專(zhuān)利名稱(chēng)：利用智能裝置通用模型實(shí)現(xiàn)互換設(shè)計(jì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用智能裝置通用模型實(shí)現(xiàn)互換設(shè)計(jì)的方法。
背景技術(shù)：
目前智能變電站設(shè)計(jì)面臨的問(wèn)題，
1)在變電站初步設(shè)計(jì)階段需要設(shè)計(jì)院提供對(duì)智能裝置的功能、性能指標(biāo)及通信設(shè)備電纜光纜等的用料清冊(cè)，而如果初步設(shè)計(jì)深度不夠的話(huà)，很難比較準(zhǔn)確的給出這些信息。2)即使到施工圖設(shè)計(jì)階段，廠家的ICD文檔提供不出來(lái)，或者出現(xiàn)提供的ICD文檔版本變更頻繁的現(xiàn)象，而ICD文檔發(fā)生變化會(huì)導(dǎo)致模型文件和二次回路的變化。3)由于同電壓等級(jí)、設(shè)計(jì)方案類(lèi)似的變電站的二次回路很大程度上是相同的，所以傳統(tǒng)變電站在施工圖設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員會(huì)基于以前做的變電站設(shè)計(jì)工程進(jìn)行修改部分回路完成設(shè)計(jì)，大大減小了工作量。而智能變電站如果是直接基于ICD進(jìn)行設(shè)計(jì)，很難實(shí)現(xiàn)基于工程的相似性完成設(shè)計(jì)。4) IEC61850標(biāo)準(zhǔn)很重要的一點(diǎn)就是解決智能裝置互操作互換的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也應(yīng)該考慮解決智能裝置互換的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用智能裝置通用模型實(shí)現(xiàn)互換設(shè)計(jì)的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案利用智能裝置通用模型實(shí)現(xiàn)互換設(shè)計(jì)的方法，該方法的實(shí)現(xiàn)步驟如下
步驟1.定義模型RDF khema 采用與IEC61970 CIM相同的形式用RDF描述IEC61850 模型，給出IEC61850模型的RDF Schema,以確定IEC61850模型對(duì)象的結(jié)構(gòu)，所述IEC61850 模型對(duì)象的結(jié)構(gòu)包括模型類(lèi)，模型類(lèi)屬性及模型類(lèi)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；
步驟2.在AutoCAD中定義圖元類(lèi)型，在圖元類(lèi)型中描述與模型類(lèi)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系； 步驟3.在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立智能裝置虛端子的語(yǔ)義庫(kù)，所述語(yǔ)義庫(kù)是指智能裝置虛端子的全部屬性；
步驟4.在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義以虛端子為特征的一系列智能裝置類(lèi)型模型，用語(yǔ)義庫(kù)中的語(yǔ)義描述智能裝置類(lèi)型模型的虛端子，賦予虛端子語(yǔ)義；
步驟5.圖形建模繪制圖元類(lèi)型的實(shí)例，通過(guò)圖元類(lèi)型實(shí)例之間的連線建立與之對(duì)應(yīng)的模型對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，完成整個(gè)變電站圖形建模設(shè)計(jì)，其中變電站中所涉及到智能裝置模型使用步驟4中定義的智能裝置類(lèi)型模型；
步驟6.用實(shí)際采用的智能裝置模型代替智能裝置類(lèi)型模型導(dǎo)入實(shí)際采用智能裝置的ICD模型文件，依據(jù)智能裝置ICD模型文件中虛端子語(yǔ)義與智能裝置類(lèi)型模型中虛端子語(yǔ)義的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)智能裝置的互換性；
步驟7.基于替換后的智能裝置模型生成全變電站的模型對(duì)象數(shù)據(jù)；步驟8.按照IEC61850-6對(duì)SCL語(yǔ)法和語(yǔ)義規(guī)定，根據(jù)全站的模型對(duì)象數(shù)據(jù)生成S⑶、 CID模型文件及用于施工、調(diào)試的邏輯關(guān)系的報(bào)表。所述的模型類(lèi)包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、變壓器、IED、LD、LN、D0、DA、數(shù)據(jù)集、 虛端子和虛擬二次回路。所述的圖元類(lèi)型包括一次設(shè)備中斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、變壓器，IED、虛端子和虛擬二次回路。本發(fā)明有益效果是
1)基于類(lèi)型模型完成二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，給設(shè)計(jì)院提供了在初設(shè)階段達(dá)到二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)深度的手段，使初設(shè)方案更準(zhǔn)確。2)為設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)智能裝置接口的標(biāo)準(zhǔn)化提供了實(shí)現(xiàn)手段，并且設(shè)計(jì)時(shí)，有利于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)；
