CN103942734A - 基于智能变电站scd各装置之间虚连接的多维度图形化显示方法 - Google Patents

Abstract

一种基于智能变电站SCD各装置之间虚连接的多维度图形化显示方法，遵循人类从宏观再到微观的思维习惯，读出SCD中各IED的虚连接，搜索相应的输入虚端子描述、内部虚端子描述、发送源等信息，提出了“宏连接”概念来集中表达两个设备之间来自同一个发送源（同源）、送入同一个接收逻辑LD（同接收者）的一组相关虚连接，构造该接收IED的宏连接、发送端设备、接收端设备的数据链表，运用图形化显示技术，构造和画出了宏观主图和4个子图。本发明使用户能够迅速、直观、准确地获取与查看每个设备的各虚端子信息，避免了传统人工手动查找所带来的繁琐、低效率、易出错与易遗漏等问题，极大地提高了智能变电站的调试与维护的工作效率、准确性。

Description

基于智能变电站SCD各装置之间虚连接的多维度图形化显示方法

技术领域

本发明属于智能变电站的调试、运行、维护、设备研发的技术领域，具体涉及一种基于智能变电站SCD各装置之间虚连接的多维度图形化显示方法。

背景技术

在智能变电站中，变电站配置描述SCD（Substation Configuration Description）负责描述智能变电站自动化系统的配置信息，给出全站的通信参数、各智能电子设备IED（Intelligent Electronic Device）的配置参数。传统的各装置之间端子到端子的电缆接线，在智能变电站变成了某装置通过网络向其它设备发送网络信号GOOSE（Generic Object Oriented Substation Events，通用面向变电站事件对象）、SV（Sampled Value），而对于接收装置则事先定义内部虚端子来接收外部输入的虚端子。我国提出了虚端子概念，SCD中IED下属逻辑设备LD（Logical Device）的Inputs节点有下属输入虚端子节点ExtRef保存输入虚端子，该节点包括的属性有daName、doName、iedName、ldInst、lnClass、lnInst、prefix、intAddr等，前7项分别表达输入虚端子的数据属性名、数据对象名、发送设备名、发送LD名、发送LN名、发送LN实例名、发送LN前缀，intAddr则表示内部虚端子数据引用。一个输入虚端子和一个内部虚端子构成一个虚连接。

SCD文件内容庞大，通常有几十万行到几百万行不等，目前查看各设备虚端子，通常采用XML查看软件打开SCD，手工查找每个IED节点，再查看其下属每个LD的Inputs节点的各输入虚连接，然后根据输入虚端子的7项属性找到其对应的发送IED及发送数据集，才能找到输入虚端子所在发送LN，进而得到输入虚端子的描述。再对输入虚连接的intAddr进行解析，找到当前IED中对应LN，找到对应的内部虚端子描述。这种人工查看方法费时费力，每次只能针对一条虚连接查看其相关信息，非常麻烦。有的生产厂家SCD工具，可同时查看某设备的各条虚连接，但是该方法没有显示输入虚端子的发送源信息（如发送IED的哪个发送LD的哪个发送控制块发送的）、没有显示出接收IED的哪个接收LD来接收，也没有图形化显示出各IED之间的虚连接宏观关系。以上两种方法造成调试和维护阶段的工作效率很低。

虽然目前国内已有专利研究了SCD图形化展示，如专利“智能变电站SCD配置文件图形化展示方法”论述了两个IED之间的数据交互关系及其虚端子连线，只是画出了网络拓扑结构，但是两个IED之间各输入虚端子之间的关系没有描述清楚，也没有说明是否来自同一个发送源。专利“智能变电站SCL配置文件管理及图形化显示系统”提到了配置文件分层图形化显示模块，但是IED之间的虚连接如何表达和显示讲得并不清楚。专利“基于标准化虚端子的二次虚回路图表协同设计方法”建立了全站的各设备之间的虚端子图，但是该图过于庞大，当某设备的输入虚端子数量很多（有几十个或上百个），在一张图中查看很不方便。

已有相关的SCD图形化查看方法存在一些共同的不足，都没有显示出某设备的输入虚端子所在IED的发送源信息；当输入虚端子较多时，没有显示出各输入虚端子之间的相关程度（是否来自同一个发送设备同一个或不同的发送控制块）；没有显示出某发送IED某控制块可能向本接收IED的两个接收LD（两个不同功能模块）发送，某个发送IED的某个LD可能不向接收IED发送虚端子，但是有可能接收来自接收IED发送的虚端子；没有显示与反映出本接收IED向发送IED发送虚端子的双向交互情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于智能变电站SCD各装置之间虚连接的多维度图形化显示方法，遵循从宏观再到微观的思维习惯，读出SCD中各IED的虚连接，搜索相应的输入虚端子描述、内部虚端子描述、发送源等信息，提出了“宏连接”概念来集中表达两个设备之间来自同一个发送源（同源）、送入同一个接收逻辑LD（同接收者）的一组相关虚连接，构造该接收IED的宏连接、发送端设备、接收端设备的数据链表。运用图形化显示技术，构造和画出了宏观主图和4个子图，使用户能够全面地、直观地、快速地了解各设备之间虚端子的连接关系。

实现本发明目的的技术方案是：一种基于智能变电站SCD各装置之间虚连接的多维度图形化显示方法，包括：

构建数据结构的步骤，包括

1.1）从智能变电站中获取SCD配置文件；

1.2）使用文档对象模型DOM的方式读取SCD文件中各IED节点，构造全站IED的List链表；

1.3）任选一个IED进行解析，为该IED的每个LD中的每个ExtRef节点构造一个虚连接结构体，再根据每个LD拥有的虚连接结构体构造该LD的虚连接List链表；按前述方法解析所有的IED，为每个IED的每个LD构造该LD的虚连接List链表；

1.4）任选一个IED作为本地IED，从该IED的每个LD的虚连接List链表，提取那些向本地IED发送虚端子的发送设备信息，构造本地IED的发送设备结构体，再根据所有的本地IED发送设备结构体构造本地IED的所有发送设备List链表；从每一个非本地IED的每个LD的虚连接List链表，提取那些接收来自本地IED的输出虚端子的设备信息，构造本地IED的接收设备结构体，再根据所有的本地IED接收设备结构体构造本地IED的所有接收设备List链表；

