本發(fā)明涉及智能變電站SCD文件可視化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能變電站繼電保護(hù)二次虛實(shí)回路可視化展示方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前我國新一代智能變電站建設(shè)正如火如荼，而智能變電站中最重要的是采用了數(shù)字化的方式建設(shè)二次設(shè)備的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這依據(jù)的是我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《DL 860 變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》的系列標(biāo)準(zhǔn)以及在此系列標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上衍生出來的其他標(biāo)準(zhǔn)。DL 860規(guī)定了一種SCL文件來描述變電站的配置，SCL文件分4類，分別是描述變電站規(guī)范的SSD文件、描述IED能力的ICD文件、描述全站完整配置SCD文件和描述單個(gè)IED配置的CID文件。圖2清楚的顯示了4類文件在建站過程中分別所處的位置以及它們之間的關(guān)系。由于SCD文件描述了全站的配置，因此它在建站時(shí)且在變電站投運(yùn)后的運(yùn)行維護(hù)中以及改擴(kuò)建中都備受關(guān)注，而SCD文件是基于XML規(guī)范的一種文本文件，內(nèi)容龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以閱讀和理解，所以SCD文件的可視化、圖形化顯得尤為重要和緊迫。

當(dāng)前有關(guān)SCD文件可視化的科研成果已經(jīng)比較多，繼電保護(hù)二次虛回路的圖形展示也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，但展示二次通信系統(tǒng)物理連接的實(shí)回路可視化還鮮有聽聞。描述信號(hào)流走向的虛回路和實(shí)際承載信號(hào)流的物理連接實(shí)回路聯(lián)系緊密，工程實(shí)踐中常常需要知道某個(gè)信號(hào)流通過了哪些光纖或者某條光纖中承載了哪些信號(hào)流，目前尚無手段直觀顯示這些信息。

如能依據(jù)SCD文件自動(dòng)繪制出各個(gè)IED裝置的二次虛實(shí)回路圖，將極大方便查看智能變電站繼電保護(hù)二次回路，也可顯著提高審查二次虛實(shí)回路的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種智能變電站繼電保護(hù)二次虛實(shí)回路可視化展示方法。解決了SCD文件中虛連線和物理連線看不見摸不著的問題，方便了現(xiàn)場技術(shù)人員查看智能變電站繼電保護(hù)二次回路，也可顯著提高審查二次虛實(shí)回路的效率。

一種智能變電站繼電保護(hù)二次虛實(shí)回路可視化展示方法，包括以下步驟：

步驟S1，對SCD文件進(jìn)行解析，提取各IED的SV/GOOSE報(bào)文配置信息、外部數(shù)據(jù)引用信息和物理端口配置信息；

SV/GOOSE報(bào)文配置信息包括SV/GOOSE控制塊的名字、SV/GOOSE控制塊的描述、SV/GOOSE控制塊所關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集和SV/GOOSE控制塊的APPID的標(biāo)識(shí)，數(shù)據(jù)集包括各個(gè)數(shù)據(jù)集條目；

外部數(shù)據(jù)引用信息包括外部引用條目，外部引用條目包括內(nèi)部地址和外部地址；

物理端口配置信息包括外部引用條目中的內(nèi)部地址中指定的物理端口標(biāo)識(shí)以及在SCD文件的“Communication/SubNetwork/ConnectedAP/PhysConn”節(jié)點(diǎn)下的本端IED的物理端口標(biāo)識(shí)、對端IED名字和對端IED的物理端口標(biāo)識(shí)，

步驟S2，分析各個(gè)IED的外部引用條目，構(gòu)建虛連線，具體為：

找到作為接收方的IED的外部引用條目的內(nèi)部地址指向的數(shù)據(jù)對象，設(shè)定作為接收方的IED的外部引用條目的內(nèi)部地址為輸入虛端子；依據(jù)作為接收方的IED的外部引用條目的外部地址找到對應(yīng)的外部的作為發(fā)送方的IED，遍歷作為發(fā)送方的IED的各個(gè)SV/GOOSE控制塊所關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)集條目，找到數(shù)據(jù)集中和作為接收方的IED的外部地址一致的數(shù)據(jù)集條目，此數(shù)據(jù)集條目定義為作為發(fā)送方的IED的輸出虛端子，構(gòu)建輸出虛端子與對應(yīng)的輸入虛端子之間的虛連線，

