適用于實(shí)時(shí)仿真器的IEC 61850服務(wù)器軟件研究

鞠 煒，郝正航

適用于實(shí)時(shí)仿真器的IEC 61850服務(wù)器軟件研究

鞠 煒，郝正航

（貴州大學(xué) 電氣工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025）

為使實(shí)時(shí)仿真器在半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)中與符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的二次設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫連接，建立符合IEC 61850通信標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)仿真應(yīng)用場(chǎng)景，提出一種基于MMS的適用于實(shí)時(shí)仿真器的IEC 61850服務(wù)器軟件解決方案，對(duì)模型建立、通信構(gòu)架、對(duì)象與服務(wù)映射、程序流程進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)。使用IEDScout軟件作為客戶端進(jìn)行通信與模型驗(yàn)證、自動(dòng)建模驗(yàn)證及MMS讀寫(xiě)功能驗(yàn)證，各項(xiàng)功能均達(dá)到預(yù)期效果。

實(shí)時(shí)仿真器；軟件開(kāi)發(fā)；制造報(bào)文規(guī)范；信息建模

目前，IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)是變電站自動(dòng)化領(lǐng)域唯一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[1]。該標(biāo)準(zhǔn)適用于變電站內(nèi)不同設(shè)備進(jìn)行開(kāi)放的互操作，也對(duì)各廠商電力設(shè)備之間的信息交換進(jìn)行了一系列規(guī)范。我國(guó)通過(guò)對(duì)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的研究，為國(guó)內(nèi)自主研發(fā)符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的電力設(shè)備與配套工具軟件奠定了基礎(chǔ)[2]。但是，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)廠商大都直接采用國(guó)外公司封裝好的MMS產(chǎn)品進(jìn)行IEC 61850服務(wù)器軟件的開(kāi)發(fā)與使用[3-4]。購(gòu)買的國(guó)外MMS產(chǎn)品價(jià)格昂貴且無(wú)完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，因此有必要對(duì)基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)和MMS規(guī)范的服務(wù)器軟件開(kāi)展進(jìn)一步研究。

為保證電網(wǎng)的可靠運(yùn)行，常使用實(shí)時(shí)仿真方法對(duì)電力系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)工況分析和硬件在環(huán)仿真。隨著電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜和信息通信技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電力系統(tǒng)已發(fā)展成為信息物理融合系統(tǒng)（CPS）。傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真器雖然可支持各種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的搭建和智能控制策略的編寫(xiě)與運(yùn)行[5]，但大都不支持IEC 61850通信標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法與符合國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)的電力系統(tǒng)二次設(shè)備無(wú)縫連接并進(jìn)行半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)。為建立符合IEC 61850通信標(biāo)準(zhǔn)的新型智能電網(wǎng)與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真應(yīng)用場(chǎng)景，需要研究傳統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真器支持IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的方法，并解決通信構(gòu)建、模型建立、對(duì)象與服務(wù)映射實(shí)現(xiàn)等一系列問(wèn)題。為此，對(duì)適用于實(shí)時(shí)仿真器的IEC 61850服務(wù)器軟件進(jìn)行相關(guān)研究。

1 實(shí)時(shí)仿真器簡(jiǎn)介

電氣信息實(shí)時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)(UREP)是由多個(gè)實(shí)時(shí)仿真器組成的，是用于智能電網(wǎng)、數(shù)字化變電站、新能源發(fā)電等電力場(chǎng)景實(shí)時(shí)仿真與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，支持各種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的搭建與智能控制策略的運(yùn)行。其中實(shí)時(shí)仿真器作為一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，內(nèi)置多核處理器、智能I/O接口、高速通信單元等[6]，對(duì)外進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與交換，可支持以太網(wǎng)、TCP/IP、UDP等協(xié)議。使用者可直接利用MATLAB/Simulink軟件包中的電氣類一、二次元件搭建多種電力系統(tǒng)模型，經(jīng)私有協(xié)議轉(zhuǎn)換為C/C++格式代碼后，編譯下載到實(shí)時(shí)仿真器內(nèi)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)數(shù)字實(shí)時(shí)仿真、硬件在環(huán)仿真、測(cè)量與系統(tǒng)控制等功能[7]。

