基于goose的牽引網(wǎng)故障測(cè)距系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路測(cè)距技術(shù)，具體涉及基于G00SE的牽引網(wǎng)故障測(cè)距系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]故障測(cè)距系統(tǒng)為牽引供電系統(tǒng)的核心設(shè)備，主要作用是在接觸網(wǎng)或機(jī)車發(fā)生故障時(shí)對(duì)故障的性質(zhì)及實(shí)際的故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，對(duì)于縮短檢修時(shí)間，保障高鐵的正常運(yùn)營(yíng)，具有至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)有故障測(cè)距系統(tǒng)中所間故障測(cè)距裝置經(jīng)過測(cè)距通信管理機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞。數(shù)據(jù)在兩臺(tái)故障測(cè)距裝置之間要經(jīng)過兩次協(xié)議轉(zhuǎn)換才能到達(dá)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通信環(huán)節(jié)較多，系統(tǒng)可靠性不高。
[0003]現(xiàn)有牽引網(wǎng)故障測(cè)距系統(tǒng)中故障測(cè)距裝置與測(cè)距通信管理機(jī)間用104規(guī)約進(jìn)行通信，所間測(cè)距管理機(jī)之間用廠家自定義規(guī)約進(jìn)行通信。104規(guī)約雖然是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，但是擴(kuò)展部分的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為廠家自由定義，這造成了不同廠家的測(cè)距系統(tǒng)間無法直接通信，必須增加特殊的規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)備，難以滿足特殊現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用要求。
[0004]現(xiàn)有牽引網(wǎng)故障測(cè)距系統(tǒng)通信模式為“客戶端/服務(wù)器”模式，在故障啟動(dòng)時(shí)刻由主變電所故障測(cè)距裝置向本供電臂的AT所和分區(qū)所發(fā)出測(cè)距啟動(dòng)命令。如果在開始測(cè)距之前信道不通，則變電所故障測(cè)距裝置只有在測(cè)距數(shù)據(jù)傳輸過程中才能判斷出來，此時(shí)僅能通過補(bǔ)救算法補(bǔ)足數(shù)據(jù)，嚴(yán)重影響測(cè)距的準(zhǔn)確性。同時(shí)，如果在故障啟動(dòng)之前系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生變化，且超出預(yù)設(shè)運(yùn)行方式之外，則主故障測(cè)距裝置也只有在測(cè)距工作進(jìn)行中才能得知，從而無法得出正確的測(cè)距結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供基于G00SE的牽引網(wǎng)故障測(cè)距系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)傳輸方法，其一，為了智能化牽引變電站的應(yīng)用提供符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化故障測(cè)距系統(tǒng)；其二，為了解決現(xiàn)有牽引網(wǎng)故障測(cè)距系統(tǒng)存在系統(tǒng)可靠性低、數(shù)據(jù)難以共享、缺乏對(duì)通信通道和運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等缺陷。
[0006]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
基于G00SE的牽引網(wǎng)故障測(cè)距系統(tǒng)，包括設(shè)置在變電所的故障測(cè)距裝置與設(shè)置在故障測(cè)距所的故障測(cè)距裝置，變電所的故障測(cè)距裝置與故障測(cè)距所的故障測(cè)距裝置之間使用G00SE以廣播方式傳遞測(cè)距啟動(dòng)命令與測(cè)距數(shù)據(jù)，變電所的故障測(cè)距裝置與故障測(cè)距所的故障測(cè)距裝置之間直接對(duì)等通信，變電所的饋線裝置通過G00SE對(duì)變電所的故障測(cè)距裝置發(fā)出故障啟動(dòng)G00SE報(bào)文，故障啟動(dòng)G00SE報(bào)文觸發(fā)變電所的故障測(cè)距裝置的故障測(cè)距功會(huì)泛。
[0007]GOOSE (Generic Object Oriented Substat1n Event)是面向通用對(duì)象的變電站通用事件的簡(jiǎn)稱，它是IEC61850中的一種快速報(bào)文傳輸機(jī)制，用于傳輸變電站IED中間的重要的實(shí)時(shí)性信號(hào)。G00SE可傳輸數(shù)據(jù)類型包括布爾值、整型值、浮點(diǎn)值和位串。G00SE報(bào)文由事件驅(qū)動(dòng)發(fā)送，傳輸服務(wù)的抽象模型采用“發(fā)布者/訂閱者”通信結(jié)構(gòu)。GOOSE支持以太網(wǎng)多種傳輸方式，包括:點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、廣播、多播，采用連續(xù)多次傳送實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠傳輸。
[0008]本發(fā)明采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中的G00SE報(bào)文傳輸機(jī)制，變電所采用基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息互交，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)、信息共享；建立統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)學(xué)建模，提高了系統(tǒng)的擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)了裝置的互操作性。在數(shù)字化變電站的應(yīng)用突破了常規(guī)變電站通信的范疇，將網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)深入到變電站自動(dòng)化系統(tǒng)保護(hù)、測(cè)量、遠(yuǎn)動(dòng)等多元信息應(yīng)用中。