CN104393679B - 一种智能变电站状态信息代理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能变电站状态信息代理方法。在一些特定条件的系统调试环境中，过程层设备不具备实际一次设备操作对象时，具备状态信息反馈的控制流程无法闭环，因此系统调试有关一次设备状态信息的功能测试工作受限。本发明的特征在于，解析全站配置文件的数据模型，获取控制信息和状态信息，依据操作对象为关联关系点，将控制信息和状态信息进行关联，然后在基本关联关系表基础上设定触发策略，最终形成具有触发条件的关联关系表。本发明采用GOOSE通信机制，实现了智能变电站一次设备状态信息自动切换和自动发布，为智能电网自动化系统调试项目提供了一种简单仿真手段和快速测试方法。

Description

一种智能变电站状态信息代理方法
技术领域
本发明涉及国际标准《变电站通信网络和系统》(IEC61850)的面向通用对象变电站事件(GOOSE)在变电站自动化系统的应用领域，具体地说是一种基于GOOSE通信机制的智能变电站状态信息代理方法。
背景技术
IEC61850标准是国际电工委员会TC57工作组针对解决变电站自动化系统面临的互操作性问题制定的《变电站通信网络和系统》系列标准。该标准得到国内外大部分主流厂家的支持，成为全球在变电站自动化领域唯一统一的标准。
面向通用对象的变电站事件GOOSE是IEC61850标准为解决变电站快速通信需求而提出的一种快速报文机制。GOOSE报文经表示层后直接映射到链路层和物理层，并且采用具有优先级和虚拟局域网VLAN标志(IEEE 802.1Q)的交换式以太网技术，保证了报文传输的可靠性和实时性。IEC61850标准规定SCL文件是变电站自动化系统通信配置描述语言文件，SCL文件中包含了自动化系统GOOSE通信参数和工程实例数据结构，而SCL文件是以W3C标准XML作为元语言的，因此实际工程GOOSE通信特征就是以XML元语言来实现文本配置的充分表达。
随着智能电网的区域建设和智能变电站新技术的推广应用，IEC61850标准已被广泛应用于智能电网变电站自动化系统中，其中间隔层设备依据远方客户端指令发出一次设备分合闸命令，过程层设备依据间隔层设备命令触发分合闸控制接点，同时过程层设备实时采集一次设备状态信息，间隔层和过程层之间构建GOOSE通信网络，采用GOOSE通信机制实现一次设备的远方控制和状态信息采集共享。在一些特定条件的系统调试环境中，过程层设备不具备实际一次设备操作对象时，具备状态信息反馈的控制流程无法闭环，因此系统调试有关一次设备状态信息的功能测试工作受限。在过程层网络统一的GOOSE通信传输协议基础上，在缺乏具体操作对象实体条件下，如何实现一次设备状态信息自动反馈以及状态信息相关功能测试工作，是智能变电站系统调试亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种实现智能变电站一次设备状态信息自动切换和自动化发布的智能变电站状态信息代理方法。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种智能变电站状态信息代理方法，其特征在于，解析全站配置文件的数据模型，获取控制信息和状态信息，依据操作对象为关联关系点，将控制信息和状态信息进行关联，然后在基本关联关系表基础上设定触发策略，最终形成具有触发条件的关联关系表。
本发明主要目的在于导入符合IEC61850标准的自动化系统设备模型和配置，模拟过程层设备作为GOOSE报文发布方和接收方的通信行为，通过状态信息的自动切换和自动发布实现自动化系统控制命令闭环检测功能。
进一步，所述数据模型解析的具体实现过程如下：解析整个变电站自动化系统配置文件，即SCD模型文件，选择间隔层设备和过程层设备，提取有效的GOOSE控制块通信参数；结合IEC61850模型的定义，根据逻辑节点类型、公共数据类型和实例数据等多种信息描述匹配识别出GOOSE输出数据集中的两类信息：控制信息(遥控操作、三相跳闸命令、分相跳闸命令、重合闸命令)和状态信息(主要包括断路器总位置、断路器分相位置、闸刀位置、接地闸刀位置)。
进一步，所述的关联为状态信息和控制信息之间的自动关联，关联设定以一次设备为唯一关联关系点，即断路器控制信息与断路器状态信息关联，闸刀控制信息与闸刀状态信息关联；关联形式包括多个控制信息对应一个状态信息(例如：闸刀分闸命令和合闸命令均对应于闸刀位置)和一个控制信息对应多个状态信息(例如：断路器遥控分闸命令对应于断路器总位置和断路器分相位置)。
进一步，所述的触发策略包括状态信息切换时间设定和切换逻辑设定；状态信息切换时间设定，就是设定状态信息代理设备接收到控制命令后改变相应状态信息的时间延迟值，该设定值范围包括零值和正整数值(优选时间单位为秒)，零值设定表示状态信息代理设备接收到控制命令后立刻改变相应状态信息并发布，正整数值设定表示状态信息代理设备接收到控制命令后，在指定时间延迟后改变相应状态信息并发布；状态信息切换逻辑设定，就是设定状态信息代理设备接收到控制命令后多个状态信息的改变方式，一般采用逻辑非、逻辑与和逻辑或实现简单触发逻辑。
本发明具有的有益效果：本发明采用GOOSE通信机制，实现了智能变电站一次设备状态信息自动切换和自动发布，为智能电网自动化系统调试项目提供了一种简单仿真手段和快速测试方法，对于IEC61850标准在电力系统中的推广应用提供了重要的推动作用。
本发明所述的代理方法已经在实际变电站自动化系统调试项目中采用，代理方法的有效性和可靠性得到了工程试验验证，具备了变电站自动化系统技术应用的理论和实践基础。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明应用例的应用示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
整个状态信息代理方法流程如图1所示，即解析全站配置文件的数据模型，获取控制信息和状态信息，依据操作对象为关联关系点，将控制信息和状态信息进行关联，然后在基本关联关系表基础上设定状态切换时间和状态切换逻辑，最终形成具有触发条件的最终关联关系。
应用例
以某个500千伏智能变电站一个断路器电气间隔状态信息为例，具体说明状态信息代理方法在实际工程中的应用实现，如图2所示，实时接收间隔层设备控制信息，在既定触发策略设定条件下，实时响应间隔层设备分合闸命令，自动实现状态信息切换和发布流程。
(1)模型解析
一个断路器电气间隔控制命令如下表所示：
序号 数据索引名 控制信息描述
1 CB5011PI01/CBCSWI1.OpOpn.general 5011断路器遥控分闸命令
2 CB5011PI01/CBCSWI1.OpCls.general 5011断路器遥控合闸命令
3 PL5001AGO_PROT/PTRC1.Tr.phsA 5011断路器A相跳闸命令
4 CB5011PI01/QG1CSWI1.OpOpn.general 50111闸刀遥控分闸命令
5 CB5011PI01/QG1CSWI1.OpCls.general 50111闸刀遥控合闸命令
一个断路器电气间隔状态信息如下表所示：
序号 数据索引名 状态信息描述
1 IB5011ARPIT/Q0XCBR1.Pos.stVal 5011断路器总位置
2 IB5011ARPIT/Q0AXCBR1.Pos.stVal 5011断路器A相位置
序号 数据索引名 状态信息描述
3 IB5011ARPIT/Q0BXCBR1.Pos.stVal 5011断路器B相位置
4 IB5011ARPIT/Q0CXCBR1.Pos.stVal 5011断路器C相位置
5 IB5011ARPIT/QG1XSWI1.Pos.stVal 50111闸刀位置
(2)信息关联
关联关系对应表如下：
(3)触发策略
状态信息切换时间设定要求如下：断路器状态变化切换时间统一为0秒；闸刀状态变化切换时间统一为5秒。
状态信息切换逻辑设定要求如下：断路器遥控分闸立即触发断路器总位置和分相位置切换，切换过程统一为由合位变为分位；断路器遥控合闸立即触发断路器总位置和分相位置切换，切换过程统一为由分位变为合位；断路器A相跳闸命令立即触发断路器总位置和A相位置切换，总位置由合位变为不定态(不定态表示既不在合位也不在分位)，A相位置有合位变为分位；闸刀遥控分闸命令立即触发闸刀位置切换，经过5秒延时后由合位变为分位；闸刀遥控合闸命令立即触发闸刀位置切换，经过5秒延时后由分位变为合位。整个切换时间设定和切换逻辑设定如下表所示：

