專利名稱：一種基于服務(wù)追蹤的含預約邏輯母聯(lián)閉鎖方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變電站跨間隔的閉鎖方法，特別涉及一種基于服務(wù)追蹤的含預約 邏輯母聯(lián)閉鎖方法。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)的正常運行中，由于設(shè)備檢修和運行方式的變換，必須經(jīng)常進行系統(tǒng)的 倒閘操作。在變電站跨間隔操作過程中，線路間隔的隔離開關(guān)與母聯(lián)間隔斷路器能否閉合 或斷開取決于它們之間的閉鎖關(guān)系是否正確。在電網(wǎng)實際操作過程中，可能會存在兩個開 關(guān)設(shè)備同時被操作的危險。當兩個間隔被不同主體同時操作時，閉鎖信息就會發(fā)生錯誤， 即線路間隔的隔離開關(guān)在被人機接口操作的同時，母聯(lián)間隔的斷路器也收到了控制中心 發(fā)出的操作命令，兩個間隔的操作都滿足閉鎖條件，都可以完成操作。但是，如果操作過程 同時進行，開關(guān)位置的動態(tài)改變將使實際操作動作時的閉鎖條件不再滿足，導致誤操作發(fā) 生，將引發(fā)電網(wǎng)災(zāi)難性事故。由誤操作引起的事故在電力系統(tǒng)中占相當大的比例，給系統(tǒng) 的安全穩(wěn)定運行帶來很大威脅。發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有變電站跨間隔閉鎖存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可靠性高 的基于服務(wù)追蹤的含預約邏輯母聯(lián)閉鎖方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案包括以下步驟1)線路間隔智能人機接口發(fā)送開關(guān)選定請求命令，選定即將要操作的開關(guān)A;2)開關(guān)A的開關(guān)控制模塊接到開關(guān)選定請求命令，該開關(guān)控制模塊的應(yīng)答為負應(yīng)答 時，操作將退出；該開關(guān)控制模塊的應(yīng)答為正應(yīng)答，表示請求命令通過；3)開關(guān)控制模塊將正應(yīng)答信號返回給智能人機接口，智能人機接口向開關(guān)A的開關(guān) 控制模塊發(fā)送操作命令；同時，開關(guān)A內(nèi)部的服務(wù)追蹤模塊將自動追蹤正應(yīng)答，形成報文， 發(fā)送給與開關(guān)A存在閉鎖關(guān)系的母聯(lián)斷路器B內(nèi)部的服務(wù)追蹤模塊；4)開關(guān)A的開關(guān)控制模塊在接到命令后，對內(nèi)部執(zhí)行環(huán)境進行檢測，內(nèi)部執(zhí)行環(huán)境檢 測通過后，再檢測閉鎖模塊實時提供存放在該節(jié)點的閉鎖邏輯值，閉鎖邏輯值為O時，不執(zhí) 行操作命令，退出操作；閉鎖邏輯值為I則可以操作，返回正應(yīng)答；同時，所有的控制服務(wù)都 將被開關(guān)A內(nèi)部的服務(wù)追蹤|旲塊追蹤；5)開關(guān)A的開關(guān)控制模塊返回正應(yīng)答，并對開關(guān)A進行閉合操作；6)開關(guān)A閉合后將發(fā)送閉合報告和命令終止服務(wù)報告給開關(guān)控制模塊和智能人機接 口，開關(guān)A內(nèi)部的服務(wù)追蹤|旲塊也將追蹤所有的控制服務(wù)；7)開關(guān)A端智能人機接口接到命令終止服務(wù)報告，退出操作流程；8)開關(guān)A的服務(wù)追蹤模塊將追蹤到的控制命令服務(wù)信息以報告的形式發(fā)送給母聯(lián)斷 路器B的服務(wù)追蹤模塊，母聯(lián)斷路器B的服務(wù)追蹤模塊通過基于控制命令解析的預約邏輯 算法，將預約邏輯變量值傳送給母聯(lián)斷路器B的閉鎖模塊；9)當服務(wù)追蹤模塊追蹤到的控制命令服務(wù)信息為開關(guān)選定請求命令的正應(yīng)答時，解 