CN104978178B - 一种继电保护定值可视化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种继电保护定值可视化方法，设计继电保护定值可视化符号，实现定值变量的赋值，生成供继电保护装置本身配置使用的显示屏显示特点格式的文件，生成供继电保护装置程序运行使用的数据配置文件，生成供远动通信使用的信息文档。此方法可自动生成程序代码赋值，以及各种配置文件和配置文档，避免了人工配置、修改可能带来的继电保护定值一致性错误。

Description

一种继电保护定值可视化方法

技术领域

本发明涉及交流输电和直流输电的定值设置以及继电保护装置，涵盖低压、中压、高压、超高压和特高压交流输电领域，以及高压和特高压直流输电领域。

背景技术

交流输电和直流输电需要继电保护装置对输电设备故障及输电系统故障进行识别和保护。目前，继电保护装置均采用微机保护。继电保护装置需完成一系列判断输电设备故障及输电系统故障的算法；这些算法均涉及到一系列设定值，称为继电保护定值。

常规继电保护定值具有如下特点：

1、固有属性：比如，名称、量纲、最大值、最小值、整定最小步长，整定值等。

2、运行性：微机保护算法程序可运行使用定值的设定值。

3、可整定性：运行的继电保护装置无需进行软件更新，即可改变定值的设定值并投入运行。

4、可读性：在继电保护装置本身配置的显示屏上可读；在变电站内工作站上可读。

5、远距离可读性（远动）：在变电站外的调度中心等地方的工作站上可读。

6、修改操作性：分装置级、本地级和远动级；分别在装置本身配置的接口上、本变电站内工作站上和在变电站外的调度中心等地方的工作站上，进行修改操作。

7、多套性：多套定值预存在继电保护装置中，适应不同的运行方式和运行工况。其中，只有一套定值处于运行（激活）状态；其余套定值处于备用状态。某一套定值从备用状态转变为运行状态，或某一套定值从运行状态转变为备用状态，这一过程称为定值组切换。定值组切换可以人工进行，也可以根据条件自动进行。

目前，国内普遍使用IEC870-5-103和IEC61850两种保护通信规约进行远动通信及远动操作，其中包括继电保护定值的远动通信和远动操作。

目前，实现继电保护定值以上特点的方法采用人工，并且使用多个工具（比如：文档编辑工具、程序语言设计工具等）：人工编辑程序语句使用定值（一般采用赋值语句），人工配置供继电保护装置本身配置的显示屏显示特点格式的文件，人工编辑供继电保护装置程序运行使用的定值数据文件，人工配置IEC870-5-103信息文档供远动通信，和人工配置IEC61850信息文档供远动通信。

当继电保护定值发生变化或调整时（比如，修改定值、增加定值或删除定值），需要人工和使用多个工具对程序定值赋值语句、每一个配置文件（或文档）重新修改和进行调整，效率低下，而且很容易因遗漏某个配置文件（或文档）而导致继电保护定值的一致性错误，有待改进。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种继电保护定值可视化方法，其可自动生成程序代码赋值，以及各种配置文件和配置文档，避免了人工配置、修改可能带来的继电保护定值一致性错误。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种继电保护定值可视化方法，设计继电保护定值可视化符号，实现定值变量的赋值，生成供继电保护装置本身配置使用的显示屏显示特点格式的文件，生成供继电保护装置程序运行使用的数据配置文件，生成供远动通信使用的信息文档。

上述设计的继电保护定值可视化符号是一个可视化程序符号，由图形、文字、数字、数值和属性组成，包含以下内容：

a）包含定值变量名称和数值，并对定值变量进行赋值；

b）包含供继电保护装置本身配置的显示屏显示使用的所有信息，并生成供继电保护装置本身配置使用的显示屏显示特点格式的文件；

c）包含供继电保护装置程序运行的数据配置使用的所有信息，并生成供继电保护装置程序运行使用的数据配置文件；

d）包含供远动通信使用的IEC870-5-103信息使用的所有信息，并生成供远动通信使用的IEC870-5-103信息文档；

e）包含供远动通信使用的IEC61850信息使用的所有信息，并生成供远动通信使用的IEC61850信息文档。

上述继电保护定值可视化符号是多组表格，每组表格由多个表格组成，每个表格由行、列以及表格归属组成；每个表格中的列，包括中文定值名称、英文定值名称、定值变量名称、整定值、量纲、最大值、最小值、整定最小步长、数据格式和远动属性，且在每列项下附属有显示属性，该显示属性为“是”或“否”的选择项；每个表格中的行为继电保护定值；每个表格中的表格归属包括名称、中文描述、英文描述、逻辑节点和逻辑节点描述，相同的表格归属将分布在不同表格中的定值归为同一个组。

