CN103902763A - 一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能变电站二次系统设计的技术领域，尤其涉及一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法，具体是智能变电站二次系统中跨间隔装置虚端子连接技术的一种自动化匹配方法。本发明是自动判断所有间隔内装置到跨间隔装置之间的虚端子匹配规则，并按照典型间隔已经完成的虚端子连接，采用自动规则判断算法，生成所有间隔装置到跨间隔装置之间的虚端子连接。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。本发明可以实现跨间隔装置与各相关间隔相应装置大量虚端子连接工作自动化，提高工作效率，并大大提高虚端子连接的设计效率，减少人为设计的差错。

Description

一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法

技术领域

本发明涉及智能变电站二次系统设计的技术领域，尤其涉及一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法，具体是智能变电站二次系统中跨间隔装置虚端子连接技术的一种自动化匹配方法。

背景技术

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。

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，各层的装置统称为装置。各层装置一般通过光纤以太网实现相互的通信连接，装置通过实现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(装置配置描述文件)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。

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

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法，是基于智能变电站二次系统特点的跨间隔装置的虚端子自动匹配方法。目的是提供一种智能变电站辅助设计工具中使用的虚端子自动化连接方法，即基于已经完成的跨间隔装置与已完成间隔内装置的虚端子连接关系来确定其他未完成连接的间隔装置之间的虚端子连接关系，从而达到多个间隔内的装置到跨间隔装置，主要是母线装置之间虚端子的自动连接。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。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法是：自动判断所有间隔内装置到跨间隔装置之间的虚端子匹配规则，并按照典型间隔已经完成的虚端子连接，采用自动规则判断算法，生成所有间隔装置到跨间隔装置之间的虚端子连接。

所述的自动判断所有间隔内装置到跨间隔装置之间的虚端子匹配规则，是由间隔内装置到跨间隔装置的虚端子连接作为判断的基础，寻找这些虚端子的命名规律，然后利用这种规律去匹配跨间隔装置的空端子，匹配成功则自动完成剩余间隔装置到跨间隔装置之间的虚端子连接。

所述的虚端子连接采用自动规则判断算法，是利用辅助设计工具软件所完成的虚端子连接，可以是软件自己的模型表达，或是全站配置文件SCD里的IEC61850模型；通过典型间隔内所有装置与跨间隔装置之间的虚端子连接的命名规律来确定所有间隔内装置与跨间隔装置之间需建立连接的虚端子命名，并自动实现虚端子的连接。

所述的虚端子包括goose和sv两类虚端子。

所述的间隔内装置，主要指智能终端、合并单元、保护装置和测控装置；所述的跨间隔装置，指智能变电站中的母线保护装置和母线电压互感器合并单元。

所述的自动规则判断算法，是指利用跨间隔装置虚端子命名的一种普遍性特点，即采用文字描述和数字标识相结合的方式,包括“电流采样支路1电流1”、“电流采样支路1电流2”、“电流采样支路2电流1”、“电流采样支路2电流2”、等；另一端的间隔内装置对应的虚端子的命名则是完全相同的，也就是间隔A1内的合并单元与间隔B2、间隔C3…内的合并单元的sv虚端子和goose虚端子的名称是完全相同；因此，主要通过间隔A1内装置到跨间隔装置之间的虚端子对应关系，在跨间隔装置一端，自动分析已连接的虚端子的命名规律，如果对应间隔A1的虚端子是上述的“电流采样支路1电流1”、“电流采样支路1电流2”，那么将可以计算出，对应间隔B2的虚端子可以匹配到“电流采样支路2电流1”、“电流采样支路2电流2”，即利用跨间隔装置这种虚端子命名的规律性以及对应不同间隔虚端子的无差异性，即可以将支路1对应到间隔A1，支路2对应到间隔B2，也可以将支路2对应到间隔A1而将支路1对应到间隔B2上，二者是没有区别的；利用这种规律，就可以自动将间隔B2、间隔C3；一般是“电流采样支路3电流1”、“电流采样支路3电流2”…内的虚端子自动对应到跨间隔装置上合理的空虚端子位置上。

