与iec61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法
【专利摘要】一种与IEC61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法。其包括建立以主备方式运行的智能装置数据接入系统、在主备系统之间建立串行互联网络、主备系统设置实时库；智能装置数据接入系统以主备方式运行、主系统负责与智能装置通讯、主系统把接收数据、报告写入实时库；主系统退出、备系统开始进入切换流程、备系统从实时库读取最新处理的报告信息、备系统向智能装置重召切换期间发生的数据报告、备系统正式切换为主系统等步骤。本发明具有如下效果：电力监控系统在与IEC61850智能装置通讯时，主备系统切换期间产生的数据、报告信息不丢失。保证电力监控系统重要数据不丢失，从而保证电力监控系统的安全运行。
【专利说明】与IEC61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于智能变电站通信控制【技术领域】，特别是涉及一种与IEC61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法。
【背景技术】
[0002]IEC61850通讯标准的报告控制块是IEC61850信息交换机制的重要组成部分，属于报告模型，相关的标准文件为Part7.1及7.2。IEC61850提供的报告机制发送的是数据集，可以立即报告，也可以在若干缓存时间后将组合的数据集报告，报告控制块分为缓存报告控制块 BRCB (Buffered Report Control Block)和非缓存报告控制块 URCB (UnbufferedReport Control Block)。在IEC61850智能装置内部事件发生后，BRCB缓存后发送报告，也可立即发送，其特征是在通信中断时继续缓存事件数据，当通信可用时报告过程继续。BRCB在某些实际限制下(例如缓存大小和最大中断时间)，保证事件顺序(SoE, sequence,of-events)传送。因而，缓存报告比较可靠，常用于不允许丢失数据的情况，例如控制中心的数据采集、监视控制系统和变电站控制系统之间的通信。这为与IEC61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法提供了模型基础。
[0003]同时，电网的安全运行越来越依赖于对各种信息的有效分析和处理。电力系统发生故障，尤其是大面积复杂故障后，调度员需要依靠来自SCADA系统和微机保护间隔单元的保护、开关接点的变位数字量信息，以及事件顺序(SoE)信息，进行事故分析和系统恢复，这些数据对于继电保护人员和调度员利用故障数据进行事后分析的重要性不言而喻。所以，电力监控系统绝不允许这些数据在数据接入系统主备切换时丢失。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种与IEC61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供的与IEC61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法包括:初始阶段、运行阶段和切换阶段；
[0006]其中初始阶段包括按顺序进行的下列步骤:
[0007]步骤一、建立以主备方式运行的IEC61850智能装置数据接入系统的SOl阶段:利用原有的一主一备或一主多备方式运行的IEC61850智能装置数据接入系统或建立以一主一备或一主多备方式运行的IEC61850智能装置数据接入系统，其包含一个IEC61850智能装置和与该智能装置相连接的多个接入装置，其中多个接入装置中有一个处于工作状态，称为主系统；其它的一或多个接入装置均处于热备用状态，称为备系统；
[0008]步骤二、在主、备系统之间建立串行互联网络的S02阶段:建立主系统、各备系统相互之间的连接；
[0009]步骤三、主、备系统设置实时库的S03阶段:在主接入系统和各备接入系统中设置专用的存储空间，作为实时库；
[0010]所述的运行阶段包括按顺序进行的下列步骤:
[0011]步骤一、IEC61850智能装置数据接入系统以主备方式运行的Sll阶段；所述的IEC61850智能装置数据接入系统以一主一备或一主多备的方式工作，在主系统发生意外情况时退出时，一个备用系统，或多个备用系统中选出一个备用系统替代主系统运行，从而保证数据接入功能的正常实现；
