和放置顺序。
6.进一步的，某个装置需要扩充或修改功能时，在数据类型模板（datatypetemplates）段补充配置相应逻辑节点和数据，在数据初始化、数据集和控制块对应的板块中添加逻辑节点和数据。
7.进一步的，按照功能或者传输时间划分出数据子集。
8.进一步的，按照功能划分数据子集时，按照遥信、遥控、遥测、遥调功能进行划分。
9.进一步的，固定icd文件的结构和各模块顺序，对于icd文件按照文件头、ied、数据类型模板（datatypetemplates）的结构，在ied内部按照访问接入点（accesspoint）、服务器（server）的结构，在服务器内部按照逻辑节点初始化、数据初始化、数据集定义、数据集控制块的结构，在数据类型模板（datatypetemplates）段按照逻辑节点配置、公用数据类配置、其他数据配置的结构。
10.进一步的，在模型库的各个模块固定各装置的排列顺序，在各装置内部固定各类别的排列顺序。
11.进一步的，在模型库的各个模块固定各数据及数据属性的排列顺序。
12.本发明的有益效果：建立了多装置通用的模型库文件，通过参数配置满足不同装置的差异化需求，解决了各装置重复建模的问题，大大缩短了开发周期。另外，标准化和程式化了模型文件及建模过程，始终保持各模型数据库的唯一性、模型结构的一致性，增强模型的可读性和易用性，方便检查错误和维护升级。
附图说明
13.图1 为iec61850模型库的建立及配置方法流程图；图2 为icd模型库文件结构及内容示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。
15.实施例1以变压器在线监测装置模型库建立为例对本发明中的方法进行说明，参照图1和图2，一种iec61850模型库建立及配置方法，包括以下步骤：1.列举所有需要建模的装置，逐一分析并列出装置的一级功能，按照各装置一级功能，构建逻辑设备ldevice。
16.本实施例中，所述一级功能就是装置最直接最主要的功能，比如一个保护装置，主要有两个功能：信号控制功能和遥测功能，这两个功能就能抽象出两个逻辑设备；而信号控制功能中又包括开关位置控制、刀闸位置控制、开关闭锁等功能，这些下一层级的功能可以抽象成逻辑节点。为了划分层次，使层次比较明确，使用了一级功能的表达。
17.同一厂家围绕变压器在线监测功能，可能会开发一系列装置，如铁心接地电流在线监测装置、局部放电在线监测装置、油色谱在线监测装置、本体振动在线监测装置、套管
绝缘状态在线监测装置和有载分接开关在线监测装置等，监测类装置的一级功能通常是对监测量进行采集和上传，因此通常只构建一个逻辑设备。而对于测控保护类装置，其一级功能通常可以分为控制及开入、测量、保护等，因此对其抽象成多个逻辑设备ctrl、meas、prot等。
18.2.对各装置一级功能进行细分，对最小功能单元构建逻辑节点ln。
19.例如，局部放电在线监测装置的一级功能是监测变压器的局部放电量，对这一功能进行分解，可以认为主要实现局放量监测和局放图谱记录，因此该装置逻辑设备主要包含四个逻辑节点：lln0（基本逻辑节点）、lphd（物理装置信息）、spdc（局放监测）、rdre（录波）。与之类似可以得到其他装置的逻辑节点，如油色谱在线监测装置包含逻辑节点slml，有载分接开关在线监测装置包含逻辑节点sltc，套管绝缘状态在线监测装置包含逻辑节点zbsh等。
20.3.列出各个逻辑节点下的数据对象，包括数据类型、数据属性、数据属性类型等，并提取出各装置的公用数据类。
21.依然以局部放电在线监测装置为例，逻辑节点spdc下包含mod（模式）、beh（行为）、health（健康状态）、namplt（铭牌）、padschalm（局放告警）、opcnt（动作计数器）、plsnum（脉冲个数）、padschtype（局放类型）等多个数据，每个数据下又包含多个数据属性。与之类似可以得到其他装置的数据对象。对于状态监测类装置，常用的公用数据类（cdc）主要有sps和mv。
