CN104242460A - 智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统及方法，显示系统可视化将智能变电站内的保护装置内部逻辑接点展示出来，使得操作人员直观地观察到保护装置内部逻辑接点，提高操作的可靠性，保证电网的可靠性，显示方法在不改变智能变电站可靠性的重要前提下，增加了在线监测功能，提高了智能变电站的整体可靠性，为实现智能变电站二次回路的“在线监测”提供了必要条件，保证了保护装置及二次系统的安全运行，提高了电力系统供电的可靠性，具有良好的应用前景。

Description

智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统及方法

技术领域

本发明涉及一种智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统及方法，属于电力系统技术领域。

背景技术

随着经济发展、社会进步、科技和信息化水平不断提高，以及全球资源和环境问题的日益突出，电网发展面临新课题和新挑战。依靠现代信息、通信和控制技术，积极发展智能电网，适应未来可持续发展的要求，已成为国际电力发展的现实选择。作为智能电网建设的重要支撑，具有网络化操控、数字化测量、在线测试和状态监测特征的智能化变电站，为电力系统的安全稳定运行奠定了物质基础，为优化电网的运行、调度提供充分的数据和调节手段。

智能变电站是智能电网中的重要环节，它用来变压、调配和分配负荷，以及切断故障线路，防止事故扩大，保证安全运行，智能变电站的一个重要特征就是采用看不见摸不着的光纤通讯与逻辑接点功能自由分配替代了原来的系统，但是由于使智能变电的整个系统成为一个“黑匣子”，这就给智能变电站的运行管理带来许多困难，使电网可靠性得不到保证，抑制了智能变电站的快速发展。

发明内容

本发明的目的是克服现有的智能变电站运行管理不便，使电网可靠性得不到保证的问题。本发明的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统及方法，可视化将智能变电站内的保护装置内部逻辑接点展示出来，使得操作人员直观地观察到保护装置内部逻辑接点，提高操作的可靠性，保证电网的可靠性，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统，应用在智能变电站上，其特征在于：保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置、数据分析模块、图形处理模块和显示装置， 

所述保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置分别与智能变电站内的站层交换机、站控层交换设备相连接，用于从所述站层交换机中获取智能变电站的所有站层MMS保护告警信息，并从所述站控层交换设备中获取智能变电站的所有MMS状态信息；

所述数据分析模块，用于对所获取的智能变电站的所有MMS状态信息、所有站层MMS保护告警信息进行计算，得到智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态；

所述图形处理模块，用于根据所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态确定智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟图形；

所述显示装置，用于将通过图形选取单元选取智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟图形进行显示。

前述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统，其特征在于：所述保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置包括光纤通信接口单元和存储单元，所述光纤通信接口通过光纤分别与智能变电站内的站控层交换设备、站层交换机相连接，用于采集智能变电站保护装置内部逻辑接点的光信号信息，并将采集到的光信号信息存储到存储单元中的数据缓冲区域内；所述存储单元内设置有数据库。

前述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统，其特征在于： 所述保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置还包括数据转换单元，所述数据转换单元用于将存储到数据缓冲区内的光信号信息进行格式转换，并将格式转换后的数据存储到存储单元内的数据库中。

前述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统，其特征在于：所述数据分析模块包括数据库接口单元、逻辑运算单元和数据传输单元，

所述数据库接口单元，用于根据智能变电站的实际一次接线及二次模型从存储单元的数据库中提取相应的数据；

所述逻辑运算单元，用于对所提取的数据进行布尔逻辑分析计算，得到所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态；

所述数据传输单元，用于将计算得到的所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态发送给所述图形处理模块。

前述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统，其特征在于：所述图形处理模块块包括图形编辑单元、数据关联单元和图形选取单元，

所述图形编辑单元，用于编辑与智能变电站保护装置内部逻辑接点相对应的图形；

所述数据关联单元，用于建立编辑的智能变电站保护装置内部逻辑接点相对应的图形与所述智能变电站内所有MMS状态信息之间的对应关系；

所述图形选取单元，用于根据所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态选取相对应的保护装置内部逻辑接点的图形。

基于上述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统的显示方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（1），获取智能变电站的所有MMS状态信息；

步骤（2），获取智能变电站的所有站层MMS保护告警信息；

步骤（3），对获取智能变电站的所有MMS状态信息和智能变电站的所有站层MMS保护告警信息进行计算，得到所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态；