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)即《變電站網(wǎng)絡(luò)與通信協(xié)議》，是專門針對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)通信體系的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它于2003年由國(guó)際電工委員會(huì)第57技術(shù)委員會(huì)(IECTC57)制定。它通過構(gòu)建信息模型，規(guī)范站內(nèi)的信息通信，使用面向?qū)ο蟮墓δ芊?wù)等技術(shù)手段，致力于實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備之間的互操作性。相比于傳統(tǒng)的通信協(xié)議，IEC61850主要采用了如下核心技術(shù):1.面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)。IEC61850采用UML作為其標(biāo)準(zhǔn)的建模語言，UML語言定義良好、功能強(qiáng)大、易于表達(dá)、適應(yīng)能力強(qiáng)，它既能支持面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)建模，又能支持從需求分析開始進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)。2.軟件復(fù)用技術(shù)。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中融入大量的復(fù)用技術(shù)，極大提高了 IEC61850的整體質(zhì)量，方便日后維護(hù)。3.變電站配置語言SCL。IEC61850采用SCL語言來描述變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通信系統(tǒng)配置、智能電子設(shè)備配置和參數(shù)等，實(shí)現(xiàn)不同的IH)配置工具、系統(tǒng)配置工具之間相互兼容。4.面向通用對(duì)象的變電站事件模型G00SE。IEC61850采用G00SE報(bào)文機(jī)制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的快速通信。G00SE報(bào)文采用了發(fā)布者/訂閱者通信結(jié)構(gòu)，適用于實(shí)時(shí)性要求高且信息量大的通信系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中，G00SE用來傳輸開關(guān)開合閘信息。5.制造報(bào)文規(guī)范MMS。MMS是設(shè)備之間的數(shù)據(jù)與信息傳輸?shù)膰?guó)際標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文規(guī)范，使用了虛擬設(shè)備VMD以及映射的概念，在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中還定義了抽象通信服務(wù)接口 ACSI，特定通信服務(wù)映射SCSM這樣的概念。MMS具體的使用中，先對(duì)虛擬設(shè)備進(jìn)行操作，然后通過映射實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體設(shè)備的管理。MMS應(yīng)用于站控層與間隔層之間的通信。
[0009]在此背景下，采樣數(shù)據(jù)作為變電站信息的重要部分，其傳輸同步能夠以多種方式實(shí)現(xiàn)。其中，基于軟件的算法具有實(shí)現(xiàn)靈活、無硬件投資的優(yōu)點(diǎn)。EC61850的核心可以總結(jié)為:1、通過定義公共數(shù)據(jù)模型CDC、兼容邏輯節(jié)點(diǎn)CPLN和兼容數(shù)據(jù)類型CPDC進(jìn)行信息建模。2、通過定義抽象通信服務(wù)接口 ACSI描述通信服務(wù)。3、通過定義特定通信服務(wù)映射SCSM實(shí)現(xiàn)具體協(xié)議的映射應(yīng)用。IEC 61850與傳統(tǒng)的IEC 60870-5-103對(duì)比，最大的特點(diǎn)是它不僅是一個(gè)通信規(guī)約，而且還是一個(gè)面向變電站自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字化變電站的突出特點(diǎn)體現(xiàn)在設(shè)備信息及傳輸?shù)臄?shù)字化，特別是以太網(wǎng)通信技術(shù)的深入應(yīng)用，為信息、模型和服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化提供了可能。IEC 61850正是在這種背景下對(duì)變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)進(jìn)行了具體規(guī)定。根據(jù)邏輯層次，IEC 61850對(duì)變電站架構(gòu)體系各層的信息流進(jìn)行了規(guī)范。
[0010]所述變電所的故障測(cè)距裝置為故障測(cè)距系統(tǒng)主設(shè)備，在收到故障啟動(dòng)G00SE報(bào)文后，通過測(cè)距網(wǎng)向故障測(cè)距所的故障測(cè)距裝置發(fā)送故障測(cè)距啟動(dòng)G00SE報(bào)文，通過訂閱的故障測(cè)距所的故障數(shù)據(jù)G00SE報(bào)文接收故障數(shù)據(jù)，故障數(shù)據(jù)收集齊或收集故障數(shù)據(jù)超時(shí)時(shí)間到達(dá)后使用所收集的故障數(shù)據(jù)計(jì)算故障距離并生成測(cè)距報(bào)告。
[0011]所述故障測(cè)距所的故障測(cè)距裝置為從設(shè)備，在系統(tǒng)中的功能相同，同為訂閱變電所的故障測(cè)距裝置的故障測(cè)距啟動(dòng)G00SE報(bào)文，收到新的故障啟動(dòng)G00SE報(bào)文后將本地保存的故障數(shù)據(jù)G00SE報(bào)文發(fā)送到測(cè)距網(wǎng)上。
[0012]所述故障測(cè)距所包括AT所或/和分區(qū)所。
[0013]基于所述的基于GOOSE的牽引網(wǎng)故障測(cè)距系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括以下步驟:
(a)在每個(gè)故障測(cè)距裝置的模型中配置好發(fā)布G00SE報(bào)文和訂閱的G00SE報(bào)文和數(shù)據(jù)集;
(b)將變電所的故障測(cè)距裝置的模型配置入變電所的SCD文件中，故障測(cè)距所的故障測(cè)距裝置的模型配置入故障測(cè)距所的S⑶文件中；
(c)變電所的故障測(cè)距裝置訂閱本變電所的饋線裝置的故障啟動(dòng)G00SE報(bào)文