1.5）遍历本地IED的每个LD，提取发送控制块的信息，构造每个LD的发送控制块结构体，再根据本地IED的所有LD的发送控制块结构体构造本地IED的发送控制块List链表；

1.6）遍历本地IED的每个LD的虚连接List链表，构造宏连接结构体；再根据所有宏连接结构体构造本地IED的输入宏连接List链表和输出宏连接List链表；

进行多维度图形化显示的步骤，包括

2.1）图形化显示宏观主图，即图形化表达本地IED与相关联的IED之间的宏观联系；

2.2）图形化显示第一子图，即图形化表达宏观主图中任意一个宏连接对应的一组虚连接；

2.3）图形化显示第二子图，即图形化表达宏观主图中本地IED与任意一个发送设备或接收设备之间的全部虚连接；

2.4）图形化显示第三子图，即图形化表达宏观主图中本地IED的全部输入虚端子；

2.5）图形化显示第四子图，即图形化表达宏观主图中本地IED的全部输出虚端子。

进一步地，所述图形化显示宏观主图，即图形化表达本地IED与相关联的IED之间的宏观联系，包括

1）在图形化界面中间位置，画出本地IED矩形框；在本地IED矩形框的左边框上，画出各接收LD矩形框，在接收LD矩形框内显示接收LD名；在本地IED矩形框的中央，自上而下画出各发送控制块矩形框，在每个发送控制块矩形框内部，以“发送LD名/发送控制块名”形式，显示本地IED的发送LD与发送控制块；

2）根据本地IED的所有发送设备List链表，在本地IED矩形框的左侧，自上而下依次画出各发送设备矩形框；发送设备矩形框的上边框显示发送设备名，在上边框下方紧接着显示发送设备描述；在发送设备矩形框中，自上而下依次画出每个发送LD矩形框，在每个发送LD矩形框的上边框显示发送LD名；在每个发送LD矩形框的右边框，画出各发送控制块矩形框，在每个控制块矩形框内显示发送控制块名；

3）根据本地IED的所有接收设备List链表，在本地IED矩形框的右侧，自上而下依次画出各接收设备矩形框；接收设备矩形框的上边框显示接收设备名，在上边框下方紧接着显示接收设备描述；在接收设备矩形框的左边框上，自上而下依次画出各接收LD矩形框，在接收LD矩形框中显示接收LD名；

4）根据本地IED的输入宏连接List链表和输出宏连接List链表画出宏连接，每个宏连接用一条箭头表示，由发送设备的控制块矩形框指向本地IED的接收LD矩形框，或由本地IED的控制块矩形框指向接收设备或发送设备的接收LD矩形框；箭头上以数字表示该宏连接拥有的虚连接个数；以蓝色箭头代表GOOSE信号由发送设备发送到本地IED，以紫色箭头代表GOOSE信号由本地IED发送到发送设备或接收设备，以绿色箭头代表SV信号。

进一步地，所述图形化显示第一子图，即图形化表达宏观主图中任意一个宏连接对应的一组虚连接，包括

1）当该宏连接为发送设备向本地IED发出的宏连接时，则在图形化界面左侧画出发送设备矩形框，在图形化界面右侧画出本地IED矩形框；当该宏连接为本地IED向接收设备发出的宏连接时，则在图形化界面左侧画出本地IED矩形框，在图形化界面右侧画出接收设备矩形框；

2）在两个矩形框的上边框显示IED名，在上边框下方显示IED描述；

3）在两个矩形框中分别画出发送LD矩形框与接收LD矩形框，在LD矩形框的上边框显示LD名；

4）在发送LD矩形框内画出发送控制块矩形框，在控制块矩形框内自上而下依次画出发送虚端子框，其个数由拥有的虚连接个数决定；每个发送虚端子框内分两行分别显示该虚连接的发送虚端子引用与发送虚端子描述；同时在接收方的LD矩形框内画出该虚连接的接收虚端子框，在接收虚端子框内也分两行分别显示接收该虚连接的虚端子引用与接收虚端子描述；

5）画出由发送虚端子框指向对应接收虚端子框的箭头，代表该条虚连接，在该箭头上显示该条虚连接的设计描述。

进一步地，所述图形化显示第二子图，即图形化表达宏观主图中本地IED与任意一个发送设备或接收设备之间的全部虚连接，包括

1）当显示本地IED与发送设备的全部虚连接时，则在图形化界面左侧画出发送设备矩形框，在图形化界面右侧画出本地IED矩形框；当显示本地IED与接收设备的全部虚连接时，则在图形化界面左侧画出本地IED矩形框，在图形化界面右侧画出接收设备矩形框；

2）在两个矩形框的上边框显示IED名，在上边框下方显示IED描述；

3）如果左侧IED为发送设备，则对右侧本地IED的输入宏连接List链表中每个输入宏连接进行检查，如果输入宏连接的成员发送设备名等于左侧发送设备名，则获得左侧发送设备的该发送LD、发送控制块信息，在左侧发送设备的该发送LD矩形框内画出发送控制块矩形框；

4）对右侧本地IED的虚连接List链表进行遍历，搜索出发送设备、发送LD、发送控制块分别等于左侧发送设备、发送LD、发送控制块的那些虚连接，然后自上而下在左侧的发送控制块矩形框中，依次画出这些虚连接的各发送虚端子框，分两行分别显示发送虚端子名与发送虚端子描述，同时在接收LD矩形框内画出对应的接收虚端子框，分两行分别显示接收虚端子引用与接收虚端子描述；

5）对左侧发送设备的输入宏连接List链表进行检查，如果某个输入宏连接的发送设备为右侧本地IED，则先在右侧本地IED的接收LD之后画出发送LD及其发送控制块，同理画出本地IED向左侧发送IED发送的虚连接；