步骤（4），根据所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态确定所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟图形；

步骤（5），将所述选取的保护装置内部逻辑接点的图形进行显示。

前述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统的显示方法，其特征在于：步骤（1），获取智能变电站的所有MMS状态信息是通过以太网从站控层MMS网获取按照工程配置的CID文件，读取智能变电站保护装置内部逻辑接点发出的MMS状态信息。

前述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统的显示方法，其特征在于：将获取智能变电站的所有MMS状态信息放置到数据缓冲区，并将数据缓冲区内的MMS状态信息进行格式转换存储到数据库中。

前述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统的显示方法，其特征在于：步骤（3）对获取智能变电站的所有MMS状态信息和智能变电站的所有站层MMS保护告警信息进行计算，包括以下步骤，

（1）根据智能变电站的实际一次接线及二次模型从数据库中间提取相应的MMS状态信息、MMS保护告警信息；

（2）对提取相应的MMS状态信息、MMS保护告警信息进行布尔逻辑分析计算，得到所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态；

前述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统的显示方法，其特征在于：步骤（4），根据所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态确定所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟图形，包括以下步骤，

（1）编辑与智能变电站保护装置内部逻辑接点相对应的图形；

（2）建立编辑的智能变电站保护装置内部逻辑接点相对应的图形与所述智能变电站内所有MMS状态信息之间的对应关系；

（3）根据所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态选取相对应的保护装置内部逻辑接点的图形。

本发明的有益效果是：本发明的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统及方法，显示系统可视化将智能变电站内的保护装置内部逻辑接点展示出来，使得操作人员直观地观察到保护装置内部逻辑接点，提高操作的可靠性，保证电网的可靠性，显示方法在不改变智能变电站可靠性的重要前提下，增加了在线监测功能，提高了智能变电站的整体可靠性，为实现智能变电站二次回路的“在线监测”提供了必要条件，保证了保护装置及二次系统的安全运行，提高了电力系统供电的可靠性，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统的系统框图。

图2是本发明的保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置的系统框图。

图3是本发明的数据分析模块的系统框图。

图4是本发明的图形处理模块的系统框图。

图5是本发明的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示方法的流程图。

图6是本发明确定所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟图形的流程图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统，应用在智能变电站上，如图1所示，智能变电站，包括站层交换机1、智能变电站保护设备3和站控层交换设备2，站层交换机1与智能变电站保护设备3之间、站控层交换设备2与智能变电站保护设备3之间均可进行双向数据交互，智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统，包括保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置4、数据分析模块5、图形处理模块6和显示装置7， 保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置4分别与站层交换机1、站控层交换设备2相连接，数据分析模块5与保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置4相连接，并且数据分析模块5与保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置4通过61850规约相连，图形处理模块6与数据分析模块5相连接，显示装置7的输入端与图像处理模块6的输出端相连接，

其中，保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置分别与智能变电站内的站层交换机1、站控层交换设备2相连接，用于从所述站层交换机1中获取智能变电站的所有站层MMS保护告警信息，并从所述站控层交换设备2中获取智能变电站的所有MMS状态信息，及时了解操作人员的操作动作，如图2所示，保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置4包括光纤通信接口单元41和存储单元42，光纤通信接口41通过光纤分别与智能变电站内的站控层交换设备2、站层交换机1相连接，用于采集智能变电站保护装置内部逻辑接点的光信号信息，并将采集到的光信号信息存储到存储单元中的数据缓冲区域内；存储单元42内设置有数据库。

所述保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置4还包括数据转换单元43，数据转换单元用43于将存储到数据缓冲区内的光信号信息进行格式转换，并将格式转换后的数据存储到存储单元42内的数据库中。

如图3所示，所述数据分析模块，用于对所获取的智能变电站的所有MMS状态信息、所有站层MMS保护告警信息进行计算，得到智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态，包括据库接口单元51、逻辑运算单元52和数据传输单元53，其中：数据库接口单元51用于根据智能变电站的实际一次接线及二次模型从数据库中间提取相应数据；逻辑运算单元52用于对所提取的数据进行布尔逻辑分析计算，得到智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态；数据传输单元53用于将计算得到的智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态发送给图形处理模块6；