析出來的預約邏輯變量值為O ;按照含預約邏輯變量的改進閉鎖算法，母聯(lián)斷路器B的閉鎖 模塊做與運算，值為O ;母聯(lián)斷路器B的操作被閉鎖，母聯(lián)斷路器B被預約成功；10)當服務(wù)追蹤模塊追蹤到的控制命令服務(wù)信息是取消操作、操作的負應(yīng)答、命令操 作時間到的應(yīng)答、命令終止的服務(wù)時，解析出來的預約邏輯變量值為I ;按照含預約邏輯變 量的改進閉鎖算法，母聯(lián)斷路器B的閉鎖模塊做與運算，值為原邏輯表達式的值；母聯(lián)斷路 器B的預約被解除。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于以實現(xiàn)倒閘操作安全防誤為主要目的的閉鎖方法是變電 站建設(shè)過程中需要實現(xiàn)的重要機制，具有預約功能的跨間隔閉鎖方法能很好地防止具有閉 鎖關(guān)系的兩個開關(guān)設(shè)備并發(fā)性操作，避免因同時操作而導致的閉鎖錯誤。采用服務(wù)追蹤技 術(shù)來構(gòu)建跨間隔預約閉鎖架構(gòu)，在功能實現(xiàn)上和配置可行性上都具有非常重要的優(yōu)勢，各 個功能的設(shè)計與實現(xiàn)很好地兼容于IEC61850標準。本發(fā)明能自主地對環(huán)境的改變做出反 應(yīng)，具備很強的自治性；采用的信息模型和通信服務(wù)完全遵循IEC 61850標準，功能模塊自 動感知環(huán)境運行，具有分布式、松耦合特性，便于復用和重構(gòu)。


圖1為本發(fā)明的總體原理圖。
圖2為兩個主體同時操作兩個間隔內(nèi)開關(guān)圖。
圖3為本發(fā)明的流程圖。
圖4為本發(fā)明的報告原理框圖和服務(wù)。
圖5為本發(fā)明的控制命令服務(wù)追蹤報告實現(xiàn)原理圖。
圖6為本發(fā)明的預約邏輯算法流程圖。
圖7為本發(fā)明的含預約邏輯閉鎖模塊實現(xiàn)模型圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的詳細說明。
參見圖1和圖2，針對兩個間隔同時操作導致閉鎖錯誤而引發(fā)誤操作的問題，提出 采用增加預約閉鎖邏輯的方法構(gòu)建含預約邏輯變量的跨間隔閉鎖方法。線路間隔隔離開關(guān) 和母聯(lián)斷路器分別處于不同間隔內(nèi)，當對隔離開關(guān)進行操作時，開關(guān)內(nèi)部的服務(wù)追蹤模塊 將對操作控制命令進行追蹤，并通過控制命令服務(wù)報告發(fā)送給母聯(lián)斷路器。母聯(lián)斷路器在 收到報告報文后通過解析報文內(nèi)容，改變閉鎖模塊中的預約邏輯變量值，來啟動/取消預 約。當預約成功后，母聯(lián)斷路器將不能被操作，避免了閉鎖錯誤的發(fā)生。
針對圖2中的線路間隔隔離開關(guān)20512和母聯(lián)間隔斷路器2012，結(jié)合圖3的流程 圖進行如下說明1)線路間隔智能人機接口發(fā)送開關(guān)選定請求命令，選定即將要操作的隔離開關(guān) 20512 ；2)開關(guān)選定請求命令到開關(guān)20512的開關(guān)控制模塊時，該開關(guān)控制模塊對請求做出 應(yīng)答。正應(yīng)答表示請求命令通過，負應(yīng)答表示請求不成功。當應(yīng)答為負應(yīng)答時，操作將退3)當應(yīng)答為正應(yīng)答時，應(yīng)答信號將返回給智能人機接口，智能人機接口向開關(guān)20512 的開關(guān)控制模塊發(fā)送操作命令。同時，開關(guān)20512內(nèi)部的服務(wù)追蹤模塊將追蹤此正應(yīng)答。
服務(wù)追蹤模塊的作用是使母聯(lián)間隔斷路器(例如斷路器2012)可以對操作線路間 隔隔離開關(guān)(例如開關(guān)20512)的控制命令服務(wù)進行監(jiān)視，并通過模塊內(nèi)部的報告控制塊將 監(jiān)視的報文發(fā)送給母聯(lián)間隔斷路器的服務(wù)追蹤模塊。
