適用于傳統(tǒng)微機實驗設(shè)備的9-2le報文實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種9-2LE報文實現(xiàn)方法，尤其是一種適用于傳統(tǒng)微機實驗設(shè)備的9-2LE報文實現(xiàn)方法。屬于遵循IEC61850標準的電力系統(tǒng)數(shù)字化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]IEC61850協(xié)議是電力系統(tǒng)數(shù)字化的重要標準。在IEC61850協(xié)議中，電力系統(tǒng)的電流和電壓等電氣量信息就地采集后，經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)方式以IEC61850-9-2LE報文(簡稱9-2LE報文)形式傳送。目前培訓(xùn)、教育等實驗設(shè)備中存在大量的傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備，這些傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備連接到電力一次系統(tǒng)模型，傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備通過互感器采集電力一次系統(tǒng)的電流和電壓等電氣量，將電氣模擬量經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換形成數(shù)字量后做進一步處理。但由于傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備報文處理和通信能力較弱，基本不具有面向?qū)ο蟮饶芰?，很難實現(xiàn)9-2LE報文涉及的數(shù)據(jù)和通信模型與服務(wù)、文件配置等內(nèi)容。9-2LE報文基于ASN.1標記語言和BER基本編碼規(guī)則，涉及BER的ASN.1語法編譯器及編解碼器等較為復(fù)雜功能。傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備通常采用性能較低的控制器，難以實現(xiàn)經(jīng)典的ASN.1編碼方式所需的存儲和數(shù)據(jù)處理能力，再加上9-2LE報文的強實時性要求，實現(xiàn)難度更大。
[0003]綜上所述，由于9-2LE報文的經(jīng)典實現(xiàn)方法涉及較為復(fù)雜的ASN.1編碼和解碼，當前大量傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備受限于控制器性能不易實現(xiàn)9-2LE報文。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種適用于傳統(tǒng)微機實驗設(shè)備的9-2LE報文實現(xiàn)方法，該方法針對傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備性能較低而難以實現(xiàn)9-2LE報文，具有簡單、高效的特點，為傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備實現(xiàn)9-2LE報文提供一種簡便方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達到:
[0006]適用于傳統(tǒng)微機實驗設(shè)備的9-2LE報文實現(xiàn)方法，所述方法包括以下步驟:
[0007]S1、確定傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備的功能和相關(guān)配置參數(shù)；
[0008]S2、根據(jù)9-2LE規(guī)約定義好長度，按照規(guī)約定義填充離線配置信息；
[0009]S3、將靜態(tài)配置的9-2LE報文模板信息下載到傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備中；
[0010]S4、當傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備上電后，調(diào)用該模板信息，并根據(jù)傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備內(nèi)部信息配置9-2LE報文模板中的源MAC地址信息、目的MAC地址信息和svID信息；
[0011]S5、生成所述傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備的9-2LE報文模板，并根據(jù)所采集的電氣量在9-2LE報文中的位置直接進行填充或提取。
[0012]作為一種實施方案，步驟S2所述按照規(guī)約定義填充離線配置信息，具體如下:
