CN114461584A - 一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，包括：筛选制作配置文件的ICD模型文件常用连接虚端子的属性，组建包含显性属性的虚端子数据对象库；从数据对象库中获取工程用ICD模型文件以及生成SCD文件的必备信息；对数据对象库中的显性属性进行编码并据此实例化工程用ICD模型文件引脚，生成对应ICD模型带有显性属性引脚的组态文件；关联各ICD模型的组态文件，以编码匹配形式将相关联ICD模型的组态文件进行虚端子引脚自动连接。本发明能够精准实现配置文件中常用虚端子的自动连接，避免模型文件中内部大量空置虚端子由于内部关联结构造成的虚端子连接干扰，节约虚端子查找以及匹配过程所耗费的时间。

Description

一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法

技术领域

本发明属于智能变电站配置文件管控技术领域，涉及一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法。

背景技术

智能变电站配置文件是站内二次系统及其信号传输的核心，在新建或改扩建过程涉及到二次系统网络搭建、回路连接中，均需对配置文件，特别是电站配置描述(Substation Configuration Description，SCD)文件进行相应制作、修改。而智能站中GOOSE信号开入、开出以及SV信号模拟量采样信号的传输均为端对端模式，这些信号“虚端子”连接的光纤回路代替了传统变电站内电缆传输，虚端子连接的准确性和一致性是保证二次信号准确传输的关键。

在对变电站SCD文件制作、修改中，虚端子连接是最为复杂及耗时的环节：对于新增的保护(测控)实体装置，需利用各自装置对应的数字化模型文件ICD文件(IED能力描述文件)，在过程层具体逻辑设备(LD)开展由内部信号、外部信号组成的GOOSE、SV虚端子信号一一连接。

以典型的220kV线路保护为例，其内部信号GOOSE虚端子连接包含“各相断路器位置信号，闭锁重合闸信号，压力低禁止重合闸信号，母线保护支路跳闸信号”等6-7条状态动作信号，而SV虚端子连接则包含“延时、电压、电流、同期”等数十条信号。据统计，典型220kV站内虚端子连接达到上百条，多的近千条。

目前，工程人员在完成虚端子的连接中，主要是利用制作软件对照虚端子连接表，将需要的数据对象从对应逻辑节点中提取出来，再与对应的数据组合进行逐一连接。这种人工遍历式的虚端子逐一连接方法，效率较低，且由于虚端子逻辑节点下设数据属性、对象较为繁多，在连接虚端子时容易出现错连漏连的问题，对变电站的安全稳定运行造成影响，严重时可能导致区域电网的非正常停电事件，威胁用户供电可靠性。

事实上，对于确定种类ICD模型文件中，常用于连接的虚端子是固定的，其数据对象的种类、数量以及在ICD模型文件逻辑节点下的分布也是确定的。可针对虚端子连接这种“固定”特点，进行连接方法的创新，改变传统人工逐一连接模式的弊端，提升虚端子连接效率和准确率。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本申请提供一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，能够精准实现配置文件中常用虚端子的自动连接，避免模型文件中内部大量空置虚端子由于内部关联结构造成的虚端子连接干扰，节约虚端子查找以及匹配过程所耗费的时间。在属性编码表准确性保证的前提下，利用组态文件“引脚对接”连接方式避免传统虚端子连接多存在的错连、漏连问题，提升连接效率。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，包括以下步骤：

步骤1：筛选制作配置文件的ICD模型文件常用连接虚端子的属性，组建包含显性属性的虚端子数据对象库；

步骤2：从数据对象库中获取工程用ICD模型文件以及生成SCD文件的必备信息；

步骤3：对数据对象库中的显性属性进行编码并据此实例化步骤2获取的工程用ICD模型文件引脚，生成对应ICD模型带有显性属性引脚的组态文件；

步骤4：关联各ICD模型的组态文件，以编码匹配形式将相关联ICD模型的组态文件进行虚端子引脚自动连接。

本发明进一步包括以下优选方案：

优选地，步骤1具体包括：

步骤1.1：选择制作配置文件的统一标准的ICD模型文件；

步骤1.2：确定步骤1.1对应模型文件的常用连接虚端子并筛选显性属性；

步骤1.3：步骤1.2筛选出的显性属性建立虚端子数据对象库。

优选地，步骤1.1中，统一标准的ICD模型文件为采用“九统一”标准的ICD模型文件，包括不同型号的保护装置、合并单元、智能终端、测控装置、合智一体装置和保测一体装置对应的ICD模型文件。