所述的虚端子匹配规则，指利用已经完成的典型间隔内装置到跨间隔装置之间的虚端子命名规律，去自动匹配剩余间隔内装置所应对应的跨母线装置虚端子位置。

所述的一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法，具体方法步骤如下：

第一步：先完成间隔A1内所有智能间隔装置包括智能终端和合并单元的SV虚端子和GOOSE虚端子到母线保护装置的虚端子连接；

第二步：由辅助工具软件根据间隔A1所连接的母线保护装置的虚端子，自动发现其命名规则；

第三步：由辅助工具软件根据第二步的虚端子命名规则，在母线保护装置的未连接虚端子上即空虚端子上找到符合间隔B2虚端子连接需求的虚端子位置；

第四步：由辅助工具软件完成间隔B2所有虚端子到母线保护装置虚端子的连接，并按照间隔B2的流程完成间隔C3等所有剩余间隔的虚端子连接；

第五步：由辅助工具软件提供已连接跨间隔装置虚端子的列表，提供检查功能，并提供人工设置特定规则以及修改虚端子连接的功能。 

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。本发明提供一种基于IEC61850模型的电力系统中跨间隔二次装置（装置）如母线保护等的虚端子自动匹配连接方法，从而实现跨间隔装置与各相关间隔相应装置大量虚端子连接工作自动化并提高工作效率。即首先完成一个间隔内所有装置到跨间隔装置的虚端子连接，并对连接进行检查确认后，利用同一电压等级下各间隔里装置的配置以及实现功能的相似性，并基于已经连接的跨间隔装置的虚端子命名特点去通过已有的虚端子连接来确定各间隔内装置到跨间隔装置之间虚端子连接的一种软件自动化方法。通过此方法，可以在完成众多间隔中的某个间隔中所有装置与跨间隔装置，例如母线装置的所有虚端子连接后，通过一定的虚端子名称自动识别算法，利用已连接的虚端子名称作为算法的基准，自动生成其他间隔中装置与跨间隔装置的所有虚端子连接关系，从而大大提高虚端子连接的设计效率，并减少人为设计的差错。

下面结合附图和具体实施例子对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是虚端子连接规则示意图。

具体实施方式

本发明是一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法，基于典型间隔虚端子连接来生成所有间隔到母线装置虚端子连接的智能变电站二次系统虚端子连接自动设计方法，如图1、图2所示。

一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法是：自动判断所有间隔内装置到跨间隔装置之间的虚端子匹配规则，并按照典型间隔已经完成的虚端子连接，采用自动规则判断算法，生成所有间隔装置到跨间隔装置之间的虚端子连接。

本发明可以在已经完成的典型间隔到母线装置虚端子连接的基础上按照一定的算法自动判断所有间隔内二次装置（装置）与跨间隔装置之间的虚端子之间的名称对应关系，并利用这种对应关系自动生成这些虚端子之间的连接。

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，可以是软件自己的模型表达，或是全站配置文件SCD里的IEC61850模型，其中虚端子包括goose和sv两类虚端子。

通过典型间隔内所有装置与跨间隔装置之间的虚端子连接的命名规律来确定所有间隔内装置与跨间隔装置之间需建立连接的虚端子命名，并自动实现虚端子的连接。

本发明中所述的典型间隔内所有装置：主要指智能终端、合并单元、保护装置和测控装置。智能变电站内用于采集某间隔，如变压器、电抗器或线路内电压电流的合并单元以及用于变压器调节和断路器控制的智能终端。

本发明中所述的跨间隔装置：指智能变电站中的母线保护装置和母线电压互感器合并单元。一般指在功能上不局限于某个间隔，并且是基于多间隔装置所提供的信息来执行功能，或向多个间隔提供信息，供各间隔相关装置用以执行其功能的装置。应先完成如下虚端子连接：以最典型的跨间隔装置-母线保护装置为例。应首先完成一个间隔，即典型间隔，到母线装置的所有必需虚端子连接，主要包括合并单元的SV虚端子和智能终端的GOOSE虚端子，为辅助工具软件的自动判断奠定基础。

本发明中所述的自动规则判断算法是指：利用跨间隔装置虚端子命名的一种普遍性特点，即采用文字描述和数字标识相结合的方式。例如“电流采样支路1电流1”、“电流采样支路1电流2”、“电流采样支路2电流1”、“电流采样支路2电流2”、等；另一端的间隔内装置对应的虚端子的命名则是完全相同的，也就是间隔A1内的合并单元与间隔B2、间隔C3…内的合并单元的sv虚端子和goose虚端子的名称是完全相同。因此，主要通过间隔A1内装置到跨间隔装置之间的虚端子对应关系，在跨间隔装置一端，由软件自动分析已连接的虚端子的命名规律。在跨间隔装置端的虚端子的命名规律如下：如果与间隔A1相连接的虚端子是上述的“电流采样支路1电流1”、“电流采样支路1电流2”，那么将可以计算出，与间隔B2相连接的虚端子可以匹配到“电流采样支路2电流1”、“电流采样支路2电流2”，即利用跨间隔装置这种虚端子命名的规律性以及对应不同间隔虚端子的无差异性，即可以将支路1对应到间隔A1，支路2对应到间隔B2，也可以将支路2对应到间隔A1而将支路1对应到间隔B2上，二者是没有区别的。利用这种规律，就可以自动将间隔B2、间隔C3（这里可以对应到“电流采样支路3电流1”、“电流采样支路3电流2”）…内的虚端子自动对应到跨间隔装置上合理的空的虚端子位置上。