步驟S3，分析各個(gè)IED的物理端口配置信息，構(gòu)建各端口之間的物理連接線，具體為：

根據(jù)本端IED的物理端口標(biāo)識(shí)找到本端IED的物理端口，由對端IED名字和對端IED的物理端口標(biāo)識(shí)可找到本端IED的物理端口連接的對端IED的物理端口，由此構(gòu)建本端IED的物理端口和與本端IED的物理端口連接的對端IED的物理端口之間的物理連接線，

步驟S4，找出各IED的每個(gè)輸出虛端子和輸入虛端子關(guān)聯(lián)的物理端口；

通過輸出虛端子所在的作為發(fā)送方的IED的SV/GOOSE控制塊所在訪問點(diǎn)找到作為發(fā)送方的IED對應(yīng)的已連接訪問點(diǎn)，此已連接訪問點(diǎn)下配置的物理端口均為輸出虛端子關(guān)聯(lián)的物理端口；

若輸入虛端子對應(yīng)的內(nèi)部地址中配置了輸入虛端子關(guān)聯(lián)的物理端口，則將輸入虛端子與對應(yīng)的物理端口關(guān)聯(lián)，若輸入虛端子對應(yīng)的內(nèi)部地址中沒有配置輸入虛端子關(guān)聯(lián)的物理端口，則由輸入虛端子連接的作為發(fā)送方的IED的輸出虛端子所關(guān)聯(lián)的物理端口的物理連接線來確定輸入虛端子關(guān)聯(lián)的物理端口，

步驟S5，繪制二次虛實(shí)回路圖，具體為：

步驟S5.1：選取其中一個(gè)IED作為中心IED，與中心IED有虛連線的其他IED作為外圍IED；

步驟S5.2：在繪圖區(qū)域中部繪制中心IED，在中心IED中繪制中心IED名字和SCD文件中對中心IED的描述；

在中心IED的兩側(cè)繪制外圍IED，在外圍IED中繪制外圍IED名字和SCD文件中對應(yīng)的外圍IED的描述；

步驟S5.3：依次選擇中心IED和各個(gè)外圍IED作為發(fā)送方IED，在發(fā)送方IED中繪制發(fā)送的SV/GOOSE報(bào)文對應(yīng)的SV/GOOSE控制塊，在SV/GOOSE控制塊中繪制SV/GOOSE控制塊的APPID標(biāo)識(shí)，在SV/GOOSE控制塊的一側(cè)繪制SV/GOOSE控制塊所關(guān)聯(lián)的用于發(fā)送的物理端口，用于發(fā)送的物理端口下方繪制對應(yīng)的物理端口標(biāo)識(shí)；在接收方IED中繪制與用于發(fā)送的物理端口對應(yīng)的用于接收的物理端口，在用于接收的物理端口下方繪制對應(yīng)的物理端口標(biāo)識(shí)；在用于發(fā)送的物理端口和用于接收的物理端口之間繪制關(guān)聯(lián)的虛連線；在虛連線上方分別繪制關(guān)聯(lián)的輸出虛端子和輸入虛端子所對應(yīng)的數(shù)據(jù)對象在SCD文件中的描述。

如上所述的步驟S5.2中還包括以下步驟，計(jì)算中心IED與各個(gè)外圍IED的虛連線數(shù)目，每個(gè)虛連線對應(yīng)的外圍IED的高度為定值，確定所有外圍IED的總高度，以外圍IED的總高度的一半作為閾值高度，在中心IED的左側(cè)從上往下排列外圍IED，直至左側(cè)外圍IED總高度第一次大于等于閾值高度，剩下的外圍IED排列到中心IED的右側(cè)。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、通過本方法可已經(jīng)SCD文件自動(dòng)繪制出每個(gè)IED裝置的二次虛實(shí)回路圖，能直觀的向用戶展示各IED間的虛端子連線、物理連線以及虛連線與物理連線間的關(guān)聯(lián)；

