一种IEC61850规约装置与双网关机通信状态同步上送方法及系统与流程

一种iec61850规约装置与双网关机通信状态同步上送方法及系统
技术领域
1.本发明涉及电力系统自动化技术领域，具体涉及一种iec61850规约装置与双网关机通信状态同步上送方法及系统。


背景技术：

2.随着iec61850通信规约在常规变电站及智能变电站的普及应用，其独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务接口、独立服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型和数据集模型，大大扩展了通信的兼容性，使得不同厂家产品的通信变得方便快捷。
3.目前，当网关机下行接入满足iec61850规约的装置(简称iec61850规约装置)时，网关机和iec61850装置之间通过keepalive机制能够确保及时向调度主站通信工况变化信息。
4.由于，网关机需要接入不同厂家的iec61850规约的装置，不同厂家对规约理解的差异、实现方式的不同导致装置性能存在区别。当双网关机同时与iec61850规约的装置通信时，由于双网关机的keepalive机制的触发时机可能存在差异，导致双网关机上送的通信工况变化信息无法同步，当双网关机上报的时间差大于3秒时会导致调度主站出现误报警，影响变电站正常工作。


技术实现要素：

5.(一)发明目的
6.本发明的目的是提供一种iec61850规约装置与双网关机通信状态同步上送方法及系统，该方法同步上报时间差满足小于3秒的要求，可确保变电站正常工作。
7.(二)技术方案
8.为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种iec61850规约装置与双网关机通信状态同步上送方法，所述双网关机由配置相同的网关机a和网关机b组成，所述方法包括：
9.网关机a获取与下行iec61850规约装置的通信状态信号，并根据获取的通信状态信号判断与下行iec61850规约装置通信状态是否发生变化；
10.若是，则向网关机b发送通信状态信号同步请求信息，同时将对应的通信状态变化信息加入网关机a的消息队列并启动超时机制；
11.网关机b接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中是否存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息；
12.若否，则所述网关机b将接收到的通信状态信号同步请求信息对应的通信状态变化信息写入网关机b的消息队列并启动超时机制；
13.若所述网关机b在自身超时时间内确定与对应的下行iec61850规约装置通信状态发生变化，则给网关机a发送回复通信状态信号同步请求信息，并向调度主站发送通信工况
变化信息同时删除网关机b的消息队列中与通信状态信号同步请求信息对应的通信状态变化信息；
14.网关机a在自身超时时间内接收到回复通信状态信号同步请求信息后，删除网关机a的消息队列中对应的通信状态变化信息，同时向调度主站发送通信工况变化信息。
15.进一步地，所述的同步上送方法，还包括：
16.若所述网关机b接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息，则网关机b在消息超时后向调度主站发送通信工况变化信息并删除自身消息队列中对应的通信状态变化信息；
17.网关机a在消息超时之前未收到网关机b发送的回复通信状态信号同步请求信息时，在消息超时后向调度主站发送通信工况变化信息并删除自身消息队列中对应的通信状态变化信息。
18.进一步地，所述的同步上送方法还包括：
19.若所述网关机b在自身超时时间内与对应的下行iec61850规约装置通信状态未发生变化，则删除网关机b的消息队列中对应的通信状态变化信息；
20.网关机a在超时后向调度主站发送通信工况变化信息同时删除自身队列中对应的通信状态变化信息。
21.具体地，网关机a和网关机b通过tcp通信方式建立连接发送通信状态信号同步请求信息和/或回复通信状态信号同步请求信息。
22.具体地，所述通信状态信号同步请求信息包含iec61850规约装置标识、网关机标识、时间及通信状态，所述网关机b接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中是否存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息，包括：
23.所述网关机b接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中是否存在与通信状态信号同步请求信息中所含iec61850规约装置标识一致、且网关机标识不一致的通信状态变化信息；
24.若否，则所述网关机b确定网关机b的消息队列中不存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息；
25.若是，则继续判断两个通信状态变化信息的时间差是否在预设范围内；
26.若是，则所述网关机b确定网关机b的消息队列中存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息；
