专利名称：一种串联补偿装置的通信管理设备及其管理方法
技术领域：
本发明涉及串联补偿装置中的规约转换设备。更具体地，涉及一种串联补偿装置的通信 管理设备及其管理方法。
背景技术：
现有的应用于串联补偿装置的通信管理机软件是面向具体的规约而定制的，每个子线程 和主线程有着密切的联系，尤其是内存中实时数据的格式按照具体的规约格式存储，程序的 重用性不好。基于面向对象模块化设计思想的通信管理机软件为该领域内的创新应用。
串联补偿设备可以缩短电气距离，提高线路的输送能力，其运行状态关系到电网的运行 方式和安全，因此目前所有串联补偿装置除了配置单独的监控系统，运行信息均被要求接 入所在电站和相关调度的站控层设备中，例如监控系统和保护及故障录波系统，这就需要使 用通信管理机来实现信息的接入。然而各电站和调度端站控层设备的网络结构、接口方式和 通信规约不尽相同，而且由于每项工程的串联补偿装置通过不同规约交换的信息不但数量不 同而且意义也有不同，使得通信管理机的信息接入工作变得非常复杂。采用以往的软件结构， 各线稈基于不同接口方式和通信规约而定制，程序的重用性不好，通信规约和接口方式一旦 发生变化，就要重新修改整个代码，对于不同的厂站需要做大量的重复工作。
本发明根据串联补偿装置信息传输的特点，采用了一种可以适应于多种通信介质，多种 通信规约的多功能通信管理机系统，它采用模块化分层设计的思想，充分保证了对规约的处 理能力，同时还具有串联补偿信息自动筛选，串联补偿装置遥控自动闭锁等功能，保证后台 与串联补偿设备单元之间进行实时稳定的数据交换和通信。
发明内容
串联补偿装置通信管理机软件结构主要分为三个模块设备中心、实时数据处理中心、 控制中心。设备中心负责完成与串联补偿间隔层控制保护设备的通信和管理，实时数据处理 中心负责数据的管理，控制中心负责完成应用层规约的转换。
设备中心负责与串联补偿间隔层控制保护设备的通信和管理，控制保护设备是挂在同一 总线卜.的不同节点，每台通信管理机只设一个设备中心，根据设备配置信息自动添加或删除 间隔层节点。由于每套串联补偿装置控制保护单兀通过不同规约上传的物理量不但数量不同而且意义也有区别，通过读取设备配置信息库，生成串联补偿规约处理器，可以自动解析串 联补偿装置的控制保护数据包中每个数据的实际意义，并转换成内部报文格式放在实时库消 息队列里。同时还可以将实时库里站控层发来控制命令翻译成串联补偿装置的内部规约。
实时数据处理中心是通信管理机软件的核心，是以实时库消息队列的方式实现与设备中 心和控制中心的通信，实时库消息与串联补偿规约和应用层规约无关。在实时数据处理中心 中对设备信息进行分类，将数据分到设备应答、设备实时数据和设备事件三个不同的队列里， 便于控制中心对信息进行处理。实时数据处理中心还具有判断数据优先级的功能，具有向队 列中插入优先级高的信息的机制。实时数据处理中心还负责数据的筛选，提取重要信息，筛 除多余信息。串联补偿装置的控制是要遵循严格的闭锁逻辑和控制顺序的，不允许多个控制 中心对设备进行同时操作。实时数据处理中心有两种方式对多个控制中心的控制权进行相应 的闭锁 一、动态闭锁方式，根据控制命令接收的先后顺序来闭锁控制源，先发控制命令的 控制中心最先获得控制权，在执行完毕后，将控制权根据先后顺序转给其它控制中心。二、 硬节点方式，根据控制保护系统输入的控制源硬节点信号来闭锁，当控制中心与控制源硬节 点信号一致时才允许控制。
控制中心负责与站控层设备的通信和管理。与设备中心不同，控制中心是以插件形式出 现，每个插件对应一种规约，各种规约插件独立开发，各插件的投退互不影响，便于系统的 维护。
如果要进行新的应用层规约开发，只需要单独开发具体的规约插件；在具体应用时，通 过配置文件配置硬件接口的属性和应用层规约的投退，完全不需要修改底层代码，便于工程 的实施。
本发明的有益效果是
(1) 运用了面向对象的思想，和抽象建模的方法建立了一个适用于不同串联补偿工程的 多种接口和规约的转换。
(2) 采用模块化和分层的结构设计，实时数据处理与外围接口和规约无关，对外提供接 口函数，保证了系统的开放和安全，方便系统的维护和扩展。
(3) 控制中心采用插件形式，外部规约投退并不影响整个系统的运行。 采用了面向对象和抽象建模的方法，模块化和分层的设计使得串联补偿控制保护设备通