优选地，步骤1.2中，确定步骤1.1对应模型文件的常用连接虚端子至“数据对象类型”或者“数据属性”级，并将对应的虚端子筛选出来定义为显性属性，其他属性保留。

优选地，步骤2中，按照具体变电站二次设备配置信息从虚端子数据对象库中选择待配置连接对应的ICD模型文件，作为工程用ICD模型文件并确定生成SCD文件的必备信息。

优选地，所述生成SCD文件的必备信息包括变电站电压等级、接线方式、网络配置、间隔信息。

优选地，步骤3具体包括：

步骤3.1：制定属性编码表，将ICD模型文件的显性属性按照“接收”和“发送”端分类，并按照属性编码表进行编码排序；

步骤3.2：将ICD模型文件完成编码的显性属性实例为“引脚”，生成包含全部显性属性引脚的ICD模型组态文件。

优选地，步骤3.1中，采用“双侧统一编码”的方式制定属性编码表。

优选地，步骤3.1中，同一型号模型文件采用同一属性编码。

优选地，步骤4中，当相关联ICD模型的组态文件在发送端和接收端编码匹配时，组态文件根据间隔信息对关联间隔的虚端子进行引脚自动对接。

本申请所达到的有益效果：

本发明与传统人工基于虚端子表以及相关功能编码、关键字匹配的方法相比，本发明精准实现了配置文件中常用虚端子的自动连接，设计了以按照专家制定规则的显性属性功能(数据对象类型和数据属性)编码表进行虚端子连接的方法，避免了模型文件中内部大量空置虚端子由于内部关联结构造成的虚端子连接干扰，节约了虚端子查找以及匹配过程所耗费的时间。

此外，本发明设计的组态文件能够用于ICD模型文件制作初期以及后期改进阶段，在生成引脚化的组态文件后，即可实现利用模型组态文件“引脚对接”式的全部应用虚端子一键连接。

本发明组态文件引脚对接所生成的虚端子一致性和准确性承接编码表对应特性，在显性属性编码表准确性保证的前提下，利用组态文件“引脚对接”连接方式可以避免传统虚端子连接多存在的错连、漏连问题，实现虚端子的快速精准连接，提升连接效率。

附图说明

图1是本发明一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法流程图；

图2是本发明中虚端子数据对象库示例；

图3是本发明中双侧统一编码ICD组态文件结构示例；

图4是本发明实施例所引用的某母线保护220kV母线保护模型文件的常用连接虚端子；

图5是本发明中图4母线保护模型文件实例引脚后的组态文件；

图6是本发明中图4母线保护关联间隔组态文件的虚端子连接。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。

如图1所示，本发明的实施例1提供了一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述方法包括以下步骤：

步骤1：筛选制作配置文件的ICD模型文件常用连接虚端子的属性，组建包含显性属性的虚端子数据对象库；

本发明具体实施时，所述属性主要是模型中的“数据对象类型”和“数据属性”这一层级的数据集，即DO或者DA层级的属性对象。

进一步优选地，步骤1具体包括：

步骤1.1：选择制作配置文件的统一标准的ICD模型文件；

为适用目前大部分变电站的通用建设需求，国内制定了“九统一”模型文件规范标准。

因此本发明具体实施时，组建SCD文件、连接虚端子的基础模型文件为采用“九统一”标准的ICD模型文件，即采用基于“九统一”新型保护装置的技术特点的ICD模型文件，具体包含主流设备厂商的ICD模型文件，由不同型号的保护装置、合并单元、智能终端、测控装置、合智一体装置和保测一体装置等实体装置对应的ICD模型文件组成。