在進(jìn)行大規(guī)模電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真時(shí)，通過(guò)私有協(xié)議將模型數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為UDP數(shù)據(jù)包實(shí)時(shí)向外發(fā)出，同時(shí)也可以接收符合條件的UDP數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)模型的實(shí)時(shí)控制與參數(shù)調(diào)節(jié)，并以此為基礎(chǔ)開(kāi)展各種仿真實(shí)驗(yàn)研究。同時(shí)，實(shí)時(shí)仿真器已與LabVIEW監(jiān)控平臺(tái)無(wú)縫連接，通過(guò)LabVIEW軟件作為仿真監(jiān)控平臺(tái)可以完成圖形監(jiān)視、在線調(diào)參、錄波、回放等功能。

為使實(shí)時(shí)仿真器能夠滿足通信標(biāo)準(zhǔn)，需要基于MMS與IEC 61850的相關(guān)原理，對(duì)適用于實(shí)時(shí)仿真器的IEC 61850服務(wù)器軟件進(jìn)行相關(guān)研究與設(shè)計(jì)。

2 IEC 61850服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)

2.1 MMS與ACSI概述

制造報(bào)文規(guī)范MMS（Manufacturing Message Specification）是由ISO TC l84委員會(huì)制定的、用于互連設(shè)備或應(yīng)用間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)文規(guī)范[8]，也是IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)引入電力自動(dòng)化領(lǐng)域、用于實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與客戶端之間應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。實(shí)際設(shè)備通過(guò)MMS的相關(guān)規(guī)則經(jīng)映射得到虛擬制造設(shè)備（virtual manufacturing device，VMD）并規(guī)范好相關(guān)MMS服務(wù)后，接入系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)與其他裝置的互聯(lián)互通，即使是不同型號(hào)、不同廠商的設(shè)備也可以進(jìn)行互操作[9]。

IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)總結(jié)電力領(lǐng)域的相關(guān)規(guī)律與特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并使用抽象通信服務(wù)接口（abstract communication server interface，ACSI）來(lái)定義不受底層通信協(xié)議影響的相應(yīng)信息模型和服務(wù)[10]，并將其以特殊通信服務(wù)映射的方式直接映射到以MMS為主的底層通信協(xié)議上，完成基本數(shù)據(jù)類型的映射、對(duì)象類模型的映射和ACSI到MMS的服務(wù)映射[11]。由此看來(lái)，在設(shè)計(jì)適用于實(shí)時(shí)仿真器的IEC 61850服務(wù)器軟件時(shí)，必須設(shè)法構(gòu)建實(shí)時(shí)仿真器的VMD模型，完成模型與實(shí)時(shí)仿真器之間的對(duì)象映射、ACSI到MMS的服務(wù)映射，同時(shí)規(guī)范服務(wù)器軟件所用到的MMS服務(wù)功能。

2.2 模型建立

在IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，服務(wù)器軟件中模型的生成也采用面向?qū)ο蟮姆謱咏７椒ǎ陨隙逻M(jìn)行信息模型的建立。裝有多個(gè)實(shí)時(shí)仿真器的實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)對(duì)應(yīng)服務(wù)器Server，每個(gè)用于仿真與數(shù)據(jù)交互的仿真器對(duì)應(yīng)一個(gè)邏輯設(shè)備Logical Device，每個(gè)邏輯設(shè)備下有多個(gè)概況功能的邏輯節(jié)點(diǎn)Logical Node，每個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)下有多個(gè)描述數(shù)據(jù)對(duì)象的數(shù)據(jù)Data，每個(gè)數(shù)據(jù)Data下有多個(gè)數(shù)據(jù)屬性Data Attribute，數(shù)據(jù)屬性中又包含值屬性、時(shí)間屬性等。同時(shí)，MMS模型也采用面向?qū)ο蟮姆謱咏７椒ㄟM(jìn)行虛擬制造設(shè)備、域、有名變量的建立。其中，VMD中包含對(duì)象（object）、服務(wù)（service）、行為（behavior）等。因此，IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)直接將ACSI信息模型映射到MMS模型上，從而直接建立兩對(duì)象模型之間的映射關(guān)系。表1為部分對(duì)象信息之間的映射關(guān)系。