6）如果左侧为本地IED，右侧是接收设备，则按步骤3）至步骤5）的方法同理画出虚连接。

进一步地，所述图形化显示第三子图，即图形化表达宏观主图中本地IED的全部输入虚端子，包括

1）在图形化界面的右侧画出本地IED矩形框，在本地IED矩形框的上边框显示IED名，在上边框下方显示IED描述；

2）对于有输入虚端子的本地LD，在本地IED矩形框中自上而下依次画出相应的接收LD矩形框，在每个接收LD矩形框的上边框显示LD名；

3）从本地IED的虚连接List链表进行循环处理，提取每一个虚连接结构体，获得其内部虚端子、输入虚端子信息，然后在接收LD矩形框中由上往下依次画出每个虚连接的内部虚端子矩形框，其内部分为上下两行，分别用文字显示内部虚端子描述、内部虚端子引用；

4）在每个已关联内部虚端子的左侧，画出相应的输入虚端子；每个输入虚端子用一个矩形框表示，该输入虚端子矩形框分成左右两栏，左栏显示发送源信息，它由发送设备描述、发送IED名、发送LD、发送控制块组成；左栏分两行显示，第一行显示发送设备描述，第二行显示由“发送IED名 发送LD/发送控制块”形式构成的发送源信息；右栏显示虚端子本身信息，分两行分别显示输入虚端子描述、输入虚端子引用；左右两栏中间用一条竖虚线区分开；

5）当相邻发送虚端子都由同一个发送设备发出时，将只在第一个发送虚端子中显示该发送设备描述；当不同发送设备出现时，使用蓝色和红色两种前景颜色交替显示不同的发送设备描述；

6）从输入虚端子矩形框到对应的内部虚端子矩形框之间，画一个向右箭头，代表一条虚连接；从虚连接List链表中，读出该条虚连接的设计描述，在箭头上用文字显示该条虚连接的设计描述。

进一步地，所述图形化显示第四子图，即图形化表达宏观主图中本地IED的全部输出虚端子，包括

1）在图形化界面左侧画出本地IED矩形框，在IED矩形框的上边框显示IED名，在上边框下方显示IED描述；

2）在本地IED矩形框中自上而下依次画出各发送LD矩形框，在每个LD矩形框的上边框显示LD名；

3）从本地IED的发送控制块List链表中读出每个发送控制块，然后在每个发送LD矩形框中自上而下依次画出各发送控制块矩形框，在发送控制块中自上而下依次画出发送虚端子框，其内部分两行分别显示发送虚端子描述与发送虚端子引用；

4）由输出宏连接List链表，处理每一条发给接收设备的输出宏连接，从该输出宏连接得到对应的接收设备，再对该接收设备的虚连接链表进行搜索，查找出发送设备、发送LD、发送控制块等于当前输出宏连接相应信息的那些虚连接；然后画出相应的接收设备矩形框、接收LD矩形框，在接收LD矩形框内画出查找出来的虚连接的内部虚端子矩形框，在其中分两行分别显示接收虚端子描述、接收虚端子引用；相应地在左侧画出发送虚端子矩形框；

5）在发送虚端子矩形框到内部虚端子矩形框之间，画一个向右箭头，读出该条虚连接的设计描述，然后在向右箭头上，用文字显示该条虚连接的设计描述。

本发明的有益效果是：

1）遵循人的从宏观再到微观的思维习惯，分两级结构，以某个IED为中心，先给出其与相关IED之间的宏观联系，再分别给出宏观主图下级的4个子图。

2）对SCD的各IED与输入虚端子相关的信息进行解析与有效的组织，构造了虚连接、发送设备、接收设备、输入宏连接、输出宏连接等结构体及其链表，为图形化显示提供了准确的数据整理、准备及存储。

3）运用图形化显示技术，构造和画出了宏观主图、4个子图，使用户能够从不同角度，全面直观地了解各设备之间虚端子的宏观联系与细节连接关系。

4）采取了图形化操作与切换相结合的方法，实现了宏观主图之间、宏观主图4个子图的快速切换，大大地提高了查看SCD中虚端子的效率，使得设计人员把注意力放到查看与检查输入虚端子的内容上。

本发明将SCD配置文件中各设备的各虚连接进行图形化显示，使用户能够迅速、直观、准确地获取与查看每个设备的各虚端子信息，避免了传统人工手动查找所带来的繁琐、低效率、易出错与易遗漏等问题，极大地提高了智能变电站的调试与维护的工作效率、准确性。

附图说明

图1为本发明的宏观主图（其中箭头代表宏连接）的示意图。

图2为本发明的宏观主图及其中宏连接的实例。

图3为本发明的第一子图示意图。

图4为本发明的第二子图示意图。

图5为本发明的第三子图示意图。

图6为本发明的第四子图示意图。

图7为本发明“前进、后退”的逻辑图。

具体实施方式

基于智能变电站SCD各装置之间虚连接多维度的图形化显示方法，包括如下步骤：

1、从智能变电站中获取SCD配置文件。

2、使用文档对象模型DOM（Document Object Model，一种用于HTML和XML文档的编程接口）的方式读取SCD文件中各IED节点，构造一个全站IED的List链表，再把IED链表中各IED名写入界面上的IED树形控件。

3、提出“宏连接”概念，为每个IED构建相应的虚连接、发送设备、接收设备、发送控制块、输入宏连接、输出宏连接等结构体，形成相应的List链表：

（1）处理每个IED，把它当作当前本地IED，逐层解析该IED下每个LD下LN0节点的子节点Inputs，读出其下属的每个ExtRef节点，它包括的属性有输入虚端子的数据对象名doName、数据属性名daName、发送设备名iedName、发送LD名ldInst、发送LN名lnClass、发送LN实例名lnInst、发送LN前缀prefix、内部虚端子数据引用intAddr。一个例子如下：

<ExtRef  daName="stVal" doName="Pos" iedName="IL2201A" ldInst="RPIT" lnClass="XCBR" lnInst="2" prefix="Q0A" intAddr="PI1/GOINGGIO1.DPCSO1.stVal"

</ExtRef>

构造一个“虚连接结构体”，该结构体包含的成员有发送设备名iedName、发送LN前缀prefix、发送LD名ldInst、发送LN名lnClass、发送LN实例号lnInst、发送虚端子的数据对象名doName、发送虚端子的数据属性名daName、发送控制块名sender_Controlname、发送控制块类型type、发送控制块对应的数据集sender_dataset、内部虚端子数据引用intAddr、内部虚端子描述intDesc、输入虚端子数据引用Ext_Vport、输入虚端子描述Ext_desc、虚连接设计描述Design_desc等。