各实体装置具体功能如下：

保护装置：当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施的设备。

合并单元：将电压互感器及电流互感器的输出的模拟数据转换成数字数据。

智能终端：为传统断路器提供数字化接口并具体有就地操作箱功能。

测控装置：用于传输数据到后台和调度的装置；

合智一体装置：融合合并单元和智能终端功能为一体的装置；

保测一体装置：融合保护装置功能和测控装置功能为一体的装置。

步骤1.2：确定步骤1.1对应模型文件的常用连接虚端子并筛选显性属性，具体的：

确定步骤1.1对应模型文件的常用连接虚端子至“数据对象类型”或者“数据属性”级，并将对应的虚端子筛选出来定义为显性属性，其他属性保留，即其他属性功能为隐性属性。

对于不同电压等级的变电站，二次回路的连接对应关系较为固定，反映在配置文件的虚端子映射连接上同样也是固定的，这一连接关系均用于连接发送、接收两侧的模型文件逻辑节点下对应的数据对象。

在IEC61850模型文件结构中，用于变电站配置文件连接的多为“数据对象类型”或者“数据属性”这一层级，因此将这两个层级单独筛选出来建立数据对象库，但并未改变其原有内部模型文件结构。此数据对象库中仅建立包含“数据对象”和“数据属性”这两个显性属性，二者以同级并列形式存在，虚端子从属的其他属性功能隐藏保留。

将ICD模型文件库中的统一模型文件的有限个常用虚端子(数据对象)筛选出来，建立虚端子数据对象库，如图2所示。

筛选出来的单元按照“继电保护装置”、“合并单元”、“智能终端”等类型进行分类，图2仅将现有常用类型装置进行分类，实际上其他如测控装置、合智一体、保测一体装置的虚端子也包含在此数据库中。

进一步的，考虑到配置变化及技术发展，模型扩充等需求，所建立的数据对象库为开放结构，具备更新、删除、修改模型文件的功能。在模型文件库(虚端子数据对象库)组建完毕后即为基础数据库，其他对应虚端子连接工作可基于此数据库开展，不需每次重新建立该文件库。

在图4所示实施例中，常用数据对象类型为DO级，数据属性为DA级，图4所示为某保护装置ICD模型文件的常用连接虚端子。

图4(a)中，GOOSE虚端子在逻辑节点LN：GOINGGIO20下的常用连接虚端子为选中的DA:stval；

图4(b)中，SV虚端子在逻辑节点LN：SVINGGIO1的常用连接虚端子为选中的DO：SvIn)。

步骤1.3：步骤1.2筛选出的显性属性建立虚端子数据对象库，即对步骤1.1中统一标准的模型文件按照步骤1.2方法定义的显性属性保留，其他隐性属性隐藏，并将这两个显性属性层级单独筛选出来建立数据对象数据库，原有内部模型文件结构并不改变。

步骤2：从数据对象库中获取工程用ICD模型文件以及生成SCD文件的必备信息，具体为：

工程用ICD模型文件为组建SCD文件的基础材料，根据具体变电站二次设备配置信息从数据对象库中，选择待配置连接对应的ICD模型文件，即为工程用ICD模型文件。

被选中的ICD模型文件显性表现为“数据对象”和“数据属性”，其他属性为隐性属性。

获取生成SCD文件的必备信息，包括变电站电压等级、接线方式、网络配置、间隔信息等。这些信息为构建SCD的基本信息，包含一次接线图和二次配置信息，由变电站建设人员提供。