服務(wù)追蹤模塊內(nèi)部的報告控制塊通過事件監(jiān)視器監(jiān)視報告控制塊引用數(shù)據(jù)集的 所有數(shù)據(jù)對象，并在定制的觸發(fā)條件下生成內(nèi)部通告發(fā)送給報告處理器，報告處理器根據(jù) 控制塊屬性配置生成報告并發(fā)送。報告發(fā)送的內(nèi)容為報告控制塊的選項域中的相應(yīng)屬性， 根據(jù)監(jiān)視客戶端需要監(jiān)視的內(nèi)容，將相應(yīng)選項域的屬性值設(shè)置為“TRUE”，并將之發(fā)送。報告 的原理如圖4所示。
圖5以控制命令對線路間隔隔離開關(guān)(例如開關(guān)20512)進行操作為例說明服務(wù)追 蹤的過程。
(I)控制命令發(fā)送的命令服務(wù)參數(shù)將對線路間隔隔離開關(guān)的控制命令操作對象 的屬性參數(shù)進行設(shè)置，控制命令操作對象中相應(yīng)屬性值依據(jù)狀態(tài)機的流程更新其相關(guān)屬性值。
(2)服務(wù)追蹤模塊中追蹤數(shù)據(jù)對象的數(shù)據(jù)屬性也將映射控制命令對應(yīng)的服務(wù)參 數(shù)。其中，公共數(shù)據(jù)屬性類中的數(shù)據(jù)引用，服務(wù)類型，錯誤代碼，服務(wù)起源以及服務(wù)完成時間 標識等屬性不是直接映射服務(wù)參數(shù)中的值，而是在服務(wù)過程中或服務(wù)結(jié)束后獲取相關(guān)值。
(3)追蹤數(shù)據(jù)對象中數(shù)據(jù)引用屬性的映射最后實現(xiàn)。當控制命令應(yīng)答中的控制對 象引用服務(wù)參數(shù)值映射到數(shù)據(jù)引用屬性時，服務(wù)追蹤報告控制塊中的事件監(jiān)測器監(jiān)測到追 蹤數(shù)據(jù)對象中數(shù)據(jù)引用屬性滿足觸發(fā)條件，就將包含追蹤數(shù)據(jù)對象屬性值的報文發(fā)送給母 聯(lián)斷路器，報文中內(nèi)容的取舍根據(jù)報告控制塊實例決定。
(4)開關(guān)20512的開關(guān)控制模塊在接到命令后，對內(nèi)部執(zhí)行環(huán)境進行檢測，包括 是否有其它命令在執(zhí)行，是否被某些條件鎖定，檢測開關(guān)控制模塊的模式等，判定命令是否 能執(zhí)行。開關(guān)控制模塊內(nèi)部執(zhí)行環(huán)境檢測通過后，則檢測閉鎖模塊實時提供存放在該節(jié)點 的閉鎖邏輯值，判定該操作命令是否能進行下一步操作。閉鎖邏輯值為O時不能執(zhí)行操作 命令，為I則可以操作。如命令可以執(zhí)行，返回正應(yīng)答，否則，表示不合條件，返回負應(yīng)答或 取消操作命令。同時，開關(guān)20512內(nèi)部的服務(wù)將追蹤模塊追蹤所有的控制服務(wù)，并生成報文 發(fā)送給斷路器2012的服務(wù)追蹤模塊。
(5)當返回信號為正應(yīng)答時，開關(guān)20512進行閉合操作；返回信號為負應(yīng)答時，操 作流程將退出。
(6)開關(guān)20512閉合后將發(fā)送閉合報告和命令終止服務(wù)報告給開關(guān)控制模塊和 智能人機接口。同時，開關(guān)20512內(nèi)部的服務(wù)追蹤模塊也將追蹤所有的控制服務(wù)，并生成報 文發(fā)送給斷路器2012的服務(wù)追蹤模塊。
(7)開關(guān)20512端智能人機接口接到命令終止服務(wù)報告，退出操作流程。
(8)開關(guān)20512的服務(wù)追蹤模塊將追蹤到的控制命令服務(wù)信息以報告的形式發(fā) 送給母聯(lián)斷路器2012的服務(wù)追蹤模塊，后者通過基于控制命令解析的預約邏輯算法，將預 約邏輯變量值以內(nèi)部信號的方式傳送給斷路器2012的閉鎖模塊。
基于控制命令解析的預約邏輯算法如圖6所示，具體做法如下當開關(guān)選定請求命令得到正應(yīng)答時，被控對象進入準備狀態(tài)，等待操作請求命令的到來，此時應(yīng)該向與之具有閉鎖關(guān)系的相關(guān)開關(guān)發(fā)送預約信息。當開關(guān)選定請求命令得到負應(yīng)答時，被控對象返回未被選定態(tài)。