读出每个ExtRef节点的各属性如输入虚端子数据对象名doName、输入虚端子数据属性名daName、发送设备名iedName、发送LD名ldInst、发送LN名lnClass、发送LN实例名lnInst、发送LN前缀prefix、内部虚端子数据引用intAddr等的属性值，分别赋值给虚连接结构体的对应成员，然后按照“ldInst/prefix lnClass inst.doName.daName”的形式进行组装，得到虚连接结构体的成员发送虚端子数据引用Ext_Vport，供图形化显示用。如由上面例子找到Ext_Vport=“RPIT/XCBR2.Pos.stVal”。

（2）带着iedName、ldInst、lnClass、lnInst、prefix、doName、daName这些属性值，到SCD中逐层搜索到iedName对应发送IED节点中LN下属数据对象节点DOI，读出其属性desc的值，作为输入虚端子描述（中文），赋给虚连接结构体的成员输入虚端子描述Ext_desc。如由上面例子找到Ext_desc=“断路器A相位位置”。

带着iedName、ldInst、lnClass、lnInst、prefix、doName、daName这些属性值，逐层搜索到iedName对应SCD中发送IED节点下数据集DataSet节点，得到该数据集的name，再去查找对应控制块节点GSEControl，得到发送源头所在的控制块的相关信息，如应用号appID、控制块名name等，赋值给虚连接结构体的成员发送控制块名，供图形化显示用。

（3）再对属性内部虚端子数据引用intAddr按照“ldInst/prefix lnClass inst.doName. daName”的形式进行分解，得到其中对应的ldInst、prefix、lnClass、inst、doName、daName各分项，带着这些分项值，到SCD中当前IED节点中逐层搜索，找到对应LN下属数据对象节点DOI，读出其属性desc的值，作为内部虚端子描述（中文），赋值给虚连接结构体的成员内部虚端子描述intDesc，供图形化显示用。如由上面例子找到intDesc=“开关1A相跳闸位置_GOOSE”。

（4）一条虚连接由一个输入虚端子（包括发送虚端子数据引用、发送虚端子描述、发送IED）、一个内部虚端子（包括内部虚端子数据引用、内部虚端子描述、接收IED）、设计描述等组成，它表示两个IED之间某个输入虚端子与某个内部虚端子的关联关系。

构造当前IED某接收LD的虚连接List链表。由该LD节点的每个ExtRef节点，形成相应的虚连接结构体，将它加入到当前IED某LD的虚连接List链表中。

（5）逐个检查当前IED某LD的虚连接List链表中各记录，消除其中重复的发送设备名，得到所有向本地IED发出虚端子信号的发送设备名，构造一个“本地IED发送设备结构体”，它包含的成员有发送设备名、发送设备在界面中的坐标、宽度、高度等，构造一个“本地IED的所有发送设备List链表”，把每个“本地IED发送设备结构体”加入到该链表中。

形成每个IED的虚连接List链表之后，针对每个IED（当前IED），处理除了它自己以外的其它IED的虚连接List链表，检查这些IED的虚连接结构体中发送设备名是否等于当前IED名，如果等于，说明当前IED名向正在被检查IED发送了虚端子，即正在被检查IED是当前IED的接收设备，则构造“本地IED的所有接收设备List链表”，把该正在被检查IED名加入到其中。

（6）构造本地IED的发送控制块List链表:

遍历SCD中当前IED的每个LD，从中找到发送控制块节点，提取发送控制块的各项信息（如应用ID号appID、配置版本confRev、数据集名datSet、描述desc、名称name、类型type），形成一个发送控制块结构体。

一个发送控制块节点的例子如下：

<GSEControl appID="CM2201PROT/LLN0.GO_Gcb2" confRev="1" datSet="dsGOOSE1" desc="GOOSE发送" name="GO_Gcb2" type="GOOSE"/>

然后将这些发送控制块结构体加入到本地IED的发送控制块List链表中。

（7）构造本地IED的输入宏连接List链表，构造发送设备的输出宏连接List链表。

遍历当前IED某LD的虚连接List链表中每条虚连接，如果发现某条虚连接具有一个新的发送源（发送源由发送设备名、发送LD、发送控制块组成），就新建一个宏连接结构体，它由发送IED名、发送LD、发送控制块名、接收IED、接收LD、拥有虚连接个数、对应箭头的起始坐标与宽度等组成。给该宏连接结构体的成员“宏连接中拥有虚连接个数”赋值为1。

宏连接表示具有相同发送源、相同接收IED接收LD的一组虚连接总称。如果某条虚连接与上一条虚连接具有相同的发送源、相同接收LD，就只给该宏连接拥有虚连接个数加1；否则就生成一个新的宏连接结构体。

针对每个IED，构造该IED的输入宏连接List链表，把来自不同发送设备或不同发送LD的各条宏连接加入到输入宏连接List链表中。

对于本地IED的输入宏连接List链表中每条输入宏连接，由其成员发送设备名、发送LD、发送控制块找到对应的发送设备，在该发送设备该控制块中构造一个输出宏连接结构体，它由发送IED名、发送LD、发送控制块名、接收IED、接收LD、拥有虚连接个数、对应箭头的起始坐标与宽度等组成，其中接收IED为本地IED，拥有虚连接个数为当前输入宏连接用于的虚连接个数。然后把输出宏连接结构体加入到该发送设备的输出宏连接List链表中。

4.根据步骤3所构建的各数据结构，绘制宏观主图，来图形化表达本地IED与相关联IED之间的宏观联系，如图1所示：

（1）在图形化界面中间位置，画出本地IED矩形框。

从本地IED的所有发送设备链表中读出各发送设备名，然后在本地IED矩形框左侧，自上而下依次画出各发送设备矩形框。每个发送设备矩形框的宽度固定，其高度取决于该发送设备向本地IED发送LD的个数、是否接收来自本地IED发送的虚端子。