表1 IEC 61850與MMS對(duì)象的映射關(guān)系

可以看出，有了IEC 61850信息模型，就可以根據(jù)映射關(guān)系得到MMS模型，所以建模工作的重點(diǎn)應(yīng)是IEC 61850信息模型的建立。根據(jù)實(shí)時(shí)仿真器的實(shí)際功能，將實(shí)時(shí)仿真器作為一個(gè)邏輯設(shè)備，根據(jù)變電站系統(tǒng)中常用的遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)功能，分別創(chuàng)建AO_MMXU、DO_XCBR、DI_CSWI、AI_MMXU等4個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)，再加上LLNO（邏輯節(jié)點(diǎn)零）與LPHD（物理裝置信息），在邏輯設(shè)備中共建立6個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)，其下均包含相應(yīng)的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)屬性。

設(shè)計(jì)IEC 61850服務(wù)器軟件，對(duì)邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)屬性等進(jìn)行模型信息編輯，創(chuàng)建各類數(shù)據(jù)定義文件，再根據(jù)數(shù)據(jù)定義文件中的模型信息調(diào)用程序中的IEC 61850信息模型庫(kù)，最后在內(nèi)存中生成ICD（智能電子設(shè)備能力描述）文件。

以圖1所示遙測(cè)類邏輯節(jié)點(diǎn)AO_MMXU的數(shù)據(jù)定義文件部分內(nèi)容為例：第一行表示總數(shù)據(jù)數(shù)目，有128個(gè)遙測(cè)量，第二行開(kāi)始每行共6列，分別代表數(shù)據(jù)序號(hào)、數(shù)據(jù)屬性名稱、數(shù)據(jù)對(duì)象描述、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)屬性類型和邏輯節(jié)點(diǎn)，即表明第二行建立的第一個(gè)模型屬性名稱為“CuV1.MMC1”，其描述為“MMC1子模塊電容電壓1”，數(shù)據(jù)類型為浮點(diǎn)型，它是包含于MMXU邏輯節(jié)點(diǎn)中的WYE數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)。其他相應(yīng)的邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)屬性、建模信息依此類推進(jìn)行設(shè)置，最后通過(guò)對(duì)象模型間的映射關(guān)系，在內(nèi)存中建立對(duì)應(yīng)的VMD模型。

圖1 AO_MMXU部分?jǐn)?shù)據(jù)定義文件圖

2.3 通信與映射構(gòu)建

MMS通信采用客戶端/服務(wù)器（C/S）模式，可以使用TCP/IP、UDP或其他OSI通信協(xié)議集，通過(guò)區(qū)分客戶端與服務(wù)器，使每一個(gè)客戶端實(shí)例都可以向一個(gè)服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，資源整合快、通信效率高。考慮到服務(wù)器與客戶端之間連接的穩(wěn)定性，選擇將MMS協(xié)議置于可靠的TCP/IP通信棧上運(yùn)行。由于實(shí)時(shí)仿真器在大規(guī)模電網(wǎng)系統(tǒng)仿真時(shí)采用UDP與以太網(wǎng)結(jié)合的通信方式對(duì)外進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，故最終搭建基于“MMS+TCP/IP+UDP+以太網(wǎng)”的通信架構(gòu)以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)仿真器、IEC 61850服務(wù)器軟件與IEC 61850客戶端或設(shè)備的通信。

從表2所示部分服務(wù)的映射關(guān)系中可看出，在通信服務(wù)方面，由于ACSI服務(wù)與MMS服務(wù)具有高度的關(guān)聯(lián)性，IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)選擇將其核心服務(wù)直接映射到MMS服務(wù)上。服務(wù)器與客戶端之間首先需要建立關(guān)聯(lián)服務(wù)以建立兩者間的連接；其次，客戶端需要對(duì)服務(wù)器中的各模型信息進(jìn)行信息讀取服務(wù)；在功能交互方面，通過(guò)MMS服務(wù)中相應(yīng)的讀取（read）服務(wù)和寫(xiě)入（write）服務(wù)完成數(shù)據(jù)讀取（遙測(cè)）、數(shù)據(jù)寫(xiě)入（遙調(diào)）、控制讀取（遙信）和控制寫(xiě)入（遙控）功能。在IEC 61850服務(wù)器軟件完成ACSI到MMS的服務(wù)映射后便可實(shí)現(xiàn)上述功能，從而實(shí)現(xiàn)IEC 61850客戶端或設(shè)備與實(shí)時(shí)仿真器的互操作。

