一種優(yōu)化保護(hù)測(cè)控裝置開發(fā)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種優(yōu)化保護(hù)測(cè)控裝置開發(fā)的方法，屬于電力自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電壓等級(jí)不斷提升，智能電網(wǎng)已經(jīng)演變成一個(gè)高階非線性、高復(fù)雜的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備的穩(wěn)定性受到極大的關(guān)注。在故障發(fā)生時(shí)刻，能否及時(shí)定位故障，同時(shí)在對(duì)電網(wǎng)沖擊最小的情況下切除故障，恢復(fù)供電。一直是智能電網(wǎng)技術(shù)所研宄的課題。保護(hù)測(cè)控裝置作為保障智能電網(wǎng)自愈性的重要裝置，在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用。在主站的EMS系統(tǒng)中、DTS仿真、靜態(tài)安全分析、電網(wǎng)故障分析等很多單元都需要考慮保護(hù)測(cè)控裝置在電網(wǎng)中的影響。而傳統(tǒng)代碼化開發(fā)的裝置，由于要考慮各種電網(wǎng)的特殊架構(gòu)及運(yùn)行方式變化而導(dǎo)致邏輯描述復(fù)雜，維護(hù)量較大。
[0003]目前國(guó)外已有許多公司用可視化編程方式進(jìn)行備自投開發(fā)。涉及電力系統(tǒng)的有ABB、西門子、GE等公司。尤其是ABB公司的產(chǎn)品已成功地應(yīng)用了其自行開發(fā)的可視化編程平臺(tái)。針對(duì)不同的邏輯，開發(fā)相應(yīng)的模塊，構(gòu)建“模塊池”，在后續(xù)同源開發(fā)過程中已有的模塊可復(fù)用，逐漸降低代碼開發(fā)工作量。但隨著電壓等級(jí)上升，保護(hù)邏輯日益復(fù)雜，新功能模塊開發(fā)工作已嚴(yán)重影響裝置開發(fā)進(jìn)度，與人力成本控制。同時(shí)，單一的功能模塊無法應(yīng)對(duì)電網(wǎng)接線方式的復(fù)雜化趨勢(shì)與運(yùn)行方式多變化發(fā)展
靈活組態(tài)理論應(yīng)用在保護(hù)裝置開發(fā)將有效解決上述問題。利用模型分解的方法把一個(gè)復(fù)雜的保護(hù)邏輯分解成幾個(gè)基本單元，減少模型設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。并提出一個(gè)新的電網(wǎng)自動(dòng)拓?fù)渌阉魉惴ǎ瑢?shí)時(shí)自動(dòng)分析更新保護(hù)模型，讓保護(hù)測(cè)控裝置的模型能夠〃學(xué)習(xí)〃電網(wǎng)的運(yùn)行方式變化。拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)使得裝置具有并行處理機(jī)制，學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、故障決策功能。通過調(diào)整連接權(quán)值，可由整體狀態(tài)給出相應(yīng)信息，具有強(qiáng)大的模式識(shí)別能力。通過對(duì)反應(yīng)輸入量的樣本學(xué)習(xí)，可以對(duì)任意復(fù)雜接線方式與動(dòng)作邏輯進(jìn)行分類和識(shí)別。實(shí)現(xiàn)效果如圖1所示
通過進(jìn)一步細(xì)化程序拆解的顆粒度，需要管理的模塊只有簡(jiǎn)單的“與門”“或門”、“非門”等，將外部布爾量(O值或I值)接入，自動(dòng)組合出任意保護(hù)邏輯，而無需再做任何代碼開發(fā)工作，開發(fā)周期可控。同時(shí)在后續(xù)測(cè)試過程中，每條拉線都能根據(jù)代表量的不同，顯示出不同顏色(O值顯示紅色，I值顯示黑色)，可以直觀的把握保護(hù)邏輯進(jìn)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是根據(jù)一種基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3中的功能塊圖(FBD——funct1n block diagram)語(yǔ)言開發(fā)的靈活組態(tài)技術(shù)，提出一種優(yōu)化保護(hù)測(cè)控裝置開發(fā)的方法通過基礎(chǔ)邏輯模塊與時(shí)間模塊組建復(fù)雜的保護(hù)測(cè)控應(yīng)用，提高開發(fā)與測(cè)試效率。算法實(shí)現(xiàn)是參照活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中AOE (Activity On Edge)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵路徑法的思想，運(yùn)用關(guān)鍵路徑算法思想尋求一條程序最優(yōu)執(zhí)行的關(guān)鍵路徑，關(guān)鍵路徑算法中包含拓?fù)渑判??；顒?dòng)網(wǎng)絡(luò)分為AOV (activity on vertex)網(wǎng)絡(luò)和AOE網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)的主要算法有拓?fù)渑判蚝完P(guān)鍵路徑法，由于后者包含前者，所以平臺(tái)采用AOE網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵路徑法結(jié)合拓?fù)渑判蚣纯蓪?shí)現(xiàn)程序執(zhí)行序列及優(yōu)化。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種優(yōu)化保護(hù)測(cè)控裝置開發(fā)的方法，其特征在于，具體包括以下步驟:
