一種智能變電站站控層分析儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能變電站站控層分析儀，包括：間隔層智能設(shè)備，接收間隔層智能設(shè)備的信息實現(xiàn)MMS報文分析的控制器，接收間隔層智能設(shè)備的配置信息和服務(wù)能力并輸出到控制器的接口，與控制器交互MMS報文分析信息的顯示器。本發(fā)明提供一種系統(tǒng)組成簡單，使用方便、可靠，能有效地滿足實際應(yīng)用中對站控層網(wǎng)絡(luò)分析和對運行設(shè)備的異常和故障進行迅速定位等要求的智能變電站站控層分析儀。
【專利說明】一種智能變電站站控層分析儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種分析儀，特別是一種智能變電站站控層分析儀。

【背景技術(shù)】
[0002]在智能變電站中，采用數(shù)字傳輸技術(shù)替代了常規(guī)變電站中沿用多年的模擬量傳輸，在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，完成變電站各IED設(shè)備之間的實時信息交換，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和設(shè)備的互操作性提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。在數(shù)字傳輸?shù)募夹g(shù)條件下，由于傳統(tǒng)的故障錄波裝置已不能滿足變電站日常運行、管理的需要，因此迫切需要新的通信分析工具對智能變電站的通信報文進行分析、記錄，智能變電站站控層分析儀正是智能變電站通信報文實時分析、記錄的專用測試工具；現(xiàn)有技術(shù)還未解決這個問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種系統(tǒng)組成簡單，使用方便、可靠，能有效地滿足實際應(yīng)用中對站控層網(wǎng)絡(luò)分析和對運行設(shè)備的異常和故障進行迅速定位等要求的智能變電站站控層分析儀。
[0004]為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種智能變電站站控層分析儀，包括:間隔層智能設(shè)備，接收間隔層智能設(shè)備的信息實現(xiàn)MMS報文分析的控制器，接收間隔層智能設(shè)備的配置信息和服務(wù)能力并輸出到控制器的接口，與控制器交互MMS報文分析信息的顯示器。
[0005]前述的一種智能變電站站控層分析儀，控制器使用Cortex-A9 ARM CPU作為硬件平臺，采用WinCE為軟件系統(tǒng)平臺。
[0006]前述的一種智能變電站站控層分析儀，控制器包括:借助PacketCE數(shù)據(jù)包捕捉工具對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行實時監(jiān)測并記錄網(wǎng)絡(luò)通訊報文的監(jiān)測記錄模塊；接收監(jiān)測信息并對數(shù)據(jù)包類型和數(shù)據(jù)包格式進行解析的IEC61850服務(wù)層；通過IEC61850服務(wù)層提供的IEC61850客戶端API編寫出的麗S報文分析模塊；通過麗S報文分析模塊結(jié)合WIN32 API實現(xiàn)的分析報告可視化輸出模塊。
[0007]前述的一種智能變電站站控層分析儀，IEC61850服務(wù)層的實現(xiàn)過程包括:(I)讀請求報文；(2) TCP/IP編/解碼；(3 ) BER編解碼;⑷MMS讀指示；(5)通信映射程序；(6)ACSI請求；(7)應(yīng)用程序；(8) ACSI響應(yīng);(9) MMS讀響應(yīng);(10)讀確認(rèn)報文。
[0008]前述的一種智能變電站站控層分析儀，IEC61850服務(wù)層解析數(shù)據(jù)包按照MAC數(shù)據(jù)鏈路層，ARP網(wǎng)絡(luò)層，TCP、IP、ICMP傳輸層，以及HTTP應(yīng)用層由下而上的順序進行。
[0009]前述的一種智能變電站站控層分析儀，IEC61850服務(wù)層解析數(shù)據(jù)包的內(nèi)容包括:數(shù)據(jù)包捕捉的個數(shù)、捕捉時間、數(shù)據(jù)包長度、源MAC地址，目的MAC地址、應(yīng)用標(biāo)識APPID、IP地址、數(shù)據(jù)包類型、端口、報文采樣頻率、計數(shù)器、配置版本號。
[0010]前述的一種智能變電站站控層分析儀，IEC6185服務(wù)層通過HAL提供MMS服務(wù)棧和IEC61850數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)。
