一种基于通讯链路管理的IEC61850冗余设备接入方法和系统与流程

本发明属于电力系统自动化技术领域，具体涉及一种基于通讯链路管理的iec61850冗余设备接入方法和系统。

背景技术：

电网作为城市生命线工程系统的基础设施系统，由于涉及千家万户用电需求，是维持国民生产、生活的基础，安全运行为第一要务，因为系统一旦失效，将造成广泛的社会困难和巨大的经济损失。智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑。随着我国智能变电站的推广建设，站内一次设备信号的采集、测量、控制和监测的可靠性要求越来越高。为了提高监控系统的可靠性和冗余性，对220kv及以上等级的智能变电站二次系统应进行双重化冗余配置。此外大中型水电监控系统中对于通讯设备、plc等均需要双网双套配置。

iec61850标准是由国际电工委员会(internationalelectrotechnicalcommission)第57技术委员会于2004年颁布的、应用于变电站通信网络和系统的国际标准。作为基于网络通讯平台的变电站唯一的国际标准，iec61850标准吸收了iec60870系列标准和uca的经验，同时吸收了很多先进的技术，对保护和控制等自动化产品和变电站自动化系统（sas）的设计产生深刻的影响。

目前，iec61850标准以其面向对象建模、一致性等特点，在综合监控系统站控层被广泛应用，为了实现iec61850标准的冗余设备正确接入监控后台，需要同时接入所有冗余设备的数据，按照现有的冗余设备接入方法，会对所有冗余设备同时建模，采集后将所有设备数据送到应用模块处理，该方法存在以下问题：

（1）将所有冗余设备同时在客户端建模增大了客户端监控系统的内存开销，影响系统性能；

（2）将值班备用数据切换由系统应用模块处理，使所有系统应用模块都需要具备值班备用数据选择功能，整个系统功能复用性降低。

技术实现要素：

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于通讯链路管理的iec61850冗余设备接入方法和系统，通过减少客户端通讯子系统的iec61850建模数据，实现对电力监控系统性能的优化，通过对iec61850通讯链路管理，实现冗余设备间的值班备用切换的功能，值班备用切换在客户端通讯模块集中处理后，所有应用功能模块不用再实现主备切换的功能，减少了电力监控系统应用功能模块重复开发，有很好的经济效益。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于通讯链路管理的iec61850冗余设备接入方法，其特征在于，将电力监控系统中的iec61850客户端通讯子系统分解为通讯链路接入模块、通讯链路管理模块、iec61850通讯数据处理模块、应用数据接口模块，

在电力监控系统初始化阶段，iec61850客户端通讯子系统建立冗余设备共享的iec61850通讯数据模型；

所述通讯链路接入模块负责与所有冗余设备建立通讯连接，通讯链路管理模块负责管理所有冗余设备通讯链路，根据值班备用策略对通讯链路进行选择，并将通讯数据上送给iec61850通讯数据处理模块，iec61850通讯数据处理模块利用iec61850通讯数据模型对通讯数据进行数据处理，最后通过应用数据接口模块与电力监控系统应用功能模块进行数据交互。

所述通讯链路接入模块，当电力监控系统为双网通讯时，通讯链路接入模块采用双网与iec61850服务端进行通讯，并处理双网冗余数据。

在一些实施例中，所述通讯链路管理模块，其中一种值班备用策略为通过电力监控系统组态工具设置值班通讯链路，在值班设备通讯链路出现故障时，通讯链路管理模块自动将通讯正常的备用通讯链路切换为值班通讯链路。

在另一些实施例中，所述通讯链路管理模块的另一种值班备用策略，在iec61850服务端冗余设备存在自身值班备用管理机制时，iec61850服务端通过iec61850报告服务将多台冗余设备的值班备用信息上送到iec61850客户端通讯子系统，通讯链路管理模块根据冗余设备的值班备用信息进行通讯链路的值班备用管理。

所述通讯链路接入模块，当通讯链路管理模块将某一通讯链路切换为备用状态时，通讯链路接入模块可以选择以下两种处理策略之一：

第一种策略为热备用，备用状态时保持与iec61850服务端设备间的通讯数据连接，该策略可以实现值班备用设备间的无缝切换；

第二种策略为冷备用，备用状态时断开与iec61850服务端设备间的通讯数据连接，在切换为值班状态时建立与iec61850服务端设备间的通讯数据连接，该策略节省网络资源。

所述冗余设备可以为两台互为值班备用，也可以为大于两台的设备，通讯链路管理模块根据冗余设备的数量对通讯链路进行管理和值班备用切换。

另一方面，本发明还提供一种基于通讯链路管理的iec61850冗余设备接入系统，包括：通讯链路接入模块、通讯链路管理模块、iec61850通讯数据处理模块、应用数据接口模块；