从本地IED的接收设备链表中读出所有的接收设备名，在本地IED矩形框右侧，自上而下依次画出各接收设备矩形框。

（2）本地IED用一个矩形框表示，在该矩形框上边框的下方，分两行显示IED名、IED描述文字。

在本地IED矩形框的左边框，画出各接收LD矩形框，在LD矩形框内显示接收LD名。

在本地IED矩形框的中央，自上而下画出各发送控制块矩形框，在每个发送控制块矩形框内部，以“发送LD名/发送控制块名”形式，显示本地IED的发送LD与发送控制块。

（3）从本地IED的发送设备List链表读出各发送设备名，在界面左侧、本地IED矩形框的左侧，画出各发送设备矩形框。

发送设备用一个矩形框表示，在发送设备矩形框的上边框显示发送设备名，在上边框下方显示发送设备描述。

在发送设备矩形框中，自上而下依次画出每个发送LD矩形框，在每个发送LD矩形框的上边框显示发送LD名。

在每个发送LD矩形框的右边框，画出各发送控制块矩形框，在每个控制块矩形框内显示发送控制块名。由每个发送控制块矩形框的右侧边向右画出一个箭头图元，箭头末端指向接收LD矩形框。该箭头表示一个宏连接，把箭头的起始坐标与长度记录下来，赋值给该宏连接的相应成员。

检查某发送设备的虚连接链表中各虚连接的发送设备名是否是本地IED，如果是，说明该发送IED同时接收了来自本地IED反向发送给它的输入虚端子，则记录下这些虚连接的个数。然后在发送LD矩形框的最后一个发送控制块矩形框的下方，新增画出一个白色矩形框，表示该发送IED该发送LD同时接收了来自本地IED的发送虚端子。

例如图2中，发送设备PL2201A的发送LD（PI1）向本地IED（IL2201A）的接收LD（RPIT）发送5条虚连接，同时分别也从本地IED的3个控制块gocb0、gocb1、gocb3接收了它们发送的3条、2条、2条虚连接。而发送设备PL2201A的发送LD（PI2）并没有向本地IED发送虚连接，但是却接收了来自本地IED的控制块gocb0发送的2条虚连接。这样设备PL2201A既是本地IED（IL2201A）的一个发送设备，同时也是本地IED的一个接收设备。本发明能够表达出两个IED之间的双向交互连接关系。

（4） 从本地IED的接收设备List链表读出各接收设备名，在界面右侧画出各接收设备。

接收设备用一个矩形框表示，在接收设备矩形框上边框显示接收设备名，在上边框下方显示接收设备描述。

在接收设备矩形框的左边框上，自上而下依次画出各接收LD矩形框，在LD矩形框中显示接收LD名。

（5）在宏观主图中宏连接用一条箭头表示，由发送设备的控制块矩形框指向本地IED的接收LD矩形框，或由本地IED的控制块矩形框指向接收设备（或发送设备）的接收LD矩形框。

箭头上显示的数字表示该宏连接拥有虚连接个数。

如图3所示，由发送IED1/LD1/控制块1指向本地IED/LD1的箭头表示一个宏连接，箭头上的“n”字符即为该宏连接有用的虚连接个数。

本发明约定，箭头发出端为发送控制块矩形框，箭头的终端为接收LD矩形框。

箭头采用不同的颜色，来表示虚连接的各类型与不同含义：

蓝色箭头代表GOOSE信号由“发送IED”发送到“本地IED”；

紫色箭头代表GOOSE信号由“本地IED”发送到“发送IED”或“接收IED”；

绿色箭头代表SV信号。

5、子图1为两个IED之间的某组虚连接，即画出本地IED的某发送设备某发送LD的某控制块向本地IED发出的一个宏连接对应的一组虚连接，或本地IED的某LD的某控制块向接收设备（或发送设备）发出的一个宏连接对应的一组虚连接。如图3所示。

（1）在某本地IED的宏观主图中，当点击代表宏连接的箭头时，获得该箭头图元的坐标位置，从本地IED的各输入宏连接链表中，依次读出每个宏连接结构体中箭头位置，如果等于当前箭头的位置，则找到对应的当前输入宏连接。获得当前输入宏连接的成员发送IED名、发送LD、发送控制块名、接收IED、接收LD、拥有虚连接个数等，将界面切换至子图1所在的界面。

（2）在图3中，发送IED、接收IED分别用矩形框表示，在图形化界面左侧画出IED1矩形框（发送设备或接收设备），在图形化界面右侧画出IED2矩形框。在两个IED矩形框的上边框显示IED名，在上边框下方显示IED描述。

（3）在两个IED矩形框中分别画出发送LD与接收LD矩形框，在LD矩形框的上边框显示LD名。

（4）在发送LD矩形框内画出发送控制块矩形框，在控制块内自上而下依次画出发送虚端子框，其个数由拥有虚连接个数决定。

到本地IED的虚连接链表中对每个虚连接进行检查，如果其发送IED名、发送LD、发送控制块名、接收LD分别等于当前输入宏连接的相应成员，则记录下来、加以显示。

在每个发送虚端子框内分两行分别显示该虚连接的发送虚端子引用与发送虚端子描述，同时在接收方的LD矩形框内画出该虚连接的接收虚端子框，在接收虚端子框内分两行分别显示接收该虚连接的虚端子引用与接收虚端子描述。

（5）画出由发送虚端子框指向对应接收虚端子框的箭头，代表该条虚连接，在该箭头上显示该条虚连接的设计描述。

（6）为了辅助查错，能够让用户选择是否显示该虚连接该发送控制块拥有的所有发送虚端子。如果用户选择显示所有发送虚端子，则到SCD中找到该发送IED的发送控制块对应的数据集，获得该数据集拥有的所有发送虚端子，再在左侧发送IED的发送LD中自上而下显示这些发送虚端子。然后针对左侧每个发送虚端子，在当前IED的虚连接链表中进行检查，如果左侧当前发送虚端子与虚连接链表中的发送虚端子相同，则在右侧本地IED矩形框中画出对应的内部虚端子矩形框，并画出由发送虚端子矩形框指向内部虚端子矩形框的虚连接对应的箭头。这样显示后，用户可看到左侧哪些发送虚端子与本地IED的哪些内部虚端子关联上，是否发生关联错位或错误的情况。