3)基于類(lèi)型模型設(shè)計(jì)解決了廠家ICD文件提供不出來(lái)或頻繁變更的問(wèn)題，設(shè)計(jì)院直接基于類(lèi)型模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，拿到ICD文件后進(jìn)行對(duì)點(diǎn)生成SCD模型文件即可。4)基于類(lèi)型模型設(shè)計(jì)增加了設(shè)計(jì)工程的通用性，針對(duì)類(lèi)似的工程，設(shè)計(jì)院只需要對(duì)類(lèi)型模型進(jìn)行稍微的修改，然后與新工程的ICD文件對(duì)點(diǎn)即可完成全部設(shè)計(jì)。5)基于圖模一體化同步完成智能變電站的二次回路設(shè)計(jì)與模型文件生成，每個(gè)圖元背后對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，通過(guò)圖形操作模型，確保了二次回路設(shè)計(jì)與模型文件的一致性， 解決了當(dāng)前智能變電站設(shè)計(jì)深度不夠的問(wèn)題。6)實(shí)現(xiàn)達(dá)到不了解IEC61850技術(shù)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)人員能完成變電站模型設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)二次回路時(shí)不用關(guān)心模型文件內(nèi)部細(xì)節(jié)，只需要依照傳統(tǒng)變電站設(shè)計(jì)完成二次回路設(shè)計(jì)即可同步完成模型文件生成。7)強(qiáng)化了設(shè)計(jì)單位在智能變電站建設(shè)工作中的角色和職能給設(shè)計(jì)部門(mén)提供了介入二次通信集成的能力和手段，從源頭上對(duì)變電站的二次通信過(guò)程進(jìn)行控制，利于變電站二次系統(tǒng)集成工作的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，也利于安裝調(diào)式工作的協(xié)調(diào)，更利于今后變電站工程的擴(kuò)建、改造以及設(shè)備的更新。8)增加了變電站運(yùn)行維護(hù)的可視性S⑶文件包含了整個(gè)系統(tǒng)的集成信息，但相關(guān)信息并不直觀明了，對(duì)設(shè)備安裝和運(yùn)行維護(hù)人員而言，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⑹遣煌该鞯?，給設(shè)備的安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)了極大的不便，圖形化設(shè)計(jì)的虛二次回路設(shè)計(jì)可以將設(shè)備之間的信息傳遞以傳統(tǒng)的二次回路方式進(jìn)行表達(dá)。9)結(jié)合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣，在基于AutoCAD平臺(tái)下進(jìn)行圖形化的回路設(shè)計(jì)，更便于設(shè)計(jì)人員操作。10)由于一次系統(tǒng)使用IEC61970 CIM模型描述模型，可以導(dǎo)出支持其他應(yīng)用的數(shù)據(jù)，增加了方法的開(kāi)放性。


圖1為本發(fā)明的整體流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明為了解決上述問(wèn)題，本方法提出了智能裝置類(lèi)型模型的概念，對(duì)變電站內(nèi)每個(gè)智能裝置都有特定的應(yīng)用場(chǎng)景，類(lèi)型模型定義為任何能夠適用于該應(yīng)用場(chǎng)景的智能裝置。類(lèi)型模型是與應(yīng)用功能和應(yīng)用場(chǎng)景相關(guān)的。如圖1所示為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖，包括如下幾個(gè)步驟
1.定義模Skhema:采用與IEC61970 CIM相同的形式用RDF描述IEC61850模型，給出 IEC 61850模型的RDF khema，以確定模型對(duì)象的結(jié)構(gòu)(模型類(lèi)、模型類(lèi)的屬性，模型類(lèi)之間關(guān)聯(lián)關(guān)系)。模型類(lèi)包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、變壓器、IED (保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、合并單元、智能終端等)、LD、LN、DO、DA、數(shù)據(jù)集、虛端子、虛擬二次回路等。2.在AutoCAD中定義圖元類(lèi)型，建立圖元類(lèi)型與模型類(lèi)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系具體的圖元類(lèi)型包括一次設(shè)備(斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、變壓器等)、IED (保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、 合并單元、智能終端等)、虛端子、虛擬二次回路等，其中，將智能變電站中通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)完成的二次信號(hào)交換功能(即虛端子之間的通信關(guān)系)定義為虛擬二次回路。在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立智能裝置虛端子的語(yǔ)義庫(kù)，所述語(yǔ)義庫(kù)是指智能裝置虛端子的全部屬性。3.在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義以虛端子為特征的一系列智能裝置類(lèi)型模型，用語(yǔ)義庫(kù)中的語(yǔ)義描述智能裝置類(lèi)型模型的虛端子，賦予虛端子語(yǔ)義；
4.圖形建模繪制圖元類(lèi)型的實(shí)例，通過(guò)圖元類(lèi)型實(shí)例之間的連線建立與之對(duì)應(yīng)的模型對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，完成整個(gè)變電站圖形建模設(shè)計(jì)，其中變電站中所涉及到智能裝置模型為使用步驟4中定義的智能裝置類(lèi)型模型；