如图4所示，所述图形处理模块，用于根据所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态确定智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟图形，包括图形编辑单元61、数据关联单元62和图形选取单元63，图形编辑单元61用于编辑与智能变电站内所有的保护装置内部逻辑接点相对应的图形；数据关联单元62用于建立所编辑的保护装置内部逻辑接点的图形与智能变电站内所有MMS状态信息之间的对应关系；图形选取单元63用于根据智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态选取相对应的保护装置内部逻辑接点的图形；

所述显示装置7，用于将通过图形选取单元选取智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟图形进行显示，显示装置7可以为普通常见的显示屏，如LED显示屏或触摸屏等。

如图5所示，基于上述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统的显示方法，包括以下步骤，

步骤（1），获取智能变电站的所有MMS状态信息；

（Generic Object Oriented Substation Event，面向通用对象的变电站事件）是一种面向通用对象的变电站事件，主要用于实现在多IED（Intelligent Electronic Device，智能电子设备）之间的信息传递，其中包括传输跳合闸信号或命令，并且具有高传输成功概率。

在获取MMS状态信息时，可以通过以太网从站控层MMS网获取按照工程配置的智能电子设备实例配制文件CID（Configured IED Description，IED实例配置文件），CID在每个IED内设置有一个，这是由生产厂商根据SCD（Substation Configuration Description全站系统配置文件）中本IED相关的配置生成的，然后从所获取的CID文件中读取保护装置内部逻辑接点发出的MMS状态信息。这里SCD 是全站唯一的，该文件描述所有IED的实例配置和通信参数、IED之间的通信配置以及变电站一次系统结构，由系统集成厂商完成。

在本发明实施例中，当获取到MMS状态信息后，可以先将MMS状态信息放置到数据缓冲区内，然后再对位于数据缓冲区内的MMS状态信息进行格式转换，按照数据库MySQL的格式将MMS状态信息存储到数据库中；

步骤（2），获取智能变电站的所有站层MMS保护告警信息

MMS（manufacturing message specification，制造报文规范）是ISO/IEC9506标准所定义的一套用于工业控制系统的通信协议。MMS规范了工业领域具有通信能力的智能传感器、IED、智能控制设备的通信行为，使出自不同制造商的设备之间具有互操作性，站层的MMS保护告警信息的作用是表示智能变电站缓冲异常情况；

步骤（3），对获取智能变电站的所有MMS状态信息和智能变电站的所有站层MMS保护告警信息进行计算，得到所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态，计算过程，包括以下步骤，

（1）根据智能变电站的实际一次接线及二次模型从数据库中间提取相应的MMS状态信息、MMS保护告警信息；

（2）对提取相应的MMS状态信息、MMS保护告警信息进行布尔逻辑分析计算，得到所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态；

步骤（4），根据所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态确定所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟图形，如图6所示，包括以下步骤，

（1）编辑与智能变电站保护装置内部逻辑接点相对应的图形；

（2）建立编辑的智能变电站保护装置内部逻辑接点相对应的图形与所述智能变电站内所有MMS状态信息之间的对应关系；

（3）根据所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态选取相对应的保护装置内部逻辑接点的图形，

当在步骤（3）中计算得到保护装置内部逻辑接点的模拟状态后，可以根据保护装置内部逻辑接点的模拟状态在预先编辑的所有图形中选取一个与计算得到保护装置内部逻辑接点的模拟状态相对应保护装置内部逻辑接点的图形，当选取出保护装置内部逻辑接点的图形后，将该保护装置内部逻辑接点的图形输出；

步骤（5），将所述选取的保护装置内部逻辑接点的图形进行显示，这样操作人员在对智能变电站进行操作时，就可以通过显示保护装置内部逻辑接点的图形，更加直观地知道操作是否准确，提高了操作的可靠性。

其中，步骤（1），获取智能变电站的所有MMS状态信息是通过以太网从站控层MMS网获取按照工程配置的CID文件，读取智能变电站保护装置内部逻辑接点发出的MMS状态信息，将获取智能变电站的所有MMS状态信息放置到数据缓冲区，并将数据缓冲区内的MMS状态信息进行格式转换存储到数据库中；

步骤（3）对获取智能变电站的所有MMS状态信息和智能变电站的所有站层MMS保护告警信息进行计算。

综上所述，本发明的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统及方法，显示系统可视化将智能变电站内的保护装置内部逻辑接点展示出来，使得操作人员直观地观察到保护装置内部逻辑接点，提高操作的可靠性，保证电网的可靠性，显示方法在不改变智能变电站可靠性的重要前提下，增加了在线监测功能，提高了智能变电站的整体可靠性，为实现智能变电站二次回路的“在线监测”提供了必要条件，保证了保护装置及二次系统的安全运行，提高了电力系统供电的可靠性，具有良好的应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统，应用在智能变电站上，其特征在于：保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置、数据分析模块、图形处理模块和显示装置， 

