[发明专利]基于IEC61850客户端/服务器数据交换模型

说明书

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，尤其涉及一种基于IEC61850客户端/服务器数据交换模型。 

背景技术

微电网是由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。微电网将分布的电源相互协调起来，提高了发电效率，减小了输电损耗和对环境的污染。微电网能量管理系统主要应用于微电网的数据采集、状态监测、协调控制、能量优化、网络分析中，目的是对微电网中各微源进行管理，加强各微源间的协调能力，提高发电效率，保证微电网在不同运行模式过渡时的平稳转换。 

然而，当前国内风机、光伏等分布式发电和储能系统生产厂家众多，通讯方式和通讯协议多样，还没有出台微电网数据交换的统一标准，这给微电网能量管理系统的设计和实现增加了实施困难。 

发明内容

本发明要解决的问题是为解决微电网中通讯方式和通信协议多样的问题，将IEC61850协议标准引入微电网能量管理系统中，提供了一种基于IEC61850客户端/服务器数据交换模型。 

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为： 

一种基于IEC61850客户端/服务器数据交换模型，是将微电网数据交换结构体系划分为三层：微电网过程层、数据协议转换层和微电网能量管理层；所述微电网过程层包括微电网物理设备的数据采集单元和控制单元，主要完成模拟量采样、开关量输入/输出和操作命令发送；所述数据协议转换层对下负责接收微电网过程层采集到的数据，并将数据转换成IEC61850协议数据传送给微电网能量管理层；对上负责接收微电网能量管理层下发的操作控制命令，并将操作控制命令下发给微电网过程层；所述微电网能量管理层接收数据协议转换层传送的实时数据，通过微电网能量管理系统对所述实时数据进行计算、分析并作出决策，产生微电网下一步优化运行的控制命令集并将这些控制命令集转化为IEC61850标准的命令下发到数据协议转化层；其中，所述数据协议转换层与微电网能量管理层之间的数据交换通过IEC61850客户端完成，主要为微电网能量管理系统提供数据接口，并自动存储采集到的实时数据；IEC61850服务器应用于所述微电网数据协议转换层，是微电网过程层和数据协议转换层的数据接口，其负责将数据协议转换层的协议转换并通过交换机与上层的IEC61850客户端进行实时通讯，并负责接收微电网过程层采集到的实时数据并转化为IEC61850协议数据和/或将 IEC61850协议的控制命令转换为微电网过程层可识别的操作控制命令并下发到微电网过程层。

优选地，所述微电网能量管理层通过微电网能量管理系统中的高级应用对所述实时数据进行计算、分析并作出决策，所述高级应用包含微电网实时运行监控、微电网潮流分析、光电/风电/负荷预测 、微电网实时优化 、状态估计、微电网经济调度。 

优选地，所述微电网物理设备包括能源设备和电力电子设备，包括风机、光伏阵列、蓄电池组、燃料电池组、柴油机、整流器、逆变器、斩波器。 

优选地，所述微电网物理设备为电力系统设备，包括断路器、变压器、交流母线、直流母线。 

优选地，所述IEC61850服务器包括：微电网功能描述配置文件（ICD文件）解析模块、传统协议解析模块、服务映射模块和编码模块；主要服务包括：关联服务、目录服务、定义服务、数据集服务、报告服务、控制服务、抽象语法标记编解码服务、制造报文规范协议实现服务、应用接口定义与实现服务；解析微电网功能描述配置文件，并在所述的IEC61850服务器内部构建微电网IEC61850信息模型；与微电网物理设备层进行数据交换，所述交换的数据包括物理设备静态数据、测点实时数据以及设备的控制数据。 

 优选地， 所述物理设备的静态数据包括：设备的类型、铭牌信息、额定值、告警限值，IEC61850服务器根据实际微电网物理设备来配置微电网中物理设备的静态数据。 

 优选地，所述测点实时数据包括：测点模拟测量值和物理设备的状态值；所述设备的控制数据包括：遥控、遥调、配置数据。