專(zhuān)利名稱(chēng)：變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，具體涉及一種變電站抽象通信服務(wù)接口(ACSI)映射到網(wǎng)絡(luò)通信的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有的數(shù)字化變電站內(nèi)部通信均采用IEC61850-8-1MMS映射的實(shí)現(xiàn)方式，在變電站和主站之間仍然采用IEC60870-5-104遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約。在變電站內(nèi)部通信使用的麗S，在實(shí)際應(yīng)用中存在一些問(wèn)題麗S是二十多年前的機(jī)械制造工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用于加工中心，效率較低，無(wú)法滿足電力行業(yè)實(shí)時(shí)性要求;IEC61850規(guī)約的抽象通信服務(wù)接口映射到麗S較復(fù)雜，且只能支持部分服務(wù)接口而無(wú)法方便的進(jìn)行功能擴(kuò)展；MMS無(wú)64位發(fā)行版本，而目前主流的硬件平臺(tái)普遍都采用了 64位的主機(jī)；目前國(guó)內(nèi)的麗S均采用國(guó)外產(chǎn)品，尚未國(guó)產(chǎn)化，因此無(wú)法保證應(yīng)用系統(tǒng)的安全性。而在變電站和主站之間采用的IEC60870-5-104通信協(xié)議，是一款由國(guó)外引進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)，尚存在一些工程實(shí)踐上的問(wèn)題，例如國(guó)內(nèi)電力企業(yè)常常要求能夠遠(yuǎn)方修改保護(hù)定值和對(duì)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)方復(fù)位，以及要求子站端能夠主動(dòng)上送保護(hù)動(dòng)作的詳細(xì)信息(包括動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作類(lèi)型、動(dòng)作值)，而為了能夠支持新的功能，必須對(duì)現(xiàn)有的104規(guī)約進(jìn)行特殊的擴(kuò)展。而在推廣智能主站和智能變電站的過(guò)程中，各調(diào)度系統(tǒng)對(duì)通信的需求難免會(huì)有或多或少的差異，針對(duì)不同需求，需要對(duì)規(guī)約進(jìn)行不同的擴(kuò)展，這對(duì)大范圍推廣智能電網(wǎng)建設(shè)工作造成了一定的局限。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)常用的變電站通信規(guī)約處理方式已無(wú)法完全適應(yīng)未來(lái)智能化變電站內(nèi)部以及變電站與控制中心之間的通信需求，主要問(wèn)題有以下幾個(gè)方面在不同通信需求下規(guī)約維護(hù)非常復(fù)雜；部分規(guī)約受編碼限制，無(wú)法支持未來(lái)持續(xù)增長(zhǎng)的信息容量；傳統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)與保護(hù)通信規(guī)約相對(duì)獨(dú)立，不適應(yīng)于一體化調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的方法和系統(tǒng)，將彌補(bǔ)原有IEC61850規(guī)約映射處理方式的不足，可以映射全部服務(wù)接口，且具有較高的通信效率，符合未來(lái)智能電網(wǎng)的發(fā)展需要，能夠徹底解決智能化變電站與控制中心之間無(wú)縫通信的問(wèn)題，具有極其重要的研究?jī)r(jià)值和推廣應(yīng)用前景。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟(I).從ACSI核心對(duì)象服務(wù)單元中取得要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；(2).給數(shù)據(jù)加上數(shù)據(jù)幀頭，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理形成數(shù)據(jù)包；(3).通過(guò)tcp鏈路，將所述數(shù)據(jù)包傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)。本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述步驟2中，所述數(shù)據(jù)幀頭包括依次設(shè)置的控制碼、服務(wù)映射編碼和數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度編碼。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)幀頭的長(zhǎng)度為4字節(jié)；其中，所述控制碼為I字節(jié)，所述服務(wù)映射編碼為I字節(jié)，所述數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度編碼為2字節(jié)。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選技術(shù)方案中，所述步驟2包括如下步驟(2-1).對(duì)取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行窗口服務(wù)映射，為數(shù)據(jù)加上數(shù)據(jù)幀頭；(2-2).對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，得到數(shù)據(jù)幀內(nèi)容；(2-3).將數(shù)據(jù)幀頭和數(shù)據(jù)幀內(nèi)容組裝成數(shù)據(jù)包；本發(fā)明提供的第四優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述步驟2-2中，采用ASN. I的BER(BasicEncoding Rules)編碼規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。本發(fā)明提供的第五優(yōu)選技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度為65535字節(jié)，數(shù)據(jù)幀內(nèi)容的長(zhǎng)度為65531字節(jié)。本發(fā)明提供的第六優(yōu)選技術(shù)方案中，提供一種變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng)，其包括=ACSI核心對(duì)象服務(wù)單元和接收其數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)；其改進(jìn)之處在于，所述裝置包括對(duì)所述ACSI核心對(duì)象服務(wù)單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、并將形成的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)剿鲆蕴W(wǎng)的數(shù)據(jù)處理傳輸單元。本發(fā)明提供的第七優(yōu)選技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)處理傳輸單元，包括窗口服務(wù)映射模塊、編碼模塊和數(shù)據(jù)包組裝模塊；所述數(shù)據(jù)包組裝模塊分別接收所述窗口服務(wù)映射模塊和所述編碼模塊的數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的第八優(yōu)選技術(shù)方案中，所述窗口服務(wù)映射模塊，對(duì)取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行窗口服務(wù)映射，為數(shù)據(jù)加上數(shù)據(jù)幀頭。