CN103514336A - 基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力线缆技术领域,尤其涉及一种基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法。本发明自动判断所有变电站二次装置(IED)之间的虚端子连接,结合已有的装置物理部署信息,并采用虚实映射规则,生成光缆连接关系、尾缆连接关系。主要适用于电力设计院的设计人员在设计工作中,使用辅助设计工具软件完成智能变电站的设计。通过本方法,可以通过前期的变电站小室、屏柜配置以及屏柜内的IED物理端口、交换机物理端口、光纤配线架物理端口的配置,结合已经完成的虚端子连接工作自动生成光缆连接、尾缆连接等,从而大大减少智能变电站线缆设计方面的工作量和出错几率。提高设计效率,并减少人为设计的差错。

Description

基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电力线缆技术领域,尤其涉及一种基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法,具体是智能变电站自动化系统标准化设计的线缆自动化连接方法。
背景技术
[0002] 智能变电站是智能电网的关键组成部分,中国从2009年开始逐步推广智能变电站试点应用,目前已经投运200多座。智能变电站的核心标准就是IEC61850 (国内为DL/T860)。由于IEC61850标准以及电子式互感器的应用,使得智能变电站由传统变电站的以模拟量和硬接线为主的二次系统转变为以光纤以太网和数字化通信为主的二次系统,这使得整个变电站二次系统的专业构成发生了巨大的变化,以往由模拟电信号和继电器构成的系统逻辑现在全部由通信协议里的数字化信息与计算机软件来实现。这就导致智能变电站在设计环节也发生了质的变化。
[0003] 智能变电站完全按照IEC61850标准的系统分层形式构建,分为站控层、间隔层和过程层,各层的装置统称为IED。各层装置一般通过光纤以太网实现相互的通信连接,IED通过实现IEC61850的各种功能模型,并采用基于IEC61850模型配置语言SCL (变电站配置语言)的icd(IED配置描述文件)来描述自身实现的功能以及需要从外部获取的信号说明。IEC61850又规定了系统配置工具,用来根据设计院的设计以及各个装置的功能需求来实现这个系统的通信、信息流配置。其中的信息流虽然已不是以前的硬接线形式,而是在智能变电站里定义为IEC61850的数据模型,并采用基于以太网的各种IEC61850接口来实现传输,但仍然称其为“虚端子”,这些虚端子的连接关系就需要设计院来完成,然后交由系统集成商采用系统配置工具将虚端子连接关系配置到系统各个装置之中。显然,用于承载这些虚端子传输的物理网络连接及线缆连接的设计也应由设计院完成。
[0004] 由于IEC61850的应用,智能变电站中的很多对象全部实现了逻辑化,即由软件和协议来实现,各种功能和逻辑连接关系只有通过软件才能实现查看和测试,因此,设计院也开始使用智能变电站设计辅助软件来完成基于IEC61850标准的所有设计工作,包括各种图纸的自动绘制功能。那么,为了结合智能变电站的规范化结构和IEC61850逻辑模型的设计,提高使用软件工具开展设计工作的效率,需要研究各种设计工作的自动化功能。
发明内容
[0005] 本发明针对现有技术存在的问题,提供了一种基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法,目的是提供一种智能变电站辅助设计工具中使用的光缆连接自动化设计方法,即基于IEC61850的虚端子连接关系,来确定虚端子连接两端装置的光缆连接,也即采用虚实映射的方式实现光缆的自动生成。它可以显著提高设计效率,减少人为设计的错误率。可以实现相关光缆联系图、尾缆联系图以及光缆清册等的编制工作。
[0006] 本发明是通过以下技术方案来实现的: 基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法是:自动判断所有变电站二次装置(IED)之间的虚端子连接,结合已有的装置物理部署信息,并采用虚实映射规则,生成光缆连接关系、尾缆连接关系。
[0007] 所述的虚端子连接自动判断,是利用辅助设计工具软件所完成的虚端子连接关系,通过检索确定所有系统内IED的物理光通信链路连接关系。
[0008] 所述的虚端子包括goose和sv两类虚端子。
[0009] 所述的连接关系可以是软件自己的模型表达,还可以是全站配置文件S⑶里的IEC61850 模型。
[0010] 所述的结合已有的装置物理部署信息,是辅助设计工具软件需要具有物理部署信息的配置功能,应先配置如下几方面信息:变电站的小室、屏柜的配置以及屏柜内的IED、交换机、光纤配线架的物理通信端口配置;通过这些信息,为光缆的自动连接奠定基础。
[0011] 所述的虚实映射规则,是按照IED连接关系并结合IED所在的屏柜及小室采用一般性的变电站光缆配置原则:跨小室的连接确认为光缆连接;小室内部的连接确认为尾缆连接;室外不同屏柜间确认为光缆连接;再进一步确定屏柜内尾纤和跳线的配置原则:一个屏柜内所有光缆的纤芯先连接到光纤配线架,然后再跳接至交换机或IED ;尾缆的纤芯则接交换机或直接接入IED。
