專利名稱：基于iec 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化遠方電能量采集方法及裝置，具體涉及一種基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量采集方法及裝置。
背景技術：
IEC 61850標準的設計思想先進，代表了變電站自動化技術的發(fā)展方向，是實現(xiàn)數(shù)字化變電站的核心技術之一，對整個電力自動化技術都有深刻的影響。
在IEC 61850標準推出之前，變電站數(shù)字化遠方電能量采集終端普遍采用串行通信規(guī)約，而變電站自動化系統(tǒng)普遍采用以太網(wǎng)通信方式，使得數(shù)字化遠方電能量采集終端無法直接接入到變電站自動化系統(tǒng)中，需要通過公用信息管理機等設備轉接，即增加了可能的故障點，又增加了調試、維護工作量。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集方法及裝置，該終端可直接接入到變電站自動化系統(tǒng)中。
本發(fā)明的一個技術方案，基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集方法，包括如下步驟
a) 將電能表和數(shù)字化遠方電能量采集終端之間需要通信的電能量數(shù)據(jù)進行IEC 61850的數(shù)據(jù)建模，確定其各個數(shù)據(jù)項成員定義；
b) 利用IEC 61850標準里的數(shù)據(jù)集模型，把不同類型的數(shù)據(jù)歸類到不同的數(shù)據(jù)集，根據(jù)配置文件來映射數(shù)據(jù)集名和數(shù)據(jù)類型的關系；
c) 選擇IEC 61850通信服務里的報告控制塊模型、日志控制塊模型來作為電能量數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆蛰d體，并重新補充闡述相關定義； d)通信模塊根據(jù)以上定義配置的內容來完成數(shù)據(jù)采集。 本發(fā)明的另一技術方案，基于IEC61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集裝置，
其特征在于包括主處理器模塊、網(wǎng)卡模塊、光纖轉換器模塊、接口模塊和存儲
器模塊，主處理器模塊分別與網(wǎng)卡模塊、光纖轉換器模塊、接口模塊和存儲器
模塊連接。
本發(fā)明的有益效果為，基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集方法及 裝置，可以通過以太網(wǎng)接口采集數(shù)字化電能表并對數(shù)據(jù)進行存儲、轉發(fā)，使數(shù) 據(jù)傳輸至變電站網(wǎng)絡，實現(xiàn)信息共享。


圖1為IEC 61850-7-2里面定義的報告模型和日志模型。 圖2是本發(fā)明裝置原理示意圖3是本發(fā)明裝置在電網(wǎng)調度系統(tǒng)中應用示意圖。
具體實施例方式
以下結合說明書附圖對本發(fā)明進行詳細說明，并給出具體實施方式
。 基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集方法及裝置所要通信的數(shù)據(jù)， 主要包括如下數(shù)據(jù)-
a)分鐘數(shù)據(jù)(只有零點值為當日的凍結值、其它為某一時刻的實時值)
1. 正相有功電能 5. —象限無功電能
2. 正相無功電能 6. 二象限無功電能
3. 反向有功電能 7.三象限無功電能
4. 反向無功電能 8.四象限無功電能 b)日數(shù)據(jù)1.正相有功四費率電能5.正相有功需量2.正相無功四l費率電能6.正相無功需3.反向有功四費率電能7.反向有功需4.反向無功四費率電能8.反向無功需
c)月數(shù)據(jù)1.正相有功四費率電能5.正相有功需量2.正相無功四費率電能6.正相無功需3.反向有功四費率電能7.反向有功需4.反向無功四費率電能8.反向無功需
d)事件1.A相失流7. A相失流復歸2.B相失流8. B相失流復歸3.C相失流9. C相失流復歸4.A相失壓10. A相失壓復歸5.B相失壓11. B相失壓復歸6.C相失壓12. C相失壓復歸e) ERTU與電能表的通信狀態(tài) 1. 連接狀態(tài)通 2.連接狀態(tài)斷 注四費率包括尖、峰、平、谷；需量包括凍結值、凍結時間。
對于以上數(shù)據(jù)需要進行IEC 61850的數(shù)據(jù)建模，也就是定義其在某一特定 功能邏輯節(jié)點里的數(shù)據(jù)項，MMTR邏輯節(jié)點用于計算三相系統(tǒng)中電能量，適用 于計費，但其定義的數(shù)據(jù)項不滿足實際需要，為了能傳輸以上定義的數(shù)據(jù)，在 這個基礎類里進行數(shù)據(jù)項擴展，對于分鐘數(shù)據(jù)、日數(shù)據(jù)、月數(shù)據(jù)新增數(shù)據(jù)項的數(shù)據(jù)類型為二進制計數(shù)器讀數(shù)BCR。對于事件數(shù)據(jù)新增加數(shù)據(jù)項的數(shù)據(jù)類型為 單點狀態(tài)SPS。