所述保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置分别与智能变电站内的站层交换机、站控层交换设备相连接，用于从所述站层交换机中获取智能变电站的所有站层MMS保护告警信息，并从所述站控层交换设备中获取智能变电站的所有MMS状态信息；

所述数据分析模块，用于对所获取的智能变电站的所有MMS状态信息、所有站层MMS保护告警信息进行计算，得到智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态；

所述图形处理模块，用于根据所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态确定智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟图形；

所述显示装置，用于将通过图形选取单元选取智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟图形进行显示。

2.根据权利要求1所述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统，其特征在于：所述保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置包括光纤通信接口单元和存储单元，所述光纤通信接口通过光纤分别与智能变电站内的站控层交换设备、站层交换机相连接，用于采集智能变电站保护装置内部逻辑接点的光信号信息，并将采集到的光信号信息存储到存储单元中的数据缓冲区域内；所述存储单元内设置有数据库。

3.根据权利要求1或2所述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统，其特征在于： 所述保护装置内部逻辑接点状态数据采集装置还包括数据转换单元，所述数据转换单元用于将存储到数据缓冲区内的光信号信息进行格式转换，并将格式转换后的数据存储到存储单元内的数据库中。

4.根据权利要求1所述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统，其特征在于：所述数据分析模块包括数据库接口单元、逻辑运算单元和数据传输单元，

所述数据库接口单元，用于根据智能变电站的实际一次接线及二次模型从存储单元的数据库中提取相应的数据；

所述逻辑运算单元，用于对所提取的数据进行布尔逻辑分析计算，得到所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态；

所述数据传输单元，用于将计算得到的所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态发送给所述图形处理模块。

5.根据权利要求1所述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统，其特征在于：所述图形处理模块块包括图形编辑单元、数据关联单元和图形选取单元，

所述图形编辑单元，用于编辑与智能变电站保护装置内部逻辑接点相对应的图形；

所述数据关联单元，用于建立编辑的智能变电站保护装置内部逻辑接点相对应的图形与所述智能变电站内所有MMS状态信息之间的对应关系；

所述图形选取单元，用于根据所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态选取相对应的保护装置内部逻辑接点的图形。

6.基于权利要求1所述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统的显示方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（1），获取智能变电站的所有MMS状态信息；

步骤（2），获取智能变电站的所有站层MMS保护告警信息；

步骤（3），对获取智能变电站的所有MMS状态信息和智能变电站的所有站层MMS保护告警信息进行计算，得到所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态；

步骤（4），根据所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态确定所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟图形；

步骤（5），将所述选取的保护装置内部逻辑接点的图形进行显示。

7.根据权利要求6所述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统的显示方法，其特征在于：步骤（1），获取智能变电站的所有MMS状态信息是通过以太网从站控层MMS网获取按照工程配置的CID文件，读取智能变电站保护装置内部逻辑接点发出的MMS状态信息。

8.根据权利要求6或7所述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统的显示方法，其特征在于：将获取智能变电站的所有MMS状态信息放置到数据缓冲区，并将数据缓冲区内的MMS状态信息进行格式转换存储到数据库中。

9.根据权利要求6所述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统的显示方法，其特征在于：步骤（3）对获取智能变电站的所有MMS状态信息和智能变电站的所有站层MMS保护告警信息进行计算，包括以下步骤，

（1）根据智能变电站的实际一次接线及二次模型从数据库中间提取相应的MMS状态信息、MMS保护告警信息；

（2）对提取相应的MMS状态信息、MMS保护告警信息进行布尔逻辑分析计算，得到所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态。

10.根据权利要求6所述的智能变电站保护装置内部逻辑接点模拟显示系统的显示方法，其特征在于：步骤（4），根据所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态确定所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟图形，包括以下步骤，

（1）编辑与智能变电站保护装置内部逻辑接点相对应的图形；

（2）建立编辑的智能变电站保护装置内部逻辑接点相对应的图形与所述智能变电站内所有MMS状态信息之间的对应关系；

（3）根据所述智能变电站保护装置内部逻辑接点的模拟状态选取相对应的保护装置内部逻辑接点的图形。