一種智能變電站全站模型的波及分析方法
【專利摘要】一種在智能變電站全站二次系統(tǒng)61850模型的可視化波及分析方法。該發(fā)明的分析方法適用于基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的智能(數(shù)字化)變電站中智能電子設(shè)備IED模型的集成?；谠摲椒ǖ能浖?yīng)用有助于使用者清晰、直觀、明了地識(shí)別全站模型SCD的變化差異，并獲知IED裝置模型變化所影響的范圍。據(jù)此可以縮小調(diào)試實(shí)驗(yàn)的范圍，極大地減少調(diào)試工作量，縮短智能(數(shù)字化)變電站二次系統(tǒng)的工程調(diào)試建設(shè)周期。
【專利說(shuō)明】一種智能變電站全站模型的波及分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種IEC61850智能變電站全站模型波及可視化方法。該方法適用于智能變電站二次系統(tǒng)集成時(shí)的改、擴(kuò)建模型，分析改動(dòng)對(duì)二次系統(tǒng)IED裝置、一次系統(tǒng)間隔、電壓等級(jí)的波及影響，用于指導(dǎo)縮減調(diào)試實(shí)驗(yàn)的范圍。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)智能變電站內(nèi)的深入應(yīng)用，能夠承載海量數(shù)據(jù)的數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)替代了傳統(tǒng)的電纜接線方式。大大地豐富了變電站數(shù)據(jù)擴(kuò)展的空間。給智能變電站的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但與此同時(shí)，也對(duì)傳統(tǒng)的二次接線回路設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的二次接線回路設(shè)計(jì)，通過(guò)電纜建立一次設(shè)備和二次設(shè)備，以及二次設(shè)備間的連接關(guān)系。其設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單、易控，二次回路中的連接通過(guò)硬件上的電氣隔離保證其相互之間的獨(dú)立性。在智能變電站中，所有的數(shù)據(jù)傳輸與連接都是通過(guò)網(wǎng)線來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些二次回路的邏輯連接關(guān)系是通過(guò)配置工具編輯設(shè)計(jì)并以IEC61850的全站模型描述文件S⑶來(lái)保存的。S⑶模型是遵循統(tǒng)一的變電站描述語(yǔ)言SCL描述規(guī)則，使得各廠家IED智能設(shè)備的基于SCL的I⑶模型易于被集成，使用61850體系中IED互操作性得以良好的實(shí)現(xiàn)。然而在實(shí)際工程中S⑶模型往往易受單個(gè)或多個(gè)IED裝置I⑶模型變化而變化。這種變化人工難以識(shí)別，帶來(lái)一系列的問(wèn)題使得工程的調(diào)試實(shí)驗(yàn)變得復(fù)雜、工程周期較長(zhǎng):
[0003]I)基于描述語(yǔ)言SCL的S⑶模型文件的規(guī)模很大。工程實(shí)踐中110/220kV電壓等級(jí)的變電站SCD模型約為50MB，而500kV變電站SCD模型在50?100MB，750kV變電站的模型文件大小多數(shù)已超過(guò)100MB。這種規(guī)模較大的模型文件無(wú)論給人工識(shí)別成模型變化或是基于工作站單機(jī)計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別變化帶來(lái)挑站。
