EC61850标准的合并单元、智能开关和智能电子设备。具体逻辑建模过程如图2本实用新型过程总线实验系统中IEC61850逻辑建模过程图所示。
[0030]通过过程总线适配器丰富的网络接口，过程总线适配器接收来自老式电力微机装置自定义的报文后，报文转换模块判断老式电力微机装置自定义报文包含的信息类型后，将信息映射为相应的报文内容，经自身的以太网通讯端口与交换机相连，将遵循IEC61850标准的报文发送到交换机。
[0031]具体工作原理如下:
[0032]目前IEC61850过程总线基于以太网技术，但老式电力微机装置存在各式各样的现场总线通信网络。利用PC机具有丰富的以太网网口、易于扩展RS485/422/232、CAN、Lonworks> Profibus总线接口的网络、性价比高和大量第三方软件支持等诸多优点，采用PC机充当过程总线适配器，建立统一的通信网络物理层。
[0033]其中，RS485/422/232、CAN、Lonworks、Profibus总线接口是国内外应用得比较广泛得现场总线标准，基本涵盖了现有非IEC61850老式电力微机装置的总线接口类型。
[0034]老式电力微机装置通过对应的通讯卡和驱动设备接入过程总线适配器，使得不具备以太网接口的老式电力微机装置通过该过程总线适配器接入到基于以太网的过程总线，实现老式电力微机装置与过程总线适配器的通信网络物理连接和信息交换的功能。
[0035]当前的老式电力微机装置往往并不具备IEC61850严格的分层思想，电力工业培训、教育领域的实验、测试台等环境中的老式电力微机装置甚至与电力一次系统直接联系，这与IEC61850标准的分层方法并不一致，无法直接体现过程总线等技术，需将老式电力微机装置原先的功能，按照IEC61850标准重新划分。
[0036]老式电力微机装置的数据采集功能、跳闸出口功能和算法与逻辑判断功能，分别对应合并单元(Merging Unit, MU)、智能开关(Intelligent Switch, ISW)和智能电子设备(Intelligent Electronic Device, IED)的功能，这里体现的是逻辑上的功能，分别称逻辑MU(Logical Merging Unit, LMU)和逻辑ISW(Logical Intelligent Switch, LISW)，逻辑智能电子设备(Logical Intelligent Electronic Device, LIED)，区别于遵循 IEC61850 的MU、ISff和IED实体装置。
[0037]IEC61850协议通过网络报文传递电力系统信息，过程总线主要有GOOSE和SV两种重要报文。SV报文传递电流、电压等模拟量信息；G00SE主要传递开关状态和控制命令等信息。过程总线适配器接收来自老式电力微机装置通过各自现场总线送来的报文，该报文通常采用由各电力微机装置厂家自定义的报文格式，不具有通用性，因此需将各厂家自定义的报文格式转换成遵循IEC61850标准的GOOSE和SV报文。
[0038]老式电力微机装置将包含电气量信息、开关信息的自定义报文，经对应的通讯卡和驱动设备，发送到过程总线适配器。过程总线适配器的报文转换模块通过建立信息映射表，以老式电力微机装置涉及的信息类型为基础，根据IEC61850标准进行信息模型归类，将自定义报文包含的电气量信息、开关信息映射为相应的报文内容后，经自身的以太网端口与交换机相连，将遵循IEC61850标准的报文发送到交换机。
[0039]若老式电力微机装置映射成LMU，发送电流、电压等电气量报文，则过程总线适配器将自定义报文包含的电气量信息映射为SV报文内容，并遵照IEC61850标准组织成SV报文，经以太网端口发送到交换机；若老式电力微机装置映射成LISW，发送断路器等开关信息，则过程总线适配器将自定义报文包含的开关信息映射为G00SE报文，通过G00SE报文的不等长间隔发送机制，经以太网端口发送到交换机。根据上述反向过程，过程总线适配器将来自过程总线的的报文，转换成老式电力微机装置自定义的报文，发送到对应的老式电力微机装置。
[0040]遵循IEC61850标准的电力微机装置，经交换机直接接入过程总线。交换机将遵循IEC61850标准的报文发送到过程总线。
[0041]通信网络控制单元的网络物理连接和IEC61850协议实现单元的报文信息处理，屏蔽了老式电力微机装置的多样性，过程总线流动的报文都遵循IEC61850标准，可以在接入该过程总线的电力微机装置上，编程实现所需的功能，实现完整的过程总线实验系统。
[0042]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种兼容非IEC61850电力微机装置的过程总线实验系统，其特征在于:所述系统包括过程总线适配器、交换机和应用单元；其中， 所述过程总线适配器，与外部的非IEC61850电力微机装置相连，用于实现非IEC61850电力微机装置与该过程总线适配器之间的网络物理层和数据链路层的连接、信息交互以及非IEC61850电力微机装置自定义的报文内容的转换功能； 所述交换机分别与所述应用单元和所述过程总线适配器相连，用于完成所述过程总线实验系统中各装置之间的报文转发功能； 所述应用单元，由遵循IEC61850标准的电力微机装置组成，可编程实现用户所需的功能，实现过程总线功能。
2.根据权利要求1所述的兼容非IEC61850电力微机装置的过程总线实验系统，其特征在于: 所述过程总线适配器包括通信网络控制单元和IEC61850协议实现单元，其中，所述通信网络控制单元，包括非IEC61850电力微机装置对应的通讯端口以及驱动设备，用于实现非IEC61850电力微机装置与所述过程总线适配器之间的报文交换功能； 所述IEC61850协议实现单元，通过映射方法实现非IEC61850电力微机装置自定义的报文转换为遵循IEC61850标准的GOOSE和SV报文。
3.根据权利要求1所述的兼容非IEC61850电力微机装置的过程总线实验系统，其特征在于: 所述交换机为以太网交换机。
4.根据权利要求3所述的兼容非IEC61850电力微机装置的过程总线实验系统，其特征在于: 所述过程总线适配器还包括以太网通讯端口口，所述过程总线适配器通过该以太网通讯端口连接到所述交换机。
5.根据权利要求3所述的兼容非IEC61850电力微机装置的过程总线实验系统，其特征在于: 所述应用单元中遵循IEC61850标准的电力微机装置通过太网通讯端口连接到所述交换机。
6.根据权利要求2所述的兼容非IEC61850电力微机装置的过程总线实验系统，其特征在于: 所述通信网络控制单元的非IEC61850电力微机装置对应的通讯端口包括RS485/422/232、CAN、Lonworks, Profibus 总线接 口。
【专利摘要】本实用新型公开了一种兼容非IEC61850电力微机装置的过程总线实验系统，包括过程总线适配器、交换机和应用单元。在该系统中，非IEC61850电力微机装置通过通信网络控制单元接入过程总线适配器，过程总线适配器经交换机接入过程总线。将老式电力微机装置数据采集、跳闸出口、算法与逻辑判断三大功能，分别对应为遵循IEC61850标准的合并单元、智能开关和智能电子设备。IEC61850协议实现单元将老式电力微机装置自定义的报文，通过报文映射的方法，转换成IEC61850标准对应的GOOSE或SV报文。在应用单元实现用户所需功能，应用单元接入过程总线，采用遵循IEC61850标准的报文。
【IPC分类】H02J13-00, H04L29-06
【公开号】CN204376942
【申请号】CN201520079121
【发明人】王智东, 童晋方, 许志恒, 石泉, 林培霞, 刘飘
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月4日