所述通讯链路接入模块，用于负责与所有冗余设备建立通讯连接；

所述通讯链路管理模块，用于负责管理所有冗余设备通讯链路，根据值班备用策略对通讯链路进行选择，并将通讯数据上送给iec61850通讯数据处理模块；

所述iec61850通讯数据处理模块，用于利用iec61850通讯数据处理模块对通讯链路管理模块上送的通讯数据进行数据处理；

所述应用数据接口模块，用于与电力监控系统应用功能模块进行数据交互。

有益效果：本发明提供的基于通讯链路管理的iec61850冗余设备接入方法和系统，采用上述方案后，所有冗余设备只需进行一次数据建模，节省了系统资源开销，通过在通讯链路环节处理冗余数据使得iec61850的服务端冗余处理对系统应用功能模块实现了透明，减轻了系统功能模块开发的复杂性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的系统结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

一种基于通讯链路管理的iec61850冗余设备接入方法，如图1所示为本实施例的系统结构框图，设备a和设备b为冗余设备，将系统中的iec61850客户端通讯子系统分解为通讯链路接入模块、通讯链路管理模块、iec61850通讯数据处理模块、应用数据接口模块，在电力监控系统初始化阶段，iec61850客户端通讯子系统建立冗余设备a和设备b共享的iec61850通讯数据模型，通讯链路接入模块负责与设备a和设备b建立iec61850通讯连接，通讯链路管理模块负责管理所有冗余设备通讯链路，根据系统的主备策略对通讯链路进行选择，然后根据iec61850通讯数据模型进行数据处理，最后通过应用数据接口模块与电力监控系统应用功能模块进行数据交互。

进一步地，所述通讯链路接入模块，在电力监控系统为双网通讯时，通讯链路接入模块采用双网与iec61850服务端进行通讯，并处理双网冗余数据。

进一步地，所述通讯链路管理模块，其值班备用策略为通过电力监控系统组态工具设置值班通讯链路，如系统设置为设备a优先级高，则设备a运行正常时，以设备a为值班设备，取对应设备a的通讯链路数据，在设备a出现故障时，通讯链路管理模块自动将设备b的通讯链路切换为值班通讯链路。

进一步地，所述通讯链路管理模块的另一种值班备用策略，设备a和设备b可以通过互相间的通讯判断自身值班备用状态，并将值班备用状态信息通过iec61850报告服务将值班备用信息上送到iec61850客户端通讯子系统，通讯链路管理模块根据设备a和设备b的值班备用信息进行通讯链路的值班备用切换。

进一步地，所述通讯链路接入模块，在通讯链路管理模块将某一通讯链路切换为备用状态时，通讯链路接入模块可以选择以下两种处理策略之一：

第一种为热备用，备用状态时保持与iec61850服务端设备间的通讯数据连接，该策略可以实现值班备用设备间的无缝切换；

第二种为冷备用，备用状态时断开与iec61850服务端设备间的通讯数据连接，在切换为值班状态时建立与iec61850服务端设备间的通讯数据连接，该策略节省网络资源。

进一步地，所述设备a和设备b两台互为值班备用，也可以为大于两台的设备，通讯链路管理模块根据冗余设备的数量对通讯链路进行管理和值班备用切换。

实施例2

如图1所示，一种基于通讯链路管理的iec61850冗余设备接入系统，包括：通讯链路接入模块、通讯链路管理模块、iec61850通讯数据处理模块、应用数据接口模块；

所述通讯链路接入模块，用于负责与所有冗余设备建立通讯连接；

所述通讯链路管理模块，用于负责管理所有冗余设备通讯链路，根据值班备用策略对通讯链路进行选择，并将通讯数据上送给iec61850通讯数据处理模块；

所述iec61850通讯数据处理模块，用于利用iec61850通讯数据处理模块对通讯链路管理模块上送的通讯数据进行数据处理；

所述应用数据接口模块，用于与电力监控系统应用功能模块进行数据交互。

在一些实施例中，所述值班备用策略为：通过电力监控系统组态工具设置值班通讯链路，在值班设备通讯链路出现故障时，通讯链路管理模块自动将通讯正常的备用通讯链路切换为值班通讯链路；

或，当iec61850服务端冗余设备存在自身值班备用管理机制时，iec61850服务端通过iec61850报告服务将多台冗余设备的值班备用信息上送到iec61850客户端通讯子系统，通讯链路管理模块根据冗余设备的值班备用信息进行通讯链路的值班备用管理。

所述通讯链路接入模块，当通讯链路管理模块将某一通讯链路切换为备用状态时，通讯链路接入模块选择以下两种处理策略之一：

第一种策略为热备用，备用状态时保持与iec61850服务端设备间的通讯数据连接，能够实现值班备用设备间的无缝切换；

第二种策略为冷备用，备用状态时断开与iec61850服务端设备间的通讯数据连接，在切换为值班状态时建立与iec61850服务端设备间的通讯数据连接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。