CN102411649B

CN102411649B - 利用智能装置通用模型实现互换设计的方法

Info

Publication number: CN102411649B
Application number: CN2011102273758A
Authority: CN
Inventors: 王东伟; 黄萍; 黄德斌; 唐毅; 修黎明; 高秀荣; 信珂; 李如振; 殷博超; 张凡; 李鹏飞; 周志勇; 邹振宇; 林清海
Original assignee: JINAN RONGFU TECHNOLOGY Co Ltd; Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp Ltd
Current assignee: Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp Ltd
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2031-08-09
Also published as: CN102411649A

Abstract

本发明公开了一种利用智能装置通用模型实现互换设计的方法，通过类型模型实现了装置互换设计，设计人员通过类型模型进行二次系统的设计，导入各个厂家的ICD文件进行SCL建模，基于完整的语义对应关系库进行对点，完成SCD文件的生成。本发明给设计院提供了在初设阶段达到二次系统设计深度的手段，使初设方案更准确。强化了设计单位在智能变电站建设工作中的角色和职能：给设计部门提供了介入二次通信集成的能力和手段，从源头上对变电站的二次通信过程进行控制，利于变电站二次系统集成工作的规范化和标准化，也利于安装调式工作的协调，更利于今后变电站工程的扩建、改造以及设备的更新。

Description

利用智能装置通用模型实现互换设计的方法

技术领域

本发明涉及一种利用智能装置通用模型实现互换设计的方法。

背景技术

目前智能变电站设计面临的问题，

1）在变电站初步设计阶段需要设计院提供对智能装置的功能、性能指标及通信设备电缆光缆等的用料清册，而如果初步设计深度不够的话，很难比较准确的给出这些信息。

2）即使到施工图设计阶段，厂家的智能装置能力描述文件ICD文档提供不出来，或者出现提供的智能装置能力描述文件ICD文档版本变更频繁的现象，而智能装置能力描述文件ICD文档发生变化会导致模型文件和二次回路的变化。

3）由于同电压等级、设计方案类似的变电站的二次回路很大程度上是相同的，所以传统变电站在施工图设计阶段，设计人员会基于以前做的变电站设计工程进行修改部分回路完成设计，大大减小了工作量。而智能变电站如果是直接基于智能装置能力描述文件ICD进行设计，很难实现基于工程的相似性完成设计。

4） IEC61850标准很重要的一点就是解决智能装置互操作互换的问题，在设计环节也应该考虑解决智能装置互换的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用智能装置通用模型实现互换设计的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：利用智能装置通用模型实现互换设计的方法，该方法的实现步骤如下：

步骤1.定义模型资源描述框架RDF Schema：采用与IEC61970 CIM相同的形式用资源描述框架RDF描述IEC61850模型，给出IEC61850模型的资源描述框架RDF Schema，以确定IEC61850模型对象的结构,所述IEC61850模型对象的结构包括模型类，模型类属性及模型类之间的关联关系；

步骤2.在AutoCAD中定义图元类型，图元类型与模型类具有一一对应的关系；

步骤3.在系统数据库中建立智能装置虚端子的语义库，所述语义库是指智能装置虚端子的全部属性；

步骤4.在系统数据库中定义以虚端子为特征的一系列智能装置类型模型，用语义库中的语义描述智能装置类型模型的虚端子，赋予虚端子语义；

步骤5.图形建模：绘制图元类型的实例，通过图元类型实例之间的连线建立与之对应的模型对象之间的关联关系，完成整个变电站图形建模设计，其中变电站中所涉及到智能装置模型使用步骤4中定义的智能装置类型模型；

步骤6.用实际采用的智能装置模型代替智能装置类型模型：导入实际采用智能装置能力描述文件ICD模型文件，依据实际采用智能装置能力描述文件ICD模型文件中虚端子语义与智能装置类型模型中虚端子语义的对应关系实现智能装置的互换性；

步骤7.基于替换后的智能装置模型生成全变电站的模型对象数据；

步骤8.按照IEC61850-6对变电站配置描述语言SCL语法和语义规定，根据全站的模型对象数据生成变电站系统配置文件SCD、智能装置实例配置文件CID模型文件及用于施工、调试的逻辑关系的报表。

所述的模型类包括断路器、隔离开关、互感器、变压器、智能装置IED、逻辑设备LD、逻辑节点LN、数据对象DO、数据属性DA、数据集、虚端子和虚拟二次回路。

所述的图元类型包括一次设备中断路器、隔离开关、互感器、变压器，智能装置IED、虚端子和虚拟二次回路。

本发明有益效果是：

1) 基于类型模型完成二次系统的设计，给设计院提供了在初设阶段达到二次系统设计深度的手段，使初设方案更准确。

2) 为设计人员实现智能装置接口的标准化提供了实现手段，并且设计时，有利于实现标准化设计；

3) 基于类型模型设计解决了厂家智能装置能力描述文件ICD文件提供不出来或频繁变更的问题，设计院直接基于类型模型进行设计，拿到智能装置能力描述文件ICD文件后进行对点生成变电站系统配置文件SCD模型文件即可。