表2 ACSI與MMS服務(wù)的映射關(guān)系

各設(shè)備間的通信方案如圖2所示，實(shí)時(shí)仿真器中的各類電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)通過(guò)私有協(xié)議轉(zhuǎn)化為UDP格式數(shù)據(jù)包，在Windows平臺(tái)上服務(wù)器軟件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行存儲(chǔ)，并根據(jù)配置文件與數(shù)據(jù)定義文件中的設(shè)置內(nèi)容轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的IEC 61850信息模型，在內(nèi)存中生成ICD文件后再建立起對(duì)應(yīng)于VMD模型的對(duì)象與模型映射。此時(shí)ICD文件、配置文件、映射文件等和服務(wù)器軟件一起共同構(gòu)成IEC 61850服務(wù)器主體，通過(guò)建立MMS服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)線程，等待MMS客戶端的服務(wù)請(qǐng)求。作為MMS客戶端的IEC 61850客戶端或設(shè)備與IEC 61850服務(wù)器建立關(guān)聯(lián)后便可對(duì)其進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)與模型信息的讀取[12]，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種交互功能。當(dāng)IEC 61850客戶端或設(shè)備與服務(wù)器通信時(shí)，服務(wù)器軟件能將IEC 61850格式的數(shù)據(jù)或服務(wù)轉(zhuǎn)化為UDP格式進(jìn)行存儲(chǔ)，也能以UDP數(shù)據(jù)包的格式發(fā)回實(shí)時(shí)仿真器讓其執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)模型的實(shí)時(shí)控制與參數(shù)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)仿真器與IEC 61850客戶端或設(shè)備的無(wú)縫連接與互操作。

圖2 通信方案圖

為保證仿真器中電網(wǎng)模型仿真進(jìn)程的實(shí)時(shí)性，IEC 61850服務(wù)器軟件需同時(shí)接收來(lái)自仿真器的UDP協(xié)議數(shù)據(jù)和來(lái)自IEC 61850客戶端或設(shè)備的請(qǐng)求，且UDP數(shù)據(jù)包的收發(fā)不允許有明顯的丟包發(fā)生，所以在創(chuàng)建多線程的同時(shí)，需盡量提高數(shù)據(jù)解析和數(shù)據(jù)處理的速度。服務(wù)器軟件的設(shè)計(jì)充分利用多核處理器的性能，并將IEC 61850客戶端或設(shè)備與IEC 61850服務(wù)器之間的MMS通信、實(shí)時(shí)仿真器與服務(wù)器之間的UDP私有協(xié)議通信進(jìn)行線程隔離，通過(guò)在不同線程的并發(fā)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)IEC 61850服務(wù)器與多個(gè)客戶端或設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。

此外，通過(guò)預(yù)先在配置文件里配置數(shù)據(jù)定義文件的方法創(chuàng)建靜態(tài)信息模型，在程序初始化階段就完成信息模型的建立和轉(zhuǎn)換處理，并將數(shù)據(jù)接收線程優(yōu)先級(jí)設(shè)為最高，將仿真器傳來(lái)的模擬量與數(shù)字量數(shù)據(jù)分開(kāi)處理，增大UDP緩沖區(qū)容量，避免數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)與通信堵塞。

