基于goose的牵引网故障测距系统及其数据传输方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁路测距技术，具体涉及基于G00SE的牵引网故障测距系统及其数据传输方法。
【背景技术】
[0002]故障测距系统为牵引供电系统的核心设备，主要作用是在接触网或机车发生故障时对故障的性质及实际的故障点进行准确定位，对于缩短检修时间，保障高铁的正常运营，具有至关重要的作用。现有故障测距系统中所间故障测距装置经过测距通信管理机实现数据传递。数据在两台故障测距装置之间要经过两次协议转换才能到达，系统结构复杂，通信环节较多，系统可靠性不高。
[0003]现有牵引网故障测距系统中故障测距装置与测距通信管理机间用104规约进行通信，所间测距管理机之间用厂家自定义规约进行通信。104规约虽然是标准规约，但是扩展部分的数据结构为厂家自由定义，这造成了不同厂家的测距系统间无法直接通信，必须增加特殊的规约转换设备，难以满足特殊现场的应用要求。
[0004]现有牵引网故障测距系统通信模式为“客户端/服务器”模式，在故障启动时刻由主变电所故障测距装置向本供电臂的AT所和分区所发出测距启动命令。如果在开始测距之前信道不通，则变电所故障测距装置只有在测距数据传输过程中才能判断出来，此时仅能通过补救算法补足数据，严重影响测距的准确性。同时，如果在故障启动之前系统运行方式发生变化，且超出预设运行方式之外，则主故障测距装置也只有在测距工作进行中才能得知，从而无法得出正确的测距结果。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供基于G00SE的牵引网故障测距系统及其数据传输方法，其一，为了智能化牵引变电站的应用提供符合IEC61850标准的数字化故障测距系统；其二，为了解决现有牵引网故障测距系统存在系统可靠性低、数据难以共享、缺乏对通信通道和运行状态的实时监测等缺陷。
[0006]本发明通过下述技术方案实现:
基于G00SE的牵引网故障测距系统，包括设置在变电所的故障测距装置与设置在故障测距所的故障测距装置，变电所的故障测距装置与故障测距所的故障测距装置之间使用G00SE以广播方式传递测距启动命令与测距数据，变电所的故障测距装置与故障测距所的故障测距装置之间直接对等通信，变电所的馈线装置通过G00SE对变电所的故障测距装置发出故障启动G00SE报文，故障启动G00SE报文触发变电所的故障测距装置的故障测距功會泛。
[0007]GOOSE (Generic Object Oriented Substat1n Event)是面向通用对象的变电站通用事件的简称，它是IEC61850中的一种快速报文传输机制，用于传输变电站IED中间的重要的实时性信号。G00SE可传输数据类型包括布尔值、整型值、浮点值和位串。G00SE报文由事件驱动发送，传输服务的抽象模型采用“发布者/订阅者”通信结构。GOOSE支持以太网多种传输方式，包括:点对点、广播、多播，采用连续多次传送实现数据可靠传输。
[0008]本发明采用IEC61850标准中的G00SE报文传输机制，变电所采用基于IEC61850标准的通信网络进行信息互交，实现了系统设备之间的数据、信息共享；建立统一的通信标准与数学建模，提高了系统的扩展性，实现了装置的互操作性。在数字化变电站的应用突破了常规变电站通信的范畴，将网络通信技术深入到变电站自动化系统保护、测量、远动等多元信息应用中。IEC61850标准即《变电站网络与通信协议》，是专门针对变电站自动化系统通信体系的国际标准，它于2003年由国际电工委员会第57技术委员会(IECTC57)制定。它通过构建信息模型，规范站内的信息通信，使用面向对象的功能服务等技术手段，致力于实现变电站设备之间的互操作性。相比于传统的通信协议，IEC61850主要采用了如下核心技术:1.面向对象的建模技术。IEC61850采用UML作为其标准的建模语言，UML语言定义良好、功能强大、易于表达、适应能力强，它既能支持面向对象的设计建模，又能支持从需求分析开始进行软件的设计开发。2.软件复用技术。IEC61850标准中融入大量的复用技术，极大提高了 IEC61850的整体质量，方便日后维护。3.变电站配置语言SCL。IEC61850采用SCL语言来描述变电站系统结构、通信系统配置、智能电子设备配置和参数等，实现不同的IH)配置工具、系统配置工具之间相互兼容。4.面向通用对象的变电站事件模型G00SE。IEC61850采用G00SE报文机制，实现设备之间的快速通信。G00SE报文采用了发布者/订阅者通信结构，适用于实时性要求高且信息量大的通信系统，在实际应用中，G00SE用来传输开关开合闸信息。5.制造报文规范MMS。MMS是设备之间的数据与信息传输的国际标准报文规范，使用了虚拟设备VMD以及映射的概念，在IEC61850标准中还定义了抽象通信服务接口 ACSI，特定通信服务映射SCSM这样的概念。MMS具体的使用中，先对虚拟设备进行操作，然后通过映射实现对实体设备的管理。MMS应用于站控层与间隔层之间的通信。
[0009]在此背景下，采样数据作为变电站信息的重要部分，其传输同步能够以多种方式实现。其中，基于软件的算法具有实现灵活、无硬件投资的优点。EC61850的核心可以总结为:1、通过定义公共数据模型CDC、兼容逻辑节点CPLN和兼容数据类型CPDC进行信息建模。2、通过定义抽象通信服务接口 ACSI描述通信服务。3、通过定义特定通信服务映射SCSM实现具体协议的映射应用。IEC 61850与传统的IEC 60870-5-103对比，最大的特点是它不仅是一个通信规约，而且还是一个面向变电站自动化系统对象的标准。数字化变电站的突出特点体现在设备信息及传输的数字化，特别是以太网通信技术的深入应用，为信息、模型和服务的标准化提供了可能。IEC 61850正是在这种背景下对变电站通信网络和系统进行了具体规定。根据逻辑层次，IEC 61850对变电站架构体系各层的信息流进行了规范。
[0010]所述变电所的故障测距装置为故障测距系统主设备，在收到故障启动G00SE报文后，通过测距网向故障测距所的故障测距装置发送故障测距启动G00SE报文，通过订阅的故障测距所的故障数据G00SE报文接收故障数据，故障数据收集齐或收集故障数据超时时间到达后使用所收集的故障数据计算故障距离并生成测距报告。
[0011]所述故障测距所的故障测距装置为从设备，在系统中的功能相同，同为订阅变电所的故障测距装置的故障测距启动G00SE报文，收到新的故障启动G00SE报文后将本地保存的故障数据G00SE报文发送到测距网上。
[0012]所述故障测距所包括AT所或/和分区所。
[0013]基于所述的基于GOOSE的牵引网故障测距系统的数据传输方法，包括以下步骤:
(a)在每个故障测距装置的模型中配置好发布G00SE报文和订阅的G00SE报文和数据集;
(b)将变电所的故障测距装置的模型配置入变电所的SCD文件中，故障测距所的故障测距装置的模型配置入故障测距所的S⑶文件中；
(c)变电所的故障测距装置订阅本变电所的馈线装置的故障启动G00SE报文