本發(fā)明提供的第九優(yōu)選技術(shù)方案中，所述編碼模塊，采用ASN. I的BER(BasicEncoding Rules)編碼規(guī)則，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，得到數(shù)據(jù)幀內(nèi)容。本發(fā)明提供的第十優(yōu)選技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)包組裝模塊，將數(shù)據(jù)幀頭和數(shù)據(jù)幀內(nèi)容組裝成數(shù)據(jù)包，并將形成的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)剿鲆蕴W(wǎng)。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的一種變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的方法和系統(tǒng)，可以映射全部抽象通信服務(wù)接口，通過(guò)精簡(jiǎn)的數(shù)據(jù)幀描述定義和TCP/IP映射方式，提供了較高的通信效率，符合未來(lái)智能電網(wǎng)的發(fā)展需要，能夠解決智能化變電站與控制中心之間無(wú)縫通信的瓶頸；而且，通過(guò)設(shè)置一套接口定義映射規(guī)則，將變電站的信息交換模型和抽象通信服務(wù)接口全部進(jìn)行編碼，能夠支持IEC61850規(guī)約定義的全部接口，實(shí)現(xiàn)變電站遠(yuǎn)動(dòng)和保護(hù)信息的完整上送，同時(shí)通過(guò)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)面向設(shè)備建模和信息自描述功能，能夠動(dòng)態(tài)的對(duì)信息交換模型內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展，減少系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的工作量和復(fù)雜程度；再者，本方法設(shè)計(jì)了一種精簡(jiǎn)的數(shù)據(jù)幀頭格式，能夠以4字節(jié)的長(zhǎng)度對(duì)本數(shù)據(jù)幀的信息進(jìn)行完備的描述，經(jīng)過(guò)編碼后的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度低于以往其他規(guī)約映射處理方式，減少了無(wú)效的數(shù)據(jù)內(nèi)容。在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，采用了編碼后直接映射TCP/IP的方式，減少了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的傳輸延時(shí)，提高了傳輸效率。


圖I為變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的方法流程圖。圖2為變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng)概括圖。
圖3為系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理傳輸單元的結(jié)構(gòu)圖。圖4為變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為傳輸使用的TCP幀結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、4所示，一種變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧的方法，設(shè)置一種精簡(jiǎn)的TCP數(shù)據(jù)幀格式和一套接口定義映射規(guī)則，將變電站的抽象通信服務(wù)接口定義進(jìn)行映射編碼，將信息交換模型進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，之后按照數(shù)據(jù)幀格式創(chuàng)建帶有I字節(jié)控制碼、I字節(jié)服務(wù)映射編碼和2字節(jié)數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)幀頭，將數(shù)據(jù)幀頭與編碼數(shù)據(jù)組裝成的數(shù)據(jù)包直接映射到TCP/IP協(xié)議棧進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧的方法，變電站的信息交換模型和抽象通信服務(wù)接口的核心對(duì)象服務(wù)接口定義符合IEC61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧的方法，方法使用者必須使用相同的編碼和解碼格式，可以但并不僅限于采用如ASN. I的BER(Basic Encoding Rules)編碼規(guī)則進(jìn)行對(duì)象數(shù)據(jù)編碼。根據(jù)變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧的方法，具體的服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧的過(guò)程為信息交換模型中使用的對(duì)象數(shù)據(jù)定義完畢后，通過(guò)特定的編碼格式進(jìn)行編碼生成數(shù)據(jù)幀內(nèi)容；按照數(shù)據(jù)幀格式創(chuàng)建帶有I字節(jié)控制碼、I字節(jié)服務(wù)映射編碼和2字節(jié)數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)幀頭，幀頭長(zhǎng)度為4個(gè)字節(jié)。將數(shù)據(jù)幀頭和數(shù)據(jù)幀內(nèi)容組裝成數(shù)據(jù)包后，通過(guò)TCP/IP協(xié)議提供的鏈路和傳輸機(jī)制直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧的方法，其特征在于信息交換模型中使用的對(duì)象數(shù)據(jù)定義符合IEC61850變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的系列標(biāo)準(zhǔn)。變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧的方法，整個(gè)數(shù)據(jù)包最長(zhǎng)可能為65535字節(jié)，其中數(shù)據(jù)幀幀頭為4個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度最大為65531字節(jié)，字節(jié)序?yàn)橄雀吆蟮?。變電站抽象通信服?wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議棧的方法，數(shù)據(jù)包通過(guò)使用TCP/IP協(xié)議提供的鏈路和傳輸機(jī)制進(jìn)行傳輸。如圖I所示，一種變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的方法，所述方法包括如下步驟(I).從ACSI核心對(duì)象服務(wù)單元中取得要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；(2).給數(shù)據(jù)加上數(shù)據(jù)幀頭，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理形成數(shù)據(jù)包；(3).通過(guò)tcp鏈路，將所述數(shù)據(jù)包傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)。如圖2至4所示，一種變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng)，其包括ACSI核心對(duì)象服務(wù)單元和接收其數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)；所述裝置包括對(duì)所述ACSI核心對(duì)象服務(wù)單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、并將形成的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)剿鲆蕴W(wǎng)的數(shù)據(jù)處理傳輸單元。所述數(shù)據(jù)處理傳輸單元，包括窗口服務(wù)映射模塊、編碼模塊和數(shù)據(jù)包組裝模塊；所述數(shù)據(jù)包組裝模塊分別接收所述窗口服務(wù)映射模塊和所述編碼模塊的數(shù)據(jù)。