27.若否，则所述网关机b确定网关机b的消息队列中不存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息。
28.本技术第二方面，提供了一种iec61850规约装置与双网关机通信状态同步上送系统，包括多个iec61850规约装置以及配置相同的网关机a和网关机b，其中：
29.网关机a，用于获取与下行iec61850规约装置的通信状态信号，并根据获取的通信状态信号判断与下行iec61850规约装置通信状态是否发生变化；若是，则向网关机b发送通信状态信号同步请求信息，同时将对应的通信状态变化信息加入网关机a的消息队列并启动超时机制；
30.网关机b，用于接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中是否存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息；若否，则所述网关机b将接收到的通信状态信号同步请求信息对应的通信状态变化信息写入网关机b的消息队列并启动超时机制；若所述网关机b在自身超时时间内确定与对应的下行iec61850规约装置通信状态发生变化，则给网关机a发送回复通信状态信号同步请求信息，并向调度主站发送通信工况变化信息同时删除网关机b的消息队列中与通信状态信号同步请求信息对应的通信状态变化信息；
31.所述网关机a，还用于接收到回复通信状态信号同步请求信息后，删除网关机a的消息队列中对应的通信状态变化信息，同时向调度主站发送通信工况变化信息。
32.进一步地，所述网关机b还用于：
33.若所述网关机b接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息，则网关机b在消息超时后向调度主站发送通信工况变化信息并删除自身消息队列中对应的通信状态变化信息；
34.所述网关机a还用于：在消息超时之前未收到网关机b发送的回复通信状态信号同步请求信息时，在消息超时后向调度主站发送通信工况变化信息并删除自身消息队列中对应的通信状态变化信息。
35.进一步地，所述网关机b，还用于：
36.若所述网关机b在自身超时时间内与对应的下行iec61850规约装置通信状态未发生变化，则删除网关机b的消息队列中对应的通信状态变化信息；
37.所述网关机a，还用于在超时后向调度主站发送通信工况变化信息同时删除自身队列中对应的通信状态变化信息。
38.具体地，网关机a和网关机b通过tcp通信方式建立连接发送通信状态信号同步请求信息和/或回复通信状态信号同步请求信息。
39.进一步地，所述通信状态信号同步请求信息包含iec61850规约装置标识、网关机标识、时间及通信状态，所述网关机b用于：
40.接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中是否存在与通信状态信号同步请求信息中所含iec61850规约装置标识一致、且网关机标识不一致的通信状态变化信息；
41.若否，则所述网关机b确定网关机b的消息队列中不存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息；
42.若是，则继续判断两个通信状态变化信息的时间差是否在预设范围内；
43.若是，则所述网关机b确定网关机b的消息队列中存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息；
44.若否，则所述网关机b确定网关机b的消息队列中不存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息。
45.(三)有益效果
46.本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
47.本发明实施例提供的一种iec61850规约装置与双网关机通信状态同步上送方法
及系统，通过网关机根据自身与下行iec61850规约装置的通信状态变化向对机发送通信状态信号同步请求，并将通信状态变化信息加入消息队列，双机同时启用超时机制，根据对机返回的回复通信状态信号同步请求信息，与对机一同向调度主站发送通信工况变化信息，上报时间差满足小于3秒的要求，确保变电站正常工作。
附图说明
48.图1是本发明实施例提供的一种iec61850规约装置与双网关机通信状态同步上送方法流程图；
49.图2是本发明实施例提供的一种iec61850规约装置与双网关机通信状态同步上送系统示意图；
50.图3是本发明一具体实施例提供的一种iec61850规约装置与双网关机通信状态同步上送方法流程图。
具体实施方式
51.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
52.参见图1所示，本发明实施例提供了一种iec61850规约装置与双网关机通信状态同步上送方法，如图2所示，所述双网关机由配置相同的网关机a和网关机b组成，网关机a和网关机b分别通过站控层网络下行接入iec61850规约装置，所述方法包括：
53.步骤101：网关机a获取与下行iec61850规约装置的通信状态信号，并根据获取的通信状态信号判断与下行iec61850规约装置通信状态是否发生变化；