[0011]本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明提供一種系統(tǒng)組成簡單，使用方便、可靠，能有效地滿足實際應(yīng)用中對站控層網(wǎng)絡(luò)分析和對運行設(shè)備的異常和故障進行迅速定位等要求的智能變電站站控層分析儀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明一種實施例的控制器系統(tǒng)構(gòu)成框圖。
[0013]圖2是本發(fā)明一種實施例的IEC61850服務(wù)層映射到麗S圖。

【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。
[0015]一種智能變電站站控層分析儀，包括:間隔層智能設(shè)備，接收間隔層智能設(shè)備的信息實現(xiàn)麗S報文分析的控制器，接收間隔層智能設(shè)備的配置信息和服務(wù)能力并輸出到控制器的接口，與控制器交互MMS報文分析信息的顯示器。作為一種優(yōu)選，控制器使用Cortex-A9 ARM CPU作為硬件平臺，采用WinCE為軟件系統(tǒng)平臺。該分析儀主要由與站控層通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口，接口的輸入端為站控層通信網(wǎng)絡(luò)上的一個或多個間隔層智能設(shè)備，將智能設(shè)備的的配置信息和服務(wù)能力輸出到ARM CPU，在ARM CPU上運行麗S報文分析模塊，ARM CPU同時驅(qū)動觸摸顯示屏，將MMS報文分析模塊的分析結(jié)果顯示到觸摸顯示屏，形成分析報告。監(jiān)測上、下行報文，查看間隔層智能設(shè)備發(fā)出的遙測、遙信、電量等數(shù)據(jù)，記錄遙測、遙信報警信號。
[0016]控制器包括:借助PacketCE數(shù)據(jù)包捕捉工具對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行實時監(jiān)測并記錄網(wǎng)絡(luò)通訊報文的監(jiān)測記錄模塊；接收監(jiān)測信息并對數(shù)據(jù)包類型和數(shù)據(jù)包格式進行解析的IEC61850服務(wù)層；通過IEC61850服務(wù)層提供的IEC61850客戶端API編寫出的MMS報文分析模塊；通過MMS報文分析模塊結(jié)合WIN32 API實現(xiàn)的分析報告可視化輸出模塊。遵循IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的MMS報文分析模塊，能夠與一個或多個間隔層智能設(shè)備(服務(wù)器)/模擬器進行互連，通過與服務(wù)器交互，讀取服務(wù)信息動態(tài)創(chuàng)建服務(wù)器端模型，也可解析SCL文件靜態(tài)生成模型。生成的分析報告界面可以查看IEC 61850的信息模型、查看/設(shè)置IEC 61850的對象屬性、實時顯示通信狀態(tài)、系統(tǒng)設(shè)置、系統(tǒng)的通信日志管理、通信報文記錄和查看、通信調(diào)試、配置管理等功能。所以本發(fā)明的分析儀具有信息存儲功能和分析功能，能實時保存報文信息，保存的幀信息中包含全部的幀信息，包括報文頭、添加字節(jié)、CRC校驗碼等數(shù)字信息，以便進行后續(xù)分析。控制器在WinCE平臺上，利用C++語言進行軟件編程，借助PacketCE數(shù)據(jù)包捕捉工具對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行實時監(jiān)測，記錄網(wǎng)絡(luò)通訊報文，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，通過對記錄存儲的原始報文進行解析、查看，分析故障原因。間隔層智能設(shè)備作為IEC61850服務(wù)端，站控層分析儀作為IEC61850的客戶端。
[0017]IEC61850服務(wù)層的實現(xiàn)過程包括:(I)讀請求報文；(2)TCP/IP編/解碼；(3)BER編解碼；(4)MMS讀指示；(5)通信映射程序；(6)ACSI請求；(7)應(yīng)用程序；(8) ACSI響應(yīng)；
(9)MMS讀響應(yīng)；(10)讀確認(rèn)報文。
[0018]IEC61850服務(wù)層解析數(shù)據(jù)包按照MAC數(shù)據(jù)鏈路層，ARP網(wǎng)絡(luò)層，TCP、IP、ICMP傳輸層，以及HTTP應(yīng)用層由下而上的順序進行。