上述继电保护定值可视化符号表格有三种可视表现形式，编辑形式、显示形式和调试形式；其中，编辑形式为显示表格的所有内容，包括所有行、所有列和表格归属，并显示每列的显示属性；显示形式仅显示表格中的部分列内容、所有行和表格归属；调试形式为显示变量名称、运行值、整定值和按钮，所述按钮包括“刷新”、“整定”和“取消”三个功能按钮。

编程可视化工具有三种模式：浏览模式、编辑模式和调试模式；在浏览模式下，显示表格的显示形式定义的表格内容，只能浏览继电保护定值可视化符号表格，不能对继电保护定值可视化符号表格进行任何编辑、修改操作；在编辑模式下，能够编辑、修改表格内各项可编辑内容；在调试模式下，显示继电保护定值可视化符号表格的调试形式内容，能够编辑、修改“整定值”内容。

能够执行生成代码和编译代码工作；生成代码后的产物为，定值变量赋值程序语句代码、供继电保护装置本身配置的显示屏显示特点格式的文件、供继电保护装置程序运行使用的数据配置文件、供远动通信的IEC870-5-103信息文档和供远动通信的IEC61850信息文档；

编译代码后的产物为，定值变量赋值语句编译为适用CPU运行的机器运行代码。

上述供继电保护装置本身配置的显示屏显示特点格式的文件，定值名称、定值数值、定值数值在显示屏上的显示格式、单位量纲分别来自继电保护定值可视化符号表格中列“中文定值名称”或“英文定值名称”、“整定值”、“数据格式”及“量纲”；供继电保护装置程序运行使用的数据配置文件，所使用数据内容均来自继电保护定值可视化符号表格；供远动通信的IEC870-5-103信息文档，继电保护定值可视化符号表格中列“远动属性”值为“是”的定值进入该文档；供远动通信的IEC870-5-103信息文档，采用IEC870-5-103规约的通用分类服务来实现定值的远方传送，定值组来自继电保护定值可视化符号表格归属的“名称”；供远动通信的IEC61850信息文档，继电保护定值可视化符号表格中列“远动属性”值为“是”的定值进入该文档，逻辑节点LN来自继电保护定值可视化符号表格归属的“逻辑节点”，且逻辑节点下的数据对象DO来自继电保护定值可视化符号表格中的定值，DO name取自继电保护定值可视化符号表格中列的“定值变量名称”。

上述定值变量赋值语句，代码变量名、所赋的数值分别来自继电保护定值可视化符号表格中列“定值变量名称”、“整定值”。

采用上述方案后，本发明通过设计继电保护定值可视化符号，自动生成程序代码赋值，以及各种配置文件和配置文档；修改、增加或删除定值项时，仅编辑修改继电保护定值可视化符号数据，自动完成对各种配置重新修改和调整，达到各种配置文件和配置文档的一致性；避免了人工配置、修改可能带来的继电保护定值一致性错误。

附图说明

图1是本发明继电保护定值可视化符号表格示意图；

图2是本发明继电保护定值可视化符号表格列内容示意图；

图3是本发明继电保护定值可视化符号表格的表格归属示意图；

图4是本发明继电保护定值可视化符号表格的调试形式示意图；

图5是本发明的一般设计流程图；

图6是本发明的一般应用流程图。

具体实施方式

本发明提供一种继电保护定值可视化方法，通过设计继电保护定值可视化符号，实现定值变量的赋值，生成供继电保护装置本身配置使用的显示屏显示特点格式的文件，生成供继电保护装置程序运行使用的数据配置文件，生成供远动通信使用的信息文档，其中，所述的继电保护定值可视化符号是一个可视化程序符号，由图形、文字、数字、数值和属性组成，它既可以是多组表格，也可以是不同于多组表格的其它符号，当以多组表格的形式表达时，每组表格由多个表格组成，每个表格由行、列以及表格归属组成。下面将以继电保护定值可视化符号是多组表格为例，对本发明的技术方案进行详细说明。

A、设计实现继电保护定值可视化符号，如图5所示：

1.按图1至图3所示表格设计继电保护定值可视化符号：

1.1使用工具软件（比如：Qt）设计如图1所示图表。包括：表格归属、行、列。行数目按画面略小于整屏以及表格内容清晰显示为目的进行设置，比如：10行，行为继电保护定值；列数目按定值需要的内容（比如：定值名称（中文）、定值名称（英文）、定值变量名称、整定值、量纲、最大值、最小值、整定最小步长、数据格式、远动属性，等）进行设置，比如：12列。