[0013]在Pr1rity字段中，TPID填充值為9-2LE規(guī)定的0x8100，報文權(quán)限UserPr1rity默認填充為4，CFI和VID默認填充為O ;在以太網(wǎng)信息字Ethernet type填充為9-2LE所屬以太網(wǎng)類型0x88BA ;根據(jù)9-2LE規(guī)定，APPID定義為0x4000 ;采樣值80點一周波的報文規(guī)定APDU包含I個ASDU，采樣值為256點每周波的報文規(guī)定APDU包含8個ASDU，則字段Length根據(jù)后續(xù)字節(jié)數(shù)算出為109 ;對于APDU的填充信息包括:noASDU、confRev和smpSynch，其中noASDU的只填充為I或8，confRev默認填充為1，考慮傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備不配備時間同步功能，smpSynch采樣時間同步標志填充為2 ;對于APDU進行ASN.1編碼過程中的Tag信息和length信息，每個Tag信息根據(jù)ASDU字段已作規(guī)定，length信息根據(jù)后續(xù)報文長度算出其值，以提前完成填充。
[0014]作為一種實施方案，步驟S3所述svID信息填充模板為:xxxxMUnn/LLN0$ PhsMeasl，其中xxxx代表客戶實例化標識，由數(shù)字或字母組成；nn是實例化序號，取值范圍是01?99，傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備根據(jù)自身的名稱配置信息填充好xxxx和nn內(nèi)容。
[0015]作為一種實施方案，步驟S5通過9-2LE報文發(fā)送模塊和9-2LE報文接收模塊實現(xiàn)。
[0016]作為一種實施方案，所述9-2LE報文發(fā)送模塊的實現(xiàn)過程如下:
[0017]I)在初始化階段，填充報文常量域，從而生成9-2LE報文模板；
[0018]2)在9-2LE報文發(fā)送過程中，利用實驗平臺電力一次系統(tǒng)和傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備的數(shù)據(jù)采集功能，以數(shù)字化方式采集電氣量；
[0019]3)將數(shù)字化的電氣量數(shù)值和報文序號信息分別填充到9-2LE報文的DataSet域和SmpCnt字段，生成完整的9-2LE報文；
[0020]4)發(fā)送完整的9-2LE報文。
[0021]作為一種實施方案，步驟I)所述在初始化階段，填充報文常量域，從而生成9-2LE報文模板，具體如下:
[0022]在初始化階段，通過位尋址的方式，確定常量域在報文中的分布情況，將相應(yīng)的常量值以及報文序號信息對應(yīng)填充到常量域區(qū)段中，進行初始賦值，只剩下變量域的內(nèi)容不進行填充，從而生成9-2LE報文模板。
[0023]作為一種實施方案，步驟2)所述利用實驗平臺電力一次系統(tǒng)和傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備的數(shù)據(jù)采集功能，以數(shù)字化方式采集電氣量，具體如下:
[0024]根據(jù)IEC61850-9-2LE規(guī)定，采樣頻率為一周波80或256個采樣點，結(jié)合控制器運行頻率，設(shè)置傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備控制器的中斷時鐘定時器的采樣周期，使得中斷時間定時器最接近于ffiC61850要求的250 μ s和78.125 μ S，或是250 μ s和78.125 μ s的整數(shù)倍數(shù)；當受限于控制器運行速率或模式轉(zhuǎn)換器速率過低導(dǎo)致一個周波無法采集完整80或256個采樣點時，其他的采樣點采用中間插值法通過運算方法實現(xiàn)；
[0025]傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備運行后，通過模式轉(zhuǎn)換方法將電力一次系統(tǒng)的電氣量數(shù)值采集到傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備中，根據(jù)采樣值所對應(yīng)的9-2LE報文模板中的具體位置，將電氣量數(shù)值填充到9-2LE報文模板對應(yīng)的位置中。
[0026]作為一種實施方案，所述9-2LE報文接收模塊的實現(xiàn)過程如下:
[0027]I)接收9-2LE報文發(fā)送模塊發(fā)送的9-2LE報文；
[0028]2)確定變量域在9-2LE報文中的位置；
[0029]3)直接從變量域提取相應(yīng)的電氣量；
[0030]4)將電氣量存入數(shù)據(jù)存儲器。
[0031]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果:
[0032]本發(fā)明方法將傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備的9-2LE報文做成模板，根據(jù)各報文域在模板中的固定位置，利用9-2LE報文各個報文域在報文中的固定位置，直接進行關(guān)鍵內(nèi)容的填充和提取，實現(xiàn)方法簡單、高效，為傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備實現(xiàn)9-2LE報文提供一種簡便方法。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明實施例1的9-2LE報文實現(xiàn)方法流程圖。