按照數(shù)據(jù)分類不同，把上面定義的數(shù)據(jù)歸類到不同數(shù)據(jù)集，實際情況中只 能靠數(shù)據(jù)集名來區(qū)分數(shù)據(jù)類型，所以需要給出一份數(shù)據(jù)集和數(shù)據(jù)類型的映射 表，以便數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集裝置的通信模塊在數(shù)據(jù)通信時區(qū)分數(shù)據(jù)類 型。如下表l
表l
數(shù)據(jù)類描述數(shù)據(jù)集名
分鐘凍結數(shù)據(jù)ElecVal_Minute (可配置)
日數(shù)據(jù)的(1 - 4)四費率電能FeeVal_Day (可配置)
日數(shù)據(jù)的(5 _ 8)需量NeedVal_Day (可配置)
月數(shù)據(jù)的(1 - 4)四費率電能FeeVal—Month (可配置)
月數(shù)據(jù)的(5 - 8)需量NeedVal_Month (可配置)
事件Event (可配置)
傳輸上面所定義的這些數(shù)據(jù)，主要會用到IEC 61850-7-2里面定義的日志
模型和報告模型(具體請參考IEC 61850-7-2第14節(jié))，如圖1所示。
利用非緩存報告控制塊URCB來實現(xiàn)周期值及突發(fā)事件信息的主動上送。 所謂周期值，就是電能表按某一特定的周期來上送數(shù)據(jù)，有分鐘實時數(shù)據(jù)、
日或月凍結數(shù)據(jù)，利用設置報告控制塊里的完整性周期屬性來讓電能表周期數(shù)
據(jù)做到主動上送
而對于電能表的突發(fā)事件信息，采用報告里數(shù)據(jù)變位就觸發(fā)上送的辦法。 綜上所述，對報告控制塊進行參數(shù)設置并改寫使能參數(shù)RptEna后，報告就 會按條件主動上送了。
利用日志模型傳輸歷史數(shù)據(jù)的思想和過程電能量數(shù)據(jù)通信引入歷史數(shù)據(jù)的概念就是當在通信過程中有通信異常中斷 等原因，不至于數(shù)據(jù)丟失，提供了補召補救的措施。
日志是記錄歷史數(shù)據(jù)的載體，它是通過日志控制塊來控制映射的，用戶可 以通過讀寫服務來操作日志控制塊。
對某個日志控制塊進行使能(LogEna = true)操作后，與之關聯(lián)的數(shù)據(jù)集 成員有數(shù)據(jù)變化就開始存儲相關日志條目，用戶可以用相應接口來召喚日志， 具體的過程如下
通信模塊利用以上模型產生的配置文件，進行相關的數(shù)據(jù)通信，電能表端 為服務模塊，數(shù)字化遠方電能量采集終端ERTU為客戶端模塊。通信基于以太 網(wǎng)ICP/IP協(xié)議，采用MMS (制造報文規(guī)約)規(guī)約進行。
本發(fā)明基于IEC61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集裝置主要的功能是收集 變電站內的電能表數(shù)據(jù)，進行本地數(shù)據(jù)轉換，數(shù)據(jù)存儲，對遠方調度和變電站 內監(jiān)控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務。
如圖2所示，基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集裝置，包括主處 理器模塊、網(wǎng)卡模塊、光纖轉換器模塊、人機界面模塊、接口模塊和存儲器模 塊，主處理器模塊分別與網(wǎng)卡模塊、光纖轉換器模塊、人機界面模塊、接口模 塊和存儲器模塊連接。
接口模塊包括RS-232當?shù)鼐S護口、 2路RS485接口和4個10M/100M以太 網(wǎng)接口。 RS485接口可支持不同的表計規(guī)約，且可支持多至60個表計。
主處理器模塊內置看門狗，可消除特大干擾引起的軟件死機。主處理器模 塊設置高精確的不掉電日歷時鐘，支持SNTP網(wǎng)絡對時。
人機界面模塊由6. 5寸640X480彩色LCD和8鍵鍵盤組成，可提供全中 文菜單窗口，可以很方便地定義、査詢、修改各種運行參數(shù)，顯示各種事件記錄數(shù)據(jù)等。
光纖轉換器模塊中光纖接口為標準的SC接口 ， TX和發(fā)送口 ， RX為接收口 ， 工作波長為1310nm，多模方式，傳輸距離2km。網(wǎng)絡接口為10M/100M標準的 RJ45接口 。
電源模塊由進口開關電源模塊加上外圍輔助器件組成?？蓪崿F(xiàn)交直流電源 輸入，自動切換，并提供DC+5V， DC+12V系統(tǒng)電源。