6、子图2为两个IED之间的全部虚连接，即本地IED与某个发送设备（或接收设备）之间全部的虚连接。如图4所示。

（1）在宏观主图中，当鼠标移至本地IED与某发送设备（或接收设备）之间的区域时，双击该区域中任一点，则到本地IED的发送设备（或接收设备）链表中，检查每个发送设备矩形框的坐标与高度，如果根据双击点坐标落在某发送设备矩形框与本地IED之间，或者落在本地IED矩形框与接收设备矩形框之间，则找到对应的发送设备（或接收设备）。得到发送设备名与本地IED名，或者本地IED名与接收设备。带着这两个IED的设备名参数，查找与绘制两个IED之间的全部虚连接。

（2）两个IED分别用矩形框表示，在图形化界面左侧画出IED1矩形框，在图形化界面右侧画出IED2矩形框。在两个IED矩形框的上边框显示IED名，在上边框下方显示IED描述。

（3）在这两个IED矩形框中自上而下依次分别画出各LD矩形框，在每个LD矩形框的上边框显示LD名。

（4）如果左侧IED为某发送IED，则对右侧本地IED的输入宏连接链表中每个输入宏连接进行检查，如果某个输入宏连接的成员发送设备名等于左侧发送IED名，则获得左侧发送IED的该发送LD、发送控制块等信息，在左侧发送IED的该发送LD矩形框内画出发送控制块矩形框。

对右侧本地IED的虚连接链表进行遍历，搜索出发送设备、发送LD、发送控制块分别等于左侧发送IED、该发送LD、发送控制块的那些虚连接，计算它们的个数，得到发送控制块的高度。然后自上而下在左侧发送控制块矩形框中，依次这些虚连接的各发送虚端子框，分两行分别显示发送虚端子名与发送虚端子描述，同时在接收LD矩形框内画出对应的接收虚端子框，分两行分别显示接收虚端子引用与接收虚端子描述。

对左侧发送IED的输入宏连接链表进行检查，如果某个输入宏连接的发送设备为右侧本地IED，说明它的右侧本地IED有发送虚端子返回到左侧发送IED，则先在右侧本地IED的接收LD之后画出发送LD及其发送控制块，同理画出本地IED向左侧发送IED发送的虚连接。

如果左侧IED为本地IED，右侧是某接收IED，画虚连接的方法同上。

（5）画出由发送虚端子框指向接收虚端子框的箭头，代表该条虚连接，在该箭头上显示该条虚连接的设计描述。

7、画出本地IED的全部输入虚端子的子图3，如图5所示。

（1）本地IED用一个矩形框表示，画在图形化界面的右侧。在IED矩形框的上边框显示IED名，在上边框下方显示IED描述。

（2）对于有输入虚端子的本地LD，在IED矩形框中自上而下依次画出相应的LD矩形框，在每个LD矩形框的上边框显示LD名。

（3）从本地IED的虚连接链表进行循环处理，提取每一个虚连接结构体，获得其内部虚端子、输入虚端子信息，然后在LD矩形框中由上往下依次画出每个虚连接的内部虚端子矩形框，其内部分为上下两行，分别用文字显示内部虚端子描述、内部虚端子引用。

（4）在每个已关联内部虚端子的左侧，画出相应的输入虚端子。每个输入虚端子用一个矩形框表示。该输入虚端子矩形框分成左右两栏。

左栏显示发送源信息，它由发送设备描述、发送IED名、发送LD、发送控制块组成。左栏分两行显示，第一行显示发送设备描述。第二行显示由“发送IED名 发送LD/发送控制块”形式构成的发送源信息。

右栏显示虚端子本身信息，分两行分别显示输入虚端子描述、输入虚端子引用。

左右两栏中间用一条竖虚线区开。

（5）当相邻发送虚端子都由同一个发送IED发出时，将只在第一个发送虚端子中显示该发送设备描述。

当不同IED出现时，使用蓝色和红色两种颜色交替显示不同的发送设备描述。

（6）从输入虚端子矩形框到对应的内部虚端子矩形框之间，画一个向右箭头，代表一条虚连接。从虚连接链表中，读出该条虚连接的设计描述，在箭头上用文字显示该条虚连接的设计描述。

（7）如图5所示，右侧为本地IED，依次显示本地IED中各内部虚端子，然后在左侧显示与其对应的发送虚端子。

左侧第一个虚端子和最后一个虚端子都由IED1发出，这两个虚端子没有放在在一起，因为画出输入虚端子的顺序是以本地LD的内部虚端子的顺序为准。

当相邻虚端子属于同一个IED时，使用同一种背景颜色。当不同发送IED出现时，交替使用两种背景颜色以便加以区分。

8、子图4为某IED的全部输出虚端子。如图6所示。

（1）本地IED分别用矩形框表示，在图形化界面左侧画出本地IED矩形框，在IED矩形框的上边框显示IED名，在上边框下方显示IED描述。

（2）在本地IED矩形框中自上而下依次画出各发送LD矩形框，在每个LD矩形框的上边框显示LD名。

（3）从本地IED的发送控制块链表中读出每个发送控制块，然后在每个发送LD矩形框中自上而下依次画出各发送控制块矩形框，在发送控制块中自上而下依次画出发送虚端子框，其内部分两行分别显示发送虚端子描述与发送虚端子引用。

（4）由每个发送控制块的输出宏连接链表，处理每一条发给右侧IED的输出宏连接，从该输出宏连接得到对应的接收IED，再对该接收IED的虚连接链表进行搜索，查找出发送设备、发送LD、发送控制块等于当前输出宏连接相应信息的那些虚连接。然后画出相应的接收IED矩形框、接收LD矩形框，在接收LD矩形框内画出刚刚查找出来的虚连接的内部虚端子矩形框，在其中分两行分别显示接收虚端子描述、接收虚端子引用。相应地在左侧画出发送虚端子矩形框。

