[發明專利]一種基于擴展IEC60870?5?104協議的配網通信優化方法

在審

• 申請號: 201611120547.0
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106713425A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 梅軍;應俊;王勇;張明;嵇文路;蔡月明;張志華;劉明祥;徐迅
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司南京供電公司;東南大學;國家電網公司;國網江蘇省電力公司;國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/24;H02J13/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 張耀文

技術領域

本發明涉及擴展IEC60870-5-104協議通信優化方法，該方法基于IEC60870標準，提出一種基于擴展IEC61850-5-104協議的配電網通信優化，屬于電力系統及其自動化領域。

背景技術

隨著配網自動化程度不斷提高，配電終端與配電主站的信息交互變得越來越頻繁。現有的通信方式中多采用IEC 60870-5-101/104協議，其中101規約采用串行通信方式，104規約采用以太網TCP/IP通信方式，這兩種協議主要針對已知設備進行連接，并且只能發送狀態、采樣、控制等數據信息，對于信息的描述沒有涉及。現有方案是通過IEC 60870-5-104規約擴展的方案實現描述信息的傳輸。通過參考104規約的報文格式，設計用于傳輸裝置描述信息的報文，實現配電終端裝置的自描述功能。

在變電站中，各廠家的設備按照不同的通信協議制造，導致設備之間的交互性比較差、系統相當不穩定，IEC61850標準就應運而生，它已成為變電站自動化系統中標準的通信協議，為實現不同廠家的設備之間實現良好的交互性提供了有力的保障。IEC61850標準主要是由以下幾個部分組成：

a.信息模型：它采用面向對象的統一建模技術，為了描述對象的特征，實現對象功能的具體劃分，而建立的相應模型。

b.抽象通信服務接口(ACSI)：它僅是一個虛擬接口，抽象地描述了設備和系統之間信息交互的方式，但沒論述具體如何實現。

c.特定通信服務映射(SCSM)：它通過通信網絡的具體操作來實現ACSI所描述的服務。

d.變電站配置描述語言(SCL)：它把智能電子設備(IED)的配置信息發布給整個通信系統，同時把整個系統的配置信息告知IED的配置工具，整個配置過程涉及到ICD、SSD、SCD和CID四類文件。

目前，在配電自動化系統中，很多專家學者對IEC60870-5-104進行應用研究，IEC60870-5-104非常適合實時數據的傳輸但不支持模型信息的傳輸，進而提出擴展104協議使之能夠傳輸模型信息，但是針對擴展IEC60870-5-104協議通信過多占用內存和帶寬問題并沒有提供解決方案，這是配電網自動化工作中亟待改進的環節。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種基于擴展IEC60870-5-104協議的配網通信優化方法，促使規約統一，減少規約轉換工作，加強配電網建設。

為了實現上述的發明目的，本發明采用下述的技術方案：一種基于擴展IEC60870-5-104協議的配網通信優化方法，具體步驟如下：

步驟一、抽象通信服務接口ACSI客戶端根據相應的需求建立抽象服務；

步驟二、特定通信服務映射SCSM根據ACSI描述的服務，自動生成以XML為基礎的擴展104文件；

步驟三、判斷104文件的大小，若文超過256個字節，則啟用Huffman-LZMA壓縮模塊，反之，則正常通信。

步驟四、ACSI服務器端獲取104文件，判斷104文件是否經過壓縮，是則啟用Huffman-LZMA解壓模塊，反之，則正常通信；

步驟五、ACSI服務器端根據請求參數執行相關服務操作。

進一步的，步驟三中，所述Huffman-LZMA壓縮模塊具體如下：首先提取104文件的XML文檔，接著將XML文檔進行劃分成元素集合，然后依據字符頻率建立對應的字典；對元素編碼，形成碼表，按照碼表字符換成相應的編碼，從而得到字節組文件；最后啟動LZMA壓縮模塊對編碼后的文件壓縮，將壓縮文件存入待傳輸的數據庫中，之后發送給服務器端。

進一步的，步驟四中，所述Huffman-LZMA解壓模塊具體如下：從104文件中提取XML壓縮文檔，啟動LZMA解壓縮模塊，解壓的字節組文件根據已知的碼表將編碼譯成對應的字符，按照<字符，頻率>字典建立XML元素集合,還原XML文檔。

進一步的，步驟一中，配電網中抽象通信服務接口ACSI是一個概念性的接口，因此ACSI客戶端在相應的需求下建立的是抽象服務，包括數據的更新和遙控操作。

進一步的，步驟二中，特定通信服務映射SCSM根據抽象通信服務接口ACSI所描述的服務，利用具體的通信網絡，自動生成擴展的以XML為基礎的104文件。

進一步的，步驟五中，ACSI服務器端的SCSM會根據104文件中具體的請求參數通過具體的通信網絡，調用相關應用程序執行服務操作。