存儲器模塊采用大容量的CF卡，數(shù)據(jù)掉電后十年不丟失；表計電能量數(shù) 據(jù)可以按5分鐘、15分鐘、30分鐘或60分鐘為單位任意分配存忙。存貯容量 2G字節(jié)?？梢源尜A峰、谷、平、尖峰等時段電能量、需量、表計狀態(tài)。 可以按IEC 61850數(shù)據(jù)模型轉換貯存。支持IEC 60870-5-102標準轉換。
如圖3是本發(fā)明在電網(wǎng)調度系統(tǒng)中應用示意圖，以太網(wǎng)接口數(shù)字化電度表 與RS485接口傳統(tǒng)電度表的數(shù)據(jù)，傳輸?shù)交贗EC 61850數(shù)字化遠方電能量采 集終端，然后依次進入公共通訊網(wǎng)絡、調度端電量系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)和SCADA系 統(tǒng)。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例。顯然，本 發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形，本領域的普通技術人員能從本發(fā) 明公開的內容直接或聯(lián)想到的所有變形，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1、基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集方法，包括如下步驟a)將電能表和數(shù)字化遠方電能量采集終端之間需要通信的電能量數(shù)據(jù)進行IEC 61850的數(shù)據(jù)建模，確定其各個數(shù)據(jù)項成員定義；b)利用IEC 61850標準里的數(shù)據(jù)集模型，把不同類型的數(shù)據(jù)歸類到不同的數(shù)據(jù)集，根據(jù)配置文件來映射數(shù)據(jù)集名和數(shù)據(jù)類型的關系；c)選擇IEC 61850通信服務里的報告控制塊模型、日志控制塊模型來作為電能量數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆蛰d體，并重新補充闡述相關定義；d)通信模塊根據(jù)以上定義配置的內容來完成數(shù)據(jù)采集。
2、 基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于包括主處 理器模塊、網(wǎng)卡模塊、光纖轉換器模塊、接口模塊和存儲器模塊，主處理器模 塊分別與網(wǎng)卡模塊、光纖轉換器模塊、接口模塊和存儲器模塊連接。
3、 根據(jù)權利要求2所述的基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集裝置， 其特征在于所述接口模塊包括RS-232當?shù)鼐S護口、 RS485接口和以太網(wǎng)接口。
4、 根據(jù)權利要求2所述的基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集裝置， 其特征在于所述主處理器模塊內置看門狗。
5、 根據(jù)權利要求2所述的基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集裝置， 其特征奔于還包括人機界面模塊，主處理器模塊與人機界面模塊連接。
6、 根據(jù)權利要求2所述的基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集裝置， 其特征在于所述人機界面模塊由彩色LCD和8鍵鍵盤組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集方法，這種方法，通過配置工具對電能量數(shù)據(jù)進行建模配置，生成相應的配置文件，通信模塊根據(jù)配置文件定義的數(shù)據(jù)內容和服務類型來完成數(shù)據(jù)采集，整個過程配置靈活，需要通信的數(shù)據(jù)內容可以根據(jù)實際傳輸需求來完成定制。本發(fā)明還公開了一種基于IEC 61850數(shù)字化遠方電能量數(shù)據(jù)采集裝置，包括主處理器模塊、網(wǎng)卡模塊、光纖轉換器模塊、接口模塊和存儲器模塊，主處理器模塊分別與網(wǎng)卡模塊、光纖轉換器模塊、接口模塊和存儲器模塊連接。本發(fā)明可以通過以太網(wǎng)接口采集數(shù)字化電能表并對數(shù)據(jù)進行存儲、轉發(fā)，使數(shù)據(jù)傳輸至變電站網(wǎng)絡，實現(xiàn)信息共享。
文檔編號G01R22/10GK101661058SQ200910152810
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月21日 優(yōu)先權日2009年9月21日
發(fā)明者梁 丁, 朱炳銓, 滕明茂, 章堅民, 章立宋, 蔣世挺, 烽 謝, 金乃正, 陳士云, 馬國梁 申請人:浙江創(chuàng)維自動化工程有限公司;紹興電力局