（5）在发送虚端子矩形框到内部虚端子矩形框之间，画一个向右箭头，读出该条虚连接的设计描述，然后在向右箭头上，用文字显示该条虚连接的设计描述。

（6）左侧为本地IED，以LD1、LD2的控制块为准，在左侧依次显示其虚端子，在右侧对应显示各接收IED中各LD的内部虚端子。

右侧第一个IED和最后一个IED都为IED1，此处两IED没有放在一起，是因为以本地IED的各发送控制块为准，为了可使箭头都是水平放置，不发生交叉，就把IED1在右侧第一个和最后一个位置画了两次。

在4个子图中，所有箭头不交叉，这样使界面清晰明了，提高了调试时查看与检查虚端子的工作效率。

9、本发明实现了“回退”、“前进”的功能，其作用是使用户回退或前进到刚刚操作过的宏观主图，避免用户重新再次点击左侧IED树中的IED名，也避免用户去记住刚刚操作过的IED名。

做法是先构造一个命令List链表，记录用户点击过的本地IED。当前界面是某IED的宏观主图时，点后退或前进按钮，从命令List链表中找到上一条或下一条命令对应的IED名，然后画出该IED的宏观主图。如果当前界面是宏观主图的子图时，点后退或前进按钮，则都要先回到其上级的宏观主图。“前进”、“后退”功能的逻辑图如图7所示。

（1）当依次点击IED1、IED2、IED2的子图1、IED2的子图2时，此时后退顺序为IED2、IED1。

（2）当依次点击IED1、IED2、IED2的子图1、IED2的子图2、IED3、IED3的子图1、IED3子图2时，此时后退顺序为IED3、IED2、IED1。该“回退”、“前进”的功能在逻辑上符合用户的操作习惯，避免用户记忆刚操作过的IED名、避免再次点击左侧IED树，因此提高了调试时查看与检查虚端子的工作效率。

Claims (6)

1.一种基于智能变电站SCD各装置之间虚连接的多维度图形化显示方法，其特征在于，包括

构建数据结构的步骤，包括

1.1）从智能变电站中获取SCD配置文件；

1.2）使用文档对象模型DOM的方式读取SCD文件中各IED节点，构造全站IED的List链表；

1.3）任选一个IED进行解析，为该IED的每个LD中的每个ExtRef节点构造一个虚连接结构体，再根据每个LD拥有的虚连接结构体构造该LD的虚连接List链表；按前述方法解析所有的IED，为每个IED的每个LD构造该LD的虚连接List链表；

1.4）任选一个IED作为本地IED，从该IED的每个LD的虚连接List链表，提取那些向本地IED发送虚端子的发送设备信息，构造本地IED的发送设备结构体，再根据所有的本地IED发送设备结构体构造本地IED的所有发送设备List链表；从每一个非本地IED的每个LD的虚连接List链表，提取那些接收来自本地IED的输出虚端子的设备信息，构造本地IED的接收设备结构体，再根据所有的本地IED接收设备结构体构造本地IED的所有接收设备List链表；

1.5）遍历本地IED的每个LD，提取发送控制块的信息，构造每个LD的发送控制块结构体，再根据本地IED的所有LD的发送控制块结构体构造本地IED的发送控制块List链表；

1.6）遍历本地IED的每个LD的虚连接List链表，构造宏连接结构体；再根据所有宏连接结构体构造本地IED的输入宏连接List链表和输出宏连接List链表；

进行多维度图形化显示的步骤，包括

2.1）图形化显示宏观主图，即图形化表达本地IED与相关联的IED之间的宏观联系；

2.2）图形化显示第一子图，即图形化表达宏观主图中任意一个宏连接对应的一组虚连接；

2.3）图形化显示第二子图，即图形化表达宏观主图中本地IED与任意一个发送设备或接收设备之间的全部虚连接；

2.4）图形化显示第三子图，即图形化表达宏观主图中本地IED的全部输入虚端子；

2.5）图形化显示第四子图，即图形化表达宏观主图中本地IED的全部输出虚端子。

2.根据权利要求1所述的基于智能变电站SCD各装置之间虚连接的多维度图形化显示方法，其特征在于，所述图形化显示宏观主图，即图形化表达本地IED与相关联的IED之间的宏观联系，包括

1）在图形化界面中间位置，画出本地IED矩形框；在本地IED矩形框的左边框上，画出各接收LD矩形框，在接收LD矩形框内显示接收LD名；在本地IED矩形框的中央，自上而下画出各发送控制块矩形框，在每个发送控制块矩形框内部，以“发送LD名/发送控制块名”形式，显示本地IED的发送LD与发送控制块；

2）根据本地IED的所有发送设备List链表，在本地IED矩形框的左侧，自上而下依次画出各发送设备矩形框；发送设备矩形框的上边框显示发送设备名，在上边框下方紧接着显示发送设备描述；在发送设备矩形框中，自上而下依次画出每个发送LD矩形框，在每个发送LD矩形框的上边框显示发送LD名；在每个发送LD矩形框的右边框，画出各发送控制块矩形框，在每个控制块矩形框内显示发送控制块名；

3）根据本地IED的所有接收设备List链表，在本地IED矩形框的右侧，自上而下依次画出各接收设备矩形框；接收设备矩形框的上边框显示接收设备名，在上边框下方紧接着显示接收设备描述；在接收设备矩形框的左边框上，自上而下依次画出各接收LD矩形框，在接收LD矩形框中显示接收LD名；

4）根据本地IED的输入宏连接List链表和输出宏连接List链表画出宏连接，每个宏连接用一条箭头表示，由发送设备的控制块矩形框指向本地IED的接收LD矩形框，或由本地IED的控制块矩形框指向接收设备或发送设备的接收LD矩形框；箭头上以数字表示该宏连接拥有的虚连接个数；以蓝色箭头代表GOOSE信号由发送设备发送到本地IED，以紫色箭头代表GOOSE信号由本地IED发送到发送设备或接收设备，以绿色箭头代表SV信号。

3.根据权利要求2所述的基于智能变电站SCD各装置之间虚连接的多维度图形化显示方法，其特征在于，所述图形化显示第一子图，即图形化表达宏观主图中任意一个宏连接对应的一组虚连接，包括

1）当该宏连接为发送设备向本地IED发出的宏连接时，则在图形化界面左侧画出发送设备矩形框，在图形化界面右侧画出本地IED矩形框；当该宏连接为本地IED向接收设备发出的宏连接时，则在图形化界面左侧画出本地IED矩形框，在图形化界面右侧画出接收设备矩形框；