當發(fā)出的操作請求命令得到正應(yīng)答時，表明控制操作命令已經(jīng)執(zhí)行。而得到負應(yīng)答時，表示控制操作命令未被執(zhí)行，狀態(tài)機返回未被選定態(tài)。此時，應(yīng)該向被預約方發(fā)送預約解除信息，解除之前的操作預約。
當控制操作命令最終被執(zhí)行完之后，會返回確認信息或命令終止服務(wù)來表明操作是否到位。但無論操作是否到位，收到這兩個信息時，狀態(tài)機都會返回到未被選定態(tài)，等待下一次操作。即預約請求方應(yīng)該向被預約方發(fā)送預約解除信息，解除之前的操作預約。在整個過程中無論何時收到取消操作命令，狀態(tài)機都會返回未被選定態(tài)，被預約方都解除預約。
因此，當被預約方斷路器2012的服務(wù)追蹤模塊收到的報告報文中，包含有開關(guān)選定請求命令正應(yīng)答信息時，將預約邏輯變量值置為O。而當收到的報文中包含有取消操作、 操作的負應(yīng)答、命令操作時間到的應(yīng)答、命令終止的服務(wù)信息時，將預約邏輯變量值置為I。
(9) 當預約邏輯變量值為0，按照含預約邏輯變量的改進閉鎖算法，斷路器2012的閉鎖邏輯表達式為 [20511 (I 取 20512(0)&20121 (1:&20122(1)^20511 (0〗&2012 (其中 2012R 為預約邏輯)，運算結(jié)果為0，斷路器2012的操作被閉鎖，斷路器2012被預約成功。
(10)當解析出來的預約邏輯變量值為1，按照含預約邏輯變量的改進閉鎖算法， 斷路器2012的閉鎖模塊做與運算，值為原邏輯表達式的值。斷路器2012的預約被解除。
其中含預約邏輯變量的改進閉鎖算法如圖7所示，具體如下閉鎖模型主要包括通信和閉鎖兩個模塊。其中通信模塊負責各個開關(guān)和斷路器之間的 goose報文通信，當變電站的各個智能電子設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化時，立即以高頻率發(fā)送goose 報文，更新實時數(shù)據(jù)庫。當沒有變化發(fā)生時，也發(fā)送goose報文，但仍以較低固定頻率發(fā)送 goose報文，維持實時數(shù)據(jù)庫。閉鎖模塊的實現(xiàn)主要包括組合數(shù)據(jù)、預約邏輯和實時數(shù)據(jù)庫。
CILO邏輯節(jié)點通過通信模塊來接收其它各個開關(guān)的位置信息，將他們存儲在實時數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)收到的goose報文實時更新。實時數(shù)據(jù)庫中包含與2012斷路器具有閉鎖關(guān)系的所有開關(guān)的位置狀態(tài)和邏輯值，根據(jù)閉鎖規(guī)則由這些相關(guān)的邏輯值計算出組合條件的結(jié)果。開關(guān)的最終閉鎖條件由組合條件和預約邏輯進行邏輯相與運算，得出最終的閉鎖條件值，存入CILO值中。這個邏輯值會實時更新存儲在CILO值當中，當存在閉鎖關(guān)系的任何開關(guān)位置發(fā)生變化，都有可能引起閉鎖邏輯值發(fā)生變化。當操作命令到達開關(guān)控制模塊時， 會檢測閉鎖關(guān)系是否正確，如果正確，則進行操作，否則取消操作。例如，針對母聯(lián)間隔斷路器2012，其原來的閉鎖邏輯表達式為 20511(1)&20512(0)&20121(1)&20122(1)+20511(0)⑴；當采用預約機制后斷路器2012的閉鎖邏輯表達式為[20511(1^20512(0^20121(1)&20122(1)1-2051 l(0j&2012R (其中 2012R 