[0004]2)工程項(xiàng)目中IED的供應(yīng)商的I⑶模型會(huì)種種原因(需求變化)會(huì)發(fā)生變化，在智能變站模型的集成過(guò)程會(huì)經(jīng)過(guò)數(shù)輪或數(shù)十輪的更改迭代，由于沒(méi)有較好手段識(shí)別這種變化的影響范圍，導(dǎo)致每次迭更改的實(shí)驗(yàn)基本按照全站驗(yàn)證重新來(lái)過(guò)遍，帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)工作量巨大，使得調(diào)試工期較長(zhǎng)，不利用智能站變電站的快速推廣應(yīng)用。
[0005]為了更好利用SCD便于集成的特點(diǎn)，同時(shí)使得SCD的改動(dòng)變化易于被識(shí)別，并指導(dǎo)工程調(diào)試實(shí)驗(yàn)，降低工作量，本發(fā)明提出了一種IECIEC61850全站模型的波及分析及可視化方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的使用智能變電站模型集成的改擴(kuò)建變化易于被識(shí)別，其所述的方法將智能站電站改動(dòng)前后的全站SCD模型差異進(jìn)行波及比較分析，還能夠進(jìn)一步以圖形進(jìn)行差異可視化展示，使得使用者能夠清晰了解改動(dòng)后對(duì)虛端子連接關(guān)系、IED裝置、IED裝置所在的一次間隔、IED裝置所在一次電壓等級(jí)的波及影響范圍，用于指導(dǎo)縮減調(diào)試實(shí)驗(yàn)的范圍。
[0007]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案。[0008]一種智能變電站全站IEC61850全站模型的波及分析及可視化方法，其特征在于:所述的方法將智能站電站改動(dòng)前后的全站SCD模型差異進(jìn)行比較分析，并以圖形進(jìn)行差異可視化展示，使得使用者能夠清晰了解改動(dòng)后對(duì)虛端子連接關(guān)系、IED裝置、IED裝置所在的一次間隔、IED裝置所在一次電壓等級(jí)的波及影響范圍。
[0009]所述方法包括以下步驟:
[0010]步驟1:擴(kuò)展變電站描述語(yǔ)言SCL描述規(guī)則，建立全站模型描述文件SCD模型中的變電站間隔與IED裝置的包含對(duì)應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在向SCD模型中加入新的IED裝置的ICD模型文件時(shí)，將新加入的IED裝置所在的變電站間隔與電壓等級(jí)，加入到變電站間隔描述信息中；
[0011]步驟2:—個(gè)或多個(gè)IED裝置的I⑶模型變化時(shí)，在全站模型描述文件S⑶模型中，需對(duì)變化的IED裝置的I⑶模型重載，處理新的I⑶、S⑶中舊的I⑶模型的輸出(或發(fā)布)、輸入(或訂閱)虛端子(輸出即發(fā)布，輸入即訂閱，輸出采用的是組播發(fā)布方式，輸出虛端子是指本裝置向外發(fā)送的信號(hào)，其他任何裝置都可接收此信號(hào)，是否接收信號(hào)處決于其他裝置是否訂閱此信號(hào))，按智能變電站邏輯分層，重載處理的ICD模型的差異包括:
[0012]a)間隔層、過(guò)程層GOOSE(通用的面向?qū)ο蟮淖冸娬臼录?類型的輸出虛端子、輸入虛端子的差異，
[0013]b)過(guò)程層采樣值類型的輸出、輸入虛端子的差異
[0014]本步驟中所述虛端子是指IED裝置一種虛擬的信號(hào)端子(虛擬是指相對(duì)于傳統(tǒng)裝置的實(shí)信號(hào)端子)，反映IED裝置的外部輸入或輸出信號(hào)，其中輸出虛端子又稱發(fā)布虛端子，輸入虛端子又稱訂閱虛端子；
[0015]步驟3:對(duì)智能站電站改動(dòng)前后的兩個(gè)全站SCD模型進(jìn)行波及分析，提取間隔變化、S⑶模型中的IED裝置的I⑶模型變化、虛端子關(guān)系變化等信息，識(shí)別S⑶模型中輸入訂閱虛端子信息、輸出發(fā)布虛端子信息、虛端子連接關(guān)系的增力口、刪除、改變、不變四種變化模式，同時(shí)提取各IED裝置的ICD模型的采樣值輸入、采樣值輸出、GOOSE輸入端子、定值、四遙的差異對(duì)比分析結(jié)果，其中四遙是指遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控；