1.2按图2形式设计表格内各个功能。“定值名称（中文）”、“定值名称（英文）”等，为固定内容，使用继电保护定值可视化符号时不能对此进行编辑和修改。显示属性一行的“是”、“否”为选择功能，二选一，默认为“否”；使用继电保护定值可视化符号时可对此进行选择和修改。远动属性一列（除显示属性行外）的“是”、“否”为选择功能，二选一，默认为“否”；使用继电保护定值可视化符号时可对此进行选择和修改。其它行列内容为编辑功能，或选择功能；使用继电保护定值可视化符号时可对此进行编辑、选择和修改；比如：编辑修改图2中的“启动电流”、“CFP_REF”等。

1.3按图3形式设计表格归属功能。包括“名称：”、“描述（中文）：”、“描述（英文）：”、“逻辑节点：”、“逻辑节点描述：”等，为固定内容；使用继电保护定值可视化符号时不能对此进行编辑和修改。“：”后空白区域为编辑功能，或选择功能；使用继电保护定值可视化符号时可对此进行编辑、选择和修改；该处选择功能可以是多选一。相同的表格归属可将分布在不同表格中的定值归为同一个组。

需要说明的是，继电保护定值可视化表格中的文字可预设中文、英文等多种文字，跟随可视化语种的选择，自动选择与可视化工具语种相同语种的文字。

2.定值列表定义：

UParameterList m_parameterList; //定值列表

QString m_strGroupName; //名称

QString m_strCnName; //中文描述

QString m_strEnName; //英文描述

……

综上，设计继电保护定值可视化符号中包含以下内容：

a）定值变量名称和数值，并对定值变量进行赋值；

b）供继电保护装置本身配置的显示屏显示使用的所有信息（字符和数值），并生成供继电保护装置本身配置使用的显示屏显示特点格式的文件；

c）供继电保护装置程序运行的数据配置使用的所有信息（字符和数值），并生成供继电保护装置程序运行使用的数据配置文件；

d）供远动通信使用的IEC870-5-103信息使用的所有信息（字符和数值），并生成供远动通信使用的IEC870-5-103信息文档；

e）供远动通信使用的IEC61850信息使用的所有信息（字符和数值），并生成供远动通信使用的IEC61850信息文档。

3.实现表格有三种可视表现形式：编辑形式、显示形式、调试形式：

3.1编辑形式：包括表格的所有内容，即所有行、所有列、表格归属；包括可能已经编辑、已经选择的内容；每列的显示属性显示出来，可以浏览和选择。

3.2显示形式：仅显示表格中的部分列内容（其列的“显示属性”值为“是”），所有行和表格归属；包括其中对应列的和表格归属中的可能已经编辑、已经选择的内容；每列的显示属性并不显示出来。

3.3调试形式：显示包括变量名称、运行值、整定值、按钮（刷新、整定和取消）。如图4所示。运行值来自于处于调试目的的继电保护装置。

4.实现编程可视化工具至少包括三种工作模式下（浏览模式、编辑模式、调试模式）继电保护定值符号功能：

4.1浏览模式下，只能浏览继电保护定值可视化符号表格，无法对继电保护定值可视化符号表格进行任何编辑、修改操作；浏览的继电保护定值可视化符号表格是表格的显示形式定义的表格内容。

4.2编辑模式下，显示继电保护定值可视化符号表格的编辑形式内容（即表格的所有内容），可以编辑、修改继电保护定值可视化符号表格内各项内容。

4.3调试模式下，显示继电保护定值可视化符号表格的调试形式内容；可以编辑、修改“整定值”内容。

5.实现继电保护定值可视化符号在编程可视化工具三种工作模式下的操作和显示功能：

5.1浏览模式下：显示继电保护定值可视化符号表格的显示形式内容。

5.2编辑模式下：实现继电保护定值可视化符号表格的编辑形式的显示、行列等的编辑功能和选择功能。

5.3调试模式下：“整定值”一列为编辑功能，可对此进行编辑和修改；其它列不可编辑或修改。“刷新”按钮功能为立即上传来自于处于调试目的的继电保护装置的运行值；“整定”按钮功能为立即读取来自于“整定值”列的数值，下发至处于调试目的的继电保护装置中，并由装置更改定值；“取消”按钮功能为立即清除“整定值”列的数值（这些数值使用者已经编辑修改过）。

B、实现生成产物功能，如图5所示：

1.运行编程可视化工具菜单的“生成代码”菜单。

2.定值变量赋值程序语句代码，以C语言为例，生成C语言代码：代码变量名为从用户编辑的继电保护定值可视化符号表格中读取“定值变量名称”，所赋的数值来自表格中列“整定值”，生成C语言的一系列赋值语句。