2、方便了現(xiàn)場技術(shù)人員查看智能變電站繼電保護(hù)二次回路，也可顯著提高審查二次虛實(shí)回路的效率。

附圖說明

圖1為為智能變電站SCD 文件樹形結(jié)構(gòu)圖。

圖2為兩個(gè)IED之間的虛連線和物理連線的相互關(guān)系示意圖。

圖3為某IED的虛實(shí)回路圖。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為智能變電站SCD 文件樹形結(jié)構(gòu)圖，SCD文件主要包含Header、Substation、Communication、IED、DataTypeTemplate 五大部分，與二次虛實(shí)回路有關(guān)的是Communication和IED兩部分。Communication部分描述了各個(gè)IED的通信參數(shù)配置；每個(gè)IED代表變電站中的一個(gè)智能電子設(shè)備（如繼電保護(hù)裝置、測控裝置等），它描述了該設(shè)備的訪問點(diǎn)、邏輯設(shè)備、實(shí)例化的邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)對象、以及設(shè)備能夠提供的通信服務(wù)。

圖2為兩個(gè)IED之間的虛連線和物理連線的相互關(guān)系示意圖。物理連線是指實(shí)際物理設(shè)備間的通信連線，一般是光纖或網(wǎng)線，物理端口則是指設(shè)備上用來插接通信連線的插口，一般是光口或電網(wǎng)口。物理連線中會(huì)傳輸各種SV/GOOSE報(bào)文。在作為發(fā)送方的IED，每個(gè)SV/GOOSE報(bào)文承載的數(shù)據(jù)內(nèi)容由其關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集定義，而數(shù)據(jù)集是由一到多個(gè)數(shù)據(jù)集條目組成，數(shù)據(jù)集條目本質(zhì)上是數(shù)據(jù)對象的引用地址。作為接收方的IED通過物理端口會(huì)收到很多SV/GOOSE報(bào)文，但大多數(shù)情況下只會(huì)對其中部分報(bào)文的部分?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容感興趣，這些內(nèi)容在SCD中由Inputs節(jié)點(diǎn)定義，該節(jié)點(diǎn)下有一到多條外部引用條目（ExtRef節(jié)點(diǎn)），每個(gè)外部引用條目包括內(nèi)部地址和與內(nèi)部地址對應(yīng)的外部地址兩部分。外部地址與作為發(fā)送方的IED的某個(gè)數(shù)據(jù)集條目相對應(yīng)，可將數(shù)據(jù)集條目視為作為發(fā)送方的IED的輸出虛端子；內(nèi)部地址指向作為接收方的IED的某個(gè)數(shù)據(jù)對象，可將內(nèi)部地址視為接收端IED的輸入虛端子；如此，輸出虛端子和輸入虛端子之間構(gòu)成了一條虛連線，所有的虛連線構(gòu)成虛回路。一條物理連線中可能存在多條虛連線，所有物理連線構(gòu)成實(shí)回路。

下面分步驟對本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行描述。

步驟S1，對SCD文件進(jìn)行解析，提取各IED的SV/GOOSE報(bào)文配置信息、外部數(shù)據(jù)引用信息和物理端口配置信息；

SV/GOOSE報(bào)文配置信息包括SV/GOOSE控制塊的名字、SV/GOOSE控制塊的描述、SV/GOOSE控制塊所關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集和SV/GOOSE控制塊的APPID的標(biāo)識(shí)，數(shù)據(jù)集包括各個(gè)數(shù)據(jù)集條目；