步骤3：对数据对象库中的显性属性进行编码并据此实例化步骤2获取的工程用ICD模型文件引脚，生成对应ICD模型带有显性属性引脚的组态文件，具体包括：

步骤3.1：制定属性编码表，将对步骤1中ICD中模型文件的显性属性(常用数据对象类型和数据属性)按照“接收”和“发送”端分类，并按照属性编码表进行编码排序。

且同一型号模型文件可用同一属性编码，如某厂家XXX型号的模型文件，同一型号ICD模型文件中的属性(DO和DA层级下的数据集)可以按照同一个编码顺序表排序。如图4(a)中的“支路4_1G刀闸位置”下拉的.stVAl属性，可将其放在图3中的数据属性2位置，用编码引脚4。

具体实施时，为使编码具有较高通用性，考虑由专家及相关从业人员制定属性编码表。

该属性编码表制定完成后可作为模板，同一类型的ICD文件在生成时仅需按照该表对显性属性进行排序，即可形成具备高度通用连接的ICD模型文件。

属性编码表的编码规则有多种方式，如“双侧统一编码”、“单侧统一编码”、“访问点对应统一编码”等。从减少制作SCD文件连接虚端子的难度考虑，推荐采用“双侧统一编码”方式。

所述双侧统一编码：接收和发送两侧的全部编码，在同一个从1开始的连续自然数集合里排序，如图3所示；

单侧统一编码：接收和发送侧的编码，各自在一个从1开始的连续自然数集合里排序；

访问点对应统一编码：部分属性在模型文件中是归属于同一个访问点，可将在同一个访问点下的属性按照从1开始的连续自然数排序。

步骤3.2：将ICD模型文件完成编码的显性属性实例为“引脚”，生成包含全部显性属性引脚的ICD模型组态文件。

所述引脚可用来与相关联模型文件对应端的引脚连接。包含全部显性属性引脚的ICD模型文件即为一个组态文件，图3所示为双侧统一编码的ICD模型组态文件结构。

图5所示为依照图4实施例常用连接虚端子实例引脚后，进行编码排序生成的组态文件。

在图5所示PM2201A母线保护装置的组态文件中，引脚1为图4(a)所示的“支路4_1G刀闸位置”的DA级引脚，引脚3为图4(b)所示的“母线电压MU额定延时”的DO级引脚。在发送端，引脚5、6、7、8也均为DA级引脚。本发明实施例中，实例化的引脚均为“数据对象类型”和“数据属性”级别引脚。

步骤4：关联各ICD模型的组态文件，以编码匹配形式将相关联ICD模型的组态文件进行虚端子引脚自动连接，具体的，组态文件根据间隔信息对关联间隔的虚端子进行引脚自动对接：

所述间隔信息和关联间隔可以理解为相近释义。间隔信息，即对于某个具体的智能设备，如某220kV线路保护而言，间隔信息主要是本间隔信息和关联间隔信息。

本间隔信息是确定哪些智能设备与该线路保护为同一间隔，即与该线路保护存在二次回路连接的对应支路的合并单元和智能终端；

而关联间隔信息是确定哪些智能设备与该线路保护为关联间隔，如该线路保护所挂接的母线保护为关联间隔信息。

当相关联ICD模型的组态文件(即关联间隔的组态文件)在发送端和接收端编码匹配时，组态文件的引脚自动对接，将相关联ICD模型的组态文件进行虚端子连接，如同一间隔的合并单元-保护装置-智能终端，三者进行两两相互关联虚端子连接。举例如下：某线路为支路12，同一间隔即为支路12所包含的线路保护、合并单元、智能终端，同一间隔里为“支路12”间隔所包含的3个智能设备。事实上还有跨间隔的连接，如涉及到的母线间隔。

具体实施例中，对相关联智能设备的组态文件根据属性编码表匹配，在编码匹配后进行组态文件的引脚对接，实现模型文件的虚端子自动连接，如图6所示。

本发明的虚端子连接方式为编码自动匹配形式，即相关联模型组态文件在发送端和接收端编码匹配时，组态文件的引脚自动对接，即实现对应虚端子的连接。

一般情况下，按照固定连接规则所形成编码表排序后生成的组态文件，即可直接以组态文件引脚对接的方式实现对应虚端子的相互连接。

特别地，如母差保护中涉及到多条支路时，支路编号的选择并不固定，此种情况下，只需将同一支路对应的组态文件显性属性编码匹配即可，再进行组态文件引脚对接，实现同一支路虚端子连接。