結(jié)合上述的通信解決方案，設(shè)計(jì)了圖3所示的IEC 61850服務(wù)器軟件的主要程序流程圖。

圖3 服務(wù)器軟件主要程序流程圖

3 功能驗(yàn)證

IEDScout是奧地利OMICRON公司開(kāi)發(fā)的一款用于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試與研究的第三方通用軟件。凡是符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的IED設(shè)備，都可以通過(guò)IEDScout軟件導(dǎo)入，在獲取IED設(shè)備所有相關(guān)信息的同時(shí)，也能隨時(shí)查看IED設(shè)備的各種配置信息和通信情況。作為IEC 61850的客戶端工具，IEDScout可以和符合通信標(biāo)準(zhǔn)的IEC 61850服務(wù)器設(shè)備進(jìn)行通信與交互操作[13]，因此可用來(lái)替代滿足IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的二次設(shè)備預(yù)先與由實(shí)時(shí)仿真器、服務(wù)器軟件構(gòu)成的IEC 61850服務(wù)器整體進(jìn)行連接測(cè)試，作為客戶端軟件來(lái)驗(yàn)證IEC 61850服務(wù)器軟件的各項(xiàng)功能。

3.1 通信與模型驗(yàn)證

通過(guò)設(shè)置IP地址和端口號(hào)，建立IEDScout與IEC 61850服務(wù)器軟件的連接。連接成功后，界面上會(huì)出現(xiàn)模型的相關(guān)配置信息，并依次展開(kāi)數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)，可看到所包含的所有邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)對(duì)象等模型信息，如圖4所示。層層展開(kāi)后，與服務(wù)器軟件配置文件、數(shù)據(jù)定義文件中建立的相關(guān)模型信息進(jìn)行對(duì)比，就可以證明服務(wù)器軟件中建立的信息模型與VMD模型是正確并符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的，同時(shí)也證明了ACSI與MMS中的關(guān)聯(lián)與模型信息讀取服務(wù)均已生效。

圖4 展開(kāi)后的IED模型圖

3.2 建模功能驗(yàn)證

IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)推廣至今，不少?gòu)S家仍會(huì)采用手動(dòng)建立信息模型，即手工編寫(xiě)XML文件的方法，工作量大且錯(cuò)誤率高[14]。為減少建模的工作量，在IEC 61850服務(wù)器軟件的功能設(shè)計(jì)中加入了自動(dòng)建模功能，通過(guò)修改數(shù)據(jù)定義文件中的邏輯節(jié)點(diǎn)類型與數(shù)據(jù)屬性類型等IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)建模信息，保存定義文件后重新運(yùn)行服務(wù)器軟件，就可以通過(guò)調(diào)用程序中的IEC 61850通用模型庫(kù)模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)屬性的自動(dòng)建模。當(dāng)再次與IEDScout建立連接后，就可以看到數(shù)據(jù)定義文件中設(shè)置的各邏輯節(jié)點(diǎn)與屬性都被正確讀取，從而驗(yàn)證了自動(dòng)建模功能，如圖5所示。

圖5 自動(dòng)生成邏輯節(jié)點(diǎn)圖

3.3 MMS讀寫(xiě)功能驗(yàn)證

首先，驗(yàn)證MMS中的Read功能。以遙測(cè)量為例，將需要客戶端讀取的遙測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)象包含于邏輯節(jié)點(diǎn)AO_MMXU中，通過(guò)與IEDScout建立連接后，展開(kāi)AO_MMXU中的各項(xiàng)，將其中需要觀測(cè)數(shù)據(jù)變化的各遙測(cè)量拖至界面右側(cè)的監(jiān)控模塊中。每當(dāng)收到數(shù)據(jù)更新值時(shí)，監(jiān)控模塊中的各數(shù)據(jù)單元字體會(huì)變成黃色閃爍一次，將刷新間隔調(diào)至200 ms，會(huì)觀察到各數(shù)據(jù)一直刷新跳變，說(shuō)明成功收到遙測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了MMS的Read功能，且收包的刷新頻率和丟包率符合要求。

