CN104541214A - 用于配置智能电子设备的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的教导在此公开了一种用于配置智能电子设备(20)的系统(10)和方法。所述智能电子设备(20)的基准配置(60)和增量配置(70)由配置器(30)处理，由此获得用于IED(20)的目标配置(75)。增量配置(70)是对IED(20)的目标操作的响应，而目标操作取决于所述目标配置(75)。所述基准配置(60)由IED(20)的默认参数值(VALdef)定义，并且所述增量配置(70)由增量参数值(VALdel)定义。所述增量参数值(VALdel)是在IED(20)的默认参数值(VALdef)和目标操作的相应的目标参数值(VALtar)之间的差。

Description

用于配置智能电子设备的系统和方法
技术领域
本发明涉及智能电子设备的领域，并且更具体地涉及一种用于基于智能电子设备的目标操作来配置智能电子设备的系统和方法。
背景技术
智能电子设备(IED)是多目的和多用途的基于微处理器的可配置控制器，其基本上被用在能量自动化领域。IED能够被用来测量、监视和控制电能。IED要被用来保护与IED相关联的被用来执行一个或多个前述操作的设备，并且设备可以是断路器、继电器、传感器、母线等。
IED包括被特别地布置来执行特定目标操作，诸如输电线保护、母线保护等的部件的特定装配。而且，每个部件根据目标操作而被参数化，其旨在IED的配置。然而，存在大量和/或不同类型的一般地组成IED的部件(商业上现货供应(off-the-self))。
US2010223033涉及一种配置工具和一种用于智能电子设备的系统。该专利申请列举了一种用于使用多个工具在对IED执行的配置变化期间可视化配置变化的装置。然而，在配置IED时所涉及的努力、时间和复杂度没有降低。
目前，配置IED的任务的大部分是借助多个配置工具手动完成，其中用户单个地参数化IED的大多数部件。因此，配置IED的任务既费劲又费时。
发明内容
本发明提出一种用于配置IED的更简单和更快速的解决方案。
上述目的通过按照权利要求1的用于配置IED的系统和按照权利要求13的用于配置IED的方法实现。
本发明的基本思路是提高配置IED所要求的速度和降低配置IED所要求的努力。为了根据目标操作来配置IED，在此公开的系统包括配置器。配置器接收基准配置和增量配置并且处理其，由此获得用于IED的目标配置。增量配置是对目标配置的响应，而目标配置反过来取决于目标操作。基准配置由IED的默认参数值(VALdef)定义，基准配置在其对于特定的目标操作被配置之前通常对于任意IED是可用的。增量配置由增量参数值(VALdel)定义，所述增量参数值是在IED的默认参数值(VALdef)和目标操作的相应的目标参数值(VALtar)之间的差。由此，从一开始构建目标配置所需的时间和努力通过灵巧地使用基准配置和对应于目标操作的增量配置而降低。
按照本发明的一个实施方式，处理基准配置的默认参数值VALdef和增量配置的增量参数值VALdel以便获得目标配置的目标参数值VALtar。由此，以可靠方式获得目标参数值VALtar。
按照本发明的另一个实施方式，基准配置和增量配置二者都包括一个或多个功能块。基准配置的功能块包括VALdef并且增量配置的功能块包括(VALdel)。
按照本发明的再一个实施方式，基准配置和增量配置二者的功能块都作为对象被建模。
通过将配置(基准和增量)作为功能块表示并且通过将各自的功能块作为对象建模，使得能够使用高水平的面向对象的编程工具来处理配置。
按照本发明的再一个实施方式，基准配置和增量配置按照ExtensibleMarkup Language(XML，可扩展标记语言)格式来实现。
按照本发明的再一个实施方式，配置器包括XML引擎。XML引擎处理XML文件XFbc和XFdc，其分别代表基准配置和增量配置。由此，获得XML文件XFtc，其代表了目标配置。
配置(基准和增量)的XML表示还简化了配置的处理。此外，使得能够远程访问地(经由以太网、因特网)处理配置。此外，使得能够使用在IED领域中使用的标准协议，诸如IEC 61850,由此使得能够配置IED，而不管IED的制造者。