外部數(shù)據(jù)引用信息包括外部引用條目，外部引用條目包括內(nèi)部地址和外部地址；

物理端口配置信息包括外部引用條目中的內(nèi)部地址中指定的物理端口標(biāo)識(shí)以及在SCD文件的“Communication/SubNetwork/ConnectedAP/PhysConn”節(jié)點(diǎn)下的本端IED的物理端口標(biāo)識(shí)、對端IED名字和對端IED的物理端口標(biāo)識(shí)。

所述步驟S1中的提取SV/GOOSE報(bào)文配置信息包括如下步驟：

在SCD文件的“IED/AccessPoint/Server/LDevice/LN0”節(jié)點(diǎn)下獲取各IED的SV/GOOSE控制塊的信息，如name（SV/GOOSE控制塊的名字）、datSet等等；

在SCD文件的各IED的SV/GOOSE控制塊所在的LDevice 節(jié)點(diǎn)下找到SV/GOOSE控制塊所關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集，即由datSet參數(shù)指定的數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)集包括各個(gè)數(shù)據(jù)集條目；

在SCD文件的“Communication/SubNetwork/ConnectedAP”節(jié)點(diǎn)下根據(jù)IED的名字和IED對應(yīng)的SV/GOOSE控制塊的名字（即name）找到SV/GOOSE控制塊的通信配置參數(shù)，通信配置參數(shù)包括SV/GOOSE控制塊的APPID標(biāo)識(shí)；

所述步驟S1中的提取外部數(shù)據(jù)引用信息包括如下步驟：

在SCD文件的“IED/AccessPoint/Server/LDevice/LN0/Inputs”節(jié)點(diǎn)下提取各IED對應(yīng)的外部引用條目，外部引用條目包括內(nèi)部地址(intAddr)和外部地址。

所述步驟S1中的提取物理端口配置信息包括如下步驟：

作為接收方的IED的外部引用條目中的內(nèi)部地址中指定的物理端口標(biāo)識(shí)，物理端口標(biāo)識(shí)指明了從作為接收方的IED的哪個(gè)物理端口接收外部引用條目中與內(nèi)部地址對應(yīng)的的外部地址所關(guān)聯(lián)的發(fā)送方的IED的發(fā)送的SV/GOOSE報(bào)文；

在SCD文件的“Communication/SubNetwork/ConnectedAP/PhysConn”節(jié)點(diǎn)下的物理連接信息，物理連接信息包括本端IED的物理端口標(biāo)識(shí)、對端IED名字和對端IED的物理端口標(biāo)識(shí)等等。

步驟S2，分析各個(gè)IED的外部引用條目，構(gòu)建虛連線；

所述步驟S2中的構(gòu)建虛連線的方法如下：

找到作為接收方的IED的外部引用條目的內(nèi)部地址指向的數(shù)據(jù)對象，設(shè)定作為接收方的IED的外部引用條目的內(nèi)部地址為輸入虛端子；依據(jù)作為接收方的IED的外部引用條目的外部地址找到對應(yīng)的外部的作為發(fā)送方的IED，遍歷作為發(fā)送方的IED的各個(gè)SV/GOOSE控制塊所關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)集條目，找到數(shù)據(jù)集中和作為接收方的IED的外部地址一致的數(shù)據(jù)集條目，此數(shù)據(jù)集條目定義為作為發(fā)送方的IED的輸出虛端子。由此，構(gòu)建輸出虛端子與對應(yīng)的輸入虛端子之間的虛連線。

步驟S3，分析各個(gè)IED的物理端口配置信息，構(gòu)建各端口之間的物理連接線；

所述步驟S3中的構(gòu)建物理連接線的方法如下：

通過分析步驟S1中獲取的本端IED的物理端口配置信息，根據(jù)本端IED的物理端口標(biāo)識(shí)找到本端IED的物理端口，由對端IED名字和對端IED的物理端口標(biāo)識(shí)可找到本端IED的物理端口連接的對端IED的物理端口，由此構(gòu)建成本端IED的物理端口和與本端IED的物理端口連接的對端IED的物理端口之間的物理連接線。

