CIM与IEC61850模型映射

随着电网的迅速发展,为了适应日趋复杂的电网的要求,IEC TC57制定了针对SAS的IEC61850标准和针对EMS的IEC61970标准。IEC61850与CIM各自定义了不同的变电站数据模型,但它们之间又存在一定的关联映射关系。如何构建IEC 61850到CIM的模型映射以及基于IEC 61850数据模型构建CIM模型,文中进行了初步研究与讨论。

保护信息系统IEC 61850建模及CIM扩展的研究与应用

目前变电站保护信息(简称保信)应用主要停留在查看和管理层面,更进一步的高级应用分析需要模型的支持。文中总结了目前主子站保护建模现状,研究了故障诊断、保护定值在线校核等保护信息应用功能对保护建模的要求,分析了IEC 61850标准中一次设备模型、二次设备模型和一二次设备关联关系的表达方法,基于IEC 61850标准保护模型定义,给出了一种主站公共信息模型(CIM)中扩展保护模型的合理方法,并给出了保护模型源端维护、主站应用的流程。所提出的基于IEC 61850标准的保信建模和源端维护方案能够弥补主站CIM中二次部分不足的缺陷,消除主子站模型不一致性,简化工程配置,实现主子站上下贯通,支撑保信主站实现丰富的应用功能。

基于IEC 61850标准的采样值传输模型构建及映射实现

采样测量值的数字化传输是实现变电站自动化系统过程层与间隔层串行通信的重要部分。分析了 IEC 61850标准定义的采样值传输抽象模型,基于 IEC 61850-9-1定义的合并单元,以变压器差动保护所需采样值为研究对象,对采样值传输模型进行具体合理构建,并实现此模型在通信堆栈的映射,揭示了标准中抽象模型与具体映射之间的内在统一关联。

IEC61850标准下合并单元的信息模型与映射实现

合并单元是随着电子式电流、电压互感器的产生而出现的,在一定程度上实现了过程层数据的数字化和共享化。文章首先介绍了IEC61850标准的基本特点和实现的一般方法。在研究IEC61850信息模型内涵的基础上,从分析合并单元的功能入手,研究了合并单元信息模型的属性和抽象通信服务接口,阐述了合并单元信息模型的构建方法。然后讨论、分析了合并单元抽象功能服务的通信映射方法和帧格式。最后简单介绍了用于装置自我描述的SCL(Substation Configuration description Language)配置文件的基本格式。

IEC 61850模型与MMS映射的矛盾及其解决建议

IEC 61850采用独立于网络的抽象通信服务接口(ACSI),定义了多层次嵌套的模型化抽象数据结构体系。IEC 61850-8-1制定了由ACSI到制造报文规范(MMS)的特定通信服务映射(SCSM)规范。实际研究应用中发现IEC 61850与MMS的数据及服务并非一一映射,并由此带来了一些矛盾。在详细分析这些矛盾的基础上,提出了具体的解决方案建议。

对基于TCP/IP的IEC61850特定通信服务映射MMS的分析与实现

IEC61850是IECTC57制定的有关变电站自动化系统通信的国际标准，代表了变电站自动化的未来发展方向。制造报文规范MMS是IEC61850标准中特定通信服务映射SCSM的核心通信协议栈，本文将围绕基于TCP／IP的MMS协议集，介绍了MMS的对象模型及相关服务；为了实现IEC61850中应用的MMS特定协议集，开发的关键技术等。

IEC61850与MMS的映射的研究

在分析和理解IEC61850协议的基础上,归纳了IEC61850协议和MMS服务映射之间的对应关系,总结了ACSI服务和MMS映射的三种情况(数据类型映射、类模型映射、服务映射),其中重点介绍了服务映射,并结合MMS服务的具体实例进行说明。以DATA类服务中的GetDataValues服务为例,对两者之间的映射做了较详细的分析和说明。IEC61850和MMS服务的映射的研究为实现变电站通信系统的互操作性提供依据。