[0012]步骤二、主系统负责与IEC61850智能装置通讯，备系统不与IEC61850智能装置通讯的S12阶段；在运行阶段，主系统直接与IEC61850智能装置通信，备系统只等待接收切换指令，不参与其它通信；
[0013]步骤三、主系统把接收的数据、报告写入实时库的S13阶段；主系统在完成系统功能的同时，还需要将IEC61850智能装置上传的数据以及数据的报告号、报告标识、报告时间信息写入自身的实时库中；
[0014]所述的切换阶段包括按顺序进行的下列步骤:
[0015]步骤一、主系统退出、备系统开始进入切换流程的S21阶段:当主系统由于某种不确定因素退出运行状态时，主系统停止与IEC61850智能装置通信而退为备系统,备系统(在一主多备时由选定的备系统)进入切换流程；
[0016]步骤二、备系统从实时库读取最新处理的报告信息的S22阶段:在备系统切换为主系统时，需要从原主系统的实时库读取最后收到的数据报告号、报告标识、报告时间等信息；
[0017]步骤三、备系统根据最新处理的报告信息向IEC61850智能装置重召切换期间发生的数据报告的S23阶段:备系统根据S22阶段所得到的报告信息从IEC61850智能装置重召在主备系统切换期间发生的数据报告；从而保证主备系统切换期间重要数据不丢失；
[0018]步骤四、备系统正式切换为主系统，并接管主系统功能的S24阶段:主备切换完成，原备系统成为主系统，原主系统转为备系统；至此切换阶段结束，系统将转回到运行阶段。
[0019]在SOl阶段中，所述的以主备方式运行的IEC61850智能装置数据接入系统包括:主接入系统、多个备接入系统和IEC61850智能装置；其中:主接入系统为处于工作状态的主系统；多个备接入系统为多个处于热备用状态的备系统；IEC61850智能装置分别与主接入系统和多个备接入系统相连接。
[0020]所述的IEC61850智能装置与主接入系统和多个备接入系统之间的连接采用符合IEC61850规约的光纤网络。
[0021]在S02阶段中，所述的主、备系统之间建立串行互联网络的方法是采用串行网络实现主系统与多个备系统之间的相互连接。
[0022]本发明提供的与IEC61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法具有如下优点和积极效果:
[0023](I)电力监控系统在与IEC61850智能装置通讯时，主备系统切换期间产生的数据、报告信息不丢失。
[0024](2)保证电力监控系统重要数据不丢失，从而保证电力监控系统的安全运行。【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明提供的与IEC61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法所采用的以主备方式运行的数据接入系统结构示意图。
[0026]图2为本发明提供的与IEC61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法中初始阶段流程图。
[0027]图3为本发明提供的与IEC61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法中运行阶段和切换阶段流程图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和具体实施例对本发明提供的与IEC61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法进行详细说明。
[0029]如图2、图3所示，本发明提供的与IEC61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法包括:初始阶段、运行阶段和切换阶段；
[0030]其中初始阶段包括按顺序进行的下列步骤:
[0031]步骤一、建立以主备方式运行的IEC61850智能装置数据接入系统的SOl阶段:利用原有的一主一备或一主多备方式运行的IEC61850智能装置数据接入系统或建立以一主一备或一主多备方式运行的IEC61850智能装置数据接入系统，其包含一个IEC61850智能装置和与该智能装置相连接的多个接入装置，其中多个接入装置中有一个处于工作状态，称为主系统；其它的一或多个接入装置均处于热备用状态，称为备系统；