[0012] 所述的跨小室包括室外。
[0013] 所述的生成光缆连接关系、尾缆连接关系,是根据虚实映射规则,由系统自动完成IED到IED的光缆连接,并确定全站各个屏柜间的光缆连接关系、尾缆连接关系,从而借助软件的自动生成图纸功能,按这些已有的关系并给予图纸模板,生成光缆联系图、尾缆联系图以及光缆清册。
[0014] 所述的基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法,具体步骤如下: 第一步:先使用设计辅助软件完成IED物理端口、交换机端口、光配端口的初始化设
置,完成小室、屏柜的配置,先明确IED的物理部署,以方便后面的自动连接判断;
第二步:虚端子连接的实现;是IED逻辑连接关系的设计,设计人员通过使用辅助系统工具完成所有装置的虚端子连接而完成全站二次系统的逻辑连接;
第三步:由系统工具自动根据各个IED之间的逻辑连接关系明确IED之间的物理通信链路的确认,即完成虚实映射的第一步;具体的方法是软件依次检索已经完成虚端子连接的IED的所有虚端子连接的对端IED情况,如果对端为非同一屏柜内的IED,则在两IED之间建立一个物理光纤链路的标记;依次完成所有的IED检索和标记后,也就完成了第一步;第四步:根据两个具有物理光纤链路标记的IED各自所处小室的类型来判断二者之间的线缆类型,主要有三种情况:跨小室的连接确认为光缆连接;小室内部的连接确认为尾缆连接;室外不同屏柜间确认为光缆连接;
第五步:通过线缆类型,并结合各个IED所在屏柜内的光配和交换机等端口的设置情况,自动将线缆中的纤芯分配到各个端口之上。
[0015] 本发明的优点与积极效果如下:
本发明主要适用于电力设计院的设计人员在设计工作中,使用辅助设计工具软件完成智能变电站的设计。本方法提供一种基于IEC61850模型的电力系统中自动化装置(IED)的虚端子连接即逻辑连接来确定IED之间物理光链路连接从而确定全站光缆连接的一种软件自动化方法。通过此方法,可以通过前期的变电站小室、屏柜配置以及屏柜内的IED物理端口、交换机物理端口、光纤配线架物理端口的配置,结合已经完成的虚端子连接工作自动生成光缆连接、尾缆连接等,从而大大减少智能变电站线缆设计方面的工作量和出错几率。提高设计效率,并减少人为设计的差错。
[0016] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
[0017] 图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
[0018] 本发明是一种基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法。如图1所
/Jn ο
[0019] 本发明可以自动判断所有变电站二次装置(IED)之间的虚端子连接,结合已有的装置物理部署信息,并采用一定的虚实映射规则,生成光缆连接关系、尾缆连接关系。
[0020] 本发明中所述的虚端子连接自动判断,是利用辅助设计工具软件所完成的虚端子连接关系,可以是软件自己的模型表达,或是全站配置文件S⑶里的IEC61850模型,其中虚端子包括goose和sv两类虚端子。
[0021] 通过两个IED之间是否具有虚端子上的逻辑连接来确定所有系统内IED的物理光通信链路连接关系。
[0022] 本发明中所述的结合已有的装置物理部署信息是:辅助设计工具软件需要具有物理部署信息的配置功能,应先配置如下几方面信息:变电站的小室、屏柜的配置以及屏柜内的IED、交换机、光纤配线架的物理通信端口配置。通过这些信息,为光缆的自动连接奠定基础。
[0023] 所述的虚实映射规则,是按照IED连接关系并结合IED所在的屏柜及小室采用一般性的变电站光缆配置原则:跨小室(室外也视为一种小室)的连接确认为光缆连接;小室内部(不含室外)的连接确认为尾缆连接;室外不同屏柜间确认为光缆连接;再进一步确定屏柜内尾纤和跳线的配置原则:一个屏柜内所有光缆的纤芯先连接到光纤配线架,然后再跳接至交换机(如果有)或IED ;尾缆的纤芯则接交换机(如果有)或直接接入IED。这些规则借助软件的可配置性,可以由设计人员自行设计更为具体的映射原则。
[0024] 所述的生成光缆连接关系、尾缆连接关系,是根据虚实映射规则,由软件工具自动完成IED到IED的光缆连接,并确定全站各个屏柜间的光缆连接关系、尾缆连接关系(具体的表达形式由软件实现),从而借助软件的自动生成图纸功能,按这些已有的关系并给予图纸模板,生成光缆联系图、尾缆联系图以及光缆清册。
[0025] 本发明实现的具体方法步骤如下:
第一步:先使用设计辅助软件完成IED物理端口、交换机端口、光配端口的初始化设置,完成小室、屏柜的配置,先明确IED的物理路径,以方便后面的自动连接判断。
[0026] 第二步:虚端子连接的实现。虚端子连接也是智能变电站设计工作的关键步骤。虚端子连接实际上就是IED逻辑连接关系的设计。设计人员通过使用辅助工具软件完成所有装置的虚端子连接而完成全站二次系统的逻辑连接。[0027] 第三步:由软件工具自动根据各个IED之间的逻辑连接关系明确IED之间的物理通信链路的确认,即完成虚实映射的第一步。具体的方法是软件依次检索已经完成虚端子连接的IED的所有虚端子连接的对端IED情况,如果对端为非同一屏柜内的IED,则在两IED之间建立一个物理光纤链路的标记。依次完成所有的IED检索和标记后,也就完成了第一步。
