基于IEC61850虚拟液晶软件设计

周磊陈宏君叶翔朱跃光沈士超

（南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102）

摘要：IEC61850标准是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准。它通过标准的实现，实现了智能变电站的工程运作标准化，解决了变电站自动化系统产品的互操作性和协议转换问题。2016年初国调保护处开始推进保护就地化、小型化方面的工作，由于设备可能裸露运行于外部恶劣环境，为了提高设备可靠性，就地化二次设备均采用无液晶方式设计。为了便于运维人员维护及操作，本文提出了虚拟液晶概念，代替传统二次设备物理液晶，实现了功能替代。本文从软件架构、菜单建模、各模块设计等几个方面阐述了基于IEC61850虚拟液晶软件的设计方案。

关键词：IEC61850；虚拟液晶；就地化；ACSI；MMS

1引言

IEC61850标准是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准。它通过标准的实现，实现了智能变电站的工程运作标准化，解决了变电站自动化系统产品的互操作性和协议转换问题。采用该标准还可使变电站自动化设备具有自描述、自诊断和即插即用（PlugandPlay）的特性，极大的方便了系统的集成，使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明[1]。

2016年初国调保护处开始推进保护就地化、小型化方面的工作，由于设备可能裸露运行于外部恶劣环境，对设备技术和防护要求高[2]，为了提高设备可靠性，就地化二次设备取消了键盘和物理液晶显示，为了便于设备调试，需要人机界面软件代替物理液晶面板实现装置物理液晶菜单功能。本文设计一种基于IEC61850虚拟液晶软件，基于SISCO[3]公司软件产品包MMS-Lite开发库开发，复用MMSEaseLite中的数据结构和函数功能模块，软件跨平台和模块化开发，有利于功能的裁减和扩展。

2IEC61850与MMS的服务映射

IEC61850在IEC61850-7-2/3/4部分定义了抽象的信息模型和服务，并设计了抽象通信服务接口（ACSI），使信息模型和服务独立于底层通信协议和网络类型[4]。通过特殊通信服务映射（SCSM），IEC61850将ACSI信息模型和服务映射到底层的通信协议，如应用层协议MMS。

在通信服务方面，IEC61850中采用客户端/服务器模型的ACSI核心服务部分与MMS也有高度的相关性，因此在现阶段，IEC61850选择将核心通信服务映射到MMS。

IEC61850ACSI服务与MMS之间并非一一对应的关系。有的ACSI服务可以直接映射到一个MMS服务，即可完成预定的功能；有的ACSI服务需要分解并分别映射到多个MMS服务上才能实现最后需要的结果。还有更多情况是多个ACSI服务映射到同一个MMS服务上，最突出的就是MMS的读Read和Write服务。Read和Write服务的抽象级很高，可以满足很多需求。

3.软件设计

3.1架构设计

虚拟液晶软件采用层次化结构设计，将软件系统划分为一般应用层、业务处理层和网络数据层。一般应用层提供人机界面相关显示、操作等功能；业务处理层主要对数据网络层收到的报文进行解析并组织数据供人机界面使用，或者将界面操作进行报文组织下发到数据网络层；数据网络层主要负责与就地化二次设备通信进行报文收发。这样划分有利于系统的分析、设计和实现，使系统模块化程度高，各层、各模块功能定义清楚，模块之间具有严格的接口定义，降低了模块之间的耦合，也提高了系统的安全性。在保持接口不变的前提下，容易实现模块的替换或者模块内部功能、效率的提升，从而使得整个系统具有灵活、开放的优点。

根据虚拟液晶软件功能，将业务处理层设计为六个模块：

1）菜单构建模块：构建就地化二次设备层次菜单。

2）信息查看模块：召唤就地化二次设备的模拟量和状态量。

3）运行操作模块：读取和设置就地化二次设备软压板状态。

4）定值整定模块：读取和设置就地化二次设备参数和定值。

5）设备调试模块：对就地化二次设备进行开出传动和不停电传动。

6）文件管理模块：备份装置配置信息、录波文件的上召。

4功能实现

4.1菜单构建模块

虚拟液晶软件连接装置后，首先读取“MGR”逻辑装置数据集的名称列表。IEC61850标准为了提高数据传输效率定义了数据集模型，每个数据集包含一系列数据的“索引”。MMS中的有名变量列表（NamedVariableList）与IEC61850标准中的数据集在功能上比较类似，为客户端提供了一种更灵活的同时访问多个有名变量的方法。

4.2运行操作模块

运行操作模块实现对就地化二次设备软压板进行的遥控操作。在IEC61850中，控制服务可以分为加强型控制和普通控制两大类。加强型控制需要对控制的结果进行校验，以判断执行是否成功；普通控制不需要校验执行结果。加强型遥控又分为加强型选择控制和加强型直控。普通控制也可分为选择型控制和直控。在这四中控制方式中，加强型选择控制应用最多。对于软压板遥控，采用加强型选择遥控方式。

5结束语

本文从软件架构、菜单建模、各模块设计等几个方面阐述了虚拟液晶软件的设计方案。基于SISCO公司软件产品包MMS-LITE开发，其重点在于模型文件的建模、ACIS与MMS服务映射的理解和正确实现并应用SISCO公司软件产品包MMS-LITE中的接口。本文实现的虚拟液晶软件已在国家电网多个就地化保护试点站中验证，达到工程应用要求。

参考文献

[1]IEC61850CommunicationNetworksandSysteminSubstation[S]．

[2]宋小周，贾刚，范暐.智能变电站二次设备就地化问题研究.电磁干扰专业委员会第十四届学术会议论文集.226-231

[3]SISCO.MMS-LiteReferenceManual.2012

作者简介

周磊，1983，男，工程师/硕士，主要研究方向：保护测控装置调试软件开发。陈宏君，1981，男，高级工程师/硕士、主要研究方向：可视化编程软件。