信和上层规约处理与实时数据处理模块分离，方便系统的升级和维护。通过配置信息数据库 可使设备中心和实时处理中心根据串联补偿装置特点做相应的处理。通过配置文件配置硬件 接口的属性和应用层规约的投退，便于工程的实施。
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为依据本发明的串联补偿装置软件各模块间的调用关系示意图； 图2为依据本发明的串联补偿装置通讯管理机的配置文件； 图3为依据本发明的串联补偿装置通讯管理机的控制中心配置文件示例； 图4为依据本发明的串联补偿装置通信管理机软件结构示意具体实施方式
'
下面结合附图和具体实例，将详细阐述本发明的实施方式，其中相同或相似的附图标号 表示相同或相似的器件。
下面结合附图对本发明的配置方法和软件结构进行进一步的说明。
如图1所示为串联补偿装置通信管理机软件结构。包括设备中心、实时数据处理中心和 控制中心三个模块，其特征在于其采用面向对象和抽象建模的方法进行模块化和分层化的设 计，设备中心负责完成与串联补偿间隔层控制保护设备的通信和管理，实时数据处理中心负 责数据的管理，控制中心负责完成应用层规约的转换。
如图2所示为串联补偿装置通讯管理机的配置文件。配置文件以文本文件形式保存，各 文件相互独立，通过键值"ID"建立各文件之间的联系。与使用数据库相比，这种配置方法 避免了数据库复杂的结构组织和操作方法，各文件结构简单明了，简单高效；占用空间小， 这点对于存储空间较小的嵌入式系统来说很重要；编辑方便，可使用任何文本文件编辑器进 行编辑。并且具有开放性，方便扩充。
图3所示为控制中心配置文件示例。在这个示例中共配置了 4个控制中心，配置了各中 心的通道类型，通道地址和规约类型等属性，通过在配置文件中添加删除控制中心或修改"使 用标志"属性条目，不用修改任何代码，便可以实现应用规约的投退。
图4所示为串联补偿装置软件各模块间的调用关系。串联补偿装置的通讯管理机软件使 用了多线程技术，设备中心和各控制中心独立运行。下面分别就设备中心和单个控制中心的 执行过程进行分别描述。
1)设备中心
步骤l:通讯管理机上电。
步骤2:读取闪存中设备配置信息文件，形成设备中心和串联补偿规约处理器。 歩骤3:从实时数据处理中心的控制命令队列中读取控制命令。步骤4:将控制命令放入串联补偿规约处理器中处理，然后将经过协议转换后的命令转发 至串联补偿间隔层设备。
步骤5:接收并解析设备回复信息，放入串联补偿规约处理器中处理，然后转换为实时库 消息，分别放入相应的设备应答队列、设备实时数据队列和设备事件队列中。
步骤6:控制中心从设备信息队列中读取设备数据，即转为控制中心步骤3顺序执行。
2)控制中心
步骤l:通讯管理机上电。
步骤2:读取闪存中系统配置信息文件，形成各控制中心和应用规约处理器。 '步骤3:从实时数据处理中心的设备信息队列中读取设备数据。
步骤4:将设备数据放入应用规约处理器中处理，然后将经过协议转换后的数据转发至站 控层设备。
步骤5:接收站控层设备指令，放入应用规约处理器中处理，然后转换为实时库消息，放 入控制命令队列中。
步骤6:设备中心从控制命令队列中读取控制命令进行处理，即转为设备中心步骤3顺序 执行。
尽管上面已经对本发明进行了具体说明，但本领域普通技术人员也可以修改上述中的某 些具体结构或设想其它的等效过程来实现本发明。因此，本发明并不限于上述实施方式的具
体过程。
权利要求
1、一种串联补偿装置的通信管理设备，包括设备中心、实时数据处理中心和控制中心三个模块，其特征在于其采用面向对象和抽象建模的方法进行模块化和分层化的设计，设备中心负责完成与串联补偿间隔层控制保护设备的通信和管理，实时数据处理中心负责数据的管理，控制中心负责完成应用层规约的转换；所述设备中心负责与串联补偿间隔层控制保护设备的通信和管理，控制保护设备是挂在同一总线上的不同节点，一个设备中心对应一条总线，一台通讯管理机配置一个设备中心，根据设备配置信息设备中心自动添加或删除总线上的节点，由于每套串联补偿装置控制保护单元通过不同规约上传的物理量不但数量不同而且意义也有区别，通过读取设备配置信息库，生成串联补偿规约处理器，可以自动解析串联补偿装置的控制保护数据包中每个数据的实际意义，并转换成内部报文格式放