摘要：随着IEC61850标准在变电站自动化系统的不断推广，如何将仅支持传统规约的设备接入到IEC61850系统中是一个重要问题。本文基于XML技术，建立了一种传统规约与IEC61850信息模型和服务模型的映射方法，完成了传统规约向IEC61850的转换，并在通讯管理机中实现，解决了仅支持Modbus、IEC60870-5-104（104）、IEC60870-5-103（103）等三种传统规约的保护测控装置，无法直接接入IEC61850后台的问题。
关键词：智能化变电站；IEC61850；规约转换；数据库
0 引言
随着新的网络化国际规约IEC61850的出现，如何将采用旧规约的通信系统纳入新型网络化系统体系结构中，并保持原有系统结构和设备不变的情况下使其与最新的国际标准接轨，值得我们进行深入的研究。由于技术的更新规约转换装置的硬件平台、操作系统、数据库平台等都不可避免地会更新升级，由此带来的异构性给应用软件的互操作性、兼容性以及平滑升级能力带来了严重问题[1-2]。
目前保护装置主要采用103为通讯协议，如何在保持原来协议的基础上使其支持IEC61850规约是一个非常重要的问题。考虑到103协议解析之后的数据已经存储到数据库中，如果能将这些数据映射到MMS中，用于实现IEC61850的规约通讯，那么可以最小改动实现非IEC61850的规约转换为IEC61850规约，从而实现与上位机的通讯[3-4]。
1 抽象通信服务模型
IEC61850标准采用面向对象技术，定义了基于客户/服务器结构数据模型。每个IED 包含一个和多个服务器，每个服务器本身又包含一个多个逻辑设备。逻辑设备包含逻辑节点，逻辑节点包含数据。数据则是由数据属性构成的公用数据类的命名实例。从通信而言，IED 同时也扮演客户的角色。任何一个客户可以通过抽象通信服务接口和服务器通信可访问数据。
在智能化变电站中，控制中心除了要求能对IED静态数据模型进行查询，更多的时候，是一种实时数据的传输，如变化数据上传、控制命令下发等，IEC61850针对实时数据传输定义了报告、控制等相关服务。报告采用的是主动上传方式，控制信息的发布，在电力系统中将触发变电站内设备动作，引起系统运行方式发生变化。
2 设计与实现方法
2.1 设计思想
遵循IEC61850的标准，在传统电力设备和IEC61850设备之间增加一个规约转换器以实现传统电子设备和智能化设备之间的通讯，如图1所示。
图 1 规约转换设计流程
数据的交换通过网口来实现，涉及到三个模块：采集模块、实时库和61850服务模块。其数据流向是采集模块按照用户提供的协议与终端里的程序进行通讯，并保存在实时库里，同时根据实时库里每个智能电子终端对应的IEC61850DA的属性，写入到IEC61850的实时库中，这样IEC61850服务程序就能及时更新其对应的DA值，并作相应的处理，对外提供相应的报告/控制等服务。
2.2 实现方案
根据IEC61850规约建立IED实例配置文件（CID文件），并以此模型和现场配置创建具体对象实例，再将解析数据与实例对象下面的数据属性关系进行映射。根据IEC61850规约，每台保护装置可以创建一个逻辑设备（简称LD），每个LD的基本连接属性和信息可以通过数据库文件和私有配置文件(XML文件)获取。
在IEC61850中，报告是由报告控制块控制的，报告上传的都是数据集（DataSet）所引用的数据。当报告控制块所监视数据集中的数据属性发生变化（数据值改变、品质属性改变或者数据更新等）时，就会触发一个报告的产生。所以当数据库录入了新的遥测和遥信数据时，通过调用接口函数通知IEC61850模块，该模块完成组合MMS报文通过网口发送到相连接的设备中。
图 2 非IEC61850、MMS及IEC6850间映射关系
对于遥控命令的下发，是通过消息机制完成的，遥控的成功与否也是由消息返回（对于增强型的遥控要根据增强型报告判断）。
图3 程序流程图
3 结论
本文对传统电力规约向IEC61850转化的理论进行了研究分析并且提出了一种规约转换的方案，同时说明其实现方法，为传统电力通信规约向面向对象IEC61850通信规约的转化打下基础。
该设计思想的优势在于不改变原有模块的设计与方案，通过增加一个规约转换的模块完成传统规约到IEC61850规约的转换，并可以支持三遥、报告服务和控制服务等。但目前该方案对于定值的读写还不支持，需要进一步完善。
参考文献
[1]孔凤颖,侯思祖,刘玮. 102 规约向IEC61850 规约转换网关的研究.电子信息安全专家,2013, 11(4):27-30.
[2]肖丽萍,房同忠. 变电站通信标准向 IEC61850 的过渡.农村电气化, 2006(6): 37–38.
[3]王文龙,徐广辉,朱中华.基于CORBA技术的IEC61850规约转换装置.电力系统保护与控制，2009,37(7)：63-66
[4]张凡,朱永利,熊海军,张螣英,王德文.Modbus到IEC61850映射方法及其在状态监测中的应用.电子系统自动化，2014,38(21)：84-88
论文作者:李秋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/12
标签：规约论文; 数据论文; 传统论文; 报告论文; 模块论文; 设备论文; 变电站论文; 《电力设备》2018年第3期论文;