2）在两个矩形框的上边框显示IED名，在上边框下方显示IED描述；

3）在两个矩形框中分别画出发送LD矩形框与接收LD矩形框，在LD矩形框的上边框显示LD名；

4）在发送LD矩形框内画出发送控制块矩形框，在控制块矩形框内自上而下依次画出发送虚端子框，其个数由拥有的虚连接个数决定；每个发送虚端子框内分两行分别显示该虚连接的发送虚端子引用与发送虚端子描述；同时在接收方的LD矩形框内画出该虚连接的接收虚端子框，在接收虚端子框内也分两行分别显示接收该虚连接的虚端子引用与接收虚端子描述；

5）画出由发送虚端子框指向对应接收虚端子框的箭头，代表该条虚连接，在该箭头上显示该条虚连接的设计描述。

4.根据权利要求2所述的基于智能变电站SCD各装置之间虚连接的多维度图形化显示方法，其特征在于，所述图形化显示第二子图，即图形化表达宏观主图中本地IED与任意一个发送设备或接收设备之间的全部虚连接，包括

1）当显示本地IED与发送设备的全部虚连接时，则在图形化界面左侧画出发送设备矩形框，在图形化界面右侧画出本地IED矩形框；当显示本地IED与接收设备的全部虚连接时，则在图形化界面左侧画出本地IED矩形框，在图形化界面右侧画出接收设备矩形框；

2）在两个矩形框的上边框显示IED名，在上边框下方显示IED描述；

3）如果左侧IED为发送设备，则对右侧本地IED的输入宏连接List链表中每个输入宏连接进行检查，如果输入宏连接的成员发送设备名等于左侧发送设备名，则获得左侧发送设备的该发送LD、发送控制块信息，在左侧发送设备的该发送LD矩形框内画出发送控制块矩形框；

4）对右侧本地IED的虚连接List链表进行遍历，搜索出发送设备、发送LD、发送控制块分别等于左侧发送设备、发送LD、发送控制块的那些虚连接，然后自上而下在左侧的发送控制块矩形框中，依次画出这些虚连接的各发送虚端子框，分两行分别显示发送虚端子名与发送虚端子描述，同时在接收LD矩形框内画出对应的接收虚端子框，分两行分别显示接收虚端子引用与接收虚端子描述；

5）对左侧发送设备的输入宏连接List链表进行检查，如果某个输入宏连接的发送设备为右侧本地IED，则先在右侧本地IED的接收LD之后画出发送LD及其发送控制块，同理画出本地IED向左侧发送IED发送的虚连接；

6）如果左侧为本地IED，右侧是接收设备，则按步骤3）至步骤5）的方法同理画出虚连接。

5.根据权利要求2所述的基于智能变电站SCD各装置之间虚连接的多维度图形化显示方法，其特征在于，所述图形化显示第三子图，即图形化表达宏观主图中本地IED的全部输入虚端子，包括

1）在图形化界面的右侧画出本地IED矩形框，在本地IED矩形框的上边框显示IED名，在上边框下方显示IED描述；

2）对于有输入虚端子的本地LD，在本地IED矩形框中自上而下依次画出相应的接收LD矩形框，在每个接收LD矩形框的上边框显示LD名；

3）从本地IED的虚连接List链表进行循环处理，提取每一个虚连接结构体，获得其内部虚端子、输入虚端子信息，然后在接收LD矩形框中由上往下依次画出每个虚连接的内部虚端子矩形框，其内部分为上下两行，分别用文字显示内部虚端子描述、内部虚端子引用；

4）在每个已关联内部虚端子的左侧，画出相应的输入虚端子；每个输入虚端子用一个矩形框表示，该输入虚端子矩形框分成左右两栏，左栏显示发送源信息，它由发送设备描述、发送IED名、发送LD、发送控制块组成；左栏分两行显示，第一行显示发送设备描述，第二行显示由“发送IED名 发送LD/发送控制块”形式构成的发送源信息；右栏显示虚端子本身信息，分两行分别显示输入虚端子描述、输入虚端子引用；左右两栏中间用一条竖虚线区分开；

5）当相邻发送虚端子都由同一个发送设备发出时，将只在第一个发送虚端子中显示该发送设备描述；当不同发送设备出现时，使用蓝色和红色两种前景颜色交替显示不同的发送设备描述；

6）从输入虚端子矩形框到对应的内部虚端子矩形框之间，画一个向右箭头，代表一条虚连接；从虚连接List链表中，读出该条虚连接的设计描述，在箭头上用文字显示该条虚连接的设计描述。

6.根据权利要求2所述的基于智能变电站SCD各装置之间虚连接的多维度图形化显示方法，其特征在于，所述图形化显示第四子图，即图形化表达宏观主图中本地IED的全部输出虚端子，包括

1）在图形化界面左侧画出本地IED矩形框，在IED矩形框的上边框显示IED名，在上边框下方显示IED描述；

2）在本地IED矩形框中自上而下依次画出各发送LD矩形框，在每个LD矩形框的上边框显示LD名；

3）从本地IED的发送控制块List链表中读出每个发送控制块，然后在每个发送LD矩形框中自上而下依次画出各发送控制块矩形框，在发送控制块中自上而下依次画出发送虚端子框，其内部分两行分别显示发送虚端子描述与发送虚端子引用；

4）由输出宏连接List链表，处理每一条发给接收设备的输出宏连接，从该输出宏连接得到对应的接收设备，再对该接收设备的虚连接链表进行搜索，查找出发送设备、发送LD、发送控制块等于当前输出宏连接相应信息的那些虚连接；然后画出相应的接收设备矩形框、接收LD矩形框，在接收LD矩形框内画出查找出来的虚连接的内部虚端子矩形框，在其中分两行分别显示接收虚端子描述、接收虚端子引用；相应地在左侧画出发送虚端子矩形框；

5）在发送虚端子矩形框到内部虚端子矩形框之间，画一个向右箭头，读出该条虚连接的设计描述，然后在向右箭头上，用文字显示该条虚连接的设计描述。