3.供继电保护装置本身配置的显示屏显示特点格式的文件：定值名称来自用户编辑的继电保护定值可视化符号表格中列“定值名称（中文）”或“定值名称（英文）”，定值数值来自表格中列“整定值”，定值数值在显示屏上的显示格式（如：整数、小数、小数点后显示多少位数等）来自表格中列“数据格式”，定值的单位量纲来自表格中列“量纲”。

4.供继电保护装置程序使用的数据配置文件：内容自定义，所需内容均来自用户编辑的继电保护定值可视化符号表格。

5.供远动通信的IEC870-5-103信息文档（符合IEC870-5-103规约规定）：用户编辑的继电保护定值可视化符号中列“远动属性”值为“是”的定值进入该文档，采用IEC870-5-103规约的通用分类服务来实现定值的远方传送。定值组来自用户编辑的继电保护定值可视化符号中表格归属的“名称”。

6.供远动通信的IEC61850信息文档（符合IEC61850规约规定）：用户编辑的继电保护定值可视化符号中列“远动属性”值为“是”的定值进入该文档。逻辑节点LN来自用户编辑的继电保护定值可视化符号中表格归属的“逻辑节点”，其下的数据对象DO来自用户编辑的继电保护定值可视化符号中定值表格中的定值，DO name取自用户编辑的继电保护定值可视化符号中列的“定值变量名称”。

7.运行编程可视化工具菜单的“编译代码”菜单，定值变量赋值语句编译成适用CPU运行的机器运行代码。

C、使用继电保护定值可视化符号，如图6所示：

1.在常规计算机上运行可视化编程工具软件；

2.可视化编程工具选择菜单“语言”，选择某个语种，继电保护定值可视化符号表格自动选择相同语种的文字；

3.新建继电保护工程软件（仅编辑模式下）；或打开保存在计算机上的已有继电保护工程软件；

4.新建可视化的继电保护定值页面，从符号功能库中选取继电保护定值可视化符号（表格），放入继电保护定值可视化页面中（仅编辑模式下）；或打开已有继电保护工程软件中的继电保护定值可视化页面；

5.编辑模式下，双击继电保护定值可视化符号表格，表格所有内容显示出来（使用滚动条），如图2所示；并增加两个按钮（确定和取消）。表格中，各行信息数据、表格归属、表格行“显示属性”等可进行编辑或修改。点击“确定”按钮保存编辑、修改的内容；点击“取消”按钮放弃编辑、修改的内容。点击“确定”按钮后，或点击“取消”按钮后，或进入编辑模式后鼠标不双击继电保护定值可视化符号表格范围内任何地方，则显示的继电保护定值可视化符号表格是表格的显示形式定义的表格内容（其“显示属性”值为选择项“是”）；

6.浏览模式下，只能浏览继电保护定值可视化符号表格，无法对继电保护定值可视化符号表格进行任何编辑、修改操作（双击继电保护定值可视化符号表格，没有任何响应）；浏览的继电保护定值可视化符号表格是表格的显示形式定义的表格内容；

7.调试模式下，鼠标双击继电保护定值可视化符号表格范围内任何地方，显示继电保护定值可视化符号表格的调试形式内容，如图4所示；可以编辑、修改“整定值”内容；点击“刷新”按钮读取设备中运行的定值数值并显示在表格列“运行值”中，点击“整定”按钮下载编辑、修改后的“整定值”数值，并启用运行，点击“取消”按钮放弃编辑、修改的内容。点击“刷新”按钮后，显示的继电保护定值可视化符号表格是表格的调试形式定义的表格内容（列包括变量名称、运行值、整定值，按钮（刷新、整定和取消）。如图4所示。）；点击“整定”按钮后，或点击“取消”按钮后，或进入调试模式后鼠标不双击继电保护定值可视化符号表格范围内任何地方，则显示的继电保护定值可视化符号表格是表格的显示形式定义的表格内容；

8.编辑模式下，选择菜单“生成代码”，生成：定值变量赋值程序（如，cfp_setting.c）、供继电保护装置本身配置的显示屏显示特点格式的文件（如，LCD_Config.TXT）、供继电保护装置程序运行使用的数据配置文件（如，Config.TXT）、供远动通信的IEC870-5-103信息文档（如，IEC103_Device.TXT，符合IEC870-5-103规约规定）、和供远动通信的IEC61850信息文档（如，IEC61850_Device.cid文档，符合IEC61850规约规定）；