[0016]步驟4:對(duì)波及分析結(jié)果的可視化分層展示，將全站模型中IED裝置虛端子連接關(guān)系的增加、刪除、改變、不變四種變化模式以波及分析圖展示出來(lái)，在波及分析圖形中以特定的著色配置及標(biāo)志符號(hào)來(lái)表示這四種模式。
[0017]本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:
[0018](I)自動(dòng)識(shí)別單個(gè)或多個(gè)IED的I⑶模型的變化
[0019](2)降低模型少量變化IED裝置輸入輸出虛端子配線配置的工作量
[0020](3)識(shí)別單個(gè)IED裝置模型虛端子變化對(duì)全站其他IED裝置、一次間隔、電壓等級(jí)的影響范圍，
[0021](4)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)范圍，明顯降低二次信號(hào)連接回路的調(diào)試實(shí)驗(yàn)工作量【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明方法流程圖；
[0023]圖2是本發(fā)明方法所使用I⑶模型重載流程示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明方法在S⑶模型中進(jìn)行IED裝置波及分析的處理流圖；[0025]圖4是本發(fā)明方法使用可視化差異展示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)介紹。
[0027]如附圖1所示為本發(fā)明一種智能變電站全站模型波及分析方法流程圖。該方法主要流程是通過(guò)重載技術(shù)自動(dòng)完成對(duì)單個(gè)或多個(gè)IED的ICD模型變化得新版本的全站SCD模型文件，將其與舊版本的SCD模型比較，得出模型中IED裝置的變化、虛端子的變化，分析出這此變化對(duì)其他IED裝置、變電站間隔、電壓等級(jí)的波及影響。提取增、刪、改、不變四種波及影響結(jié)果模式，按照電壓等級(jí)、變電站間隔、IED裝置、裝置虛端子細(xì)節(jié)四個(gè)層次及特定的標(biāo)記與著色方式進(jìn)行波及影響可視化展示。本發(fā)明公開的智能變電站全站模型波及分析方法包括以下步驟:
[0028]步驟1:建立擴(kuò)展SCL描述規(guī)則，加入變電站間隔與IED裝置的包含對(duì)應(yīng)關(guān)系基礎(chǔ)數(shù)據(jù)描述在SCD加入新的IED的ICD模型時(shí)，將新的IED裝置加入其所服務(wù)的變電站間隔中。
[0029]SCL中間隔與IED裝置的包含對(duì)應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)擴(kuò)展規(guī)則是在SCL的〈Substation〉節(jié)點(diǎn)的〈Bay〉子節(jié)點(diǎn)中擴(kuò)展加入<sf::1ED>子節(jié)點(diǎn)，其中sf代表公司名代碼前綴，在不同的實(shí)現(xiàn)中可以有不同的代碼。Bay子節(jié)點(diǎn)可以包含多個(gè)平行的<sf::1ED>兄弟子節(jié)點(diǎn)。每個(gè)〈sf::1ED>子節(jié)點(diǎn)包含IED名稱及描述屬性?！磗f::1ED>的名稱屬性與SCL根節(jié)點(diǎn)下的<IED>子節(jié)點(diǎn)的名稱屬性一致。
[0030]步驟2:—個(gè)或多個(gè)IED裝置模型變化時(shí)，在S⑶文件模型中對(duì)變化的IED的I⑶模型變化進(jìn)行重載，處理新、舊模型的發(fā)布、訂閱虛端子包括:間隔層、過(guò)程層GOOSE發(fā)布、訂閱，過(guò)程層SV發(fā)布、訂閱虛端子的差異。重載流程參見附圖2。該流程的主要處理過(guò)程如下:首先選擇需要S⑶中需要重載的IED裝置，然后導(dǎo)入其對(duì)應(yīng)的新的I⑶模型，再對(duì)I⑶模型進(jìn)行基本的檢測(cè)，包括名稱、版本以及基本語(yǔ)法合法性檢查，檢查通過(guò)后再對(duì)新舊模型內(nèi)的虛端子進(jìn)行提取，取得并存儲(chǔ)到內(nèi)存實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，在內(nèi)存實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，分情況處理:對(duì)虛端子連接關(guān)系未發(fā)生變化的保留原有的連接關(guān)系，對(duì)刪除、新增、改變的虛端子記錄到差異表中備查。處理完成后對(duì)SCD模型進(jìn)行保存得到新版本的SCD。
