[发明专利]一种基于扩展IEC60870‑5‑104协议的配网通信优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及扩展IEC60870-5-104协议通信优化方法，该方法基于IEC60870标准，提出一种基于扩展IEC61850-5-104协议的配电网通信优化，属于电力系统及其自动化领域。

背景技术

随着配网自动化程度不断提高，配电终端与配电主站的信息交互变得越来越频繁。现有的通信方式中多采用IEC 60870-5-101/104协议，其中101规约采用串行通信方式，104规约采用以太网TCP/IP通信方式，这两种协议主要针对已知设备进行连接，并且只能发送状态、采样、控制等数据信息，对于信息的描述没有涉及。现有方案是通过IEC 60870-5-104规约扩展的方案实现描述信息的传输。通过参考104规约的报文格式，设计用于传输装置描述信息的报文，实现配电终端装置的自描述功能。

在变电站中，各厂家的设备按照不同的通信协议制造，导致设备之间的交互性比较差、系统相当不稳定，IEC61850标准就应运而生，它已成为变电站自动化系统中标准的通信协议，为实现不同厂家的设备之间实现良好的交互性提供了有力的保障。IEC61850标准主要是由以下几个部分组成：

a.信息模型：它采用面向对象的统一建模技术，为了描述对象的特征，实现对象功能的具体划分，而建立的相应模型。

b.抽象通信服务接口(ACSI)：它仅是一个虚拟接口，抽象地描述了设备和系统之间信息交互的方式，但没论述具体如何实现。

c.特定通信服务映射(SCSM)：它通过通信网络的具体操作来实现ACSI所描述的服务。

d.变电站配置描述语言(SCL)：它把智能电子设备(IED)的配置信息发布给整个通信系统，同时把整个系统的配置信息告知IED的配置工具，整个配置过程涉及到ICD、SSD、SCD和CID四类文件。

目前，在配电自动化系统中，很多专家学者对IEC60870-5-104进行应用研究，IEC60870-5-104非常适合实时数据的传输但不支持模型信息的传输，进而提出扩展104协议使之能够传输模型信息，但是针对扩展IEC60870-5-104协议通信过多占用内存和带宽问题并没有提供解决方案，这是配电网自动化工作中亟待改进的环节。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于扩展IEC60870-5-104协议的配网通信优化方法，促使规约统一，减少规约转换工作，加强配电网建设。

为了实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：一种基于扩展IEC60870-5-104协议的配网通信优化方法，具体步骤如下：

步骤一、抽象通信服务接口ACSI客户端根据相应的需求建立抽象服务；

步骤二、特定通信服务映射SCSM根据ACSI描述的服务，自动生成以XML为基础的扩展104文件；

步骤三、判断104文件的大小，若文超过256个字节，则启用Huffman-LZMA压缩模块，反之，则正常通信。

步骤四、ACSI服务器端获取104文件，判断104文件是否经过压缩，是则启用Huffman-LZMA解压模块，反之，则正常通信；

步骤五、ACSI服务器端根据请求参数执行相关服务操作。

进一步的，步骤三中，所述Huffman-LZMA压缩模块具体如下：首先提取104文件的XML文档，接着将XML文档进行划分成元素集合，然后依据字符频率建立对应的字典；对元素编码，形成码表，按照码表字符换成相应的编码，从而得到字节组文件；最后启动LZMA压缩模块对编码后的文件压缩，将压缩文件存入待传输的数据库中，之后发送给服务器端。

进一步的，步骤四中，所述Huffman-LZMA解压模块具体如下：从104文件中提取XML压缩文档，启动LZMA解压缩模块，解压的字节组文件根据已知的码表将编码译成对应的字符，按照<字符，频率>字典建立XML元素集合,还原XML文档。

进一步的，步骤一中，配电网中抽象通信服务接口ACSI是一个概念性的接口，因此ACSI客户端在相应的需求下建立的是抽象服务，包括数据的更新和遥控操作。

进一步的，步骤二中，特定通信服务映射SCSM根据抽象通信服务接口ACSI所描述的服务，利用具体的通信网络，自动生成扩展的以XML为基础的104文件。

进一步的，步骤五中，ACSI服务器端的SCSM会根据104文件中具体的请求参数通过具体的通信网络，调用相关应用程序执行服务操作。