按照本发明的再一个实施方式，系统包括配置存储设备，其可操作地耦接到配置器。配置存储设备在存储基准配置和/或增量配置方面是有益的。在此，其使得能够更快地访问基准配置和/或增量配置并且如果需要也辅助对目标配置的存储。
按照本发明的另一个实施方式，配置器通信地耦接到IED。这对于在IED上应用目标配置以根据目标操作来配置IED是有利的。
按照本发明的另一个实施方式，基准配置由配置器从IED访问。按照本发明的另一个实施方式，以目标配置代替IED上的基准配置。由此，其使得能够直接以期望的配置(目标配置)更新IED上的现有的配置(基准配置)，其降低对于在IED上应用目标配置所要求的时间。
按照本发明的另一个实施方式，系统包括用于通知的装置，用来通知以目标配置取代了基准配置。由此，当以目标配置配置IED时能够通知用户。
按照本发明的另一个实施方式，系统还包括图形用户界面(GUI)。GUI通信地耦接到配置器。由此，提供了用于可视化的装置，其辅助用户对配置进行可视化、通知、提供数据输入、和用于与系统交互。
在此公开的用于配置IED的方法中，处理基准配置和增量配置以便获得目标配置。所获得的目标配置在IED上被应用，以配置IED来执行目标操作。
按照本发明中公开的方法的一个实施方式，接收基准配置和增量配置以进行处理。按照在本发明中公开的方法的另一个实施方式，以目标配置对基准配置的取代被通知。由此，当以目标配置来配置IED时能够通知用户。
附图说明
现在参考本发明的附图解释涉及用于配置IED的系统和方法的本发明的前述和另外的实施方式。示出的实施方式旨在解释的目的，而不是限制本发明。附图包含以下图，在整个说明书和附图中，其中相似的部分具有相似的编号。
附图以示意性方式示出了本发明的其他示例。其中：
图1示出了用于配置IED的系统，其中系统包括配置器、配置存储设备，和图形用户界面单元，
图2示出了由按照图1的配置器处理的基准配置和增量配置，用于获得用于IED的目标配置，以及
图3示出了用于配置按照图1的IED的方法的流程图。
具体实施方式
在阐述本发明的功能之前，以下给出在此使用的特定术语的定义。
“通信地耦接”指在两个设备之间的有线/无线耦接，其中使能在两个设备之间的数据信号和/或控制信号的单边/双边传输。
“可操作地耦接”指在两个设备之间的耦接，其中执行涉及设备的某个物理/计算操作，其可以涉及在两个设备之间的数据的交换，以执行操作。
“操作类型”指IED所用于的操作的大类，诸如电子设备的测量、监视、控制、保护等。
“目标操作”指特定操作，对于所述特定操作，IED被配置和/或设计和/或最终使用。特定操作可以是输电线保护、继电器保护、总线保护、距离保护、变压器保护、变电站控制、配电控制等。
“配置”包括IED的不同元件和部分的参数值。
“基准配置”包括某个操作类型的IED的不同元件和部分的默认参数值。
“目标配置”包括设计用于某个目标操作的IED的不同元件和部分的最终的参数值。
“增量配置”特定于IED的目标操作，并且包括在IED的不同元件和部分的默认参数值和最终的参数值之间的各个差。
“配置”指用于访问配置、处理配置、产生配置和用于在IED上应用配置以配置IED的工具。
“配置存储设备”是用于存储IED的一个或多个配置的设备，诸如存储器设备，并且通信地耦接到处理器。存储器设备也可以远程地定位，并且可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器并且这些存储器也可以被远程地定位。
以下参考附图和前述定义阐述本发明。
图1示出了按照在此公开的本发明的一个或多个实施方式的用于配置IED20的系统10。
在此系统10使得能够根据IED 10的目标配置来配置IED 20。系统10主要包括配置器30、配置存储设备40和图形用户界面单元(GUI)50。配置器30通信地耦接到存储设备40。此外，配置器30可操作地耦接到GUI单元50。
存储设备40是其中存储了IED 20的一个或多个基准配置60、65的数据库。基准配置60、65取决于IED 20的分别一个或多个操作类型，诸如‘控制’、‘保护’、‘监视’等。除了基准配置60、65，增量配置70-73的相应的多数68、69也被存储在数据库40中，其中增量配置70-73的每个多数68、69特定于IED 20的分别的基准配置60、65和目标配置二者，诸如‘输电线保护’、‘母线保护’、‘变电站控制’、‘配电控制’等。