[0031]步驟3:對(duì)兩個(gè)全站模型進(jìn)行波及分析。提取間隔變化、模型的IED變化、虛端子關(guān)系變化，識(shí)別模型中訂閱虛端子信息，發(fā)布虛端子信息，虛端子連接關(guān)系的增加、刪除、改變、不變四種變化模式，同時(shí)提取各IED裝置模型的采樣值SV訂閱、采樣值發(fā)布、GOOSE訂閱端子、定值、四遙(遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控)的差異對(duì)比分析結(jié)果。如附圖3所示，其流程過(guò)程如下:首先選擇舊版本SCD模型，以其作為比較基礎(chǔ)，與前述步驟2得到新版本的SCD進(jìn)行IED裝置變化模式的比較，再根據(jù)每種變化模式對(duì)IED裝置內(nèi)部的虛端子進(jìn)行比較分析，將增、刪、改、不變四種情況記錄到不同的全站虛端子連接關(guān)系表中，得到全站IED變化及虛端連接關(guān)系表。
[0032]步驟4:對(duì)波及分析結(jié)果的可視化分層展示
[0033]將全站模型中IED裝置虛端子連接關(guān)系統(tǒng)的增、刪、改、不變四種模式以波及分析圖展示出來(lái)。在波及分析圖形中以特定的著色配置方案及標(biāo)志符號(hào)來(lái)表示這四種模式。如附圖4所示，對(duì)站內(nèi)IED裝置的變化的四種模式顏色與標(biāo)志如下:以黃色“ + ”號(hào)代表增加的IED裝置或IED裝置之間虛端子連接關(guān)系，以藍(lán)色“一”代表刪除的IED裝置或刪除的虛端子連接關(guān)系，以綠色代表不變的IED裝置，以紅色虛線框代表刪除的IED裝置。
[0034]對(duì)站內(nèi)IED所在一次間隔及電壓等級(jí)的影響四種模式的顏色與標(biāo)志如下:對(duì)站內(nèi)IED裝置所在一次間隔框圖的背景著色處理，紅色代表改動(dòng)影響本間隔或電壓等級(jí)，綠色代表不影響。
[0035]波及可視化圖形以分為變電站電壓等級(jí)層、間隔層、IED裝置層、虛端子細(xì)節(jié)層四個(gè)層級(jí)方式切換展現(xiàn)。層級(jí)之間以一鍵點(diǎn)擊方式切換展現(xiàn)。電壓等級(jí)層表征全站61850模型改動(dòng)后對(duì)站內(nèi)一次設(shè)備所在電壓等級(jí)的影響，間隔層表征模型改動(dòng)后對(duì)一次設(shè)備所在間隔的影響，IED裝置層表征模型改動(dòng)后對(duì)基于數(shù)據(jù)集的連接關(guān)系的增、減、刪的影響，虛端子細(xì)節(jié)層表征具體虛端子的增、減、刪的影響。
[0036]本發(fā)明的范圍不應(yīng)局限于這些描述。任何在本發(fā)明原理范圍內(nèi)的修改、改進(jìn)都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種智能變電站全站IEC61850全站模型的波及分析及可視化方法，其特征在于:所述的方法將智能站電站改動(dòng)前后的全站模型描述文件SCD模型差異進(jìn)行比較分析，并以圖形進(jìn)行差異可視化展示，使得使用者能夠清晰了解改動(dòng)后對(duì)虛端子連接關(guān)系、IED裝置、IED裝置所在的一次間隔、IED裝置所在一次電壓等級(jí)的波及影響范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波及分析及可視化方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 