在实时库消息队列里，同时还可以将实时库里站控层发来控制命令翻译成串联补偿装置的内部规约；所述实时数据处理中心以实时库消息队列的方式实现与设备中心和控制中心的通信，实时库消息与串联补偿规约和应用层规约无关，在实时数据处理中心中对设备信息进行分类，将数据分到设备应答、设备实时数据和设备事件三个不同的队列里，便于控制中心对信息进行处理，实时数据处理中心具有判断数据优先级的功能，具有向队列中插入优先级高的信息的机制，实时数据处理中心负责数据的筛选，提取重要信息，筛除多余信息，串联补偿装置的控制是要遵循严格的闭锁逻辑和控制顺序，不允许多个控制中心对设备进行同时操作，实时数据处理中心有两种方式对多个控制中心的控制权进行相应的闭锁(1)动态闭锁方式，根据控制命令接收的先后顺序来闭锁控制源，先发控制命令的控制中心最先获得控制权，在执行完毕后，将控制权根据先后顺序转给其它控制中心，(2)硬节点方式，根据控制保护系统输入的控制源硬节点信号来闭锁，当控制中心与控制源硬节点信号一致时才允许控制；所述控制中心负责与站控层设备的通信和管理，与所述设备中心不同，控制中心是以插件形式出现，每个插件对应一种规约，各种规约插件独立开发，各插件的投退互不影响，便于系统的维护。
2、 如权利要求l所述的串联补偿装置的通信管理设备，其特征在于所述每台通讯管理机 的配置文件以文本文件形式保存，各文件相互独立，通过键值"ID"建立各文件之间的联系。
3、 一种应用权利要求l-2所述的串联补偿装置的通信管理设备，串联补偿其特征在于， 如果要进行新的应用层规约的开发，只需要单独开发具体的规约插件，在具体应用时，通过 配置文件配置硬件接口的属性和应用层规约的投退，不需要修改底层代码，便于工程的实施，通过在配置文件中添加删除控制中心及其相关各属性条目，便可实现应用规约的投退。
4、 一种应用权利要求1-2所述的通信管理设备的串联补偿装置的信息接入电站、调度端 监控系统和保护及故障录波系统。
5、 一种串联补偿装置的通信管理方法，其特征在于包括以下歩骤串联补偿装置的通讯管理机软件使用了多线程技术，设备中心和各控制中心独立运行， 设备中心和单个控制中心的执行过程具有如下步骤-1) 设备中心步骤l:通讯管理机上电；步骤2:读取闪存中设备配置信息文件，形成设备中心和串联补偿规约处理器； 步骤3:从实时数据处理中心的控制命令队列中读取控制命令；步骤4:将控制命令放入串联补偿规约处理器中处理，然后将经过协议转换后的命令转发 至串联补偿间隔层设备；步骤5:接收并解析设备回复信息，放入串联补偿规约处理器中处理，然后转换为实时库 消息，分别放入相应的设备应答队列、设备实时数据队列和设备事件队列中；步骤6:控制中心从设备信息队列中读取设备数据，即转为下面的2)控制中心的步骤3 顺序执行；2) 控制中心步骤l:通讯管理机上电；步骤2:读取闪存中系统配置信息文件，形成各控制屮心和应用规约处理器； 步骤3:从实时数据处理中心的设备信息队列中读取设各数据；步骤4:将设备数据放入应用规约处理器中处理，然后将经过协议转换后的数据转发至站 控层设备；步骤5:接收站控层设备指令，放入应用规约处理器中处理，然后转换为实时库消息，放 入控制命令队列中；步骤6:设备中心从控制命令队列中读取控制命令进行处理，即转为l)设备中心的步骤 3顺序执行。
全文摘要
本发明提出了一种串联补偿装置的通信管理设备及其管理方法，串联补偿装置通信管理设备主要分为三个模块设备中心、实时数据处理中心、控制中心。设备中心负责完成与串联补偿间隔层控制保护设备的通信和管理，实时数据处理中心负责数据的管理，控制中心负责完成应用层规约的转换。本发明的方法采用了一种可以适应于多种通信介质，多种通信规约的多功能通信管理机系统，它采用模块化分层设计的思想，充分保证了对规约的处理能力，同时还具有串联补偿信息自动筛选，串联补偿装置遥控自动闭锁等功能，保证后台与串联补偿设备单元之间进行实时稳定的数据交换和通信。
文档编号H04L29/06GK101599971SQ200910089379
公开日2009年12月9日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者刘慧文, 戴朝波, 时丽君, 王宇红, 陈亚宁 申请人:中国电力科学研究院;中电普瑞科技有限公司