IEC 61850的XMPP映射方法

在配电自动化中应用IEC 61850可以提高设备之间的互操作性,减少通信配置和安装调试的工作量。针对配电自动化通信网络结构复杂、配电终端数量多的特点,文中提出了采用可扩展消息和在线表示协议(XMPP)传输IEC 61850的信息模型数据和实时数据的方法。首先,介绍了XMPP的基本网络结构和通信节点的地址格式,然后分析了XMPP的3种消息节,提出了消息节的应用方法。提出了IEC 61850映射到XMPP的方法,给出了信息模型获取服务、实时数据服务、在线信息等用可扩展置标语言(XML)消息表示和传输的方法。采用Openfire和Gloox开发了试验系统,并通过试验系统验证了IEC 61850映射到XMPP的方法能够满足配电自动化的要求。

IEC61850的Web Services映射及实现

将IEC61850应用于配电自动化,可以有效地解决配电终端的即插即用问题。为了解决IEC61850在配电自动化中信息模型和数据的传输问题,研究了IEC61850的Web Services映射,分析了Web Services技术的应用,提出映射实现方案。采用gSoap工具包,通过C语言编程完成了IEC61850的Web Services映射,实现了配电终端与管理机之间的Web通信。试验验证该映射方法能够满足配电自动化的要求。

变电站状态监测通信网关中Modbus与IEC61850的映射方法

针对目前变电站已经部署了大量常规状态监测装置的实际现状,指出采用状态监测通信网关是解决常规状态监测装置接入智能变电站状态监测系统的有效方法。通过对Modbus与IEC61850模型的分析,提出Modbus与IEC 61850的模型映射方法,包括IEC 61850对象引用与Modbus地址的映射、公共数据类型与Modbus参数类型的映射、抽象通信服务与Modbus协议数据单元的映射。文中给出了通过对现有系统配置描述语言模式文件进行扩充的模型映射实现方案,可以避免配置工具间交换配置信息造成歧义性,并为电力电容器状态监测建立了一个模型实例,以验证上述方法的正确性和可行性。

Modbus到IEC61850-8-1映射方法及其在状态监测中的应用

为了解决变电站常规状态监测设备或非变电站设备与变电站内部IEC 61850标准监测系统无法直接通信的问题,文中提出了一种Modbus到IEC 61850-8-1协议转换的设计方法。采用面向对象技术对Modbus进行了数据建模;分析了IEC 61850及制造报文规范(MMS)信息模型和服务模型,根据分层语义对等原则建立了Modbus,IEC 61850以及MMS间信息及服务模型的映射关系;基于已建立映射模型完成了Modbus与IEC 61850-8-1转换模块的设计;最后以间隔控制器为例,建立了其相应的映射模型,采用MMS-EASE LITE等相关技术实现了协议转换模块的主要功能,完成了其相电流等测量数据的读写服务,验证了上述设计方法的正确性和可行性。

IEC 61850标准中MMS映射分析及其编码/解码模块的设计

分析了IEC 61850标准和制造报文规范(MMS)之间模型和服务的映射关系。在分析ASN.1的BER编码规则的基础上,提出了MMS编码/解码模块的设计方案,实现MMS协议数据单元(PDU)的ASN.1抽象语法和传送语法之间的转换。基于该模块,编写一个简单的程序,实现了IEC 61850应用层报文编码/解码,分析了具体MMS报文的编码/解码过程。

IEC61850服务映射中的矛盾及一种解决方案

IEC61850是数字化变电站网络建设中的一个重要标准,其抽象通信(ACSI)模型在具体实现中主要被映射为制造报文规范(MMS)。但该映射关系并非一一对应,在此之中存在着一些偏差甚至矛盾。在IEC61850的实现中,设备数据结构、目录服务和值读取服务属于基础部分,并且矛盾比较集中和突出。对这三方面在映射过程中出现的偏差和矛盾进行剖析后,提出一种解决方案,该方案以IEC61850数据结构和服务功能为基本出发点,满足MMS的相关要求并尽可能降低通信中的误解和资源浪费。