步驟1:擴(kuò)展變電站描述語(yǔ)言SCL描述規(guī)則，建立全站模型描述文件SCD模型中的變電站間隔與IED裝置的包含對(duì)應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在向SCD模型中加入新的IED裝置的ICD模型文件時(shí)，將新加入的IED裝置所在的變電站間隔與電壓等級(jí)，加入到變電站間隔描述信息中； 步驟2:—個(gè)或多個(gè)IED裝置的ICD模型變化時(shí)，在全站模型描述文件SCD模型中，需對(duì)變化的IED裝置的I⑶模型重載，處理新的I⑶、舊的I⑶模型的輸出、輸入虛端子，按智能變電站邏輯分層，重載處理的ICD模型的差異包括: a)間隔層、過(guò)程層GOOSE(通用的面向?qū)ο蟮淖冸娬臼录?類型的輸出虛端子、輸入虛端子的差異， b)過(guò)程層采樣值類型的輸出、輸入虛端子的差異 其中，所述虛端子是指IED裝置一種虛擬的信號(hào)端子，反映IED裝置的外部輸入或輸出信號(hào)，其中輸出虛端子又稱發(fā)布虛端子，輸入虛端子又稱訂閱虛端子； 步驟3 :對(duì)智能站電站改動(dòng)前后的兩個(gè)全站SCD模型進(jìn)行波及分析，提取間隔變化、SCD模型中的IED裝置的ICD模型變化、虛端子關(guān)系變化等信息，識(shí)別SCD模型中輸入虛端子信息、輸出虛端子信息，所述輸入、輸出虛端子信息包括虛端子連接關(guān)系的增加、刪除、改變、不變四種變化模式，同時(shí)提取各IED裝置的ICD模型的采樣值類型輸入虛端子、采樣值類型輸出虛端子、GOOSE類型輸入虛端子、定值、四遙的差異對(duì)比分析結(jié)果，其中四遙是指遙測(cè)、遙信、遙調(diào)、遙控； 步驟4:對(duì)波及分析結(jié)果的可視化分層展示，將全站模型中IED裝置虛端子連接關(guān)系的增加、刪除、改變、不變四種變化模式以波及分析圖展示出來(lái)，在波及分析圖形中以特定的著色配置及標(biāo)志符號(hào)來(lái)表示這四種模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波及分析及可視化方法，其可特征在于: 在步驟4中，智能變電站內(nèi)IED裝置虛端子連接關(guān)系的四種變化模式著色配置及標(biāo)志符號(hào)如下:以黃色“ + ”號(hào)代表增加的IED裝置或IED裝置之間虛端子連接關(guān)系，以藍(lán)色“一”代表刪除的IED裝置或刪除的虛端子連接關(guān)系，以綠色代表不變的IED裝置，以紅色虛線框代表刪除的IED裝置； 對(duì)站內(nèi)IED所在間隔及電壓等級(jí)的著色配置及標(biāo)志符號(hào)如下:對(duì)站內(nèi)IED裝置所在一次間隔框圖的背景著色處理，紅色代表改動(dòng)影響本間隔或電壓等級(jí)，綠色代表不影響。
4.根據(jù)權(quán)利3所述的波及分析及可視化方法，其特征在于: 波及可視化圖形以分為變電站電壓等級(jí)層、間隔層、IED裝置層、虛端子細(xì)節(jié)層四個(gè)層級(jí)方式切換展現(xiàn)；電壓等級(jí)層表征全站61850模型改動(dòng)后對(duì)站內(nèi)一次設(shè)備所在電壓等級(jí)的影響，間隔層表征模型改動(dòng)后對(duì)一次設(shè)備所在間隔的影響，IED裝置層表征智能站電站全站SCD模型改動(dòng)后對(duì)基于數(shù)據(jù)集的輸出發(fā)布、輸入訂閱連接關(guān)系的增、減、刪的影響，虛端子細(xì)節(jié)層表征IED裝置虛端子連接關(guān) 系的增加、刪除、改變、不變的影響。
【文檔編號(hào)】G05B17/02GK103713523SQ201310740697
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】鄧俊波, 王文濤, 胡廣林, 趙新春, 齊偉華, 李芳園, 沙學(xué)松, 葉艷軍, 張?jiān)缕? 任雁銘, 秦紅霞, 吳京濤 申請(qǐng)人:北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司