[0032]步骤二、在主、备系统之间建立串行互联网络的S02阶段:建立主系统、各备系统相互之间的连接；
[0033]步骤三、主、备系统设置实时库的S03阶段:在主接入系统和各备接入系统中设置专用的存储空间，作为实时库；
[0034]所述的运行阶段包括按顺序进行的下列步骤:
[0035]步骤一、IEC61850智能装置数据接入系统以主备方式运行的Sll阶段；所述的IEC61850智能装置数据接入系统以一主一备或一主多备的方式工作，在主系统发生意外情况时退出时，一个备用系统，或多个备用系统中选出一个备用系统替代主系统运行，从而保证数据接入功能的正常实现；
[0036]步骤二、主系统负责与IEC61850智能装置通讯，备系统不与IEC61850智能装置通讯的S12阶段；在运行阶段，主系统直接与IEC61850智能装置通信，备系统只等待接收切换指令，不参与其它通信；
[0037]步骤三、主系统把接收的数据、报告写入实时库的S13阶段；主系统在完成系统功能的同时，还需要将IEC61850智能装置上传的数据以及数据的报告号、报告标识、报告时间信息写入自身的实时库中；
[0038]所述的切换阶段包括按顺序进行的下列步骤:
[0039]步骤一、主系统退出、备系统开始进入切换流程的S21阶段:当主系统由于某种不确定因素退出运行状态时，主系统停止与IEC61850智能装置通信而退为备系统,备系统(在一主多备时由选定的备系统)进入切换流程；
[0040]步骤二、备系统从实时库读取最新处理的报告信息的S22阶段:在备系统切换为主系统时，需要从原主系统的实时库读取最后收到的数据报告号、报告标识、报告时间等信息；
[0041]步骤三、备系统根据最新处理的报告信息向IEC61850智能装置重召切换期间发生的数据报告的S23阶段:备系统根据S22阶段所得到的报告信息从IEC61850智能装置重召在主备系统切换期间发生的数据报告；从而保证主备系统切换期间重要数据不丢失；
[0042]步骤四、备系统正式切换为主系统，并接管主系统功能的S24阶段:主备切换完成，原备系统成为主系统，原主系统转为备系统；至此切换阶段结束，系统将转回到运行阶段。
[0043]如图1所示，在SOl阶段中，所述的以主备方式运行的IEC61850智能装置数据接入系统包括:主接入系统1、多个备接入系统(即第一备接入系统2……第N备接入系统N)和IEC61850智能装置10 ;其中:主接入系统I为处于工作状态的主系统；第一备接入系统2……第N备接入系统N为多个处于热备用状态的备系统；IEC61850智能装置10为电力系统中的智能控制设备，其分别与主接入系统I和第一备接入系统2……第N备接入系统N等多个备接入系统相连接。
[0044]在SOl阶段中，所述的IEC61850智能装置10与主接入系统I和第一备接入系统2......第N备接入系统N等多个备接入系统之间的连接采用符合IEC61850规约的光纤网络。
[0045]在S02阶段中，所述的主、备系统之间建立串行互联网络的方法是采用串行网络11实现主系统与多个备系统之间的相互连接。
[0046]在Sll阶段中，所述的IEC61850智能装置数据接入系统以一主一备或多备方式运行是由于电力监控系统属于实时系统，对系统的稳定性要求很高，因而电力监控系统大多采用主备模型运行。IEC61850智能装置数据接入系统也采用一主一备或多备方式运行，就是一个数据接入系统作为主系统，`同时运行一个或多个备用系统，在主系统发生意外情况时退出时，一个备用系统，或多个备用系统中选出一个备用系统替代主系统运行，从而保证数据接入功能的正常实现。
[0047]在所述的S12阶段中，主系统负责与IEC61850智能装置通讯，备系统不与IEC61850智能装置直接通讯，但时刻准备与IEC61850智能装置实现通讯，从而保证在主系统退出时，备系统能及时切换为王系统。
[0048]在所述的S13阶段中，主系统与IEC61850智能装置通讯时，把上送数据写入实时库，为电力监控系统进一步处理各种告警，以及界面显示做数据准备；同时，还必须把装置上送数据对应的报告号、报告标识、报告时间信息等信息写入自身的实时库，为备系统切换为主系统时向IEC61850智能装置重新召唤数据做准备。
[0049]在所述的S21阶段中，当主系统由于某种不确定因素退出运行时，一个备或多个备系统选出一个备系统，迅速切换成为主系统，并接管原来主系统的接收记录装置数据、报告相关数据。
[0050]在所述的S22阶段中，在备系统切换为主系统时，需要首先从实时库读取原主系统最后收到的所有IEC61850智能装置的数据报告号、报告标识、报告时间等信息。