5.用實(shí)際采用的智能裝置模型代替智能裝置類(lèi)型模型導(dǎo)入實(shí)際采用智能裝置的ICD 模型文件，依據(jù)智能裝置ICD模型文件中虛端子語(yǔ)義與智能裝置類(lèi)型模型中虛端子語(yǔ)義的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)智能裝置的互換性；
6.基于替換后的智能裝置模型生成全變電站的模型對(duì)象數(shù)據(jù)；
7.按照IEC61850-6對(duì)SCL語(yǔ)法和語(yǔ)義規(guī)定，根據(jù)全站的模型對(duì)象數(shù)據(jù)生成S⑶、CID模型文件及用于施工、調(diào)試的邏輯關(guān)系的報(bào)表。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用智能裝置通用模型實(shí)現(xiàn)互換設(shè)計(jì)的方法，其特征是，該方法的實(shí)現(xiàn)步驟 步驟1.在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義模型RDF khema:采用與IEC61970 CIM相同的形式用RDF描述IEC61850模型，給出IEC61850模型的RDF Schema,以確定IEC61850模型對(duì)象的結(jié)構(gòu)，所述IEC61850模型對(duì)象的結(jié)構(gòu)包括模型類(lèi)，模型類(lèi)屬性及模型類(lèi)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系； 步驟2.在AutoCAD中定義圖元類(lèi)型，在圖元類(lèi)型中描述與模型類(lèi)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系； 步驟3.在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立智能裝置虛端子的語(yǔ)義庫(kù)，所述語(yǔ)義庫(kù)是指智能裝置虛端子的全部屬性；步驟4.在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義以虛端子為特征的一系列智能裝置類(lèi)型模型，用語(yǔ)義庫(kù)中的語(yǔ)義描述智能裝置類(lèi)型模型的虛端子，賦予虛端子語(yǔ)義；步驟5.圖形建模繪制圖元類(lèi)型的實(shí)例，通過(guò)圖元類(lèi)型實(shí)例之間的連線建立與之對(duì)應(yīng)的模型對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，完成整個(gè)變電站圖形建模設(shè)計(jì)，其中變電站中所涉及到智能裝置模型使用步驟4中定義的智能裝置類(lèi)型模型；步驟6.用實(shí)際采用的智能裝置模型代替智能裝置類(lèi)型模型導(dǎo)入實(shí)際采用智能裝置的ICD模型文件，依據(jù)智能裝置ICD模型文件中虛端子語(yǔ)義與智能裝置類(lèi)型模型中虛端子語(yǔ)義的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)智能裝置的互換性；步驟7.基于替換后的智能裝置模型生成全變電站的模型對(duì)象數(shù)據(jù)； 步驟8.按照IEC61850-6對(duì)SCL語(yǔ)法和語(yǔ)義規(guī)定，根據(jù)全站的模型對(duì)象數(shù)據(jù)生成S⑶、 CID模型文件及用于施工、調(diào)試的邏輯關(guān)系的報(bào)表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用智能裝置通用模型實(shí)現(xiàn)互換設(shè)計(jì)的方法，其特征是， 所述的模型類(lèi)包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、變壓器、IED、LD、LN、D0、DA、數(shù)據(jù)集、虛端子和虛擬二次回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用智能裝置通用模型實(shí)現(xiàn)互換設(shè)計(jì)的方法，其特征是，所述的圖元類(lèi)型包括一次設(shè)備中斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、變壓器，IED、虛端子和虛擬二次回路。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用智能裝置通用模型實(shí)現(xiàn)互換設(shè)計(jì)的方法，通過(guò)類(lèi)型模型實(shí)現(xiàn)了裝置互換設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員通過(guò)類(lèi)型模型進(jìn)行二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，導(dǎo)入各個(gè)廠家的ICD文件進(jìn)行SCL建模，基于完整的語(yǔ)義對(duì)應(yīng)關(guān)系庫(kù)進(jìn)行對(duì)點(diǎn)，完成SCD文件的生成。本發(fā)明給設(shè)計(jì)院提供了在初設(shè)階段達(dá)到二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)深度的手段，使初設(shè)方案更準(zhǔn)確。強(qiáng)化了設(shè)計(jì)單位在智能變電站建設(shè)工作中的角色和職能給設(shè)計(jì)部門(mén)提供了介入二次通信集成的能力和手段，從源頭上對(duì)變電站的二次通信過(guò)程進(jìn)行控制，利于變電站二次系統(tǒng)集成工作的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，也利于安裝調(diào)式工作的協(xié)調(diào)，更利于今后變電站工程的擴(kuò)建、改造以及設(shè)備的更新。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102411649SQ20111022737
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者信珂, 修黎明, 周志勇, 唐毅, 張凡, 李如振, 李鵬飛, 林清海, 殷博超, 王東偉, 鄒振宇, 高秀榮, 黃德斌, 黃萍 申請(qǐng)人:山東電力工程咨詢(xún)?cè)河邢薰? 濟(jì)南容弗科技有限公司