本实施例为完整的利用本发明进行虚端子连接的具体实施说明。事实上，模型文件数据对象库的建立属于基础工作，在其组建完成后，后续任何其他虚端子的连接及SCD文件制作均可基于此开展，并不需每次重新建立，有很高的通用性。本发明从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，其具有的实用进步性，己符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本发明以上的说明及附图，仅为本发明的较佳实施例而己，并非以此局限本发明，因此，凡一切与本发明构造，装置，待征等近似、雷同的，即凡依本发明专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本发明的专利申请保护的范围之内。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

步骤1：筛选制作配置文件的ICD模型文件常用连接虚端子的属性，组建包含显性属性的虚端子数据对象库；

步骤2：从数据对象库中获取工程用ICD模型文件以及生成SCD文件的必备信息；

步骤3：对数据对象库中的显性属性进行编码并据此实例化步骤2获取的工程用ICD模型文件引脚，生成对应ICD模型带有显性属性引脚的组态文件；

步骤4：关联各ICD模型的组态文件，以编码匹配形式将相关联ICD模型的组态文件进行虚端子引脚自动连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，其特征在于：

步骤1具体包括：

步骤1.1：选择制作配置文件的统一标准的ICD模型文件；

步骤1.2：确定步骤1.1对应模型文件的常用连接虚端子并筛选显性属性；

步骤1.3：步骤1.2筛选出的显性属性建立虚端子数据对象库。

3.根据权利要求2所述的一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，其特征在于：

步骤1.1中，统一标准的ICD模型文件为采用“九统一”标准的ICD模型文件，包括不同型号的保护装置、合并单元、智能终端、测控装置、合智一体装置和保测一体装置对应的ICD模型文件。

4.根据权利要求2所述的一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，其特征在于：

步骤1.2中，确定步骤1.1对应模型文件的常用连接虚端子至“数据对象类型”或者“数据属性”级，并将对应的虚端子筛选出来定义为显性属性，其他属性保留。

5.根据权利要求1所述的一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，其特征在于：

步骤2中，按照具体变电站二次设备配置信息从虚端子数据对象库中选择待配置连接对应的ICD模型文件，作为工程用ICD模型文件并确定生成SCD文件的必备信息。

6.根据权利要求5所述的一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，其特征在于：

所述生成SCD文件的必备信息包括变电站电压等级、接线方式、网络配置、间隔信息。

7.根据权利要求1所述的一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，其特征在于：

步骤3具体包括：

步骤3.1：制定属性编码表，将ICD模型文件的显性属性按照“接收”和“发送”端分类，并按照属性编码表进行编码排序；

步骤3.2：将ICD模型文件完成编码的显性属性实例为“引脚”，生成包含全部显性属性引脚的ICD模型组态文件。

8.根据权利要求7所述的一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，其特征在于：

所述属性编码表的编码规则包括双侧统一编码、单侧统一编码和访问点对应统一编码；

所述双侧统一编码是指接收和发送两侧的全部编码，在同一个从1开始的连续自然数集合里排序；

所述单侧统一编码是指接收和发送侧的编码，各自在一个从1开始的连续自然数集合里排序；

所述访问点对应统一编码是指将归属于同一个访问点下的属性按照从1开始的连续自然数排序。

9.根据权利要求8所述的一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，其特征在于：

步骤3.1中，采用双侧统一编码的方式制定属性编码表。

10.根据权利要求7所述的一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，其特征在于：

步骤3.1中，同一型号模型文件采用同一属性编码。

11.根据权利要求1-10任意一项所述的一种智能变电站配置文件虚端子组态连接方法，其特征在于：

步骤4中，当相关联ICD模型的组态文件在发送端和接收端编码匹配时，组态文件根据间隔信息对关联间隔的虚端子进行引脚自动对接。

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