本发明实现的具体方法步骤，以典型的母线保护装置为例，如下：

第一步：先完成间隔A1内所有智能间隔装置包括智能终端和合并单元的SV虚端子和GOOSE虚端子到母线保护装置的虚端子连接。

第二步：由辅助工具软件根据间隔A1所连接的母线保护装置的虚端子，自动发现其命名规则。

第三步：由辅助工具软件根据第二步的虚端子命名规则，在母线保护装置的未连接虚端子上即空虚端子上找到符合间隔B2虚端子连接需求的虚端子位置。

第四步：由辅助工具软件完成间隔B2所有虚端子到母线保护装置虚端子的连接，并按照间隔B2的流程完成间隔C3等所有剩余间隔的虚端子连接。

第五步：由辅助工具软件提供已连接跨间隔装置虚端子的列表，提供检查功能，并提供人工设置特定规则以及修改虚端子连接的功能。 

本发明所设计的跨间隔装置虚端子自动匹配方法主要是在设计人员使用辅助设计工具时可以先依据智能变电站二次系统的设计思路进行典型间隔到跨间隔装置的虚端子连接，然后由软件根据这些虚端子的连接关系来自动匹配出其余所有间隔内装置与跨间隔装置之间的虚端子连接关系， 并完成所有的自动连接。在连接完成后提供虚端子连接的浏览核对功能，并可以后期人工设置对应规则来防止一些意外对应关系难以由通用规则匹配的情况发生。

Claims (8)

1.一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法，其特征是：自动判断所有间隔内装置到跨间隔装置之间的虚端子匹配规则，并按照典型间隔已经完成的虚端子连接，采用自动规则判断算法，生成所有间隔装置到跨间隔装置之间的虚端子连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法，其特征是：所述的自动判断所有间隔内装置到跨间隔装置之间的虚端子匹配规则，是由间隔内装置到跨间隔装置的虚端子连接作为判断的基础，寻找这些虚端子的命名规律，然后利用这种规律去匹配跨间隔装置的空端子，匹配成功则自动完成剩余间隔装置到跨间隔装置之间的虚端子连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法，其特征是：所述的虚端子连接采用自动规则判断算法，是利用辅助设计工具软件所完成的虚端子连接，可以是软件自己的模型表达，或是全站配置文件SCD里的IEC61850模型；

通过典型间隔内所有装置与跨间隔装置之间的虚端子连接的命名规律来确定所有间隔内装置与跨间隔装置之间需建立连接的虚端子命名，并自动实现虚端子的连接。

4.根据权利要求3所述的一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法，其特征是：所述的虚端子包括goose和sv两类虚端子。

5.根据权利要求1所述的一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法，其特征是：所述的间隔内装置，主要指智能终端、合并单元、保护装置和测控装置；所述的跨间隔装置，指智能变电站中的母线保护装置和母线电压互感器合并单元。

6.根据权利要求1所述的一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法，其特征是：所述的自动规则判断算法，是指利用跨间隔装置虚端子命名的一种普遍性特点，即采用文字描述和数字标识相结合的方式,包括“电流采样支路1电流1”、“电流采样支路1电流2”、“电流采样支路2电流1”、“电流采样支路2电流2”、等；另一端的间隔内装置对应的虚端子的命名则是完全相同的，也就是间隔A1内的合并单元与间隔B2、间隔C3…内的合并单元的sv虚端子和goose虚端子的名称是完全相同；因此，主要通过间隔A1内装置到跨间隔装置之间的虚端子对应关系，在跨间隔装置一端，自动分析已连接的虚端子的命名规律，如果对应间隔A1的虚端子是上述的“电流采样支路1电流1”、“电流采样支路1电流2”，那么将可以计算出，对应间隔B2的虚端子可以匹配到“电流采样支路2电流1”、“电流采样支路2电流2”，即利用跨间隔装置这种虚端子命名的规律性以及对应不同间隔虚端子的无差异性，即可以将支路1对应到间隔A1，支路2对应到间隔B2，也可以将支路2对应到间隔A1而将支路1对应到间隔B2上，二者是没有区别的；利用这种规律，就可以自动将间隔B2、间隔C3；一般是“电流采样支路3电流1”、“电流采样支路3电流2”…内的虚端子自动对应到跨间隔装置上合理的空虚端子位置上。

7.根据权利要求1所述的一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法，其特征是：所述的虚端子匹配规则，指利用已经完成的典型间隔内装置到跨间隔装置之间的虚端子命名规律，去自动匹配剩余间隔内装置所应对应的跨母线装置虚端子位置。

8.根据权利要求1所述的一种智能变电站跨间隔装置的虚端子自动匹配方法，其特征是：具体方法步骤如下：

第一步：先完成间隔A1内所有智能间隔装置包括智能终端和合并单元的SV虚端子和GOOSE虚端子到母线保护装置的虚端子连接；

第二步：由辅助工具软件根据间隔A1所连接的母线保护装置的虚端子，自动发现其命名规则；

第三步：由辅助工具软件根据第二步的虚端子命名规则，在母线保护装置的未连接虚端子上即空虚端子上找到符合间隔B2虚端子连接需求的虚端子位置；

第四步：由辅助工具软件完成间隔B2所有虚端子到母线保护装置虚端子的连接，并按照间隔B2的流程完成间隔C3等所有剩余间隔的虚端子连接；

第五步：由辅助工具软件提供已连接跨间隔装置虚端子的列表，提供检查功能，并提供人工设置特定规则以及修改虚端子连接的功能。

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