[0028] 第四步:根据两个具有物理光纤链路标记的IED各自所处小室的类型来判断二者之间的线缆类型,主要有三种情况:跨小室(室外也视为一种小室)的连接确认为光缆连接;小室内部(不含室外)的连接确认为尾缆连接;室外不同屏柜间确认为光缆连接。
[0029] 第五步:通过线缆类型,并结合各个IED所在屏柜内的光配和交换机等端口的设置情况,自动将线缆中的纤芯分配到各个端口之上。这里面的对应规则应该由设计人员根据本单位设计习惯来制定规则,不在本专利的规定范围内。
[0030] 本发明所设计的光缆自动连接方式主要是在设计人员使用辅助设计工具时可以先行配置虚端子的连接关系,然后软件根据虚端子的连接关系来基本确定各个IED(二次装置)之间的物理链路关系,并根据预先设置的小室信息、组屏信息和判断规则来确定各个地点以及装置间的光物理链路连接。最后只需设计人员适当调整光配编号即可完成光缆连接的设计工作,再通过辅助工具软件的统计和出图功能,可以实现相关光缆联系图、尾缆联系图以及光缆清册等的编制工作。

Claims (9)

1.基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法,其特征是:自动判断所有变电站二次装置(IED)之间的虚端子连接,结合已有的装置物理部署信息,并采用虚实映射规则,生成光缆连接关系、尾缆连接关系。
2.根据权利要求1所述的基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法,其特征是:所述的虚端子连接自动判断,是利用辅助设计工具软件所完成的虚端子连接关系,通过检索确定所有系统内IED的物理光通信链路连接关系。
3.根据权利要求2所述的基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法,其特征是:所述的虚端子包括goose和sv两类虚端子。
4.根据权利要求2所述的基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法,其特征是:所述的连接关系可以是软件自己的模型表达,还可以是全站配置文件SCD里的IEC61850 模型。
5.根据权利要求1所述的基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法,其特征是:所述的结合已有的装置物理部署信息,是辅助设计工具软件需要具有物理部署信息的配置功能,应先配置如下几方面信息:变电站的小室、屏柜的配置以及屏柜内的IED、交换机、光纤配线架的物理通信端口配置;通过这些信息,为光缆的自动连接奠定基础。
6.根据权利要求1所述的基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法,其特征是:所述的虚实映射规则,是按照IED连接关系并结合IED所在的屏柜及小室采用一般性的变电站光缆配置原则:跨小室的连接确认为光缆连接;小室内部的连接确认为尾缆连接;室外不同屏柜间确认为光缆连接;再进一步确定屏柜内尾纤和跳线的配置原则:一个屏柜内所有光缆的纤芯先连接到光纤配线架,然后再跳接至交换机或IED ;尾缆的纤芯则接交换机或直接接入IED。
7.根据权利要求6所述的基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法,其特征是:所述的跨小室包括室外`。
8.根据权利要求1所述的基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法,其特征是:所述的生成光缆连接关系、尾缆连接关系,是根据虚实映射规则,由系统自动完成IED到IED的光缆连接,并确定全站各个屏柜间的光缆连接关系、尾缆连接关系,从而借助软件的自动生成图纸功能,按这些已有的关系并给予图纸模板,生成光缆联系图、尾缆联系图以及光缆清册。
9.根据权利要求1所述的基于虚实映射方式的智能变电站光缆连接自动设计方法,其特征是:具体方法步骤如下: 第一步:先使用设计辅助软件完成IED物理端口、交换机端口、光配端口的初始化设置,完成小室、屏柜的配置,先明确IED的物理部署,以方便后面的自动连接判断; 第二步:虚端子连接的实现;是IED逻辑连接关系的设计,设计人员通过使用辅助系统工具完成所有装置的虚端子连接而完成全站二次系统的逻辑连接; 第三步:由系统工具自动根据各个IED之间的逻辑连接关系明确IED之间的物理通信链路的确认,即完成虚实映射的第一步;具体的方法是软件依次检索已经完成虚端子连接的IED的所有虚端子连接的对端IED情况,如果对端为非同一屏柜内的IED,则在两IED之间建立一个物理光纤链路的标记;依次完成所有的IED检索和标记后,也就完成了第一步; 第四步:根据两个具有物理光纤链路标记的IED各自所处小室的类型来判断二者之间的线缆类型,主要有三种情况:跨小室的连接确认为光缆连接;小室内部的连接确认为尾缆连接;室外不同屏柜间确认为光缆连接; 第五步:通过线缆类型,并结合各个 IED 所在屏柜内的光配和交换机等端口的设置情况,自动将线缆中的纤芯分配到各个端口之上。
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