为了阐述数据库40被组织的方式，考虑IED 20的两个示例操作类型，即‘控制’和‘保护’。由此，对于其分别示出两个示例基准配置，即，由基准配置60代表的‘保护’和由基准配置65代表的‘控制’。此外，参考关于‘保护’的示例基准配置60示出了两个示例增量配置70、71，即‘输电线保护增量配置70’和‘总线保护增量配置71’。类似地，参考关于‘控制’的示例基准配置65示出了两个示例增量配置72、73，即‘变电站控制增量配置72’和‘配电控制增量配置73’。
前述基准配置60、65和增量配置70-73在获得目标配置75方面是有利的，其中目标配置75取决于IED 20的目标操作。为了实现这一点，通过配置器30从数据库40接收合适的基准配置60和合适的增量配置70，并且处理基准配置60和增量配置70以便获得目标配置75。
例如，用于‘输电线保护’的目标配置75通过处理关于‘保护’的基准配置60和关于‘输电线保护增量配置’的增量配置70获得，即，增量配置70在此是对IED20的目标操作的响应。类似地，用于‘变电站控制’的目标配置76通过处理关于‘控制’的基准配置65和关于‘变电站控制增量配置’的增量配置70获得，即，增量配置72在此是对于IED 20的目标操作的响应。在此获得的目标配置75、76随后被应用在IED 20上以基于前述目标操作来配置IED 20。
GUI单元50包括可视显示单元(VDU)80和数据输入设备90(在下文中“输入设备90”)。VDU 80有助于基准配置60、65、增量配置70-73和/或目标配置75、76的可视化和/或修改。输入设备90使得能够提供数据输入，用于访问一个或多个配置(基准60、65，增量70-73，和目标配置75、76)，并且用于应用各自的目标配置75、76以配置IED 20。
配置器30包括处理器100，用于处理基准配置65和分别的增量配置70以便获得用于配置IED 20的分别的目标配置75。为了实现这一点，处理器100从数据库40访问基准配置60和各自的增量配置70，处理所访问的基准配置60和各自的增量配置70由此获得各自的目标配置75，并且提供目标配置75以用于在IED 20上应用，以配置IED 20。参考图2详细地阐述执行这一点的确切方式。
图2示出了按照在此公开的本发明的一个或多个实施方式的基准配置60和增量配置70，其由处理器100处理，以便获得目标配置75。
基准配置60在此基于IED 20的操作类型，由IED 20的默认参数值VALdef定义。例如，关于‘保护’的基准配置60包括关于‘保护’的IED 20的默认参数值VALdef。目标配置75在此基于IED 20的目标操作，由用于配置IED 20的目标参数值VALtar定义。增量配置70包括增量参数值VALdel，其被定义为在基准配置60的默认参数值VALdef和目标配置75的目标参数值VALtar之间的各自的差。
在进一步解释图2之前，应当理解，在现实中，用于IED 20的用于执行诸如‘输电线保护’的目标操作的目标参数值VALtar，通常从目标IED要求和用于执行目标操作的规定中导出。然而，用于配置IED 20的目标配置75，诸如配置加载器文件或对象文件，对于将其直接加载到IED 20以配置IED 20来执行目标操作‘输电线保护’来说不是直接可用的。目标配置75要被创建以配置IED 20。此外，参数值VALtar的基数(即，参数值VALtar的数量)可以到达数千，并且由于IED 20越来越复杂，手动配置IED 20以执行目标操作是费劲的任务。然而，属于某个操作类型的用于IED 20的基准配置60的默认参数值VALdef是一般公知的，诸如用于诸如‘保护’的操作类型的基准配置60的默认参数值VALdef。通过确定在默认参数值VALdef和目标参数值VALtar之间的差，获得增量参数值VALdel，例如用于‘输电线保护增量配置’的增量参数值VALdel。默认参数值VALdef和增量参数值VALdel然后被处理以便获得目标配置，其包括目标参数值VALtar，诸如目标配置加载器文件或对象文件，其然后被应用于IED 20上。现在在以下部分中阐述实现前述的详细方式。