[0034]圖2為本發(fā)明實施例1的IEC61850-9-2LE報文結(jié)構(gòu)圖。
[0035]圖3為本發(fā)明實施例1的9-2LE報文實現(xiàn)方法中9-2LE報文發(fā)送模塊流程圖。
[0036]圖4為本發(fā)明實施例1的9-2LE報文實現(xiàn)方法中9-2LE報文接收模塊流程圖。
【具體實施方式】
[0037]實施例1:
[0038]傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備在投入運行前，就確定了數(shù)據(jù)采集對象和網(wǎng)絡(luò)地址等信息，再加上9-2LE報文表征報文性質(zhì)的固定內(nèi)容，除了 9-2LE報文變量域中數(shù)字化的電氣量數(shù)值以及報文序號等動態(tài)變化的參數(shù)，9-2LE報文常量域中的內(nèi)容預(yù)先可以知道，且常量域所處的報文位置也可以預(yù)先知道。因此利用上述特性，可以將9-2LE報文做成該傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備的9-2LE模板，傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備運行過程中，預(yù)先離線設(shè)置好并將報文模板保存于控制器內(nèi)，避免了傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備的處理器在發(fā)送報文時臨時生成這些內(nèi)容，減少處理能力較弱的傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備的負擔。需要處理9-2LE報文時，傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備只需從內(nèi)存中調(diào)取已離線配置好的9-2LE模版，并對照該模板處理對應(yīng)的9-2LE報文，采用對照模板進行直接填充或提取對應(yīng)內(nèi)容的辦法，避免ASN.1編解碼方法。
[0039]如圖1所示，本實施例的9-2LE報文實現(xiàn)方法包括以下步驟:
[0040]S1、確定傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備的功能和相關(guān)配置參數(shù)；
[0041]傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備的功能主要包括電氣量采集和通信，即相關(guān)的配置參數(shù)為電氣量采集信息和通信配置信息，電氣量采集信息涵蓋所保護的一次電力設(shè)備的電氣量值、品質(zhì)(Quality)和對時脈沖；通信配置信息包括本地MAC地址和目的MAC地址，svID根據(jù)9-2LE模板配置其標識和實例序號。
[0042]S2、根據(jù)9-2LE規(guī)約定義好長度，按照規(guī)約定義填充離線配置信息，做成所述傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備的9-2LE報文模板；
[0043]根據(jù)9-2LE規(guī)約定義好長度，按照規(guī)約定義填充離線配置信息如圖2所示，在Pr1rity (優(yōu)先級標識)字段中，TPID填充值為9-2LE規(guī)定的0x8100，報文權(quán)限UserPr1rity默認填充為4，CFI和VID默認填充為O ;在以太網(wǎng)信息字Ethernet type (以太網(wǎng)類型)填充為9-2LE所屬以太網(wǎng)類型0x88BA ;根據(jù)9-2LE規(guī)定，APPID定義為0x4000 ;采樣值80點一周波的報文規(guī)定APDU(Applicat1n Protocol Data Uni，應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元)包含一個ASDU (Applicat1n Service Data Unit，應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元)，采樣值為256點每周波的報文規(guī)定APDU包含8個ASDU，則字段Length (長度)根據(jù)后續(xù)字節(jié)數(shù)算出為109 ;對于APDU的填充信息包括rnoASDU、confRev和smpSynch，其中noASDU的只填充為I (80點/周波)或8 (256點/周波)，confRev默認填充為1，考慮傳統(tǒng)電力微機實驗設(shè)備不配備時間同步功能，smpSynch采樣時間同步標志填充為2 ;對于APDU進行ASN.1編碼過程中的Tag信息和length信息，每個Tag信息根據(jù)ASDU字段已作規(guī)定，length信息根據(jù)后續(xù)報文長度算出其值，以提前完成填充。至此，離線配置信息(也就是靜態(tài)配置信