(1)組建硬件環(huán)境；采用硬件貨架理論，規(guī)劃保護(hù)裝置所用的模擬量插件、開入開出插件，構(gòu)建硬件開入開出信息數(shù)據(jù)庫(kù)；根據(jù)保護(hù)邏輯確定硬件基本屬性，將所述基本硬件屬性構(gòu)建成數(shù)據(jù)庫(kù)，作為靈活組態(tài)技術(shù)的外圍支撐；所述基本硬件屬性包括輸入量基本屬性和輸出量基本屬性，所述輸入量基本屬性包括遙信信息、遙測(cè)量個(gè)數(shù)、硬壓板功能；所述輸出量基本屬性包括規(guī)劃保護(hù)出口、裝置面板顯示；
(2)布爾化保護(hù)變量；將保護(hù)涉及的開關(guān)位置信息，電壓電流等交流量信息處理成布爾量；即開關(guān)合位為1，分位為0，交流量大于定值為1，小于定值為O ;處理后的保護(hù)變量可直接進(jìn)行邏輯判斷；
(3)拆解保護(hù)邏輯；將復(fù)雜保護(hù)邏輯按功能細(xì)化，將保護(hù)所涉及的先后關(guān)系用邏輯元件級(jí)聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)，將保護(hù)邏輯涉及的閉鎖關(guān)系用邏輯元件反饋方式實(shí)現(xiàn)；將所述步驟(2)處理完成的布爾量接入邏輯元件；
(4)遍歷尋找組態(tài)起點(diǎn)；從所有元件序列集合中，找出入度為O(只有輸出引腳無輸入引腳)的元件，將其連同其出邊從該集合中移出，因?yàn)檫@些元件是某項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的整個(gè)可視化程序的原始數(shù)據(jù)輸入部分，相當(dāng)于圖論中的源點(diǎn)，必須首先執(zhí)行；
(5)遍歷尋找輸出元件；在所述步驟(4)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)查找所有入度為O的元件，找出這些元件，再將其移出此集合，并存入第二個(gè)元件列表中，這些元件也屬于同級(jí)執(zhí)行，只是較上個(gè)列表中的元件執(zhí)行順序次之；這些元件的移出又將使得與這些元件相連的后繼元件的輸入引腳懸空，以便進(jìn)入下一步查找；
(6)遍歷尋找反饋回環(huán)；根據(jù)AOV網(wǎng)的鄰接關(guān)系，生成AOV的鄰接表；搜索鄰接表中的反饋組件節(jié)點(diǎn)，將反饋組件添加到反饋節(jié)點(diǎn)列表中；從鄰接表中刪除當(dāng)前操作的反饋節(jié)點(diǎn)以及與其相關(guān)聯(lián)的有向邊；重復(fù)步驟搜索，直至刪除鄰接表中所有反饋組件的節(jié)點(diǎn)；搜索鄰接表中所有入度為零的節(jié)點(diǎn)，將入度為零普通節(jié)點(diǎn)添加列表尾部；從鄰接表中刪除當(dāng)前入度為零的普通節(jié)點(diǎn)以及與其相關(guān)聯(lián)的有向邊；
(7)在所述步驟(4)、所述步驟(5)、所述步驟(6)基礎(chǔ)上生成調(diào)度關(guān)系與連線關(guān)系，供裝置運(yùn)行。
[0006]優(yōu)選地，所述步驟(3)所述的拆解保護(hù)邏輯包括:將保護(hù)邏輯的顆粒度大小定義在“與門” “或門”、“非門”基本邏輯元件級(jí)別。
[0007]優(yōu)選地，所述步驟(4)所述的遍歷尋找原則是:將整個(gè)保護(hù)邏輯視為由元件及元件間的連接構(gòu)成，將元件抽象為圖論學(xué)中的頂點(diǎn)，變量傳遞抽象為圖論學(xué)中的有向邊，有向邊的方向表示程序執(zhí)行的先后順序，運(yùn)用圖論學(xué)中的有向圖的概念及其算法來尋找程序執(zhí)行序列的最優(yōu)解。
[0008]本發(fā)明所達(dá)到的有益效果:(1)保護(hù)裝置開發(fā)速度塊、效率高、周期短，將開發(fā)人員從繁瑣的代碼編寫中解脫出來；靈活組態(tài)技術(shù)使程序設(shè)計(jì)、調(diào)試和升級(jí)變得非常容易，同時(shí)大大提高了程序的美觀性和友好性，使開發(fā)人員能夠把主要精力集中到軟件功能和算法的研宄上；(2)可讀性高，組態(tài)化技術(shù)消除了代碼化編寫帶來的程序風(fēng)格不同，代碼語(yǔ)句不嚴(yán)謹(jǐn)，代碼健壯性欠缺等問題，使得保護(hù)邏輯直觀易懂；(3)調(diào)試便捷，糾錯(cuò)快捷，僅控制邏輯進(jìn)行，不涉及代碼；變量可在線監(jiān)視且程序設(shè)計(jì)不涉及代碼，使得開發(fā)人員調(diào)試極為方便，糾錯(cuò)極為快捷；(4)支持反饋回環(huán)，基于反饋組件的有向回環(huán)的排序解決了圖形化編程中的回環(huán)分析處理問題，提升了可視化編程軟件的智能水平。
【附圖說明】
[0009]圖1是靈活組態(tài)技術(shù)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的AOE網(wǎng)絡(luò)事例圖。
[0011]圖3是本發(fā)明的硬件環(huán)境示意圖。
[0012]圖4是本發(fā)明的回環(huán)反饋分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)