[0019]IEC61850服務(wù)層解析數(shù)據(jù)包的內(nèi)容包括:數(shù)據(jù)包捕捉的個數(shù)、捕捉時間、數(shù)據(jù)包長度、源MAC地址，目的MAC地址、應(yīng)用標(biāo)識APPID、IP地址、數(shù)據(jù)包類型、端口、報文采樣頻率、計數(shù)器、配置版本號。
[0020]IEC6185服務(wù)層通過HAL提供MMS服務(wù)棧和IEC61850數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)。HAL為Sockets、Threads、Time、Ethernet 硬件 / 平臺抽象層。
[0021]本發(fā)明提供一種系統(tǒng)組成簡單，使用方便、可靠，能有效地滿足實際應(yīng)用中對站控層網(wǎng)絡(luò)分析和對運行設(shè)備的異常和故障進行迅速定位等要求的智能變電站站控層分析儀。
[0022]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能變電站站控層分析儀，其特征在于，包括:間隔層智能設(shè)備，接收上述間隔層智能設(shè)備的信息實現(xiàn)MMS報文分析的控制器，接收間隔層智能設(shè)備的配置信息和服務(wù)能力并輸出到上述控制器的接口，與上述控制器交互MMS報文分析信息的顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能變電站站控層分析儀，其特征在于，上述控制器使用Cortex-A9 ARM CPU作為硬件平臺，采用WinCE為軟件系統(tǒng)平臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能變電站站控層分析儀，其特征在于，上述控制器包括:借助PacketCE數(shù)據(jù)包捕捉工具對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行實時監(jiān)測并記錄網(wǎng)絡(luò)通訊報文的監(jiān)測記錄模塊；接收監(jiān)測信息并對數(shù)據(jù)包類型和數(shù)據(jù)包格式進行解析的IEC61850服務(wù)層；通過上述IEC61850服務(wù)層提供的IEC61850客戶端API編寫出的MMS報文分析模塊；通過上述MMS報文分析模塊結(jié)合WIN32 API實現(xiàn)的分析報告可視化輸出模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能變電站站控層分析儀，其特征在于，上述IEC61850服務(wù)層的實現(xiàn)過程包括:(I)讀請求報文；(2) TCP/IP編/解碼；(3) BER編解碼；(4)麗S讀指示；(5)通信映射程序；(6)ACSI請求；(7)應(yīng)用程序；(S)ACSI響應(yīng)；(9)MMS讀響應(yīng)；(10)讀確認(rèn)報文。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能變電站站控層分析儀，其特征在于，上述IEC61850服務(wù)層解析數(shù)據(jù)包按照MAC數(shù)據(jù)鏈路層，ARP網(wǎng)絡(luò)層，TCP、IP、ICMP傳輸層，以及HTTP應(yīng)用層由下而上的順序進行。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能變電站站控層分析儀，其特征在于，上述IEC61850服務(wù)層解析數(shù)據(jù)包的內(nèi)容包括:數(shù)據(jù)包捕捉的個數(shù)、捕捉時間、數(shù)據(jù)包長度、源MAC地址，目的MAC地址、應(yīng)用標(biāo)識APPID、IP地址、數(shù)據(jù)包類型、端口、報文采樣頻率、計數(shù)器、配置版本號。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能變電站站控層分析儀，其特征在于，上述IEC6185服務(wù)層通過HAL提供MMS服務(wù)棧和IEC61850數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)。
【文檔編號】H02J13/00GK104319884SQ201410557430
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】趙敏, 張勇, 趙琛, 馬骙軍, 孫宇聞, 王偉慶, 朱賀 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)安徽省電力公司宿州供電公司