按照本发明的一个示例实施方式，基准配置60和增量配置70二者都包括一个或多个功能块120-123、140-143。基准配置60的功能块120-123包括基准配置60的默认参数值VALdef。此外，基准配置60包括关于在基准配置60的功能块120-123之间的相互依赖性和相应关联。类似地，增量配置70的功能块140-143包括前述增量参数值VALdel。此外，增量配置70包括关于在增量配置70的功能块140-143之间的相互依赖性和相互关联。通过处理基准配置60和增量配置70获得的目标配置75，也包括一个或多个功能块160-163，其定义用于IED 20的目标参数值VALtar以执行如由目标配置75所定义的目标操作。
基准配置60的功能块120-123和增量配置70的功能块140-143按照本发明的另一个实施方式被作为对象建模。在此，其有助于基准配置60和增量配置70的面向对象的表示。这使得能够使用面向对象的编程工具来处理基准配置60和增量配置70，由此简化以及促进基准配置60和增量配置70的处理以便获得目标配置75。
基准配置60和增量配置70按照另一个实施方式以可扩展标记语言(XML)格式表示，其中各自的功能块120-123、140-143作为对象建模，由此，基准配置60和增量配置70被表示为各自的XML文件XFbc、XFdc。
配置(基准60、增量70和目标配置75)的XML表示在对配置60、70、75的功能块120-123、140-143、160-163(作为对象被建模)以人可读和机器可读两种方式进行编码方面是有益的。此外，通过使用对于每个配置60、70、75的XML表示，能够以简化的和用户友好的方式规定如何表示配置的功能块120-123、140-143、160-163，以及如何表示在配置60、70、75的功能块120-123、140-143、160-163之间的数据相互依赖性和相互关联。此外，XML表示在即使从远程位置，例如经由因特网或因特网配置IED 20方面是有益的，因为这些XML文件附着于在远程和(有线或者无线或者有线和无线二者)相互连接的设备之间的数据传输的标准协议。
在XML文件中，配置的功能块以合适的XML标签表示，其中XML标签还包括关于功能块的合适的信息，诸如参数值。在此，(代表了基准配置的)XML文件XFbc的各自的功能块120-123包括各自的XML标签XTbc，其中XML标签XTbc还包括默认参数值VALdef。类似地，(代表了增量配置的)XML文件XFdc的各自的功能块140-143包括XML标签XTdc，其中XML标签XTdc还包括增量参数值VALdel。
分别代表基准配置60和增量配置70的XML文件XFbc和XFdc，通过处理器100的XML引擎170接收。此后，XML文件XFbc和XFdc由XML引擎100处理以便获得代表了目标配置75的XML文件XTtc。(代表了目标配置的)的XML文件XFtc的各自的功能块包括各自的XML标签XTtc，其中XML标签XTtc还包括基于目标操作的目标参数值VALtar。
在此，基准配置60的每个功能块120-123和增量配置70的对应的功能块140-143然后被处理以便获得目标配置75的各自的功能块160-163。处理XML文件XFbc、XFdc涉及提取在XML文件XFbc的XML标签XTbc中包括的参数值VALdef和在XML文件XFdc的XML标签XTdc中包括的对应的参数值VALdel，和产生用于目标配置75的功能块160-163的参数值VALtar，由此获得用于功能块160-163的参数值VALtar。在此，用于XML文件XFtc的XML标签XTtc的每个可以通过在处理XML文件时涉及的标准XML处理技术来获得。
处理参数值VALdef和VALdel以便获得参数值VALtar，可以示例地包括以下之一：
1.将基准配置60的功能块120-123与增量配置70的对应的功能块140-143融合。由此，在XML标签XTbc中包括的参数值VALdef可以与在XML标签XTdc中包括的参数值VALdel融合，由此获得用于目标配置75的各自的功能块160-163的包括了目标参数值VALtar的XML标签XTtc。例如，对于XML标签XTtc获得的目标参数值VALtar可以是在各自的XML标签XTbc、XTdc中包括的各自的参数值VALdef、VALdel的简单串接，或者是在各自的XML标签XTbc、XTdc中包括的特定参数值VALdel、VALdef的选择性串接。