所述窗口服務(wù)映射模塊，對(duì)取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行窗口服務(wù)映射，為數(shù)據(jù)加上數(shù)據(jù)幀頭。所述編碼模塊，采用ASN. I的BER(Basic Encoding Rules)編碼規(guī)則,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，得到數(shù)據(jù)幀內(nèi)容。所述數(shù)據(jù)包組裝模塊，將數(shù)據(jù)幀頭和數(shù)據(jù)幀內(nèi)容組裝成數(shù)據(jù)包，并將形成的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)剿鲆蕴W(wǎng)。需要聲明的是，本發(fā)明內(nèi)容及具體實(shí)施方式
意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。但這些變更或修改均在申請(qǐng)待批的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟(1).從ACSI核心對(duì)象服務(wù)單元中取得要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；(2).給數(shù)據(jù)加上數(shù)據(jù)幀頭，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理形成數(shù)據(jù)包；(3).通過(guò)tcp鏈路，將所述數(shù)據(jù)包傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步驟2中，所述數(shù)據(jù)幀頭包括依次設(shè)置的控制碼、服務(wù)映射編碼和數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度編碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)幀頭的長(zhǎng)度為4字節(jié)；其中，所述控制碼為I字節(jié)，所述服務(wù)映射編碼為I字節(jié)，所述數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度編碼為2字節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟2包括如下步驟(2-1).對(duì)取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行窗口服務(wù)映射，為數(shù)據(jù)加上數(shù)據(jù)幀頭；(2-2).對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，得到數(shù)據(jù)幀內(nèi)容；(2-3).將數(shù)據(jù)幀頭和數(shù)據(jù)幀內(nèi)容組裝成數(shù)據(jù)包。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步驟2-2中，采用ASN.I的BER(Basic Encoding Rules)編碼規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度為65535字節(jié)，數(shù)據(jù)幀內(nèi)容的長(zhǎng)度為65531字節(jié)。
7.一種變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng)，其包括:ACSI核心對(duì)象服務(wù)單元和接收其數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)；其特征在于，所述裝置包括對(duì)所述ACSI核心對(duì)象服務(wù)單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、并將形成的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)剿鲆蕴W(wǎng)的數(shù)據(jù)處理傳輸單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理傳輸單元，包括窗口服務(wù)映射模塊、編碼模塊和數(shù)據(jù)包組裝模塊；所述數(shù)據(jù)包組裝模塊分別接收所述窗口服務(wù)映射模塊和所述編碼模塊的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述窗口服務(wù)映射模塊，對(duì)取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行窗口服務(wù)映射，為數(shù)據(jù)加上數(shù)據(jù)幀頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述編碼模塊，采用ASN.I的BER (BasicEncoding Rules)編碼規(guī)則，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，得到數(shù)據(jù)幀內(nèi)容。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包組裝模塊，將數(shù)據(jù)幀頭和數(shù)據(jù)幀內(nèi)容組裝成數(shù)據(jù)包，并將形成的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)剿鲆蕴W(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的方法和系統(tǒng)，方法包括如下步驟(1).從ACSI核心對(duì)象服務(wù)單元中取得要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；(2).給數(shù)據(jù)加上數(shù)據(jù)幀頭，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理形成數(shù)據(jù)包；(3).通過(guò)tcp鏈路，將所述數(shù)據(jù)包傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)；系統(tǒng)包括ACSI核心對(duì)象服務(wù)單元、接收其數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)、以及對(duì)所述ACSI核心對(duì)象服務(wù)單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、并將形成的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)剿鲆蕴W(wǎng)的數(shù)據(jù)處理傳輸單元。本發(fā)明提供的變電站抽象通信服務(wù)接口映射到網(wǎng)絡(luò)通信的方法和系統(tǒng)，將彌補(bǔ)原有IEC61850規(guī)約映射處理方式的不足，可以映射全部服務(wù)接口，且具有較高的通信效率，符合未來(lái)智能電網(wǎng)的發(fā)展需要，能夠徹底解決智能化變電站與控制中心之間無(wú)縫通信的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04L12/70GK102938681SQ20121027283
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者張鴻, 黃海峰, 竇仁暉, 王艷, 黃樹(shù)幫, 朱桂英 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司