专利名称：变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电力系统数据通信领域，具体涉及一种变电站抽象通信服务接口(ACSI)映射到网络通信的方法和系统。
背景技术：
目前现有的数字化变电站内部通信均采用IEC61850-8-1MMS映射的实现方式，在变电站和主站之间仍然采用IEC60870-5-104远动规约。在变电站内部通信使用的丽S，在实际应用中存在一些问题丽S是二十多年前的机械制造工业标准，主要应用于加工中心，效率较低，无法满足电力行业实时性要求;IEC61850规约的抽象通信服务接口映射到丽S较复杂，且只能支持部分服务接口而无法方便的进行功能扩展；MMS无64位发行版本，而目前主流的硬件平台普遍都采用了 64位的主机；目前国内的丽S均采用国外产品，尚未国产化，因此无法保证应用系统的安全性。而在变电站和主站之间采用的IEC60870-5-104通信协议，是一款由国外引进的标准，尚存在一些工程实践上的问题，例如国内电力企业常常要求能够远方修改保护定值和对保护动作信号进行远方复位，以及要求子站端能够主动上送保护动作的详细信息(包括动作时间、动作类型、动作值)，而为了能够支持新的功能，必须对现有的104规约进行特殊的扩展。而在推广智能主站和智能变电站的过程中，各调度系统对通信的需求难免会有或多或少的差异，针对不同需求，需要对规约进行不同的扩展，这对大范围推广智能电网建设工作造成了一定的局限。随着电网规模的不断增长，国内常用的变电站通信规约处理方式已无法完全适应未来智能化变电站内部以及变电站与控制中心之间的通信需求，主要问题有以下几个方面在不同通信需求下规约维护非常复杂；部分规约受编码限制，无法支持未来持续增长的信息容量；传统远动与保护通信规约相对独立，不适应于一体化调度技术支持系统的需要。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的方法和系统，将弥补原有IEC61850规约映射处理方式的不足，可以映射全部服务接口，且具有较高的通信效率，符合未来智能电网的发展需要，能够彻底解决智能化变电站与控制中心之间无缝通信的问题，具有极其重要的研究价值和推广应用前景。为实现上述目的，本发明提供一种变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤(I).从ACSI核心对象服务单元中取得要传输的数据；(2).给数据加上数据帧头，并对数据进行处理形成数据包；(3).通过tcp链路，将所述数据包传输到以太网。本发明提供的优选技术方案中，在所述步骤2中，所述数据帧头包括依次设置的控制码、服务映射编码和数据帧长度编码。本发明提供的第二优选技术方案中，所述数据帧头的长度为4字节；其中，所述控制码为I字节，所述服务映射编码为I字节，所述数据帧长度编码为2字节。本发明提供的第三优选技术方案中，所述步骤2包括如下步骤(2-1).对取得的数据进行窗口服务映射，为数据加上数据帧头；(2-2).对数据进行编码，得到数据帧内容；(2-3).将数据帧头和数据帧内容组装成数据包；本发明提供的第四优选技术方案中，在所述步骤2-2中，采用ASN. I的BER(BasicEncoding Rules)编码规则对数据进行编码。本发明提供的第五优选技术方案中，所述数据包的长度为65535字节，数据帧内容的长度为65531字节。本发明提供的第六优选技术方案中，提供一种变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的系统，其包括=ACSI核心对象服务单元和接收其数据的以太网；其改进之处在于，所述装置包括对所述ACSI核心对象服务单元的数据进行处理、并将形成的数据包传输到所述以太网的数据处理传输单元。本发明提供的第七优选技术方案中，所述数据处理传输单元，包括窗口服务映射模块、编码模块和数据包组装模块；所述数据包组装模块分别接收所述窗口服务映射模块和所述编码模块的数据。本发明提供的第八优选技术方案中，所述窗口服务映射模块，对取得的数据进行窗口服务映射，为数据加上数据帧头。本发明提供的第九优选技术方案中，所述编码模块，采用ASN. I的BER(BasicEncoding Rules)编码规则，对数据进行编码，得到数据帧内容。本发明提供的第十优选技术方案中，所述数据包组装模块，将数据帧头和数据帧内容组装成数据包，并将形成的数据包传输到所述以太网。与现有技术比，本发明提供的一种变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的方法和系统，可以映射全部抽象通信服务接口，通过精简的数据帧描述定义和TCP/IP映射方式，提供了较高的通信效率，符合未来智能电网的发展需要，能够解决智能化变电站与控制中心之间无缝通信的瓶颈；而且，通过设置一套接口定义映射规则，将变电站的信息交换模型和抽象通信服务接口全部进行编码，能够支持IEC61850规约定义的全部接口，实现变电站远动和保护信息的完整上送，同时通过IEC61850标准面向设备建模和信息自描述功能，能够动态的对信息交换模型内容进行扩展，减少系统运行维护的工作量和复杂程度；再者，本方法设计了一种精简的数据帧头格式，能够以4字节的长度对本数据帧的信息进行完备的描述，经过编码后的数据长度低于以往其他规约映射处理方式，减少了无效的数据内容。在网络传输方面，采用了编码后直接映射TCP/IP的方式，减少了网络协议栈的传输延时，提高了传输效率。
图I为变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的方法流程图。图2为变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的系统概括图。
图3为系统中数据处理传输单元的结构图。图4为变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的系统的结构示意图。
图5为传输使用的TCP帧结构图。