2.响应于增量配置70的对应于的功能块140-143的参数值VALdel，修改基准配置60的功能块120-123的参数值VALdef。由此，在XML标签XTbc中包括的参数值VALdef可以与在各自的XML标签XTdc中包括的各自的参数值VALdel相加、相减、相乘或相除等，由此获得用于目标配置75的各自的功能块160-163的包括了目标参数值VALtar的各自的XML标签XTtc。
3.以增量配置70的对应的功能块140-143取代基准配置60的功能块120-123。由此，在XML标签XTbc中包括的参数值VALdef可以简单地由在XML标签XTdc中包括的参数值VALdel取代，由此获得用于目标配置75的各自的功能块160-163的包括了目标参数值VALtar的XML标签XTtc。
与前述不同，可以有在处理基准配置60的功能块120-123和增量配置70的对应的功能块140-143以便获得目标配置75的功能块160-163时涉及的其他XML处理操作，然而为了简短的目的在此没有包括。
因此，创建目标配置75的功能块160-163，由此创建目标配置75的XML文件XFtc。XML文件XFtc包括XML标签XTtc，其中XML标签XTtc还包括目标参数值VALtar。通过在IED 20上应用目标配置75的XML文件XFtc，IED 20被配置以执行目标操作。如果从IED接收IED 20的基准配置60，则通过在IED20上应用目标配置75的XML文件XFtc，IED 20的基准配置由此被取代。在此，当基准配置60被目标配置75取代时，GUI单元50通发出知，由此通知用户，按照目标操作完成了IED 20的配置。
通过对配置使用功能块120-123、140-143、160-163的面向对象的表示和配置60、70、75的XML表示XFbc、XFdc、XFtc，标准协议，诸如IEC 61850的使用更容易。由此，IED 20的配置以进一步简化的方式被实现。
图3示出了使用系统10配置IED 20的方法的流程图和上面提到的系统10的不同实施方式。
在步骤200中，通过处理器100接收基准配置60和增量配置70以处理基准基准配置60和增量配置70。由于数据库40和配置器30是通信地耦合，所以处理器100从数据库40取得基准配置60和增量配置70。在此，按照一个示例方面，如果数据库40关于处理器100远程定位，基准配置60和/或增量配置70可以经由以太网或因特网获得。此外，如果基准配置60存储在IED 20中，基准配置60可以从IED 20本身被访问，并且增量配置70可以从数据库40被访问。
在下一个步骤210中，基准配置60和增量配置70由处理器100处理以便获得目标配置75。在此，按照前述的，响应于增量配置70的增量参数值VALdel，修改基准配置60的默认参数值VALdef以便获得目标配置75的目标参数值VALtar。按照一个实施方式，基准配置60的XML文件XTbc和增量配置70的XML文件XTdc被提供到处理器100的XML引擎170，以便获得目标配置75的XML文件XFtc。在此，目标配置75的功能块160-163包括目标参数值VALtar。在下一个步骤220中，前述目标配置75被应用于IED 20上。实现这一点的一种方式是通过用目标配置75的XML文件XFtc取代IED 20上的基准配置60。在此，IED 20按照目标操作被配置。在步骤230中，GUI单元50的VDU 80当基准配置60被目标配置75取代时发出通知，由此通知用户按照目标操作完成了IED 20的配置。
尽管在此参考具体实施方式描述了本发明，但是该说明书不是要在以限制的意义上构建。公开的实施方式的不同示例，以及本发明的替换实施方式，对于本领域技术人员在参考本发明的说明书的条件下变得明显。由此在不脱离如定义的本发明的实施方式的情况下能够进行这些修改。

Claims (15)

1.一种用于配置智能电子设备(20)的系统(10)，所述系统(10)包括配置器(30)，用于通过处理所述智能电子设备(20)的基准配置(60)和增量配置(70)以便获得用于智能电子设备(20)的目标配置(75)，
其中，所述增量配置(70)是对智能电子设备(20)的目标操作的响应，其中智能电子设备(20)的目标操作取决于所述目标配置(75)，
其中，所述基准配置(60)由智能电子设备(20)的默认参数值(VALdef)定义，并且所述增量配置(70)由增量参数值(VALdel)定义，并且