4) 基于类型模型设计增加了设计工程的通用性，针对类似的工程，设计院只需要对类型模型进行稍微的修改，然后与新工程的智能装置能力描述文件ICD文件对点即可完成全部设计。

5) 基于图模一体化同步完成智能变电站的二次回路设计与模型文件生成，每个图元背后对应一个数据对象，通过图形操作模型，确保了二次回路设计与模型文件的一致性，解决了当前智能变电站设计深度不够的问题。

6) 实现达到不了解IEC61850技术细节的设计人员能完成变电站模型设计。设计人员在设计二次回路时不用关心模型文件内部细节，只需要依照传统变电站设计完成二次回路设计即可同步完成模型文件生成。

7) 强化了设计单位在智能变电站建设工作中的角色和职能：给设计部门提供了介入二次通信集成的能力和手段，从源头上对变电站的二次通信过程进行控制，利于变电站二次系统集成工作的规范化和标准化，也利于安装调式工作的协调，更利于今后变电站工程的扩建、改造以及设备的更新。

8) 增加了变电站运行维护的可视性：变电站系统配置文件SCD 文件包含了整个系统的集成信息，但相关信息并不直观明了，对设备安装和运行维护人员而言，网络传输的信息是不透明的，给设备的安装调试和运行维护带来了极大的不便，图形化设计的虚二次回路设计可以将设备之间的信息传递以传统的二次回路方式进行表达。

9) 结合传统设计人员的习惯，在基于AutoCAD 平台下进行图形化的回路设计，更便于设计人员操作。

10) 由于一次系统使用IEC61970公共信息模型CIM模型描述模型，可以导出支持其他应用的数据，增加了方法的开放性。

附图说明

图1为本发明的整体流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

为了解决上述问题，本方法提出了智能装置类型模型的概念，对变电站内每个智能装置都有特定的应用场景，类型模型定义为任何能够适用于该应用场景的智能装置。类型模型是与应用功能和应用场景相关的。如图1所示为本发明的实现流程图，包括如下几个步骤：

1.定义模型Schema：采用与IEC61970公共信息模型CIM相同的形式用资源描述框架RDF描述IEC61850模型，给出IEC 61850模型的资源描述框架RDF Schema，以确定模型对象的结构（模型类、模型类的属性，模型类之间关联关系）。模型类包括：断路器、隔离开关、互感器、变压器、智能装置IED（保护装置、测控装置、合并单元、智能终端等）、逻辑设备LD、逻辑节点LN、数据对象DO、数据属性DA、数据集、虚端子、虚拟二次回路等。

2.在AutoCAD中定义图元类型，建立图元类型与模型类的一一对应关系：具体的图元类型包括一次设备（断路器、隔离开关、互感器、变压器等）、智能装置IED（保护装置、测控装置、合并单元、智能终端等）、虚端子、虚拟二次回路等，其中，将智能变电站中通过网络信号完成的二次信号交换功能（即虚端子之间的通信关系）定义为虚拟二次回路。在系统数据库中建立智能装置虚端子的语义库，所述语义库是指智能装置虚端子的全部属性。

3.在系统数据库中定义以虚端子为特征的一系列智能装置类型模型，用语义库中的语义描述智能装置类型模型的虚端子，赋予虚端子语义；

4.图形建模：绘制图元类型的实例，通过图元类型实例之间的连线建立与之对应的模型对象之间的关联关系，完成整个变电站图形建模设计，其中变电站中所涉及到智能装置模型为使用步骤3中定义的智能装置类型模型；

5.用实际采用的智能装置模型代替智能装置类型模型：导入实际采用智能装置的能力描述文件ICD模型文件，依据智能装置能力描述文件ICD模型文件中虚端子语义与智能装置类型模型中虚端子语义的对应关系实现智能装置的互换性；

6.基于替换后的智能装置模型生成全变电站的模型对象数据；

7.按照IEC61850-6对变电站配置描述语言SCL语法和语义规定，根据全站的模型对象数据生成变电站系统配置文件SCD、智能装置实例配置文件CID模型文件及用于施工、调试的逻辑关系的报表。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims

1.一种利用智能装置通用模型实现互换设计的方法，其特征是，该方法的实现步骤：

步骤1.在系统数据库中定义模型资源描述框架RDF Schema：采用与IEC61970公共信息模型CIM相同的形式用资源描述框架RDF描述IEC61850模型，给出IEC61850模型的资源描述框架RDF Schema，以确定IEC61850模型对象的结构,所述IEC61850模型对象的结构包括模型类，模型类属性及模型类之间的关联关系；

2.根据权利要求1所述的利用智能装置通用模型实现互换设计的方法，其特征是，所述的模型类包括断路器、隔离开关、互感器、变压器、智能装置IED、逻辑设备LD、逻辑节点LN、数据对象DO、数据属性DA、数据集、虚端子和虚拟二次回路。

3.根据权利要求1所述的利用智能装置通用模型实现互换设计的方法，其特征是，所述的图元类型包括一次设备、智能装置IED、虚端子和虚拟二次回路，其中，所述一次设备包括断路器、隔离开关、互感和变压器。