CN102346670A - 变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序系统，其特征在于：包括逻辑模块支撑组件库：具备符合模块排序规则定义要求的系统内置组件模块和用户自定义功能模块，提供组成保护测控等逻辑组态的各类单元元件；模块运算顺序智能排定技术：具备逻辑模块元件的信息汇集及各元件模块的运算顺序的智能排定功能。包括：逻辑模块信息汇集与分类功能、模块运算顺序递归排定功能、逻辑环路规则检查功能。本发明可用于数字式继电保护装置、测控装置、电能质量监测装置等一系列需要数据采集、保护运算控制的电子设备，为目前变电站数字化/智能化后数据采集方式多样、保护测控功能需求复杂、升级维护困难的问题提供了一种方便的解决方案。
Description
技术领域
本发明针对电力系统在智能变电站中数字式二次设备的保护/测控逻辑组态编辑时，各功能模块的运算顺序需手动设定及功能升级维护复杂的问题，发明了一种变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序系统。属于电力系统智能变电站技术领域。
背景技术
随着变电站数字化、智能化技术的不断发展与推进，现场对变电站自动化系统中继电保护装置等设备的功能要求越来越丰富；另外，国家电网公司相继推出了《智能变电站技术导则》、《智能变电站继电保护技术规范》、《变电站智能化改造技术规范》等一系列智能变电站建设和实施的技术相关标准，对变电站二次设备的功能提出更高的要求。这些都使得如今继电保护软件功能越趋复杂，传统的直接采用C语言等方式编写程序的方法已不能满足现场灵活的需求变化，而且用户及一般工程技术人员难以全面掌握，保护功能测试与后期升级维护困难。
如今，面向对象的软件设计思想和模块化编程理念逐渐深入人心，更多的软件设计人员倾向于通用型、易维护、模块化、可配置、可裁剪的功能软件，逻辑组态软件应运而生。采用逻辑组态软件进行保护开发，逻辑功能按模块进行封装，可使得保护在功能丰富的同时增加配置的灵活性和可扩展性，一定程度上简化了保护设计过程，利于现场工程的快速开展。
逻辑组态软件的最终目的在于生成现场可用的保护可执行映像程序，其核心之一在于逻辑模块运算顺序的指定，逻辑模块的运算顺序直接关系到保护的执行效率以及保护执行结果的正确性。目前国内的逻辑组态工具中逻辑模块的运算顺序都需要开发人员手动设定和确认，顺序制定规则复杂，专业性均较强。据统计，组态工具实现的常规保护逻辑图中细分元件数量一般约为200~800个，在此类模块元件数量众多、逻辑拓扑复杂的保护中，模块运算顺序靠人工手动设定非常容易出错；而当对逻辑进行修改，如增加或减少功能模块时，运算顺序又需重新指定，编辑工作量较大，面向用户使用困难。目前尝试使用的分页组态等方法又有诸多限制，如页面内不能有逻辑环，功能无法集中在同一页面内编辑等，这些都不能满足保护的正确、快速地开发调试和面向用户使用的功能需要。
因此，需要有一种变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序方法，能自动排定组态中各逻辑模块的运算顺序，以简化模块运算顺序排定流程，提高保护生成效率，同时满足面向用户及一般工程技术人员的应用需求，降低保护功能测试与后期升级维护的困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种通用的变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序系统，以提高保护逻辑组态工具的编辑、调试和升级维护效率，满足智能变电站复杂多变的工程应用的需要。
为实现上述发明目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的:
一种通用的变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序系统，其特征在于：包括
逻辑模块支撑组件库：具备符合模块自动排序定义要求的系统内置组件模块和用户自定义模块，提供组成保护逻辑的各类单元元件，各元件的输入输出信号参数应定义符合排序应用要求；
通用的模块运算顺序智能排定功能模块：根据逻辑拓扑自动排定各逻辑模块的运算顺序，包括逻辑模块信息汇集与分类功能模块、模块运算顺序递归排定功能模块与逻辑环路规则检查功能模块。
本发明的有益效果是：本发明设计了一种通用的变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序方法，支持逻辑组态工具中模块运算顺序的智能排定。它可用于数字式继电保护装置、测控装置、电能质量监测装置等需要数据采集、保护运算控制的电子设备。有效地提高了保护/测控逻辑编辑生成的效率，减少了由于现场需求变化而导致的逻辑修改、调试时间，降低了程序编写和升级维护的难度，方便了工程应用的开展。
附图说明
图1为变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作具体的介绍。
前述的变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序方法，其特征在于：所述逻辑模块支撑组件库，包括保护逻辑组态所需的符合排序信息规则要求的系统内置组件模块和用户自定义模块,所述各系统内置组件模块和用户自定义模块包括：
系统输入元件模块：只能有信号输出而不能有输入，只可以获取系统资源，如系统运行内部状态量、模拟量采样输入、开关量输入、GOOSE信号输入等；
系统输出元件模块：只能有信号输入至模块中而不能有输出，只可以输出系统资源，如开关量控制输出、GOOSE跳闸信号输出等；
中间运算逻辑模块：不能访问系统资源，只能访问本模块所涉及的信号资源；
逻辑模块所有涉及到的数据都在其输入输出引脚定义上表现，而不存在外部不可见的、隐含的系统资源数据访问。
当功能需求变化或需要升级维护时，根据排序信息规则中模块定义规则要求添加或修改相关的用户自定义模块即可，此组件库提供了模块运算顺序智能排序方法的信息基础。