為預約邏輯)(2)；將斷路器2012的服務(wù)追蹤模塊解析出來的預約邏輯變量值代入式(2)即可得出閉鎖結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種基于服務(wù)追蹤的含預約邏輯母聯(lián)閉鎖方法，其步驟如下1)線路間隔智能人機接口發(fā)送開關(guān)選定請求命令，選定即將要操作的開關(guān)A;2)開關(guān)A的開關(guān)控制模塊接到開關(guān)選定請求命令，該開關(guān)控制模塊的應(yīng)答為負應(yīng)答時，操作將退出；該開關(guān)控制模塊的應(yīng)答為正應(yīng)答，表示請求命令通過；3)開關(guān)控制模塊將正應(yīng)答信號返回給智能人機接口，智能人機接口向開關(guān)A的開關(guān)控制模塊發(fā)送操作命令；同時，開關(guān)A內(nèi)部的服務(wù)追蹤模塊將自動追蹤正應(yīng)答，形成報文， 發(fā)送給與開關(guān)A存在閉鎖關(guān)系的母聯(lián)斷路器B內(nèi)部的服務(wù)追蹤模塊；4)開關(guān)A的開關(guān)控制模塊在接到命令后，對內(nèi)部執(zhí)行環(huán)境進行檢測，內(nèi)部執(zhí)行環(huán)境檢測通過后，再檢測閉鎖模塊實時提供存放在該節(jié)點的閉鎖邏輯值，閉鎖邏輯值為O時，不執(zhí)行操作命令，退出操作；閉鎖邏輯值為I則可以操作，返回正應(yīng)答；同時，所有的控制服務(wù)都將被開關(guān)A內(nèi)部的服務(wù)追蹤|旲塊追蹤；5)開關(guān)A的開關(guān)控制模塊返回正應(yīng)答，并對開關(guān)A進行閉合操作；6)開關(guān)A閉合后將發(fā)送閉合報告和命令終止服務(wù)報告給開關(guān)控制模塊和智能人機接口，開關(guān)A內(nèi)部的服務(wù)追蹤|旲塊也將追蹤所有的控制服務(wù)；7)開關(guān)A端智能人機接口接到命令終止服務(wù)報告，退出操作流程；8)開關(guān)A的服務(wù)追蹤模塊將追蹤到的控制命令服務(wù)信息以報告的形式發(fā)送給母聯(lián)斷路器B的服務(wù)追蹤模塊，母聯(lián)斷路器B的服務(wù)追蹤模塊通過基于控制命令解析的預約邏輯算法，將預約邏輯變量值傳送給母聯(lián)斷路器B的閉鎖模塊；9)當服務(wù)追蹤模塊追蹤到的控制命令服務(wù)信息為開關(guān)選定請求命令的正應(yīng)答時，解析出來的預約邏輯變量值為O ;按照含預約邏輯變量的改進閉鎖算法，母聯(lián)斷路器B的閉鎖模塊做與運算，值為O ;母聯(lián)斷路器B的操作被閉鎖，母聯(lián)斷路器B被預約成功；10)當服務(wù)追蹤模塊追蹤到的控制命令服務(wù)信息是取消操作、操作的負應(yīng)答、命令操作時間到的應(yīng)答、命令終止的服務(wù)時，解析出來的預約邏輯變量值為I ;按照含預約邏輯變量的改進閉鎖算法，母聯(lián)斷路器B的閉鎖模塊做與運算，值為原邏輯表達式的值；母聯(lián)斷路器B的預約被解除。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于服務(wù)追蹤的含預約邏輯母聯(lián)閉鎖方法。具有閉鎖關(guān)系的線路間隔隔離開關(guān)和母聯(lián)斷路器處于不同間隔內(nèi)，當對隔離開關(guān)進行操作時，隔離開關(guān)的服務(wù)追蹤模塊將對操作控制命令進行追蹤，并以控制命令服務(wù)報告的形式發(fā)送給母聯(lián)斷路器的服務(wù)追蹤模塊。母聯(lián)斷路器的服務(wù)追蹤模塊在收到報告報文后通過解析報文內(nèi)容，改變閉鎖模塊中的預約邏輯變量值，來啟動或取消預約，當預約成功后，母聯(lián)斷路器將不能被操作。本發(fā)明能很好地防止具有閉鎖關(guān)系的兩個開關(guān)設(shè)備并發(fā)性操作，避免因同時操作而導致的閉鎖錯誤，防止閉鎖錯誤造成災(zāi)難性事故的發(fā)生。
文檔編號H02B3/00GK103036164SQ201210508660
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者段斌, 姚子力, 李國競, 蘇永新, 潘嘉琪 申請人:湘潭大學