[0051]在所述的S23阶段中，处于切换中的备系统通过原主系统的数据报告号、报告标识、报告时间等信息，向IEC61850智能装置召唤在主备接切换期间发生的数据报告，并对这些数据进行处理，这样就保证电力监控系统完整接收、处理IEC61850智能装置数据，从而保证电力监控系统数据不丢失。
【权利要求】
1.一种与IEC61850智能装置数据接入系统在主备切换时不丢数据的方法，其特征在于:所述的方法包括初始阶段、运行阶段和切换阶段； 其中初始阶段包括按顺序进行的下列步骤: 步骤一、建立以主备方式运行的IEC61850智能装置数据接入系统的SOl阶段:利用原有的一主一备或一主多备方式运行的IEC61850智能装置数据接入系统或建立以一主一备或一主多备方式运行的IEC61850智能装置数据接入系统，其包含一个IEC61850智能装置和与该智能装置相连接的多个接入装置，其中多个接入装置中有一个处于工作状态，称为主系统；其它的一或多个接入装置均处于热备用状态，称为备系统； 步骤二、在主、备系统之间建立串行互联网络的S02阶段:建立主系统、各备系统相互之间的连接； 步骤三、主、备系统设置实时库的S03阶段:在主接入系统和各备接入系统中设置专用的存储空间，作为实时库； 所述的运行阶段包括按顺序进行的下列步骤: 步骤一、IEC61850智能装置数据接入系统以主备方式运行的Sll阶段；所述的IEC61850智能装置数据接入系统以一主一备或一主多备的方式工作，在主系统发生意外情况时退出时，一个备用系 统，或多个备用系统中选出一个备用系统替代主系统运行，从而保证数据接入功能的正常实现； 步骤二、主系统负责与IEC61850智能装置通讯，备系统不与IEC61850智能装置通讯的S12阶段；在运行阶段，主系统直接与IEC61850智能装置通信，备系统只等待接收切换指令，不参与其它通信； 步骤三、主系统把接收的数据、报告写入实时库的S13阶段；主系统在完成系统功能的同时，还需要将IEC61850智能装置上传的数据以及数据的报告号、报告标识、报告时间信息写入自身的实时库中； 所述的切换阶段包括按顺序进行的下列步骤: 步骤一、主系统退出、备系统开始进入切换流程的S21阶段:当主系统由于某种不确定因素退出运行状态时，主系统停止与IEC61850智能装置通信而退为备系统,备系统(在一主多备时由选定的备系统)进入切换流程；步骤二、备系统从实时库读取最新处理的报告信息的S22阶段:在备系统切换为主系统时，需要从原主系统的实时库读取最后收到的数据报告号、报告标识、报告时间等信息；步骤三、备系统根据最新处理的报告信息向IEC61850智能装置重召切换期间发生的数据报告的S23阶段:备系统根据S22阶段所得到的报告信息从IEC61850智能装置重召在主备系统切换期间发生的数据报告；从而保证主备系统切换期间重要数据不丢失； 步骤四、备系统正式切换为主系统，并接管主系统功能的S24阶段:主备切换完成，原备系统成为主系统，原主系统转为备系统；至此切换阶段结束，系统将转回到运行阶段。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:在SOl阶段中，所述的以主备方式运行的IEC61850智能装置数据接入系统包括:主接入系统(I)、多个备接入系统(2 — N)和IEC61850智能装置(10);其中:主接入系统(I)为处于工作状态的主系统；多个备接入系统(2—N)为多个处于热备用状态的备系统；IEC61850智能装置(10)分别与主接入系统(I)和多个备接入系统(2— N)相连接。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:所述的IEC61850智能装置(10)与主接入系统(I)和多个备接入系统(2 — N)之间的连接采用符合IEC61850规约的光纤网络。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:在S02阶段中，所述的主、备系统之间建立串行互联网络的方法是采用串行`网络(11)实现主系统与多个备系统之间的相互连接。
【文档编号】H04L12/26GK103441880SQ201310386712
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】贺春, 王刚, 刘琳, 陈天恒, 姜闿笈, 余斌, 房萍 申请人:国家电网公司, 国网天津市电力公司