54.步骤102：若是，则向网关机b发送通信状态信号同步请求信息，同时将对应的通信状态变化信息加入网关机a的消息队列并启动超时机制；
55.步骤103：网关机b接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中是否存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息；
56.步骤104：若否，则所述网关机b将接收到的通信状态信号同步请求信息对应的通信状态变化信息写入网关机b的消息队列并启动超时机制；
57.步骤105：若所述网关机b在自身超时时间内确定与对应的下行iec61850规约装置通信状态发生变化，则给网关机a发送回复通信状态信号同步请求信息，并向调度主站发送通信工况变化信息同时删除网关机b的消息队列中与通信状态信号同步请求信息对应的通信状态变化信息；
58.步骤106：网关机a在自身超时时间内接收到回复通信状态信号同步请求信息后，删除网关机a的消息队列中对应的通信状态变化信息，同时向调度主站发送通信工况变化信息。
59.具体地，本发明实施例中，网关机接入的站内iec61850装置根据tcp通信工况触发通信中断/恢复状态信号，属于网关机根据自身运行工况生成的信号。当接入iec61850装置通信恢复/中断，对应通信状态信号变位，上传调度主站监视网关机下行通信工况。网关机a
与网关机b可以通过tcp或udp通信方式建立连接，发送通信状态信号同步请求信息和/或回复通信状态信号同步请求信息。
60.本发明实施例提供的一种iec61850规约装置与双网关机通信状态同步上送方法及系统，通过网关机根据自身与下行iec61850规约装置的通信状态变化向对机发送通信状态信号同步请求，并将通信状态变化信息加入消息队列，双机均启用超时机制，根据对机返回的回复通信状态信号同步请求信息，与对机一同向调度主站发送通信工况变化信息，上报时间差满足小于3s的要求，确保变电站正常工作。
61.进一步地，所述的同步上送方法，还包括：
62.若所述网关机b接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息，则网关机b在消息超时后向调度主站发送通信工况变化信息并删除自身消息队列中对应的通信状态变化信息；
63.网关机a在消息超时之前未收到网关机b发送的回复通信状态信号同步请求信息时，在消息超时后向调度主站发送通信工况变化信息并删除自身消息队列中对应的通信状态变化信息。
64.具体地，本实施例中，网关机a和网关机b内匹配的通信状态变化信息是指二者分别针对同一iec61850规约装置的通信状态变化信息。
65.当网关机a和网关机b各自的消息队列中同时存在自身与同一装置的通信状态变化信息时，说明双机同时判断出与该装置的通信状态变化，则不必根据对机回复通信状态信号同步请求信息上送通信工况变化信息，二者只需在超时后各自上报通信工况变化信息即能满足3s内时间差。
66.进一步地，所述的同步上送方法还包括：
67.若所述网关机b在自身超时时间内与对应的下行iec61850规约装置通信状态未发生变化，则删除网关机b的消息队列中对应的通信状态变化信息；
68.网关机a在超时后向调度主站发送通信工况变化信息同时删除自身队列中对应的通信状态变化信息。
69.具体地，网关机a和网关机b通过tcp通信方式建立连接发送通信状态信号同步请求信息和/或回复通信状态信号同步请求信息。
70.具体地，所述通信状态信号同步请求信息包含iec61850规约装置标识、网关机标识、时间及通信状态，所述网关机b接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中是否存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息，包括：
71.所述网关机b接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中是否存在与通信状态信号同步请求信息中所含iec61850规约装置标识一致、且网关机标识不一致的通信状态变化信息；
72.若否，则所述网关机b确定网关机b的消息队列中不存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息；
73.若是，则继续判断两个通信状态变化信息的时间差是否在预设范围内；
74.若是，则所述网关机b确定网关机b的消息队列中存在与接收到的通信状态信号同
步请求信息匹配的通信状态变化信息；
75.若否，则所述网关机b确定网关机b的消息队列中不存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息。
76.本发明实施例还提供了一种iec61850规约装置与双网关机通信状态同步上送系统，包括多个iec61850规约装置以及配置相同的网关机a和网关机b，其中：
77.网关机a，用于获取与下行iec61850规约装置的通信状态信号，并根据获取的通信状态信号判断与下行iec61850规约装置通信状态是否发生变化；若是，则向网关机b发送通信状态信号同步请求信息，同时将对应的通信状态变化信息加入网关机a的消息队列并启动超时机制；