22.4.建立icd文件，在数据类型模板（datatypetemplates）段配置各逻辑节点和数据的属性等内容，将逻辑节点和数据对象按照装置划分区域集中放置。将各装置的公用数据类集中进行配置，且只配置一次。
23.步骤1-3完成后，可以开始建立icd文件，先配置各在线监测装置的逻辑节点，将同一装置的逻辑节点集中放置，再配置步骤3中提取的公用数据类，这些数据将被多个装置使用，只配置一次即可，最后将其他数据按照装置划分区域集中进行配置。
24.5.对各数据进行初始化，包括配置寄存器映射地址、变量名、单位、系数等。将数据初始化内容按照装置划分区域集中放置，在各装置下按照功能或其他方式对数据进行分类放置。
25.6.配置数据集，按照装置进行划分，一个装置配置为一个数据集，在各装置下进行细分，按照功能、传输时间或其他分类方式划分出数据子集。
26.为了模型库后期使用的方便性，将同一个监测装置中的数据配置为一个数据集，当一个装置的数据量过于庞大时，可以按照一定的分类方法，将数据分为若干个数据子集，例如对有实时性要求的数据可以放在一个数据集中。
27.7.为各数据集及数据子集配置控制块，为每个装置数据集配置控制块，并按照装置划分区域放置，在一个装置内部按照功能、传输时间或其他分类方式配置数据子集的控制块。
28.由于数据集中的数据量较大，并不是所有的数据均需要上送，因此对每个数据集和数据子集都配置报告控制块，控制块跟随数据集的分类方式和放置顺序。
29.8.对其中一个装置建模，保持数据类型模板（datatypetemplates）段不变，在数据初始化部分，对其他装置逻辑节点及数据初始化内容进行裁剪；在数据集部分，对其他装置
数据集及数据子集进行裁剪；在数据集控制块部分，对其他装置数据集控制块及数据子集控制块进行裁剪。根据装置的具体类型配置文件头等内容。
30.模型库建立好之后，在对其中一个装置建模时，首先保持数据类型模板（datatypetemplates）段不变，这样保证了同一厂家生产的各装置数据源头的唯一性，也便于数据维护。由于模型库文件已基本完成了所有装置建模的配置，此时只需要对各个功能模块进行裁剪即可。
31.某个装置需要扩充或修改功能时，在数据类型模板（datatypetemplates）段补充配置相应逻辑节点和数据，在数据初始化、数据集和控制块等对应的板块中添加逻辑节点和数据。
32.例如，在步骤3中逻辑节点spdc下的数据没有记录变压器的局部放电量，因此需要对数据进行扩充，先在数据类型模板（datatypetemplates）下补充数据apppadsch（局部放电量峰值）的定义，进而在模型库文件中局放监测装置对应的模块中补充该数据的初始化等过程。
33.本实施例中，按照功能进行分类时可以按照遥信、遥控、遥测、遥调功能或其他分类方法；按照传输时间进行分类时可以分为实时数据和其他数据。
34.本方法固定icd文件的结构和各模块顺序，对于icd文件按照文件头、ied、数据类型模板（datatypetemplates）的结构，在ied内部按照访问接入点（accesspoint）、服务器（server）的结构，在服务器内部按照逻辑节点初始化、数据初始化、数据集定义、数据集控制块的结构，在数据类型模板（datatypetemplates）段按照逻辑节点配置、公用数据类配置、其他数据配置的结构。这里把公用数据之外的数据都称为其他数据，具体包含哪些数据以实际的装置为准，不同的装置数据不同。
35.在模型库的各个模块固定各装置的排列顺序，在各装置内部固定各类别的排列顺序。
36.在模型库的各个模块固定各数据及数据属性的排列顺序。
37.在模型库文件建立时，注重文件的结构，使之清晰整洁，形成模块化的架构，便于模型库的使用和维护，便于发现错误和问题，增强其可读性和易用性。
38.以上所示，只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。