具体实施例方式如图1、4所示，一种变电站抽象通信服务接口映射到网络通信协议栈的方法，设置一种精简的TCP数据帧格式和一套接口定义映射规则，将变电站的抽象通信服务接口定义进行映射编码，将信息交换模型进行数据编码，之后按照数据帧格式创建带有I字节控制码、I字节服务映射编码和2字节数据帧长度的数据帧头，将数据帧头与编码数据组装成的数据包直接映射到TCP/IP协议栈进行数据传输。变电站抽象通信服务接口映射到网络通信协议栈的方法，变电站的信息交换模型和抽象通信服务接口的核心对象服务接口定义符合IEC61850变电站通信网络和系统的标准。变电站抽象通信服务接口映射到网络通信协议栈的方法，方法使用者必须使用相同的编码和解码格式，可以但并不仅限于采用如ASN. I的BER(Basic Encoding Rules)编码规则进行对象数据编码。根据变电站抽象通信服务接口映射到网络通信协议栈的方法，具体的服务接口映射到网络通信协议栈的过程为信息交换模型中使用的对象数据定义完毕后，通过特定的编码格式进行编码生成数据帧内容；按照数据帧格式创建带有I字节控制码、I字节服务映射编码和2字节数据帧长度的数据帧头，帧头长度为4个字节。将数据帧头和数据帧内容组装成数据包后，通过TCP/IP协议提供的链路和传输机制直接进行数据传输。变电站抽象通信服务接口映射到网络通信协议栈的方法，其特征在于信息交换模型中使用的对象数据定义符合IEC61850变电站通信网络和系统的系列标准。变电站抽象通信服务接口映射到网络通信协议栈的方法，整个数据包最长可能为65535字节，其中数据帧帧头为4个字节，数据帧长度最大为65531字节，字节序为先高后低。变电站抽象通信服务接口映射到网络通信协议栈的方法，数据包通过使用TCP/IP协议提供的链路和传输机制进行传输。如图I所示，一种变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的方法，所述方法包括如下步骤(I).从ACSI核心对象服务单元中取得要传输的数据；(2).给数据加上数据帧头，并对数据进行处理形成数据包；(3).通过tcp链路，将所述数据包传输到以太网。如图2至4所示，一种变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的系统，其包括ACSI核心对象服务单元和接收其数据的以太网；所述装置包括对所述ACSI核心对象服务单元的数据进行处理、并将形成的数据包传输到所述以太网的数据处理传输单元。所述数据处理传输单元，包括窗口服务映射模块、编码模块和数据包组装模块；所述数据包组装模块分别接收所述窗口服务映射模块和所述编码模块的数据。
所述窗口服务映射模块，对取得的数据进行窗口服务映射，为数据加上数据帧头。所述编码模块，采用ASN. I的BER(Basic Encoding Rules)编码规则,对数据进行编码，得到数据帧内容。所述数据包组装模块，将数据帧头和数据帧内容组装成数据包，并将形成的数据包传输到所述以太网。需要声明的是，本发明内容及具体实施方式
意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。
权利要求
1.一种变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤(1).从ACSI核心对象服务单元中取得要传输的数据；(2).给数据加上数据帧头，并对数据进行处理形成数据包；(3).通过tcp链路，将所述数据包传输到以太网。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述数据帧头包括依次设置的控制码、服务映射编码和数据帧长度编码。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数据帧头的长度为4字节；其中，所述控制码为I字节，所述服务映射编码为I字节，所述数据帧长度编码为2字节。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括如下步骤(2-1).对取得的数据进行窗口服务映射，为数据加上数据帧头；(2-2).对数据进行编码，得到数据帧内容；(2-3).将数据帧头和数据帧内容组装成数据包。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在所述步骤2-2中，采用ASN.I的BER(Basic Encoding Rules)编码规则对数据进行编码。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述数据包的长度为65535字节，数据帧内容的长度为65531字节。
7.一种变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的系统，其包括:ACSI核心对象服务单元和接收其数据的以太网；其特征在于，所述装置包括对所述ACSI核心对象服务单元的数据进行处理、并将形成的数据包传输到所述以太网的数据处理传输单元。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述数据处理传输单元，包括窗口服务映射模块、编码模块和数据包组装模块；所述数据包组装模块分别接收所述窗口服务映射模块和所述编码模块的数据。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述窗口服务映射模块，对取得的数据进行窗口服务映射，为数据加上数据帧头。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述编码模块，采用ASN.I的BER (BasicEncoding Rules)编码规则，对数据进行编码，得到数据帧内容。
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述数据包组装模块，将数据帧头和数据帧内容组装成数据包，并将形成的数据包传输到所述以太网。
全文摘要
本发明提供了一种变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的方法和系统，方法包括如下步骤(1).从ACSI核心对象服务单元中取得要传输的数据；(2).给数据加上数据帧头，并对数据进行处理形成数据包；(3).通过tcp链路，将所述数据包传输到以太网；系统包括ACSI核心对象服务单元、接收其数据的以太网、以及对所述ACSI核心对象服务单元的数据进行处理、并将形成的数据包传输到所述以太网的数据处理传输单元。本发明提供的变电站抽象通信服务接口映射到网络通信的方法和系统，将弥补原有IEC61850规约映射处理方式的不足，可以映射全部服务接口，且具有较高的通信效率，符合未来智能电网的发展需要，能够彻底解决智能化变电站与控制中心之间无缝通信的问题。
文档编号H04L12/70GK102938681SQ20121027283
公开日2013年2月20日 申请日期2012年8月2日 优先权日2012年8月2日
发明者张鸿, 黄海峰, 窦仁晖, 王艳, 黄树帮, 朱桂英 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司