78.网关机b，用于接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中是否存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息；若否，则所述网关机b将接收到的通信状态信号同步请求信息对应的通信状态变化信息写入网关机b的消息队列并启动超时机制；若所述网关机b在自身超时时间内确定与对应的下行iec61850规约装置通信状态发生变化，则给网关机a发送回复通信状态信号同步请求信息，并向调度主站发送通信工况变化信息同时删除网关机b的消息队列中与通信状态信号同步请求信息对应的通信状态变化信息；
79.所述网关机a，还用于接收到回复通信状态信号同步请求信息后，删除网关机a的消息队列中对应的通信状态变化信息，同时向调度主站发送通信工况变化信息。
80.进一步地，所述网关机b还用于：
81.若所述网关机b接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息，则网关机b在消息超时后向调度主站发送通信工况变化信息并删除自身消息队列中对应的通信状态变化信息；
82.所述网关机a还用于：在消息超时之前未收到网关机b发送的回复通信状态信号同步请求信息时，在消息超时后向调度主站发送通信工况变化信息并删除自身消息队列中对应的通信状态变化信息。
83.进一步地，所述网关机b，还用于：
84.若所述网关机b在自身超时时间内与对应的下行iec61850规约装置通信状态未发生变化，则删除网关机b的消息队列中对应的通信状态变化信息；
85.所述网关机a，还用于在超时后向调度主站发送通信工况变化信息同时删除自身队列中对应的通信状态变化信息。
86.具体地，网关机a和网关机b通过tcp通信方式建立连接发送通信状态信号同步请求信息和/或回复通信状态信号同步请求信息。
87.进一步地，所述通信状态信号同步请求信息包含iec61850规约装置标识、网关机标识、时间及通信状态，所述网关机b用于：
88.接收到通信状态信号同步请求信息后判断网关机b的消息队列中是否存在与通信状态信号同步请求信息中所含iec61850规约装置标识一致、且网关机标识不一致的通信状态变化信息；
89.若否，则所述网关机b确定网关机b的消息队列中不存在与接收到的通信状态信号
同步请求信息匹配的通信状态变化信息；
90.若是，则继续判断两个通信状态变化信息的时间差是否在预设范围内；
91.若是，则所述网关机b确定网关机b的消息队列中存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息；
92.若否，则所述网关机b确定网关机b的消息队列中不存在与接收到的通信状态信号同步请求信息匹配的通信状态变化信息。
93.本发明系统实施例与方法实施例一一对应，具体描述及效果参见方法实施例，在此不再一一赘述。
94.以下为本发明的一个具体实施例：
95.本实施例提供一种iec61850规约装置(简称装置)与双网关机通信状态同步上送系统，如图1所示，网关机a和网关机b各自通过站控层网络下行接入装置x、装置x1
……
装置xn。
96.该系统中装置与双网关机通信状态同步上送方法具体包括：
97.1、双机(网关机a和网关机b)具体通信方式：
98.双机采用tcp通信方式交互信息，通信报文定义:报文头 数据区域，其中：
99.报文头定义为0xbb 0x18 0xbb；
100.数据区域定义为如下结构(对应格式化后64字节数据流):
[0101][0102][0103]
网关机a和网关机b的消息队列定义如下：
[0104][0105]
2、如图3所示，装置与双网关机通信状态同步上送方法流程包括：
[0106]
(1)双网关机(双机配置相同)启动时初始化网络，向对机发送心跳报文；
[0107]
(2)当网关机a接入的装置x通信中断时，则网关机a向网关机b发送通信状态信号同步请求信息(即通信变化消息报文),同时把装置x通信中断信号保存于网关机a的消息队列中并启动超时机制；
[0108]
(3)当网关机b接收到网关机a发送的通信状态信号同步请求信息时，网关机b判断网关机b的消息队列中是否存在网关机b对应的装置x通信中断信号，若是则丢弃该通信中断信号，并在超时后向调度主站上报通信工况变化信息；
[0109]
(4)若否则网关机b把装置x通信中断信号写入网关机b的消息队列中并启动超时机制；网关机b在自身超时时间判断装置x是否触发通信中断，若否则丢弃步骤(3)写入队列的装置x通信中断信号，若是则给网关机a发送回复通信状态信号同步请求信息，并向调度主站发送装置x通信工况变化信息同时删除网关机b的消息队列中的装置x通信中断信号；
[0110]
(5)网关机a判断是否在超时时间内接收到对机回复，若是则由对机(网关机b)触发上送信号，删除网关机a的消息队列中的装置x通信中断信号，同时向调度主站发送装置x通信工况变化信息；若否，则在超时后触发超时上送信号，删除网关机a的消息队列的装置x通信中断信号，同时向调度主站发送装置x通信工况变化信息。
[0111]
a网关机与b网关机通过tcp交互消息，时间小于10毫秒，保证双机上送通信状态信息时间差小于3秒。
[0112]
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。