前述的变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序方法，其特征在于：所述通用的模块运算顺序智能排定模块的逻辑模块信息汇集与分类功能模块汇集组态时从逻辑模块支撑组件库中提取使用的单元模块类型信息，按照系统输入元件模块（外部采样输入模块、内部状态量模块、外部开关量输入模块、外部GOOSE信号输入模块等）、中间运算处理元件模块、系统输出元件模块（开关量控制输出、GOOSE输出、告警跳闸信息等输出）三大类对模块运算顺序进行分类。
前述的变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序方法，其特征在于：所述通用的模块运算顺序智能排定模块的模块运算顺序递归排定功能模块根据逻辑拓扑排列各元件的运算顺序，具体步骤如下：
1.系统输入元件模块优先排序，系统输入元件之间的运算顺序无先后要求;
2.当所有系统输入元件顺序排定后，根据拓扑查找排定中间运算模块的顺序,假如某模块的所有输入引脚信号的源模块运算顺序已排定，那么此模块运算顺序即可跟随排定;
3.按步骤2递归排定所有模块的运算顺序，直至找不到满足步骤2的模块；
4.如组态中存在逻辑环路，则从逻辑环路中任意抽取元件，指定顺序后继续排序，直到排序完成。
前述的变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序方法，其特征在于：所述通用的模块运算顺序智能排定模块的逻辑环路规则检查功能模块对递归排序中逻辑中的信号环路进行自动识别和告警提示，并提供断环模块进行信号指定隔断，满足用户指定功能需要，且在生成执行映像时自动删除，避免了逻辑信号循环而导致的异常，保证逻辑自动排序的正确性。
图1是本发明变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序方法流程图。
系统的逻辑模块组件库提供了保护逻辑编辑所需的通用的与/或/非门、定时器、基本算数模块等系统内置模块，以及过流保护、重合闸、差动保护、幅值/角度/功率测量等功能特定的用户自定义模块，各模块的输入输出信号参数符合自动排序定义规则要求。当现场需求变化或需要功能维护升级时，则根据模块规则要求添加或修改相关的用户自定义模块即可。
通过既定的保护逻辑拓扑将各相关模块组合连接到一起，采用图形化的编辑实现了保护逻辑的可视化，通过逻辑模块信息汇集与分类功能对逻辑中使用到的模块信息进行收集，按类别如系统输入模块、中间运算处理元件模块、系统输出模块进行模块分类，根据逻辑拓扑结构按此优先级为各模块的运算顺序作准备。
系统优先完成系统输入模块的排序后，按逻辑拓扑结构递归一个个排定后续中间运算模块的运算顺序，在排序的同时对逻辑中的环路进行自动检查判别并在窗口中告警显示，并提供了特殊的断环模块对逻辑环路进行隔断，避免由于信号循环而导致的逻辑异常。如此循环递归直至自动排定所有模块的运算顺序，保证了逻辑生成的正确性和快速性。
上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采取等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序系统，其特征在于：包括
逻辑模块支撑组件库：具备符合模块自动排序定义要求的系统内置组件模块和用户自定义模块，提供组成保护逻辑的各类单元元件，各元件的输入输出信号参数应定义符合排序应用要求；
通用的模块运算顺序智能排定功能模块：根据逻辑拓扑自动排定各逻辑模块的运算顺序，包括逻辑模块信息汇集与分类功能模块、模块运算顺序递归排定功能模块与逻辑环路规则检查功能模块。
2.根据权利要求1所述的变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序方法，其特征在于：所述逻辑模块支撑组件库的各系统内置组件模块和用户自定义模块包括：
系统输入元件模块：只能有信号输出而不能有输入，只获取系统资源；
系统输出元件模块：只能有信号输入至模块中而不能有输出，只输出系统资源；
中间运算逻辑模块：不访问系统资源，只访问本模块所涉及的信号资源；
当功能需求变化或需要升级维护时，根据排序信息规则中模块定义规则要求添加或修改相关的用户自定义模块。
3.根据权利要求1所述的变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序方法，其特征在于：所述通用的模块运算顺序智能排定模块的逻辑模块信息汇集与分类功能模块汇集组态时从逻辑模块支撑组件库中提取使用的单元模块类型信息，按照系统输入元件模块、中间运算处理元件模块、系统输出元件模块三大类对模块运算顺序进行分类。
4.根据权利要求1所述的变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序方法，其特征在于：所述通用的模块运算顺序智能排定模块的模块运算顺序递归排定功能模块根据逻辑拓扑排列各元件的运算顺序，具体步骤如下：
1)系统输入元件模块优先排序，系统输入元件之间的运算顺序无先后要求;
2)当所有系统输入元件顺序排定后，根据拓扑查找排定中间运算模块的顺序,假如某模块的所有输入引脚信号的源模块运算顺序已排定，那么此模块运算顺序即可跟随排定;
3)按步骤2)递归排定所有模块的运算顺序，直至找不到满足步骤2的模块；
4)如组态中存在逻辑环路，则从逻辑环路中任意抽取元件，指定顺序后继续排序，直到排序完成。
5.根据权利要求1所述的变电站图形化逻辑组态工具模块智能排序方法，其特征在于：所述通用的模块运算顺序智能排定模块的逻辑环路规则检查功能模块对递归排序中逻辑中的信号环路进行自动识别和告警提示，并提供断环模块进行信号指定隔断，满足用户指定功能需要，且在生成执行映像时自动删除。
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