其中，所述增量参数值(VALdel)是在智能电子设备(20)的默认参数值(VALdef)和目标操作的相应的目标参数值(VALtar)之间的差。
2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，处理所述基准配置(60)的默认参数值(VALdef)和增量配置(70)的增量参数值(VALdel)以便获得目标配置(75)的目标参数值(VALtar)。
3.根据权利要求1或2所述的系统(10)，其中，所述基准配置(60)和增量配置(70)二者都包括一个或多个功能块(120-123，140-143)，
其中，所述基准配置(60)的一个或多个功能块(120-123)包括基准配置(60)的默认参数值(VALdef)，并且其中，增量配置(70)的一个或多个功能块(140-143)包括增量配置(70)的增量参数值(VALdel)。
4.根据权利要求3所述的系统(10)，其中，所述基准配置(60)的一个或多个功能块(120-123)和所述增量配置(70)的一个或多个功能块(140-143)作为对象被建模。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的系统(10)，其中，所述基准配置(60)和所述增量配置(70)按照可扩展标记语言(XML)格式被实现。
6.根据权利要求5所述的系统(10)，其中，所述配置器(30)包括XML引擎(170)，用于处理代表基准配置(60)的XML文件(XFbc)和代表增量配置(70)的XML文件(XFdc)，以便获得代表了目标配置(75)的XML文件(XFtc)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统(10)，还包括配置存储设备(40)，用于存储所述基准配置(60)和所述增量配置(70)中的至少一个，其中，所述配置存储设备(40)可操作地耦接到所述配置器(30)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统(10)，其中，所述配置器通信地耦接到所述智能电子设备(20)。
9.根据权利要求8所述的系统(10)，其中，所述配置器(30)从智能电子设备(20)访问所述基准配置(60)。
10.根据权利要求9所述的系统(10)，其中，所述配置器(30)以目标配置(75)取代智能电子设备(20)上的基准配置(60)。
11.根据权利要求10所述的系统(10)，还包括装置(80)，用来当智能电子设备(20)的基准配置(60)被目标配置(75)取代时发出通知。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统(10)，还包括图形用户界面(50)(GUI)，其中，所述GUI(50)通信地耦接到所述配置器(30)。
13.一种用于配置智能电子设备(20)的方法，所述方法包括：
-处理智能电子设备(20)的基准配置(60)和增量配置(70)以便获得用于智能电子设备(20)的目标配置(75)的步骤(210)，
其中，所述增量配置(70)是对智能电子设备(20)的目标操作的响应，其中智能电子设备(20)的目标操作取决于所述目标配置(75)，
其中，所述基准配置(60)由智能电子设备(20)的默认参数值(VALdef)定义，并且所述增量配置(70)由增量参数值(VALdel)定义，并且
其中，所述增量参数值(VALdel)是在智能电子设备(20)的默认参数值(VALdef)和目标操作的相应的目标参数值(VALtar)之间的差，和
-将所获得的目标配置(75)应用于所述智能电子设备(20)的步骤(220)。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
-如下步骤(200)，即，接收所述基准配置(60)和增量配置(70)以处理所述基准配置(60)和增量配置(70)，以便获得用于所述智能电子设备(20)的目标配置(75)。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括当智能电子设备(20)的基准配置(60)被目标配置(75)取代时发出通知的步骤(230)。
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