IEC61850到IEC60870-5-101/104映射的关键技术研究

变电站通信系统若采用基于IEC61850通信结构的通信信息模型,必然要解决新系统兼容老设备的问题。目前的变电站通信中采用IEC60870-5-101/104的老设备还很多,而从IEC60870标准过渡到IEC61850是一个渐进的过程,在很长时间内使用IEC60870-5-103/104标准的老设备也会大量存在,必须保证使用IEC60870通信标准的装置在通信上与新系统相互兼容。比较了IEC61850与IEC60870标准两种不同标准体系的特点,依据变电站通信功能的特点和IEC61850的映射原则,提出了将IEC61850的数据模型和控制模型映射到104规约的映射方法和思路,将采用101/104规约的老装置纳入新的变电站通信体系。以使采用两种不同通信标准的装置可以实现互联和互通。

一种基于CIM/E的IEC 61850 SCL Schema文件描述方法

提供了一种基于CIM/E语言的IEC 61850 SCL Schema文件描述方法,该方法采用CIM/E语言的类模板定义功能,自定义实体类描述格式,对SCL语言中主要定义的4部分信息,包括通信类、一次设备类、智能电子设备类、数据类型模板类的UML类图进行类图分析,按照属性继承和简化实现的原则,采用自定义实体类描述格式对其进行再描述,生成基于CIM/E语言描述的IEC 61850 SCL Schema文件,以解决变电站和调度端模型不统一的问题。

构建基于虚拟映射对象的IEC61850系统

针对可能出现的各种各样的通信系统,IEC61850引入了特殊通信服务映射(SCSM),IEC61850-8-1规定了由IEC61850抽象通信服务接口(ACSI)到制造报文规范(MMS)的SCSM规范,但本质上SCSM与目标映射系统无关,对此笔者提出虚拟映射对象的思想,利用该方法建立的IEC61850系统数据库,结构层次清晰,具有明显的ACSI接口层,与目标映射通信系统采用的协议无关,从而为IEC61850系统的拓展作了有益的探索。

IEC61850标准的网络通信及其特定服务映射分析

对IEC61850的通信体系进行了分析,深入研究了IEC 61850的抽象通信服务接口(abstract communication service interface,ACSI)以及特殊通信服务映射(SCSM)技术,讨论了ACSI的2种映射方式MMS和CORBA的实现问题,着重考虑了具体实现中应该注意的问题。

IEC61850到IEC60870通信规约的映射研究

变电站自动化系统目前采用IEC60870通信规约的老设备很多,必须保证采用这种规约的装置在通信上与基于IEC61850通信规约的系统相互兼容。比较了IEC61850与IEC60870两种不同标准体系通信规约的特点:依据变电站通信功能的特点和IEC61850的映射原则,提出了IEC61850到IEC60870-5-103/104通信规约的映射方法和思路;将采用103/104通信规约的装置纳入新的变电站自动化系统通信体系。

IEC61850标准下电子式电压互感器的模型构建及映射实现

电子式电流互感器ECT(Electronic Current Transformer)与电子式电压互感器EVT(Electronic Voltage Transformer)组成的合并单元和间隔层中保护、测量等设备的连接是实现变电站自动化系统中过程层与间隔层串行通信中重要的一环。从IEC61850标准出发,基于采样值传输模型对电子式电压互感器模型从逻辑设备、逻辑节点和数据对象三个方面进行了具体的合理构建,并通过特定服务实现此模型在通信栈协议上的映射。通过此模型及其映射,我们明确了变电站自动化系统中电子式互感器和其他设备间的信息交互和数据传输的要求。电子式互感器作为一种新型的互感器,其应用将对变电站自动化系统产生深远的影响。

IEC 61970 CIM与IEC 61850 SCL模型互通性分析与研究

针对目前智能电网中IEC 61970和IEC 61850这2种标准之间互通性的问题展开研究。分析了2种标准的数据结构模型,探讨了2种数据模型之间互通的可能性,以双母线带母联断路器的主接线结构为例,分别建立IEC 61970公共信息模型(CIM)和IEC 61850模型,详细描述了2种标准之间的数据交换和模型映射。结果证明了该数据交换和模型映射方法的可行性,为2种标准之间的数据互通提供了一种方法。