其次，通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)仿真器中運(yùn)行的柔性配電網(wǎng)模型進(jìn)行遙控與遙調(diào)的方法來(lái)驗(yàn)證MMS中的寫(xiě)入功能。在實(shí)時(shí)仿真器的通信設(shè)置中新增2個(gè)發(fā)送地址，將實(shí)時(shí)仿真器發(fā)出的UDP數(shù)據(jù)包分別發(fā)給LabVIEW監(jiān)控軟件與IEC 61850服務(wù)器軟件所在的PC機(jī)，兩臺(tái)PC機(jī)會(huì)收到完全相同的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包，通過(guò)實(shí)時(shí)觀察LabVIEW監(jiān)控界面狀態(tài)判斷寫(xiě)入功能是否實(shí)現(xiàn)。

將遙控量數(shù)據(jù)對(duì)象包含于邏輯節(jié)點(diǎn)DI_CSWI中，遙調(diào)量數(shù)據(jù)對(duì)象包含于邏輯節(jié)點(diǎn)AI_MMXU中，建立與IEDScout的連接后，通過(guò)展開(kāi)邏輯節(jié)點(diǎn)DI_CSWI和AI_MMXU項(xiàng)，對(duì)相應(yīng)的遙控量和遙調(diào)量進(jìn)行“寫(xiě)入”操作。對(duì)遙控量“斷路器7控制”和“斷路器8控制”寫(xiě)入“1”以執(zhí)行“斷路器分閘”操作，再對(duì)遙調(diào)量“風(fēng)機(jī)風(fēng)速輸入值”寫(xiě)入“15”。寫(xiě)入完成后在圖6的LabVIEW監(jiān)控界面中看到，左上方的斷路器7與右上方的斷路器8呈分閘狀態(tài)，開(kāi)關(guān)顏色由綠變紅，同時(shí)風(fēng)機(jī)風(fēng)速值變?yōu)椤?5”，風(fēng)機(jī)向外發(fā)出功率，證明MMS中的寫(xiě)入功能實(shí)現(xiàn)。在驗(yàn)證IEC 61850服務(wù)器軟件建模功能和MMS讀寫(xiě)功能實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，也可用來(lái)驗(yàn)證仿真器中模型的正確性。由此可以看出，服務(wù)器軟件在大型仿真系統(tǒng)下可以穩(wěn)定、正確、持續(xù)地運(yùn)行，也為后續(xù)的軟件優(yōu)化與研究提供基礎(chǔ)。

圖6 LabVIEW監(jiān)控界面狀態(tài)變化圖

4 結(jié)語(yǔ)

提出的基于MMS規(guī)范、適用于實(shí)時(shí)仿真器的IEC 61850服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)方法，包括實(shí)時(shí)仿真器的模型建立方法、通信方案與架構(gòu)設(shè)計(jì)、對(duì)象與服務(wù)映射實(shí)現(xiàn)、主程序流程設(shè)計(jì)等。通過(guò)IEC 61850第三方標(biāo)準(zhǔn)客戶端軟件IEDScout對(duì)IEC 61850服務(wù)器軟件的通信與建模功能進(jìn)行了驗(yàn)證，設(shè)計(jì)的各功能均已達(dá)到預(yù)期效果，并為后續(xù)的軟件優(yōu)化與仿真研究提供參考。

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Research on IEC 61850 server software for real-time simulator

JU Wei, HAO Zhenghang

(Electrical Engineering College, Guizhou University, Guiyang 550025, China)

In order to make the real-time simulator seamlessly connect with the secondary equipment conforming to IEC 61850 standard in the hardware-in-the-loop simulation experiment and establish the real-time simulation application scenario conforming to IEC 61850 Communication standard, a software solution of IEC 61850 server for the real-time simulator based on MMS is proposed, and the model establishment, communication architecture, object-service mapping and program flow are studied and designed. IEDScout software is used as the client to carry out communication and model validation, automatic model validation and MMS read-write function validation, and all functions have achieved the desired results.

real-time simulator; software development; manufacturing message specification; information modeling

TM743

A

1002-4956(2019)07-0111-05

10.16791/j.cnki.sjg.2019.07.027

2018-12-30

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51567005）；中國(guó)南方電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目（GZKJQQ00000417）

鞠煒（1995—），男，江蘇泰州，碩士研究生，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)及其自動(dòng)化. E-mail: 499183176@qq.com

郝正航（1972—），男，河南開(kāi)封，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)及其仿真技術(shù). E-mail: haozhenghang@163.com