9.编辑模式下，选择菜单“编译代码”，生成定值变量赋值适用CPU运行的机器运行代码。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种继电保护定值可视化方法，其特征在于：设计继电保护定值可视化符号，实现定值变量的赋值，生成供继电保护装置本身配置使用的显示屏显示特点格式的文件，生成供继电保护装置程序运行使用的数据配置文件，生成供远动通信使用的信息文档；

所述继电保护定值可视化符号采用如下两种形式中的任一种：

第一种，继电保护定值可视化符号是一个可视化程序符号，由图形、文字、数字、数值和属性组成，包含以下内容：

a)包含定值变量名称和数值，并对定值变量进行赋值；

b)包含供继电保护装置本身配置的显示屏显示使用的所有信息，并生成供继电保护装置本身配置使用的显示屏显示特点格式的文件；

c)包含供继电保护装置程序运行的数据配置使用的所有信息，并生成供继电保护装置程序运行使用的数据配置文件；

d)包含供远动通信使用的IEC 870-5-103信息使用的所有信息，并生成供远动通信使用的IEC 870-5-103信息文档；

e)包含供远动通信使用的IEC 61850信息使用的所有信息，并生成供远动通信使用的IEC 61850信息文档；

第二种，继电保护定值可视化符号是多组表格，每组表格由多个表格组成，每个表格由行、列以及表格归属组成；每个表格中的列，包括中文定值名称、英文定值名称、定值变量名称、整定值、量纲、最大值、最小值、整定最小步长、数据格式和远动属性，且在每列项下附属有显示属性，该显示属性为“是”或“否”的选择项；每个表格中的行为继电保护定值；每个表格中的表格归属包括名称、中文描述、英文描述、逻辑节点和逻辑节点描述，相同的表格归属将分布在不同表格中的定值归为同一个组。

2.如权利要求1所述的一种继电保护定值可视化方法，其特征在于：所述继电保护定值可视化符号表格有三种可视表现形式，编辑形式、显示形式和调试形式；其中，编辑形式为显示表格的所有内容，包括所有行、所有列和表格归属，并显示每列的显示属性；显示形式仅显示表格中的部分列内容、所有行和表格归属；调试形式为显示变量名称、运行值、整定值和按钮，所述按钮包括“刷新”、“整定”和“取消”三个功能按钮。

3.如权利要求1所述的一种继电保护定值可视化方法，其特征在于：编程可视化工具有三种模式：浏览模式、编辑模式和调试模式；在浏览模式下，显示表格的显示形式定义的表格内容，只能浏览继电保护定值可视化符号表格，不能对继电保护定值可视化符号表格进行任何编辑、修改操作；在编辑模式下，能够编辑、修改表格内各项可编辑内容；在调试模式下，显示继电保护定值可视化符号表格的调试形式内容，能够编辑、修改“整定值”内容。

4.如权利要求1所述的一种继电保护定值可视化方法，其特征在于：能够执行生成代码和编译代码工作；生成代码后的产物为，定值变量赋值程序语句代码、供继电保护装置本身配置的显示屏显示特点格式的文件、供继电保护装置程序运行使用的数据配置文件、供远动通信的IEC 870-5-103信息文档和供远动通信的IEC 61850信息文档；

编译代码后的产物为，定值变量赋值语句编译为适用CPU运行的机器运行代码。

5.如权利要求4所述的一种继电保护定值可视化方法，其特征在于：所述供继电保护装置本身配置的显示屏显示特点格式的文件，定值名称、定值数值、定值数值在显示屏上的显示格式、单位量纲分别来自继电保护定值可视化符号表格中列“中文定值名称”或“英文定值名称”、“整定值”、“数据格式”及“量纲”；供继电保护装置程序运行使用的数据配置文件，所使用数据内容均来自继电保护定值可视化符号表格；供远动通信的IEC 870-5-103信息文档，继电保护定值可视化符号表格中列“远动属性”值为“是”的定值进入该文档；供远动通信的IEC 870-5-103信息文档，采用IEC 870-5-103规约的通用分类服务来实现定值的远方传送，定值组来自继电保护定值可视化符号表格归属的“名称”；供远动通信的IEC 61850信息文档，继电保护定值可视化符号表格中列“远动属性”值为“是”的定值进入该文档，逻辑节点LN来自继电保护定值可视化符号表格归属的“逻辑节点”，且逻辑节点下的数据对象DO来自继电保护定值可视化符号表格中的定值，DO name取自继电保护定值可视化符号表格中列的“定值变量名称”。

6.如权利要求4所述的一种继电保护定值可视化方法，其特征在于：所述定值变量赋值语句，代码变量名、所赋的数值分别来自继电保护定值可视化符号表格中列“定值变量名称”、“整定值”。