Claims (3)

1.一种智能变电站状态信息代理方法，其特征在于，解析全站配置文件的数据模型，获取控制信息和状态信息，依据操作对象为关联关系点，将控制信息和状态信息进行关联，然后在基本关联关系表基础上设定触发策略，最终形成具有触发条件的关联关系表；
所述的触发策略包括状态信息切换时间设定和切换逻辑设定；状态信息切换时间设定，就是设定状态信息代理设备接收到控制命令后改变相应状态信息的时间延迟值，该设定值范围包括零值和正整数值，零值设定表示状态信息代理设备接收到控制命令后立刻改变相应状态信息并发布，正整数值设定表示状态信息代理设备接收到控制命令后，在指定时间延迟后改变相应状态信息并发布；状态信息切换逻辑设定，就是设定状态信息代理设备接收到控制命令后多个状态信息的改变方式，采用逻辑非、逻辑与和逻辑或实现简单触发逻辑。
2.根据权利要求1所述的智能变电站状态信息代理方法，其特征在于，所述数据模型解析的具体实现过程如下：
解析整个变电站自动化系统配置文件，即SCD模型文件，选择间隔层设备和过程层设备，提取有效的GOOSE控制块通信参数；结合IEC61850模型的定义，根据逻辑节点类型、公共数据类型和实例数据描述匹配识别出GOOSE输出数据集中的两类信息：控制信息和状态信息。
3.根据权利要求1所述的智能变电站状态信息代理方法，其特征在于，所述的关联为状态信息和控制信息之间的自动关联，关联设定以一次设备为唯一关联关系点，即断路器控制信息与断路器状态信息关联，闸刀控制信息与闸刀状态信息关联；关联形式包括多个控制信息对应一个状态信息和一个控制信息对应多个状态信息。
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