步驟S4，找出各IED的每個(gè)輸出虛端子和輸入虛端子關(guān)聯(lián)的物理端口；

所述步驟S4中的查找虛端子的關(guān)聯(lián)的物理端口的方法如下：

通過輸出虛端子所在的作為發(fā)送方的IED的SV/GOOSE控制塊所在訪問點(diǎn)（AccessPoint）找到作為發(fā)送方的IED對應(yīng)的已連接訪問點(diǎn)（ConnectedAP），此已連接訪問點(diǎn)（ConnectedAP）下配置的物理端口（包括冗余物理端口）均為輸出虛端子關(guān)聯(lián)的物理端口；

根據(jù)國家電網(wǎng)《Q/GDW 1396-2012 IEC 61850工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型》的要求，輸入虛端子對應(yīng)的內(nèi)部地址（intAddr）中應(yīng)配置輸入虛端子關(guān)聯(lián)的物理端口，若輸入虛端子對應(yīng)的內(nèi)部地址中配置了輸入虛端子關(guān)聯(lián)的物理端口，則將輸入虛端子與對應(yīng)的物理端口關(guān)聯(lián)，若輸入虛端子對應(yīng)的內(nèi)部地址中沒有配置輸入虛端子關(guān)聯(lián)的物理端口，則由輸入虛端子連接的作為發(fā)送方的IED的輸出虛端子所關(guān)聯(lián)的物理端口的物理連接線來確定輸入虛端子關(guān)聯(lián)的物理端口。

步驟S5，選取其中一個(gè)IED作為中心IED，與中心IED有虛連線的其他IED作為外圍IED，繪制中心IED與外圍IED的二次虛實(shí)回路圖。

所述步驟S5中的繪制二次虛實(shí)回路圖的方法如下：

步驟S5.1：選取其中一個(gè)IED作為中心IED，與中心IED有虛連線的其他IED作為外圍IED；

步驟S5.2：在繪圖區(qū)域中部繪制中心IED，在中心IED中繪制中心IED名字和SCD文件中對中心IED的描述；

在中心IED的兩側(cè)繪制外圍IED，在外圍IED中繪制外圍IED名字和SCD文件中對應(yīng)的外圍IED的描述；

步驟S5.3：依次選擇中心IED和各個(gè)外圍IED作為發(fā)送方IED。在發(fā)送方IED中繪制發(fā)送的SV/GOOSE報(bào)文對應(yīng)的SV/GOOSE控制塊，在SV/GOOSE控制塊中繪制SV/GOOSE控制塊的十六進(jìn)制APPID標(biāo)識(shí)，在SV/GOOSE控制塊的一側(cè)繪制SV/GOOSE控制塊所關(guān)聯(lián)的用于發(fā)送的物理端口，用于發(fā)送的物理端口下方繪制對應(yīng)的物理端口標(biāo)識(shí)；在接收方IED中繪制與用于發(fā)送的物理端口對應(yīng)的用于接收的物理端口，在用于接收的物理端口下方繪制對應(yīng)的物理端口標(biāo)識(shí)；在用于發(fā)送的物理端口和用于接收的物理端口之間繪制關(guān)聯(lián)的虛連線；在虛連線上方分別繪制關(guān)聯(lián)的輸出虛端子和輸入虛端子所對應(yīng)的數(shù)據(jù)對象在SCD文件中的描述。

在步驟S5.2中需要計(jì)算中心IED與各個(gè)外圍IED的虛連線數(shù)目，每個(gè)虛連線所需要占用的外圍IED的高度為設(shè)定值，虛連線數(shù)目決定了外圍IED的高度，由此得到所有外圍IED的總高度，以外圍IED的總高度的一半作為閾值高度，先在中心IED的左側(cè)從上往下排列外圍IED，直至左側(cè)外圍IED總高度第一次大于等于閾值高度，剩下的外圍IED排列到中心IED的右側(cè)。

以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。其具體結(jié)構(gòu)和尺寸可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。